ГЭСН 05-03-031-56: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-56 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай. Эта норма регламентирует применение двухкомпонентной технологии струйной цементации (Jet2) в несвязных грунтах для создания свай определенного диаметра и длины. Понимание всех нюансов данной нормы критически важно для точного и обоснованного составления сметной документации.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 05-03-031-56 предназначена для определения прямых затрат, связанных с устройством грунтоцементных свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2). Данная технология применяется для укрепления слабых грунтов, создания противофильтрационных завес, усиления фундаментов при реконструкции, ограждения котлованов и повышения устойчивости склонов. Основное преимущество Jet2 заключается в возможности создания свай большого диаметра за счет использования не только цементного раствора, но и сжатого воздуха, что увеличивает радиус размыва и перемешивания грунта.

Конкретная область применения нормы 05-03-031-56 охватывает работы в несвязных грунтах (пески, супеси), где длина свай не превышает 10 метров, а их диаметр находится в диапазоне от 1200 до 1300 мм. Выбор данной нормы обусловлен проектными решениями, основанными на инженерно-геологических изысканиях, которые подтверждают пригодность несвязных грунтов для применения технологии Jet2 и необходимость создания свай указанных параметров.

Основные характеристики

• Код нормы: 05-03-031-56
• Полное наименование: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 1200 до 1300 мм.
• Группа: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром.
• Единица измерения: 100 метров (100 м) готовых грунтоцементных свай. Это означает, что все ресурсные показатели в норме приведены на каждые 100 погонных метров выполненных свай.
• Тип работ: ГЭСН (Государственная элементная сметная норма).
• Категория: 05-03-031 (Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов).
• Обоснование: НР: Пр/812-005.3, СП: Пр/774-005.3 (нормативные ссылки на обосновывающие документы по накладным расходам и сметной прибыли).

Техническая информация

Детальное понимание состава работ и ресурсных показателей, заложенных в ГЭСН 05-03-031-56, является фундаментом для корректного сметного расчета.

Состав работ по норме

Норма 05-03-031-56 включает в себя три основные технологические операции, необходимые для устройства грунтоцементных свай методом Jet2:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя доставку сухих компонентов (цемент, добавки) на строительную площадку, их хранение и последующее приготовление цементного раствора требуемой консистенции. Для этого используются специализированные смесительные станции, обеспечивающие однородность и заданные параметры раствора.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной и наиболее сложный этап. Он начинается с бурения лидерной скважины до проектной отметки. Затем, в процессе обратного хода буровой колонны (подъема с одновременным вращением), через специальные сопла монитора под высоким давлением (до 40-50 МПа или 400-500 атм) подается цементный раствор и сжатый воздух. Энергия струи разрушает и перемешивает грунт с цементным раствором, формируя грунтоцементную колонну заданного диаметра. Для технологии Jet2 используются двойные полые штанги, по которым раздельно подаются цементный раствор (по внутренним) и сжатый воздух (по внешним), что позволяет увеличить радиус воздействия и диаметр сваи.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования каждой сваи или по окончании рабочей смены необходимо тщательно промыть все элементы нагнетательного оборудования (насосы, шланги, монитор) для предотвращения застывания цементного раствора и поддержания оборудования в рабочем состоянии. Это обеспечивает бесперебойность и качество последующих работ.

Материалы и ресурсы

В ГЭСН 05-03-031-56 учтены следующие основные ресурсы на 100 метров готовых свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 36.38 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.43 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих составляют 36.81 чел.-ч на 100 м свай.

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 17.66 маш.-ч. Это основной элемент оборудования, включающий буровую установку, высоконапорный насос и компрессор.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.21 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, подачи цемента и других материалов, а также для монтажа/демонтажа оборудования.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.17 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов, оборудования и персонала на объекте.

