ГЭСН 05-03-031-50: Устройство свай Jet2 в связных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-50 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай. Эта норма относится к разделу "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" сборника ГЭСН-05 . Она регламентирует применение двухкомпонентной технологии струйной цементации (Jet2) для создания свай в связных грунтах.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 05-03-031-50 предназначена для определения ресурсных затрат (трудозатрат рабочих, времени эксплуатации строительных машин и механизмов, расхода материальных ресурсов) при устройстве грунтоцементных свай методом Jet2. Данная технология применяется для укрепления слабых грунтов, устройства противофильтрационных завес, усиления фундаментов при реконструкции, ограждения котлованов, повышения устойчивости склонов и заполнения карстовых полостей.

Конкретно норма 05-03-031-50 охватывает работы по устройству свай:

• Методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2): Эта технология использует как цементный раствор, так и сжатый воздух для разрушения и перемешивания грунта.
• В связных грунтах: Это означает, что норма применима для глин, суглинков и других грунтов, обладающих связностью.
• Длиной свыше 20 м: Норма учитывает особенности производства работ для глубоких свай.
• Диаметром свыше 800 до 900 мм: Это специфический диапазон диаметров, для которого рассчитаны ресурсные показатели. В рамках таблицы ГЭСН 05-03-031 существуют и другие нормы для свай Jet2 с иными диаметрами, например, 05-03-031-51 (свыше 900 до 1000 мм) и 05-03-031-52 (свыше 1000 до 1100 мм).

Основные характеристики технологии Jet2

Двухкомпонентная технология Jet2 отличается от однокомпонентной (Jet1) тем, что для увеличения радиуса воздействия и эффективности разрушения грунта, помимо цементного раствора, подается сжатый воздух. Это позволяет формировать грунтоцементные колонны значительно большего диаметра: в глинистых грунтах до 1200-1500 мм, а в песчаных – до 1500-2000 мм. Процесс включает бурение лидерной скважины, а затем подъем и вращение буровой колонны с одновременной подачей цементного раствора под высоким давлением (400-450 атм) и сжатого воздуха через двойные полые штанги. Получаемый грунтоцемент обладает высокими прочностными и деформационными характеристиками.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-031-50 включает в себя полный комплекс работ, необходимых для устройства грунтоцементной сваи методом Jet2. Согласно описанию нормы, состав работ включает следующие основные операции:

1. Приготовление раствора. Эта операция подразумевает подготовку цементного раствора необходимой консистенции и состава. Для струйной цементации обычно используются растворы на основе цемента, при необходимости с химическими добавками. Качество раствора напрямую влияет на прочность и долговечность будущей сваи.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это ключевой этап, включающий бурение лидерной скважины до проектной отметки, а затем, при обратном ходе буровой колонны, подачу под высоким давлением цементного раствора и сжатого воздуха через форсунки монитора. Одновременно с подачей раствора и воздуха происходит подъем и вращение колонны, что обеспечивает разрушение грунта и его интенсивное перемешивание с цементным раствором. В результате образуется грунтоцементное тело – свая.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования сваи необходимо тщательно промыть все оборудование, контактировавшее с цементным раствором, чтобы предотвратить его затвердевание и выход из строя. Это включает насосы, шланги, мониторы и буровые штанги.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-50 учитывает следующие основные материальные и технические ресурсы, необходимые для выполнения работ:

• Рабочий 4 разряда: 34.22 чел.-ч. Это основной персонал, выполняющий квалифицированные работы по управлению оборудованием и контролю процесса.
• Рабочий 2 разряда: 0.28 чел.-ч. Вспомогательный персонал, выполняющий подсобные работы.
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 16.61 маш.-ч. Это специализированное буровое оборудование, способное работать с технологией Jet2 на больших глубинах.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.13 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, подачи штанг и других элементов оборудования.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.11 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов, оборудования и персонала на строительной площадке.
• Вода: 0 м3. Указание "0 м3" для воды в данной норме означает, что расход воды, используемой непосредственно в процессе приготовления цементного раствора для струйной цементации, не учтен в данной конкретной позиции. Это может быть связано с тем, что вода для раствора учитывается в составе других норм, например, на приготовление цементных растворов, или ее расход определяется по проектным данным отдельно.
• Добавка для струйной цементации: 0 ч. Аналогично воде, указание "0 ч" для добавки означает, что ее расход не учтен в данной норме. Добавки (например, пластификаторы, ускорители твердения) могут использоваться для улучшения свойств цементного раствора и обычно учитываются по проектным данным.
• Портландцементы бездобавочные: 0 ч. Как и в предыдущих случаях, это означает, что расход цемента, основного компонента для приготовления раствора, не учтен в данной норме. Расход цемента является проектным показателем и зависит от требуемой прочности грунтоцемента и характеристик грунта. Цементы для грунтоцементных конструкций должны соответствовать требованиям нормативных документов.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих, предусмотренные нормой ГЭСН 05-03-031-50, составляют:

• Рабочий 4 разряда: 34.22 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.28 чел.-ч

Суммарные трудозатраты рабочих составляют 34.22 + 0.28 = 34.5 чел.-ч на 100 метров свай. Средний разряд рабочих, выполняющих работы по данной норме, составляет примерно 3.98 (рассчитано как (4 * 34.22 + 2 * 0.28) / 34.5). Эти показатели используются для расчета фонда заработной платы рабочих-строителей при составлении сметы.

