ГЭСН 05-03-031-49: Устройство свай Jet2 в связных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-49 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма относится к двухкомпонентной технологии (Jet2) и применяется для свай, формируемых в связных грунтах, при длине свыше 10 до 20 метров и диаметре от 1200 до 1300 мм.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 05-03-031-49 предназначена для определения потребности в ресурсах (трудозатраты рабочих, время эксплуатации строительных машин и механизмов, материальные ресурсы) при выполнении работ по устройству грунтоцементных свай. Метод струйной цементации (Jet Grouting) широко используется для укрепления слабых и водонасыщенных грунтов, повышения их несущей способности, снижения водопроницаемости, а также для устройства противофильтрационных завес, усиления фундаментов при реконструкции и ограждения котлованов.

Основные характеристики

• Код нормы: 05-03-031-49
• Полное наименование: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в связных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: → свыше 1200 до 1300 мм
• Единица измерения: 100 м (сто погонных метров свай)
• Тип работ: ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы)
• Категория: 05-03-031 (Устройство свай методом струйной цементации)
• Обоснование: НР: Пр/812-005.3, СП: Пр/774-005.3

Двухкомпонентная технология (Jet2) отличается от однокомпонентной (Jet1) тем, что для увеличения длины водоцементной струи и, соответственно, диаметра формируемой сваи, используется энергия сжатого воздуха. Это позволяет создавать грунтоцементные элементы значительно большего диаметра, чем при Jet1. Прочность получаемого грунтоцемента в связных грунтах (глинах) обычно составляет от 1 до 3 МПа, а модуль деформации может варьироваться от 50 до 5000 МПа в зависимости от типа грунта.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-03-031-49 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай по технологии Jet2. Согласно описанию, в состав работ входят:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя доставку и хранение цемента и добавок, их дозирование и смешивание с водой для получения цементного раствора требуемой консистенции. Для этого используются специализированные смесительные установки.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс, который включает в себя несколько ключевых операций:

• Бурение лидерной скважины: Сначала буровая установка создает пилотную скважину до проектной отметки.
• Погружение и подъем буровой колонны: В скважину опускается буровая колонна с монитором, оснащенным соплами. Затем колонна поднимается с одновременным вращением.
• Нагнетание раствора и воздуха: Через двойные полые штанги монитора под высоким давлением (до 40-50 МПа) подается цементный раствор, а по внешним штангам – сжатый воздух. Высокоэнергетическая струя разрушает и перемешивает грунт с цементным раствором, формируя грунтоцементную сваю. Часть размытого грунта выносится на поверхность.
• Армирование (при необходимости): Хотя норма напрямую не указывает армирование, в некоторых случаях в незатвердевшую грунтобетонную колонну может быть погружен армирующий элемент (арматурный каркас) для повышения несущей способности.

3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот этап необходим для очистки буровых штанг, монитора, насосов и других элементов системы от остатков цементного раствора, предотвращая их затвердевание и выход оборудования из строя.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-03-031-49 требуются следующие основные ресурсы:

