ГЭСН 05-03-031-37: Устройство свай Jet1 в несвязных грунтах

Введение: ГЭСН 05-03-031-37 – Основа для струйной цементации

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-37 регламентирует затраты ресурсов на устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet 1) в несвязных грунтах. Эта норма применяется для свай длиной свыше 20 метров и диаметром от 800 до 900 мм. Она является частью Сборника 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" и относится к таблице 05-03-031 "Крепление грунта методом струйной цементации вертикальными грунтоцементными сваями".

Струйная цементация грунтов, известная также как Jet Grouting, представляет собой современную геотехническую технологию, предназначенную для укрепления слабых, обводненных или нестабильных грунтов. Основная цель применения этой технологии – повышение несущей способности грунтового основания, снижение его водопроницаемости и уменьшение деформаций. Метод Jet 1, или однокомпонентная технология, предполагает разрушение структуры грунта и его одновременное перемешивание с цементным раствором, подаваемым под высоким давлением через сопла бурового монитора. В результате формируются грунтоцементные сваи (или колонны), обладающие значительно улучшенными прочностными и деформационными характеристиками по сравнению с исходным грунтом.

Норма 05-03-031-37 особенно актуальна для крупных инфраструктурных проектов, строительства высотных зданий, усиления фундаментов при реконструкции, устройства противофильтрационных завес, а также при ограждении котлованов в сложных инженерно-геологических условиях, где преобладают несвязные грунты. Единицей измерения в данной норме является 100 метров готовых свай, что позволяет сметчикам точно рассчитывать ресурсные затраты на большие объемы работ.

Техническая информация: Детальный анализ нормы

Состав работ по норме 05-03-031-37

Состав работ, учтенный в ГЭСН 05-03-031-37, включает три основных технологических операции, которые обеспечивают полный цикл устройства грунтоцементных свай методом Jet 1:

1. Приготовление раствора. Этот этап является критически важным для качества будущих грунтоцементных свай. Он включает в себя дозирование и смешивание портландцемента, воды и, при необходимости, специальных добавок. Раствор готовится до однородной консистенции в специальных смесительных установках и затем перекачивается в накопительные емкости, откуда он будет подаваться к насосам высокого давления. От качества приготовления раствора напрямую зависят прочностные и противофильтрационные характеристики формируемого грунтоцемента. Важно отметить, что расход цемента и добавок определяется проектной документацией и не нормируется напрямую в данной ГЭСН, а учитывается дополнительно.

2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс струйной цементации. Он начинается с бурения лидерной скважины малого диаметра (обычно 100-130 мм) до проектной отметки. После достижения заданной глубины, через сопла, расположенные в нижней части буровой колонны (монитора), под высоким давлением (до 40-50 МПа, или 400-600 атмосфер) подается цементный раствор. Одновременно с подачей раствора буровая колонна медленно поднимается с вращением. Высокая кинетическая энергия струи разрушает структуру грунта, а цементный раствор перемешивается с частицами грунта, образуя грунтоцемент. Излишки грунтоцементной смеси выходят на поверхность по затрубному пространству. Для данной нормы характерны сваи длиной свыше 20 м и диаметром от 800 до 900 мм, что достигается за счет оптимального подбора параметров нагнетания (давления, расхода раствора, скорости подъема и вращения колонны) и свойств несвязных грунтов.

3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот заключительный этап необходим для поддержания работоспособности дорогостоящего оборудования. После завершения формирования свай, система подачи раствора, насосы высокого давления, шланги и буровая колонна тщательно промываются водой для удаления остатков цементного раствора и предотвращения его затвердевания внутри оборудования. Это обеспечивает долговечность и надежность работы комплексов машин для струйной цементации.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-37 учитывает следующие основные ресурсы на 100 метров готовых свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 25.78 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.21 чел.-ч

• Общие трудозатраты составляют 25.99 чел.-ч. Средний разряд рабочих, выполняющих данные работы, рассчитывается как (25.78 * 4 + 0.21 * 2) / 25.99 ≈ 3.98. Это отражает высокую квалификацию, необходимую для управления сложным оборудованием и контроля технологического процесса.