• Материалы:

• Вода: 0 м3. Важно отметить, что хотя в данной норме расход воды указан как "0 м3", вода является неотъемлемым компонентом цементного раствора. Это может означать, что ее расход учтен в составе комплекса машин, в других сопутствующих нормах или предполагается, что она предоставляется подрядчиком как вспомогательный ресурс, не нормируемый напрямую в данной позиции. В реальной практике вода для приготовления раствора является значимым ресурсом.

• Добавка для струйной цементации: 0 ч. (Вероятно, опечатка в исходных данных, должна быть единица измерения материала, а не часов. Добавки, такие как пластификаторы или ускорители твердения, используются для улучшения свойств цементного раствора и грунтоцемента).

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч. (Аналогично, опечатка. Портландцемент является основным вяжущим материалом для грунтоцементных свай. Его расход может варьироваться от 350 до 800 кг на 1 метр сваи в зависимости от требуемой прочности и типа грунта).

Сметчикам следует учитывать, что фактический расход цемента и добавок, а также воды для приготовления раствора, должен быть определен на основе проектной документации, технологических карт и результатов опытных работ, поскольку эти ресурсы напрямую влияют на прочность и качество грунтоцементных свай.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих, предусмотренные нормой ГЭСН 05-03-031-56, составляют 36.81 чел.-ч на каждые 100 метров свай. Распределение по разрядам следующее:

• Рабочий 4 разряда: 36.38 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.43 чел.-ч

Средний разряд рабочих, задействованных в процессе, составляет примерно 3.98. Это указывает на то, что основную часть работ выполняют высококвалифицированные специалисты, способные управлять сложным оборудованием и контролировать технологические параметры процесса струйной цементации.

Время выполнения работ напрямую зависит от производительности используемого оборудования и организации рабочего процесса. Норматив отражает усредненные затраты времени на выполнение полного комплекса операций, включая подготовительные работы, само формирование свай и завершающие операции.

Требования к квалификации

Высокая сложность и ответственность работ по струйной цементации требуют от персонала соответствующей квалификации. Наличие в составе трудозатрат рабочих 4-го разряда указывает на необходимость привлечения опытных специалистов, обладающих знаниями и навыками в области буровых работ, работы с высоконапорным инъекционным оборудованием, контроля параметров цементации и понимания геотехнических процессов. Рабочие 2-го разряда выполняют вспомогательные функции.

Оборудование

Основное оборудование, учтенное в норме, — это комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации. Эти комплексы включают:

• Буровая установка: Оснащена специальным монитором с соплами и двухканальными штангами для раздельной подачи цементного раствора и сжатого воздуха. Должна иметь возможность автоматизированного подъема буровой колонны с заданной скоростью.
• Высоконапорный насос: Обеспечивает подачу цементного раствора под давлением 40-50 МПа.
• Компрессор: Необходим для подачи сжатого воздуха, который увеличивает радиус размыва грунта и способствует формированию свай большего диаметра.
• Смесительная станция: Используется для приготовления цементного раствора требуемой консистенции и объема.

Наличие кранов и бортовых автомобилей обеспечивает логистику и вспомогательные операции на строительной площадке.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-56 в сметной документации требует понимания алгоритма расчета и учета специфических особенностей технологии.

Пошаговый алгоритм расчета

Для расчета стоимости работ по ГЭСН 05-03-031-56 необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема работ: Из проектной документации или технического задания определяется общая длина грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в метрах.
2. Перевод в единицы измерения нормы: Поскольку норма приведена на 100 м, полученный общий объем работ в метрах необходимо разделить на 100. Например, если требуется устроить 500 м свай, то объем работ по норме составит 500 / 100 = 5 единиц измерения.
3. Расчет ресурсных затрат: Полученное количество единиц измерения умножается на нормативные показатели расхода каждого ресурса (трудозатраты рабочих, машино-часы, расход материалов). Например, для 500 м свай (5 единиц нормы) потребуется 5 * 36.38 = 181.9 чел.-ч рабочего 4 разряда.
4. Определение стоимости: Полученные объемы ресурсов умножаются на их текущие сметные цены. К прямым затратам (заработная плата рабочих, стоимость эксплуатации машин, стоимость материалов) добавляются накладные расходы и сметная прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями и обоснованиями (НР: Пр/812-005.3, СП: Пр/774-005.3).

