ГЭСН 05-03-031-47: Устройство свай Jet2 в связных грунтах

Введение

Норма ГЭСН 05-03-031-47 является ключевым элементом для сметного расчета работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2). Эта технология широко применяется для укрепления слабых грунтов, усиления фундаментов и устройства противофильтрационных завес, особенно в условиях плотной городской застройки, где недопустимы вибрационные и ударные нагрузки.

Данная норма предназначена для определения потребности в ресурсах при выполнении работ по формированию вертикальных грунтоцементных свай в связных грунтах. Она охватывает специфический диапазон геометрических параметров: длина свай должна быть свыше 10 до 20 метров, а их диаметр – свыше 1000 до 1100 мм.

Метод Jet2 отличается от однокомпонентной технологии (Jet1) тем, что для разрушения и перемешивания грунта с цементным раствором используется дополнительная энергия сжатого воздуха, подаваемого через двойные полые штанги. Это позволяет увеличить диаметр получаемых свай и повысить эффективность закрепления грунта.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-03-031-47 включает в себя полный комплекс основных операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай по технологии Jet2. Состав работ детализирует ключевые этапы процесса:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя все операции по подготовке цементного раствора, который будет нагнетаться в грунт. Это подразумевает дозирование цемента, воды и, при необходимости, специальных добавок, а также их тщательное перемешивание до получения однородной суспензии требуемой консистенции. Качество раствора напрямую влияет на прочностные характеристики будущей сваи.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс, при котором происходит разрушение грунта высоконапорной струей цементного раствора и сжатого воздуха с одновременным перемешиванием грунта с цементным раствором "mix-in-place" (перемешивание на месте). Работы выполняются путем бурения лидерных скважин и последующего подъема буровых штанг с одновременной подачей раствора под высоким давлением (40-50 МПа) через сопла монитора. В результате образуется грунтоцементная колонна (свая), обладающая высокими прочностными и деформационными характеристиками.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот заключительный этап критически важен для поддержания работоспособности дорогостоящего оборудования. Промывка предотвращает затвердевание цементного раствора внутри насосов, шлангов и мониторов, обеспечивая их готовность к дальнейшему использованию и продлевая срок службы.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме 05-03-031-47 предусмотрены следующие основные ресурсы на 100 метров свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 42.64 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.41 чел.-ч Общие трудозатраты составляют 43.05 чел.-ч на 100 метров свай. Рабочий 4 разряда, как правило, управляет специализированными машинами и контролирует процесс цементации, в то время как рабочий 2 разряда выполняет вспомогательные функции.

• Машины и оборудование:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 20.7 маш.-ч. Это ключевое оборудование, обеспечивающее высоконапорную подачу раствора и воздуха, а также контроль за формированием сваи.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.2 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения оборудования и материалов на площадке.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.16 маш.-ч. Применяются для транспортировки вспомогательных материалов и оборудования.

• Материалы:

• Вода: 0 м3

• Добавка для струйной цементации: 0

• Портландцементы бездобавочные: 0

Нулевые значения для воды, добавок и цемента в данной норме указывают на то, что их расход не является фиксированным и должен определяться по проектным данным, исходя из конкретного состава грунтоцементной смеси и требуемых прочностных характеристик. Сметчику необходимо учитывать эти материалы дополнительно, основываясь на проектной документации и технологических картах, где указываются нормы расхода цемента (например, 650-800 кг на метр закрепления) и водоцементного отношения.

Требования к квалификации

Высокая сложность и технологичность работ по струйной цементации требуют от персонала соответствующей квалификации. Основные трудозатраты приходятся на рабочих 4 разряда, что подразумевает наличие у них глубоких знаний и практического опыта в управлении специализированными буровыми комплексами, контроле параметров нагнетания и соблюдении технологических режимов. Рабочие 2 разряда выполняют вспомогательные операции, требующие базовых навыков в строительстве.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения нормы ГЭСН 05-03-031-47 при составлении сметы необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Исходя из проектной документации, определите общую длину всех грунтоцементных свай, подпадающих под данную норму (длина свыше 10 до 20 м, диаметр свыше 1000 до 1100 мм, связные грунты). Суммируйте длины всех таких свай в метрах.
2. Перевод в единицы измерения нормы: Поскольку норма установлена на 100 метров, разделите полученную общую длину свай на 100. Это даст количество единиц измерения нормы. Пример: Если общая длина свай составляет 1500 м, то количество единиц нормы = 1500 м / 100 м = 15 единиц.
3. Расчет затрат ресурсов: Умножьте количество единиц нормы на нормативные показатели расхода каждого ресурса (чел.-ч, маш.-ч) из таблицы нормы. Пример: Для 15 единиц нормы:

• Рабочий 4 разряда: 15 * 42.64 чел.-ч = 639.6 чел.-ч
• Комплексы машин: 15 * 20.7 маш.-ч = 310.5 маш.-ч

4. Учет неучтенных материалов: Отдельно по проектным данным или технологическим картам определите расход цемента, воды и добавок, необходимых для всего объема работ. Эти материалы не учтены напрямую в норме с конкретным расходом и должны быть добавлены в смету по фактическим потребностям проекта.
5. Применение коэффициентов: При необходимости примените повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН, например, для стесненных условий производства работ, работы в зимнее время и т.д.
6. Формирование сметы: Сгруппируйте все рассчитанные затраты в сметной документации, учитывая накладные расходы и сметную прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями.

Примеры использования

Ситуация: Проектом предусмотрено устройство 800 погонных метров грунтоцементных свай методом Jet2 в связных грунтах. Длина свай 15 м, диаметр 1050 мм.