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии однокомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 12.52 маш.-ч. Это основное оборудование, включающее буровую установку, насосы высокого давления, смесительные установки и силосы для цемента. Указанная глубина бурения до 70 м подтверждает возможность применения нормы для свай длиной свыше 20 м.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.1 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, подачи материалов и вспомогательных операций на площадке.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.08 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов, оборудования и вывоза излишков грунтоцемента с объекта.

• Материалы:

• Добавка для струйной цементации: Расход определяется проектной документацией. Добавки могут улучшать реологические свойства раствора, ускорять или замедлять схватывание, повышать прочность грунтоцемента.

• Портландцементы бездобавочные: Расход также определяется проектом. Цемент является основным вяжущим компонентом, формирующим прочный грунтоцементный массив.

• Вода: 0 м3 (в данной норме). Хотя в норме указано 0 м3, вода является неотъемлемым компонентом цементного раствора и используется для промывки оборудования. Ее расход, как правило, учитывается в составе цементного раствора или как вспомогательный ресурс, определяемый проектом.

Требования к квалификации

Высокая сложность и ответственность работ по струйной цементации требуют привлечения квалифицированного персонала. Норма предусматривает участие рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочие 4-го разряда, как правило, выполняют основные операции по управлению буровыми комплексами и контролю за процессом цементации, а рабочие 2-го разряда – вспомогательные работы, такие как приготовление раствора, обслуживание оборудования и уборка.

Практическое применение: Расчет и особенности

Пошаговый алгоритм расчета по ГЭСН 05-03-031-37

Для корректного применения нормы 05-03-031-37 при составлении сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Прежде всего, необходимо точно определить общую длину грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в метрах, исходя из проектной документации. Убедитесь, что все сваи соответствуют параметрам нормы: несвязные грунты, длина свыше 20 м, диаметр свыше 800 до 900 мм.

2. Перевод объема в единицы измерения нормы: Поскольку единица измерения нормы – 100 метров, полученный общий объем работ в метрах необходимо разделить на 100. Например, если общая длина свай составляет 1500 метров, то объем работ по норме будет 1500 / 100 = 15 единиц.

3. Расчет ресурсных затрат: Умножьте полученное количество единиц на ресурсные показатели, указанные в норме для трудозатрат рабочих, машино-часов строительных машин и механизмов. Например, для 15 единиц нормы, трудозатраты рабочего 4 разряда составят 15 * 25.78 = 386.7 чел.-ч.

4. Учет материалов: Отдельно от нормы, на основании проектной документации, определите необходимый расход портландцемента бездобавочного и добавок для струйной цементации. Эти материалы являются основными компонентами раствора и их количество напрямую зависит от объема и характеристик свай, а также от свойств грунта.

5. Применение текущих цен: Полученные объемы ресурсов (чел.-часы, маш.-часы, тонны/м3 материалов) умножаются на их текущие сметные цены. Эти цены могут быть получены из федеральных, территориальных или индивидуальных сборников текущих цен на ресурсы.

6. Учет накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам (заработная плата рабочих, стоимость эксплуатации машин, стоимость материалов) добавляются накладные расходы и сметная прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями по определению сметной стоимости строительства.

7. Корректирующие коэффициенты: В случае особых условий производства работ (например, при необходимости дополнительной перекачки раствора, работе в стесненных условиях и т.д.), к нормам могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к Сборнику ГЭСН 05 или другими нормативными документами.

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-37 применяется в различных сценариях геотехнического строительства:

• Усиление фундаментов существующих зданий: Когда несущая способность грунтов под существующими фундаментами недостаточна или требуется увеличение нагрузок на них (например, при надстройке этажей), устройство грунтоцементных свай методом Jet 1 позволяет создать прочное и стабильное основание без значительных динамических воздействий на существующие конструкции.
• Создание противофильтрационных завес: В условиях высокого уровня грунтовых вод или при необходимости изоляции котлованов от притока воды, грунтоцементные сваи, расположенные вплотную друг к другу (в виде "стены в грунте"), формируют эффективную противофильтрационную завесу, снижая водопроницаемость грунта.
• Ограждение котлованов: При разработке глубоких котлованов в несвязных, водонасыщенных грунтах, грунтоцементные сваи могут использоваться для создания устойчивого ограждения, предотвращающего обрушение стенок и осыпание грунта.
• Укрепление слабых оснований для дорог и мостов: На участках со слабыми несвязными грунтами, где требуется высокая несущая способность для транспортных сооружений, струйная цементация позволяет создать надежное основание.