Примеры использования

Норма ГЭСН 05-03-031-56 применяется в следующих случаях:

• Усиление оснований существующих зданий и сооружений: Когда необходимо повысить несущую способность грунтов под фундаментами без значительных вибрационных воздействий.
• Устройство противофильтрационных завес: Для предотвращения проникновения воды в котлованы или подземные сооружения, особенно в условиях высокого уровня грунтовых вод.
• Ограждение котлованов: Создание грунтоцементных стен для обеспечения устойчивости откосов котлованов, особенно в условиях плотной городской застройки, где недопустимы ударные и вибрационные нагрузки.
• Укрепление слабых и обводненных грунтов: В случаях, когда традиционные методы устройства свай неэффективны или невозможны из-за специфики грунтов (например, рыхлые пески, супеси).
• Повышение устойчивости склонов и откосов: Создание грунтоцементных элементов для стабилизации неустойчивых грунтовых массивов.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 05-03-031-56 имеет ряд важных особенностей и ограничений, которые сметчик должен учитывать:

• Тип грунта: Норма строго предназначена для несвязных грунтов (пески, супеси). В глинистых и связных грунтах технология Jet2 также может применяться, но с другими параметрами и, возможно, с использованием других норм или индивидуальных расценок, так как прочность грунтоцемента в глинах ниже.
• Длина свай: Максимальная длина свай, учтенная данной нормой, составляет 10 метров. Для свай большей длины (например, до 35 м, на которую рассчитаны комплексы машин) необходимо применять другие, более подходящие нормы или разрабатывать индивидуальные расценки.
• Диаметр свай: Норма четко определяет диапазон диаметров от 1200 до 1300 мм. Использование данной нормы для свай с меньшим или большим диаметром (например, свыше 1100 до 1200 мм или свыше 1300 до 1400 мм) будет некорректным и потребует применения соответствующих позиций ГЭСН.
• Неоднородность грунтоцемента: Грунтоцемент, получаемый методом струйной цементации, может быть неоднородным. Это требует введения коэффициентов запаса при расчетах несущей способности: 2 для песчаных грунтов и 3 для глинистых. Сметчик должен быть осведомлен об этих особенностях для корректной оценки рисков и учета их в проекте.
• Расход цемента: Хотя в норме расход цемента не указан, его фактический объем является критически важным для обеспечения проектной прочности грунтоцемента. Оптимальный расход цемента в песчаных и глинистых грунтах может составлять 350-400 кг на 1 метр сваи, но может достигать и 650-800 кг/м. Эти данные должны быть получены из проектной документации или результатов опытных работ.

Полезная информация

Для эффективного применения ГЭСН 05-03-031-56 сметчикам полезно знать о типичных ошибках, практических советах и связанных нормах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение типа грунта или его неоднородности. Это может привести к выбору неподходящей технологии или некорректным параметрам цементации, что скажется на качестве и прочности свай. Избежать: Проводить тщательные инженерно-геологические изыскания и учитывать рекомендации специалистов-геотехников.
2. Игнорирование необходимости проведения опытных работ. Без пробных свай невозможно точно определить оптимальные технологические параметры (давление, скорость подъема, расход раствора) для конкретных грунтовых условий, что может привести к перерасходу материалов или недостаточной прочности свай. Избежать: Включать в проект и смету этап опытных работ.
3. Недостаточный контроль качества грунтоцемента. Отсутствие контроля за приготовлением раствора, параметрами инъектирования и последующими испытаниями образцов приводит к получению свай с непредсказуемыми характеристиками. Избежать: Разработать и строго соблюдать программу контроля качества, включающую отбор и испытание образцов, а также геофизические методы контроля.
4. Неправильный выбор диаметра или длины свай. Применение данной нормы для свай, параметры которых выходят за указанные в ней пределы (длина до 10 м, диаметр 1200-1300 мм), является грубой ошибкой и ведет к некорректному расчету. Избежать: Внимательно сверять проектные параметры свай с наименованием и областью применения нормы.
5. Неучет коэффициентов запаса при расчетах несущей способности. Из-за неоднородности грунтоцемента необходимо применять коэффициенты запаса (2 для песков, 3 для глин). Игнорирование этого может привести к завышению несущей способности. Избежать: Всегда применять рекомендованные коэффициенты запаса при расчетах несущей способности грунтоцементных свай.

