ГЭСН 05-03-031-55: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение: Сущность и область применения ГЭСН 05-03-031-55

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-55 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству свай методом струйной цементации. Эта норма относится к категории 05-03-031, которая охватывает работы по креплению грунта методом струйной цементации вертикальными грунтоцементными сваями.

Конкретно ГЭСН 05-03-031-55 регламентирует устройство свай по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах, при длине свай до 10 метров и диаметре от 1100 до 1200 мм. Единицей измерения для данной нормы является 100 метров свай.

Метод струйной цементации (Jet Grouting) – это современная геотехническая технология, предназначенная для улучшения механических и фильтрационных свойств грунтов непосредственно на месте (in-situ). Суть метода заключается в инъектировании под высоким давлением цементного раствора (или других смесей) в грунт, что приводит к его разрушению, перемешиванию с раствором и последующему образованию нового материала – грунтоцемента (или "грунтобетона"), обладающего повышенной прочностью и пониженной водопроницаемостью.

Двухкомпонентная технология (Jet2), на которую ориентирована данная норма, отличается от однокомпонентной (Jet1) тем, что помимо цементного раствора, через двойные полые штанги подается также сжатый воздух. Воздушная обманка вокруг струи цементного раствора увеличивает ее энергию и дальность воздействия, позволяя создавать грунтоцементные колонны значительно большего диаметра по сравнению с Jet1. Это делает Jet2 особенно эффективным для формирования свай диаметром до 2,5 метров, а в некоторых случаях и до 5 метров с использованием технологии SuperJet. Для данной нормы установлен диапазон диаметров от 1100 до 1200 мм, что является достаточно крупным размером для грунтоцементных свай.

Применение технологии Jet2 особенно целесообразно в несвязных грунтах, таких как пески, супеси и суглинки с низким содержанием глинистых частиц, где она обеспечивает высокую эффективность размыва и перемешивания. Основное назначение работ, описываемых ГЭСН 05-03-031-55, включает усиление оснований существующих и проектируемых зданий, устройство противофильтрационных завес, ограждений котлованов, а также укрепление грунтов при проходке тоннелей и строительстве дорог.

Техническая информация: Состав работ и ресурсное обеспечение

ГЭСН 05-03-031-55 детально определяет необходимые ресурсы для выполнения работ по устройству грунтоцементных свай методом Jet2. Понимание состава работ и требуемых ресурсов критически важно для точного сметного расчета.

Состав работ по норме

Норма 05-03-031-55 включает в себя три основных технологических операции, обеспечивающих полный цикл создания грунтоцементной сваи:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя дозирование и смешивание портландцемента, воды и необходимых добавок для струйной цементации до получения однородной цементной суспензии требуемой консистенции. Качество раствора напрямую влияет на прочностные характеристики будущей сваи. Для приготовления раствора используются миксерные станции.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной этап, который начинается с бурения лидерной скважины малого диаметра (обычно 70-140 мм) до проектной глубины. После достижения заданной отметки, буровая штанга с монитором (специальным соплом) начинает подниматься с одновременным вращением. Через сопла монитора под высоким давлением (400-700 атм) подается цементный раствор и сжатый воздух. Высокоэнергетическая струя разрушает структуру грунта, перемешивает его с цементным раствором, формируя грунтоцементную колонну заданного диаметра.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот заключительный этап необходим для поддержания работоспособности дорогостоящего оборудования. Промывка предотвращает затвердевание цементного раствора внутри труб, насосов и сопел, обеспечивая их долговечность и готовность к дальнейшей работе.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 05-03-031-55 предусмотрены следующие ресурсы на 100 метров свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 31.23 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.37 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих-строителей: 31.60 чел.-ч. Средний разряд рабочих составляет примерно 3.98.

• Машины и оборудование:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 15.16 маш.-ч. Это основное оборудование, включающее буровую установку, насосы высокого давления и миксерные станции.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.18 маш.-ч. Используются для подачи материалов, оборудования и вспомогательных операций.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.15 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов и оборудования на строительной площадке.

• Материалы:

• Добавка для струйной цементации: 0 ч (указано как трудозатраты, но фактически это материал). Эти добавки используются для улучшения свойств цементного раствора, таких как текучесть, время схватывания и прочность грунтоцемента. Их расход определяется проектом.

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч (указано как трудозатраты, но фактически это материал). Цемент является основным вяжущим компонентом для формирования грунтоцементной сваи. Его расход также определяется проектной документацией и зависит от требуемых прочностных характеристик и свойств грунта.

• Вода: 0 м3. Несмотря на то, что вода является неотъемлемым компонентом цементного раствора и используется для промывки оборудования, в данной норме ее прямой расход не учтен. Это может означать, что ее стоимость либо незначительна, либо учитывается в составе других затрат (например, в стоимости приготовления раствора или в общестроительных расходах на водоснабжение объекта).