Особенности и ограничения

Применение нормы 05-03-031-37 имеет ряд важных особенностей и ограничений, которые сметчику необходимо учитывать:

• Тип грунтов: Норма предназначена исключительно для несвязных грунтов. Хотя технология Jet Grouting универсальна и может применяться в различных типах грунтов (песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых), эффективность и параметры Jet 1 в связных грунтах могут отличаться, требуя применения других норм или корректирующих коэффициентов.
• Длина и диаметр свай: Норма строго привязана к сваям длиной свыше 20 м и диаметром свыше 800 до 900 мм. Использование ее для свай с иными параметрами недопустимо без соответствующих обоснований и применения других норм из той же таблицы ГЭСН 05-03-031.
• Однокомпонентная технология (Jet 1): Данная норма учитывает затраты только для технологии Jet 1, при которой разрушение грунта и его цементация достигаются высокоэнергетической струей цементного раствора. Если проект предусматривает двухкомпонентную (Jet 2, с использованием сжатого воздуха) или трехкомпонентную (Jet 3, с использованием воды и воздуха) технологии, необходимо применять другие нормы, например, из той же таблицы 05-03-031, но с соответствующими шифрами для Jet 2.
• Расход цемента и добавок: Как уже упоминалось, расход портландцемента и добавок не включен в прямые ресурсные показатели нормы и определяется на основании проектной документации. Это связано с тем, что их количество сильно варьируется в зависимости от свойств грунта, требуемой прочности грунтоцемента и конкретного состава раствора.
• Дополнительная перекачка раствора: Нормами учтены затраты без дополнительной перекачки раствора. Если по условиям объекта требуется промежуточная перекачка раствора двумя последовательно расположенными нагнетательными установками, к нормам эксплуатации машин применяются повышающие коэффициенты, указанные в приложениях к Сборнику ГЭСН 05.

Полезная информация: Советы и типичные ошибки

Типичные ошибки и как их избежать

Применение ГЭСН 05-03-031-37 требует внимательности и понимания технологических нюансов. Вот наиболее распространенные ошибки, которые допускают сметчики, и рекомендации по их предотвращению:

1. Неправильное определение типа грунта: Самая частая ошибка – применение данной нормы для связных грунтов (глины, суглинки) без должного обоснования или корректировки. Норма 05-03-031-37 четко указывает на несвязные грунты. В связных грунтах эффективность Jet 1 может быть ниже, а диаметр свай меньше, что требует либо применения других норм, либо обоснования корректирующих коэффициентов. Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими изысканиями.

2. Игнорирование параметров свай (длина, диаметр): Норма строго привязана к длине свыше 20 м и диаметру свыше 800 до 900 мм. Использование ее для свай меньшей длины или другого диаметра приведет к завышению или занижению сметной стоимости. Внимательно выбирайте соответствующую норму из таблицы 05-03-031, которая содержит расценки для различных длин и диаметров.

3. Неучет расхода цемента и добавок: Многие сметчики забывают, что портландцемент и добавки не включены в прямые ресурсные показатели данной нормы. Их расход должен быть определен по проектной документации и добавлен в смету отдельными строками. Игнорирование этого приведет к существенному занижению стоимости работ.

4. Неправильное применение коэффициентов: Неучет или некорректное применение коэффициентов, предусмотренных общими положениями Сборника ГЭСН 05 (например, для работы в стесненных условиях, при дополнительной перекачке раствора), может исказить сметную стоимость. Всегда изучайте общие положения к сборнику, чтобы учесть все специфические условия объекта.