Практические советы

• Детальные изыскания: Всегда начинайте с комплексных инженерно-геологических изысканий. Это позволит точно определить тип, состояние и свойства грунтов, а также уровень грунтовых вод, что является основой для выбора оптимальной технологии и параметров цементации.
• Опытные работы: Настоятельно рекомендуется проведение опытных работ на объекте. Это позволит уточнить технологические параметры (давление, скорость подъема, расход цемента и воздуха) и подобрать оптимальный состав цементного раствора для достижения требуемых прочностных характеристик грунтоцемента в конкретных условиях.
• Контроль качества: Обеспечьте многоуровневый контроль качества: от входного контроля материалов (цемент, добавки) и приготовления раствора до контроля параметров инъектирования (давление, расход) и последующего контроля готовых свай (отбор кернов, сейсмоакустическая диагностика).
• Взаимодействие с проектировщиками: Тесное сотрудничество с проектировщиками и геотехниками поможет избежать ошибок при интерпретации проектных решений и обеспечит корректное применение нормы.
• Учет специфики Jet2: Помните, что технология Jet2, благодаря использованию сжатого воздуха, позволяет создавать сваи большего диаметра и более эффективно размывать грунт. Это должно быть отражено в проектных решениях и сметных расчетах.

Связанные нормы

Для полного понимания расценок на струйную цементацию грунтов полезно ознакомиться с другими нормами из группы 05-03-031, которые охватывают различные параметры и технологии:

• Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (jet1) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 700 до 800 мм. Эта норма описывает технологию Jet1, которая использует только цементный раствор для размыва грунта и обычно приводит к меньшему диаметру свай.
• Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 1100 до 1200 мм. Эта норма аналогична рассматриваемой, но для свай меньшего диаметра в том же диапазоне длины и типа грунта.
• Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром: свыше 1300 до 1400 мм. Эта норма применяется для свай Jet2 большего диаметра.

Существуют также нормы для трехкомпонентной технологии (Jet3), которая использует воду, воздух и цемент для создания еще больших диаметров свай, а также нормы для различных типов грунтов (связных, скальных) и глубин бурения.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и долговечности грунтоцементных свай, выполненных по ГЭСН 05-03-031-56, необходимо уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Геодезический контроль: Точное позиционирование и вертикальность буровых скважин до начала инъектирования.
• Контроль параметров инъектирования: Постоянный мониторинг давления нагнетания цементного раствора и воздуха, скорости подъема и вращения буровой колонны. Эти параметры напрямую влияют на диаметр и качество грунтоцемента.
• Контроль качества раствора: Проверка соответствия приготовленного цементного раствора проектным требованиям по водоцементному отношению, плотности и вязкости.
• Испытания грунтоцемента: Отбор образцов грунтоцемента (кернов) из готовых свай и их лабораторные испытания на прочность на сжатие. Также могут применяться неразрушающие методы контроля, такие как сейсмоакустическая диагностика, для оценки сплошности и однородности грунтоцементного массива.
• Документирование: Ведение подробных журналов работ, фиксирующих все технологические параметры, объемы выполненных работ и результаты контроля качества. Это является основой для приемки работ и разрешения возможных спорных вопросов.