Важно отметить, что ГЭСН определяет только норму расхода ресурсов, но не их стоимость в рублях. Стоимость материалов и эксплуатации машин определяется отдельно на основе текущих рыночных цен и транспортных расходов.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей по норме 05-03-031-55 составляют 31.60 чел.-ч на каждые 100 метров свай. Это включает труд рабочих 4-го и 2-го разрядов. Время эксплуатации машин составляет 15.16 маш.-ч для основного комплекса оборудования, а также 0.18 маш.-ч для кранов и 0.15 маш.-ч для бортовых автомобилей. Эти показатели являются базовыми для расчета продолжительности работ и формирования бригад.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству грунтоцементных свай методом Jet2 требуются квалифицированные рабочие. Наличие в норме рабочих 4-го разряда указывает на необходимость привлечения специалистов, обладающих опытом и знаниями в области буровых и инъекционных работ, умеющих работать со сложным оборудованием и контролировать технологические параметры. Рабочие 2-го разряда выполняют вспомогательные операции.

Практическое применение: Алгоритм расчета и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-55 требует от сметчика не только знания состава нормы, но и понимания технологических нюансов и возможных корректировок.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема работ: Первым шагом является определение общего метража грунтоцементных свай, подлежащих устройству по проекту, с учетом их длины (до 10 м) и диаметра (от 1100 до 1200 мм) в несвязных грунтах. Например, если проектом предусмотрено устройство 50 свай длиной 8 метров каждая, общий объем составит 50 * 8 = 400 метров.
2. Приведение объема к единице измерения нормы: Поскольку норма установлена на 100 метров, полученный объем необходимо разделить на 100. В нашем примере: 400 м / 100 м = 4 единицы измерения нормы.
3. Расчет потребности в ресурсах: Умножьте количество единиц измерения нормы на расход каждого ресурса, указанного в ГЭСН 05-03-031-55. Например, для трудозатрат рабочего 4 разряда: 4 * 31.23 чел.-ч = 124.92 чел.-ч.
4. Учет неучтенных материалов: Обратите внимание, что в норме не указан прямой расход цемента, добавок и воды в количественном выражении (они обозначены как 0 ч в трудозатратах). Фактический расход этих материалов должен быть определен на основе проектной документации, технологических карт и результатов инженерно-геологических изысканий. Расход цемента может варьироваться от 350 до 400 кг/м³ для песчаных грунтов. Стоимость этих материалов добавляется в смету отдельными позициями.
5. Применение поправочных коэффициентов: В зависимости от условий производства работ могут применяться различные коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборнику ГЭСН-05 и методическими указаниями по применению сметных норм. Например, коэффициенты могут учитываться для работ в стесненных условиях, на уклонах, при наличии осложняющих факторов. Всегда сверяйтесь с актуальными методическими документами Минстроя России.
6. Формирование сметы: Полученные объемы ресурсов умножаются на их текущие сметные цены (включая заработную плату, стоимость машино-часа, стоимость материалов) для получения прямых затрат. К прямым затратам добавляются накладные расходы и сметная прибыль.

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-55 применяется в следующих случаях:

• Усиление фундаментов: При реконструкции зданий, увеличении нагрузок на фундаменты или при обнаружении слабых грунтов в основании.
• Ограждение котлованов: Создание грунтоцементных стен для обеспечения устойчивости откосов котлованов, особенно в условиях плотной городской застройки, где вибрационные и ударные нагрузки недопустимы.
• Противофильтрационные завесы: Устройство вертикальных или горизонтальных завес для снижения водопроницаемости грунтов и защиты от притока грунтовых вод в котлованы или подземные сооружения.
• Укрепление грунтов подпорных стенок и откосов: Повышение устойчивости склонов и насыпей.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма прямо указывает на применение в "несвязных грунтах". К ним относятся пески, супеси, а также суглинки с содержанием глинистых частиц до 15%. В связных грунтах (глинах) технология Jet2 также может применяться, но с другими параметрами и, возможно, с использованием других норм или корректирующих коэффициентов, если это предусмотрено проектной документацией и методическими указаниями.
• Длина и диаметр: Строгое соответствие длине до 10 м и диаметру от 1100 до 1200 мм. Для других длин и диаметров следует использовать соответствующие нормы из той же группы ГЭСН 05-03-031, например, ГЭСН 05-03-031-56 для диаметров свыше 1200 до 1300 мм или ГЭСН 05-03-031-45 для меньших диаметров.
• Технология Jet2: Важно понимать, что данная норма учитывает именно двухкомпонентную технологию, которая отличается от однокомпонентной (Jet1) и трехкомпонентной (Jet3) по составу оборудования и параметрам инъектирования.
• Проектная документация: Всегда опирайтесь на проектную документацию, которая должна содержать данные о геологических условиях, требуемых прочностных характеристиках грунтоцемента, расходе цемента и добавок, а также схемах расположения свай.