5. Отсутствие контроля качества: Хотя это не ошибка сметчика напрямую, отсутствие должного контроля качества на всех этапах производства работ (от приготовления раствора до формирования свай) может привести к несоответствию фактических характеристик грунтоцемента проектным, что в конечном итоге повлияет на стоимость и безопасность объекта.

Практические советы для сметчиков

• Глубокое изучение проекта: Всегда начинайте с детального изучения проектной документации, особенно разделов, касающихся инженерно-геологических изысканий и технологии устройства свай. Это поможет правильно определить тип грунта, требуемые параметры свай и технологию цементации.
• Взаимодействие с проектировщиками: При возникновении вопросов по расходу цемента, добавок или применению специфических коэффициентов, не стесняйтесь обращаться к проектировщикам для получения разъяснений и исходных данных.
• Опытные участки: В сложных геологических условиях или при использовании новых составов раствора, рекомендуется предусматривать в смете затраты на устройство опытных участков. Это позволяет отработать технологические режимы и подтвердить достижение проектных характеристик грунтоцемента, что в конечном итоге снижает риски и оптимизирует расход материалов.
• Мониторинг рынка: Следите за актуальными ценами на цемент, добавки и эксплуатацию специализированного оборудования, так как эти позиции могут значительно влиять на итоговую стоимость.
• Использование специализированного ПО: Применение современного сметного программного обеспечения значительно упрощает расчеты и снижает вероятность ошибок, а также позволяет оперативно применять актуальные индексы пересчета.

Связанные нормы

Для полного понимания контекста и выбора наиболее подходящей нормы, сметчику полезно знать другие нормы из Сборника ГЭСН 05, особенно из таблицы 05-03-031, а также смежные работы:

• Нормы для струйной цементации Jet 1 с другими параметрами:

• Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (jet1) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: до 500 мм – для свай меньшей длины и диаметра.

• Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (jet1) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром: свыше 700 до 800 мм – для свай той же длины, но меньшего диаметра.

• Вся таблица ГЭСН 05-03-031 содержит нормы, варьирующиеся по длине (до 10 м, свыше 10 до 20 м, свыше 20 м) и диаметру (до 500 мм, свыше 500 до 600 мм, свыше 600 до 700 мм, свыше 700 до 800 мм, свыше 800 до 900 мм, свыше 900 до 1000 мм и т.д.), а также для двухкомпонентной технологии (Jet 2).

• Нормы для двухкомпонентной технологии (Jet 2):

• Например, нормы, начинающиеся с Роторное бурение лидерных скважин с прямой промывкой, при двухкомпонентной технологии (jet2) в грунтах 1-2 групп – эти нормы описывают работы с использованием дополнительной подачи сжатого воздуха, что позволяет получать сваи большего диаметра (до 2 м в песках).

• Нормы на буронабивные сваи:

• Устройство железобетонных буронабивных свай диаметром до 820 мм с бурением скважин ударно-канатным способом – могут рассматриваться как альтернатива или дополнение в зависимости от инженерно-геологических условий и проектных решений.

• Общие положения Сборника ГЭСН 05:

• Всегда обращайтесь к общим положениям Сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" для получения информации о применении коэффициентов, учете специфических условий и прочих нюансах, влияющих на сметную стоимость.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным требованиям, при выполнении работ по ГЭСН 05-03-031-37 необходимо уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Контроль качества используемых материалов: Проверка соответствия цемента, воды и добавок требованиям проекта и нормативных документов.
• Контроль параметров бурения: Точность расположения скважин, их глубина и вертикальность.
• Контроль технологических режимов: Соблюдение заданного давления нагнетания раствора, скорости подъема и вращения буровой колонны. Эти параметры критически важны для формирования свай требуемого диаметра и прочности.
• Контроль качества грунтоцемента: Отбор образцов грунтоцемента (кернов) из готовых свай для лабораторных испытаний на прочность и деформационные характеристики. Это позволяет подтвердить достижение проектных показателей.
• Контроль габаритов и отклонений свай: Проверка фактического диаметра и геометрии сформированных грунтоцементных свай.

Тщательное соблюдение всех этих аспектов позволит обеспечить высокое качество работ и корректное сметное ценообразование по норме ГЭСН 05-03-031-37.