• Трудозатраты рабочих:
• Рабочий 4 разряда: 59.12 чел.-ч на 100 м
• Рабочий 2 разряда: 0.58 чел.-ч на 100 м
• Машины и оборудование:
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 28.7 машино-часов на 100 м. Эти комплексы включают буровые установки, высоконапорные насосы, смесительные станции и силосы для цемента.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.28 машино-часов на 100 м. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, подачи арматурных каркасов (при наличии) и других вспомогательных операций.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.23 машино-часов на 100 м. Применяются для транспортировки материалов и оборудования на строительной площадке.
• Материалы:
• Вода: 0 м3 на 100 м. (Примечание: Хотя в данной норме указан расход воды 0 м3, вода является неотъемлемым компонентом цементного раствора. Ее расход, вероятно, учтен в составе работы комплексов машин или определяется отдельно в зависимости от рецептуры раствора.)
• Добавка для струйной цементации: (расход не указан в данной норме). Добавки используются для улучшения свойств цементного раствора, таких как текучесть, время схватывания и прочность грунтоцемента.
• Портландцементы бездобавочные: (расход не указан в данной норме). Цемент является основным вяжущим материалом для формирования грунтоцементных свай. Его расход является критически важным параметром, влияющим на прочность грунтоцемента. Фактический расход цемента определяется проектом и опытными работами.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих по норме 05-03-031-49 составляют 59.12 чел.-ч для рабочего 4 разряда и 0.58 чел.-ч для рабочего 2 разряда на каждые 100 погонных метров свай. Суммарные трудозатраты составляют 59.7 чел.-ч на 100 м. Это отражает средний уровень затрат труда, необходимый для выполнения полного комплекса работ, включая подготовку, формирование свай и очистку оборудования. Время выполнения работ напрямую зависит от объема работ, количества задействованной техники и квалификации персонала.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по струйной цементации требуются квалифицированные специалисты. Рабочие 4 разряда, указанные в норме, должны обладать опытом работы с буровым оборудованием, знанием технологии Jet Grouting, умением работать с цементными растворами и соблюдать требования безопасности. Операторы комплексов машин должны иметь соответствующую подготовку и допуск к работе со специализированной техникой для струйной цементации.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение ГЭСН 05-03-031-49 в сметной документации осуществляется по следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Прежде всего, необходимо точно определить объем работ в погонных метрах свай, подлежащих устройству по технологии Jet2, с учетом их длины (свыше 10 до 20 м) и диаметра (свыше 1200 до 1300 мм) в связных грунтах. Этот объем должен быть обоснован проектной документацией.
2. Приведение объема к единице измерения нормы: Поскольку норма установлена на 100 м, фактический объем работ необходимо разделить на 100. Например, если требуется устроить 500 м свай, то расчетный объем для нормы составит 500 / 100 = 5 единиц измерения нормы.
3. Расчет потребности в ресурсах: Умножить количество ресурсов, указанных в норме (трудозатраты рабочих, машино-часы, расход материалов), на полученный расчетный объем. Например, для 500 м свай потребуется 59.12 чел.-ч * 5 = 295.6 чел.-ч рабочего 4 разряда.
4. Учет неучтенных ресурсов: Обратить внимание на материалы, расход которых не указан напрямую в данной норме (например, цемент, добавки). Их количество должно быть определено на основе проектных данных, технологических карт или других нормативных документов, регулирующих расход вяжущих материалов для струйной цементации.
5. Применение поправочных коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (например, стесненные условия, особые грунтовые условия, работа в зимнее время) могут применяться соответствующие поправочные коэффициенты к нормам затрат труда и эксплуатации машин. Эти коэффициенты регламентируются общими положениями к сборникам ГЭСН и методическими рекомендациями.

Примеры использования

Норма ГЭСН 05-03-031-49 применяется в различных строительных проектах, где требуется усиление грунтов или создание противофильтрационных завес в связных грунтах:

• Усиление фундаментов существующих зданий: При реконструкции или надстройке зданий, когда требуется увеличить несущую способность основания, грунтоцементные сваи Jet2 могут быть использованы для создания нового, более прочного фундамента или усиления существующего.
• Ограждение котлованов: Для обеспечения устойчивости стенок глубоких котлованов, особенно в условиях слабых или водонасыщенных связных грунтов, могут устраиваться грунтоцементные стены из свай Jet2.
• Устройство противофильтрационных завес: В гидротехническом строительстве или при защите от проникновения грунтовых вод, сплошные или пересекающиеся ряды грунтоцементных свай Jet2 создают водонепроницаемые барьеры.
• Повышение устойчивости склонов и откосов: На участках со слабыми грунтами, подверженными оползням или деформациям, Jet2 сваи могут быть использованы для стабилизации грунтового массива.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма 05-03-031-49 специально предназначена для связных грунтов (глины, суглинки). При работе в других типах грунтов (например, песчаных) или при использовании других технологий струйной цементации (Jet1, Jet3) следует применять соответствующие нормы.
• Длина и диаметр свай: Норма строго регламентирует длину (свыше 10 до 20 м) и диаметр (свыше 1200 до 1300 мм) свай. Для свай других размеров необходимо использовать другие позиции из таблицы ГЭСН 05-03-031.
• Опытные работы: Для определения оптимальных технологических параметров (давление нагнетания, расход раствора, скорость подъема и вращения монитора) и достижения требуемых прочностных характеристик грунтоцемента, рекомендуется проведение опытных работ на объекте.
• Контроль качества: Прочность и сплошность грунтоцементных свай должны контролироваться в соответствии с проектными требованиями и нормативными документами, такими как СП 291.1325800.2017.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

При работе с ГЭСН 05-03-031-49 и составлении сметной документации по струйной цементации часто встречаются следующие ошибки:

1. Неправильное определение типа грунта: Применение данной нормы для несвязных грунтов или грунтов, не соответствующих категории "связные", приведет к некорректному расчету ресурсов и стоимости. Всегда основывайтесь на данных инженерно-геологических изысканий.
2. Игнорирование проектных размеров свай: Использование нормы 05-03-031-49 для свай с длиной или диаметром, выходящими за установленные пределы, является грубой ошибкой. Внимательно проверяйте проектные данные и выбирайте соответствующую норму из таблицы 05-03-031.
3. Неучет расхода цемента и добавок: Несмотря на то, что в данной конкретной строке нормы расход цемента и добавок не указан, эти материалы являются основными и их количество должно быть учтено в смете. Отсутствие этих позиций приведет к занижению стоимости работ. Расход цемента может быть значительным (например, 350-400 кг на метр закрепления для Jet1, для Jet2 может быть иным, но также существенным).
4. Неправильное применение поправочных коэффициентов: Некорректное использование или игнорирование коэффициентов, учитывающих специфические условия производства работ (например, стесненность, зимние условия), может привести к существенным отклонениям в смете.
5. Отсутствие детального проекта: Составление сметы без полного комплекта проектной документации, включая технологические карты и спецификации, является одной из самых частых причин ошибок и разногласий.
6. Завышение или занижение объемов работ: Ошибки в расчете фактических объемов работ или намеренное их искажение приводят к финансовым потерям и конфликтам.

Практические советы

• Тщательное изучение проекта: Всегда начинайте с детального изучения проектной документации, инженерно-геологических отчетов и технологических карт. Это позволит точно определить тип грунтов, требуемые параметры свай и условия производства работ.
• Актуализация нормативной базы: Используйте только актуальные версии ГЭСН и методических рекомендаций. Нормативные документы регулярно обновляются.
• Учет всех сопутствующих работ: Помимо основных операций, предусмотренных нормой, учитывайте вспомогательные работы, такие как устройство временных дорог, водоотлив, утилизация выбуренного грунта и пульпы, контроль качества. Некоторые из них могут быть учтены дополнительными нормами.
• Консультации со специалистами: В случае сомнений по применению нормы или особенностям технологии Jet Grouting, не стесняйтесь обращаться к опытным инженерам-геотехникам и сметчикам.
• Документирование опытных работ: Если на объекте проводятся опытные работы для уточнения параметров цементации, тщательно документируйте их результаты. Эти данные будут служить обоснованием для фактического расхода материалов и корректировки технологических процессов.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-03-031-49 могут быть полезны следующие нормативные документы и связанные нормы:

• СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования": Этот свод правил устанавливает основные требования к проектированию грунтоцементных конструкций, выполненных методом струйной цементации, и является основополагающим документом для понимания технологии и требований к конечному результату.
• Другие нормы из таблицы 05-03-031: В этой же таблице содержатся нормы для устройства свай методом струйной цементации Jet2 с другими длинами и диаметрами (например, ГЭСН 05-03-031-46, ГЭСН 05-03-031-50 и т.д.), а также для других технологий (Jet1, Jet3), которые могут применяться в зависимости от проектных решений и грунтовых условий.
• ГЭСН 81-02-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов": Общий сборник ГЭСН, в котором содержатся общие положения и технические части, применимые ко всем нормам раздела 05, включая правила учета различных групп грунтов и применения коэффициентов.

Контрольные моменты

Контроль качества при устройстве грунтоцементных свай методом струйной цементации является критически важным для обеспечения надежности и долговечности конструкции. Основные контрольные моменты включают:

• Контроль параметров цементации: Давление нагнетания раствора и воздуха, расход раствора, скорость подъема и вращения буровой колонны должны соответствовать проектным и опытным данным.
• Контроль качества цементного раствора: Проверка соответствия состава раствора, его плотности и вязкости установленным требованиям.
• Контроль сплошности и прочности грунтоцементных свай: После затвердевания грунтоцемента проводятся испытания для определения его прочностных и деформационных характеристик. Могут применяться различные методы, включая сейсмоакустический метод, отбор образцов и испытания на одноосное сжатие.
• Геометрический контроль: Проверка соответствия фактического диаметра и длины свай проектным значениям.
• Документирование: Ведение исполнительной документации, отражающей все этапы работ, использованные материалы, параметры цементации и результаты контроля качества.

Соблюдение этих контрольных требований гарантирует, что грунтоцементные сваи будут соответствовать проектным характеристикам и обеспечат надежность строительного объекта.