Расчет:

1. Объем работ: 800 м.
2. Количество единиц нормы: 800 м / 100 м = 8 единиц.
3. Расчет ресурсов:

• Рабочий 4 разряда: 8 * 42.64 = 341.12 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 8 * 0.41 = 3.28 чел.-ч
• Комплексы машин для Jet2: 8 * 20.7 = 165.6 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу: 8 * 0.2 = 1.6 маш.-ч
• Автомобили бортовые: 8 * 0.16 = 1.28 маш.-ч

4. Дополнительно в смету будут включены затраты на цемент, воду и добавки согласно проектному расходу (например, 700 кг цемента на 1 м сваи, т.е. 800 м * 700 кг/м = 560 000 кг цемента).

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применима только для связных грунтов (глины, суглинки, супеси). Для несвязных грунтов (пески, супеси) или других типов грунтов используются другие нормы.
• Геометрические параметры: Точное соответствие длины (свыше 10 до 20 м) и диаметра (свыше 1000 до 1100 мм) свай является обязательным условием применения данной нормы. Отклонения требуют использования других норм или разработки индивидуальных расчетов.
• Технология Jet2: Норма учитывает специфику двухкомпонентной технологии. При использовании однокомпонентной (Jet1) или трехкомпонентной (Jet3) технологий необходимо применять соответствующие нормы.
• Неучтенные ресурсы: Важно помнить о необходимости отдельного учета цемента, воды и добавок, которые являются основными материалами для формирования грунтоцементной сваи, но не имеют прямого расхода в данной норме.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы: Одна из самых распространенных ошибок – применение данной нормы для свай с другими геометрическими параметрами (длиной или диаметром) или для других типов грунтов (например, несвязных). Всегда тщательно сверяйте проектные данные с описанием нормы.
2. Игнорирование неучтенных материалов: Забывают включить в смету стоимость цемента, воды и добавок, что приводит к существенному занижению сметной стоимости. Эти материалы должны быть учтены по проектным данным.
3. Ошибка в единице измерения: Норма дана на 100 м, а не на 1 м. Неправильный пересчет может привести к ошибкам в 100 раз. Всегда переводите общий объем работ в метрах в количество "сотен метров".
4. Неучет подготовительных и вспомогательных работ: Норма 05-03-031-47 охватывает только основные работы по формированию сваи. Работы по мобилизации/демобилизации оборудования, устройству временных дорог, площадок, водоотливу, контролю качества и т.д. должны быть учтены отдельно по соответствующим нормам.
5. Неправильная интерпретация "0" расхода: Нулевой расход для материалов не означает их отсутствие, а лишь то, что их количество определяется проектом, а не фиксировано в норме.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите раздел проекта, касающийся фундаментов и закрепления грунтов. Обратите внимание на тип грунтов, точные размеры свай, состав цементного раствора и технологические требования.
• Консультации с технологами: При возникновении сомнений относительно применения нормы или учета специфических материалов, не стесняйтесь консультироваться с инженерами-технологами, специализирующимися на струйной цементации.
• Использование актуальных баз: Всегда используйте актуальные версии ГЭСН и ФЕР, а также последние изменения и дополнения к ним, чтобы избежать ошибок в расчетах.
• Документирование расчетов: Ведите подробную документацию по всем расчетам, обоснованиям и примененным коэффициентам. Это поможет при проверках и согласовании смет.

Связанные нормы

При работе со струйной цементацией могут потребоваться другие нормы из сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" , в зависимости от конкретных условий проекта:

• Нормы для других диаметров и длин свай по технологии Jet2: В таблице 05-03-031 представлены различные нормы для свай Jet2 с отличающимися параметрами длины и диаметра. Например, ГЭСН 05-03-031-41 для свай длиной до 10 м и диаметром свыше 900 до 1000 мм.
• Нормы для Jet2 в несвязных грунтах: Существуют отдельные нормы для применения технологии Jet2 в несвязных грунтах, например, ГЭСН 05-03-031-77 для свай длиной свыше 20 м и диаметром свыше 1500 до 1600 мм.
• Нормы для однокомпонентной технологии (Jet1): Если проектом предусмотрена технология Jet1, следует обращаться к соответствующим нормам, например, ГЭСН 05-03-031-01 для бурения лидерных скважин при Jet1 или ГЭСН 05-03-031-22 для устройства свай Jet1 в несвязных грунтах.
• ГЭСН 05-03-005-01: Укрепление грунта методом устройства горизонтальных грунтоцементных свай по технологии "Jet grouting" может быть использовано для горизонтальных элементов.
• ГЭСН 05-03-030: Данная таблица относится к оголовникам замораживающих колонок, но может быть упомянута в контексте закрепления грунтов.

Контрольные моменты

• Геологические изыскания: Убедитесь, что инженерно-геологические изыскания подтверждают наличие связных грунтов на участке производства работ.
• Качество материалов: Контролируйте качество поставляемого цемента и добавок, а также водоцементное отношение при приготовлении раствора.
• Параметры инъектирования: Отслеживайте давление нагнетания, скорость подъема монитора и частоту вращения, так как эти параметры напрямую влияют на диаметр и прочность грунтоцементной сваи.
• Испытания свай: Предусмотрите в смете затраты на контрольные испытания готовых грунтоцементных свай (например, неразрушающими методами или выборочным отбором кернов) для подтверждения их несущей способности и однородности.
• Исполнительная документация: Требуйте от подрядчика ведения подробной исполнительной документации, включая журналы производства работ, акты скрытых работ и схемы расположения свай.