Полезная информация: Типичные ошибки, советы и связанные нормы

Для эффективной работы с ГЭСН 05-03-031-55 сметчикам необходимо учитывать ряд практических аспектов, избегать распространенных ошибок и знать о связанных нормативных документах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильная интерпретация типа грунта: Ошибка в определении "несвязных грунтов" может привести к некорректному применению нормы. Всегда основывайтесь на данных инженерно-геологических изысканий. При работе в связных грунтах, даже с технологией Jet2, могут потребоваться другие нормы или коэффициенты.
2. Игнорирование проектных данных по расходу материалов: Отсутствие прямого указания расхода цемента и добавок в ГЭСН не означает их отсутствие в смете. Это одна из наиболее частых ошибок. Расход цемента и добавок должен быть взят из проектной документации или технологических карт, разработанных на основе испытаний грунтов.
3. Неучет специфических условий производства работ: Работы в стесненных условиях, на уклонах, вблизи существующих коммуникаций или сооружений могут требовать применения повышающих коэффициентов к трудозатратам и времени работы машин. Игнорирование этих факторов приведет к занижению сметной стоимости.
4. Ошибки в определении объема работ: Неправильный подсчет общего метража свай или некорректное округление при приведении к единице измерения нормы (100 м) может исказить итоговую смету.
5. Отсутствие контроля качества: Хотя это не прямая сметная ошибка, отсутствие контроля качества формирования грунтоцементных свай (например, испытаний образцов грунтоцемента на прочность) может привести к необходимости дополнительных работ и переделок, что в конечном итоге повлияет на бюджет проекта.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите раздел проекта, касающийся геотехнических работ, особенно инженерно-геологические изыскания и технологические решения по струйной цементации.
• Консультации с технологами: При возникновении вопросов по расходу цемента, добавок или особенностям технологии Jet2, не стесняйтесь обращаться к специалистам-геотехникам или технологам, имеющим опыт в струйной цементации.
• Использование актуальных сборников ГЭСН: Убедитесь, что вы используете самую последнюю редакцию сборника ГЭСН-05 и всех сопутствующих методических указаний и изменений, утвержденных Минстроем России.
• Включение в смету всех сопутствующих работ: Помимо самой струйной цементации, могут потребоваться работы по устройству подъездных путей, подготовке площадки, водоотливу, утилизации избыточного грунтоцементного шлама. Эти работы должны быть учтены в смете по соответствующим нормам.

Связанные нормы

ГЭСН 05-03-031-55 является частью обширной группы норм, регулирующих работы по струйной цементации. Сметчику полезно знать о следующих связанных нормах:

• Нормы для других диаметров и длин свай по технологии Jet2 в несвязных грунтах:
• ГЭСН 05-03-031-56: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром свыше 1200 до 1300 мм.
• ГЭСН 05-03-031-57: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром свыше 1300 до 1400 мм.
• ГЭСН 05-03-031-58 и далее до ГЭСН 05-03-031-60 для больших диаметров до 1700 мм.
• ГЭСН 05-03-031-75: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром свыше 1300 до 1400 мм (для большей длины).
• Нормы для однокомпонентной технологии (Jet1):
• ГЭСН 05-03-031-22: Устройство свай Jet1 в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром свыше 700 до 800 мм.
• Другие нормы в группе 05-03-031, начинающиеся с 05-03-031-2х, для различных диаметров Jet1.
• Общие положения сборника ГЭСН-05: Содержат важные указания по применению норм, включая коэффициенты на усложняющие факторы, правила учета вспомогательных работ и т.д.

Контрольные моменты

Контроль качества при струйной цементации является обязательным этапом. Он включает:

• Контроль параметров инъектирования: Мониторинг давления, расхода раствора, скорости подъема и вращения буровой колонны в реальном времени.
• Испытания грунтоцемента: Отбор образцов грунтоцемента (кернов) из готовых свай и их лабораторные испытания на прочность на сжатие, водопроницаемость и другие проектные характеристики. Прочность грунтоцемента в песчаных грунтах может составлять от 3 до 10 МПа.
• Геофизические методы контроля: Применение сейсмоакустического зондирования или межскважинного прозвучивания для оценки сплошности и однородности грунтоцементных свай.

Соблюдение этих контрольных требований гарантирует соответствие выполненных работ проектным решениям и обеспечивает долговечность и надежность грунтоцементных конструкций.