Время работы машин и механизмов (маш.-ч) также является важным показателем для определения затрат на эксплуатацию строительной техники. В данной норме учтены:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай: 16.61 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу: 0.13 маш.-ч
• Автомобили бортовые: 0.11 маш.-ч

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству свай методом струйной цементации требуются квалифицированные рабочие. Норма предусматривает участие рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочие 4-го разряда, как правило, управляют сложными буровыми комплексами и контролируют технологический процесс, требующий высокой точности и понимания геотехнических условий. Рабочие 2-го разряда выполняют вспомогательные и подготовительные работы, не требующие высокой квалификации, но важные для обеспечения непрерывности процесса.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 05-03-031-50 в сметном расчете необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема работ: Объем работ по данной норме измеряется в 100 метрах свай. Необходимо определить общую длину всех грунтоцементных свай, подлежащих устройству, согласно проектной документации. Например, если проектом предусмотрено 500 метров свай, то объем работ составит 5 единиц измерения (500 м / 100 м).
2. Проверка соответствия условиям нормы: Убедитесь, что проектные данные (тип грунта – связный, длина свай – свыше 20 м, диаметр свай – свыше 800 до 900 мм) полностью соответствуют характеристикам, указанным в норме 05-03-031-50. Если параметры отличаются, возможно, потребуется применение другой нормы из таблицы ГЭСН 05-03-031 или использование корректирующих коэффициентов, если таковые предусмотрены методическими указаниями.
3. Расчет ресурсных показателей: Умножьте количество ресурсов (чел.-ч, маш.-ч) на определенный объем работ. Например, для 500 метров свай (5 единиц измерения):

• Рабочий 4 разряда: 34.22 чел.-ч/100 м * 5 = 171.1 чел.-ч
• Комплексы машин: 16.61 маш.-ч/100 м * 5 = 83.05 маш.-ч

4. Учет неучтенных ресурсов: Обратите внимание, что в данной норме расход воды, добавок для цементации и самого портландцемента указан как "0". Это означает, что эти ресурсы должны быть учтены дополнительно по проектным данным. Расход цемента и воды для приготовления раствора определяется исходя из требуемой прочности грунтоцемента, водоцементного отношения и характеристик грунта.
5. Применение коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (например, стесненность, работа в зимнее время) могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты к нормам затрат труда и эксплуатации машин, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН и методическими рекомендациями по их применению.

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-50 применяется в различных строительных проектах, где требуется укрепление грунтов или создание несущих элементов в сложных геологических условиях:

• Усиление фундаментов существующих зданий: При реконструкции или надстройке зданий, когда необходимо увеличить несущую способность основания, грунтоцементные сваи Jet2 могут быть сформированы через существующие конструкции, минимизируя вибрационные и ударные нагрузки.
• Ограждение котлованов: Для создания противофильтрационных завес или подпорных стенок при разработке глубоких котлованов, особенно в условиях плотной городской застройки.
• Укрепление слабых грунтов: В основаниях дорог, мостов, тоннелей, где необходимо повысить прочность и деформационные характеристики грунтов.
• Ликвидация карстовых полостей: Заполнение пустот в трещиноватых скальных грунтах для обеспечения стабильности основания.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма 05-03-031-50 специально разработана для связных грунтов. При работе в несвязных (песчаных) грунтах или грунтах смешанного типа могут применяться другие нормы или требоваться корректировка.
• Длина и диаметр: Четко определенные параметры длины (свыше 20 м) и диаметра (свыше 800 до 900 мм) являются ключевыми для применения данной нормы. Отклонения от этих параметров требуют использования соответствующих норм из той же таблицы ГЭСН 05-03-031.
• Технология Jet2: Использование двухкомпонентной технологии (цементный раствор + сжатый воздух) обеспечивает больший диаметр свай и высокую эффективность разрушения грунта по сравнению с однокомпонентной технологией (Jet1).
• Отсутствие вибраций: Одним из значительных преимуществ технологии Jet Grouting является отсутствие вибрационных и ударных нагрузок, что делает ее безопасной для применения вблизи существующих зданий и сооружений.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы: Одна из самых распространенных ошибок – применение ГЭСН 05-03-031-50 для несвязных грунтов или для свай, не соответствующих указанным диапазонам длины и диаметра. Как избежать: Всегда тщательно проверяйте инженерно-геологические изыскания и проектную документацию на соответствие условиям нормы. Используйте ГЭСН 05-03-031-22 для однокомпонентной технологии (Jet1) в несвязных грунтах.
2. Игнорирование неучтенных ресурсов: Забывают дополнительно учесть расход цемента, добавок и воды, которые в данной норме указаны с нулевым расходом. Как избежать: Внимательно изучайте состав ресурсов нормы и всегда запрашивайте у проектировщиков данные по расходу цемента и добавок, исходя из требуемых прочностных характеристик грунтоцемента. Расход воды для приготовления раствора также должен быть учтен.
3. Неучет специфики грунтов: Хотя норма предназначена для связных грунтов, их конкретные характеристики (плотность, влажность, консистенция) могут влиять на фактический расход цемента и производительность. Как избежать: При наличии сложных или неоднородных связных грунтов рекомендуется проводить пробные работы или корректировать нормы на основании фактических данных и рекомендаций СП 291.1325800.2017.
4. Неправильное применение коэффициентов: Использование неактуальных или некорректных коэффициентов к нормам. Как избежать: Всегда используйте актуальные методические рекомендации по применению сметных норм и коэффициенты, утвержденные соответствующими органами.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметного расчета тщательно изучите разделы проектной документации, касающиеся геологических изысканий, конструктивных решений по свайным фундаментам и технологии производства работ. Это поможет точно определить тип грунта, требуемые параметры свай и выбрать соответствующую норму.
• Контроль качества грунтоцемента: Обращайте внимание на требования к прочности грунтоцемента, указанные в проекте. Прочность грунтоцемента на сжатие в песчаных грунтах составляет от 3 до 10 МПа, в глинистых – от 1 до 3 МПа. Методы испытаний закрепленных грунтов регламентируются ГОСТ Р 70695-2023.
• Взаимодействие с проектировщиками: При возникновении вопросов по расходу неучтенных материалов (цемент, добавки, вода) или особенностям технологии, всегда обращайтесь за разъяснениями к проектировщикам. Это позволит избежать ошибок и разногласий в смете.
• Использование актуальных баз: Убедитесь, что вы используете актуальную редакцию сборника ГЭСН-05, так как нормы могут обновляться.

Связанные нормы

Для комплексного сметного расчета работ по устройству грунтоцементных свай могут потребоваться следующие связанные нормы и документы:

• ГЭСН 05-03-031-XX: Другие нормы из той же таблицы, регулирующие устройство свай Jet2 с иными диаметрами (например, 05-03-031-51, 05-03-031-52, 05-03-031-53).
• ГЭСН 05-03-031-XX (Jet1): Нормы для однокомпонентной технологии струйной цементации, например, ГЭСН 05-03-031-22 для несвязных грунтов.
• ГЭСН 05-03-001-XX: Нормы на общую цементацию грунтов, которые могут включать приготовление раствора и другие общие операции.
• СП 24.13330.2021 "Свайные фундаменты": Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85, устанавливающая требования к проектированию свайных фундаментов.
• СП 291.1325800.2017 "Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования": Содержит правила проектирования грунтоцементных конструкций, включая те, что создаются методом струйной цементации.
• ГОСТ Р 59706-2022 "Грунты химически закрепленные. Технические условия": Определяет терминологию и технические требования к химически закрепленным грунтам.
• ГОСТ Р 70695-2023 "Грунты, закрепленные инъекционными растворами на основе цемента и силиката натрия. Методы испытаний": Регламентирует методы лабораторных испытаний закрепленных грунтов.

Контрольные моменты

• Соответствие проекту: Всегда проверяйте соответствие выполняемых работ и используемых ресурсов проектной документации. Отклонения могут привести к некорректному применению норм и, как следствие, к ошибкам в смете.
• Качество материалов: Контроль качества цемента, воды и добавок, используемых для приготовления раствора, является критически важным для обеспечения требуемых характеристик грунтоцементных свай.
• Технологический контроль: Соблюдение технологического регламента производства работ, включая давление нагнетания, скорость подъема и вращения буровой колонны, влияет на качество формирования свай и их диаметр.
• Исполнительная документация: Ведение исполнительной документации, отражающей фактические параметры выполненных свай (длина, диаметр, расход материалов), необходимо для обоснования сметных расчетов и разрешения возможных споров.

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-50, основанное на глубоком понимании технологии струйной цементации Jet2 и внимательном подходе к деталям проектной документации, позволит сметчикам формировать точные и обоснованные сметы, способствуя успешной реализации строительных проектов.