ГЭСН 05-03-031-58: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение

Норма ГЭСН 05-03-031-58 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом двухкомпонентной струйной цементации (Jet2). Эта технология широко применяется в современном строительстве для укрепления слабых грунтов, создания противофильтрационных завес, усиления фундаментов и ограждения котлованов.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 05-03-031-58 предназначена для определения ресурсных затрат на устройство грунтоцементных свай по технологии Jet2 в несвязных грунтах. К несвязным грунтам относятся пески, супеси, гравелистые грунты, где частицы не обладают когезией и их прочность определяется внутренним трением.

Основные характеристики, учтенные в норме:

• Технология: Двухкомпонентная струйная цементация (Jet2). Это означает, что для разрушения и перемешивания грунта с цементным раствором используется не только высоконапорная струя цементного раствора, но и сжатый воздух, подаваемый по отдельному каналу. Сжатый воздух увеличивает радиус действия струи, позволяя формировать сваи большего диаметра и повышая эффективность процесса.
• Тип грунта: Несвязные грунты. Применение данной нормы строго ограничено этим типом грунтов. Для связных грунтов (глины, суглинки) существуют другие нормы, например, ГЭСН 05-03-031-41.
• Длина свай: До 10 метров. Это указывает на применение нормы для относительно неглубоких фундаментов или противофильтрационных завес.
• Диаметр свай: Свыше 1400 мм до 1500 мм. Это очень большие диаметры для грунтоцементных свай, что подчеркивает высокую эффективность и мощность технологии Jet2.

Применение данной нормы позволяет точно определить потребность в трудовых, машинных и материальных ресурсах для выполнения указанных работ, что является основой для формирования сметной стоимости проекта.

Техническая информация

Понимание состава работ и ресурсной части нормы 05-03-031-58 критически важно для корректного сметного расчета.

Состав работ по норме

Норма 05-03-031-58 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для устройства грунтоцементной сваи методом Jet2. Состав работ, указанный в норме, включает:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя все операции по подготовке цементного раствора (суспензии) необходимой концентрации и однородности. Это может включать доставку цемента и воды на объект, их дозирование, смешивание в специальных смесительных установках до получения однородной суспензии. Качество раствора напрямую влияет на прочность будущей сваи, поэтому к этому этапу предъявляются строгие требования.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс. Он начинается с бурения лидерной скважины до проектной глубины. Затем в скважину опускается буровая колонна со специальным монитором (соплом). При обратном ходе (подъеме) колонны через сопла под высоким давлением (до 40-50 МПа) подается цементный раствор и сжатый воздух. Высокоэнергетическая струя разрушает структуру грунта, а сжатый воздух увеличивает радиус ее действия. Разрушенный грунт интенсивно перемешивается с цементным раствором, образуя грунтоцементную смесь, которая после твердения формирует монолитную сваю. Часть размытого грунта выносится на поверхность.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования сваи или по окончании рабочей смены необходимо тщательно промыть все нагнетательное оборудование (насосы, шланги, мониторы) от остатков цементного раствора, чтобы предотвратить его затвердевание и выход оборудования из строя. Это важный этап для поддержания работоспособности дорогостоящей техники.

Материалы и ресурсы

Норма 05-03-031-58 учитывает следующие основные ресурсы на 100 метров готовых свай:

• Трудовые ресурсы:

• Рабочий 4 разряда: 47.5 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.58 чел.-ч

• Общие трудозатраты: 48.08 чел.-ч. Средний квалификационный разряд составляет приблизительно 3.98.

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 23.06 маш.-ч. Это основной и наиболее дорогостоящий ресурс, включающий в себя буровые установки, насосные станции высокого давления, компрессоры, смесительные установки и другое вспомогательное оборудование, необходимое для реализации технологии Jet2.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.28 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, монтажа/демонтажа оборудования, подачи материалов.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.23 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов, оборудования и персонала в пределах строительной площадки.

• Материалы:

• Вода: 0 м3

• Добавка для струйной цементации: 0 ч (указано как "ч", но является материалом)

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч (указано как "ч", но является материалом)

Важное примечание по материалам: Указание "0" для воды, добавок и цемента в данной конкретной строке нормы (в разделе "Материалы и ресурсы" или "Трудозатраты" входных данных) является особенностью некоторых ГЭСН. Это не означает, что эти материалы не используются. Напротив, вода и цемент являются основными компонентами цементного раствора для струйной цементации. Вероятнее всего, их расход либо учтен в составе "Комплексов машин для устройства грунтоцементных свай" как часть их комплексной работы, либо предполагается, что эти материалы должны быть учтены по отдельным нормам или по проектным данным, исходя из требуемого состава цементного раствора и объема грунтоцементных свай. Сметчику следует внимательно изучать проектную документацию и технологические карты для определения фактического расхода цемента и воды, а также необходимых добавок.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству грунтоцементных свай требуются рабочие соответствующей квалификации. Норма предусматривает участие рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочий 4-го разряда, как правило, выполняет более сложные и ответственные операции, такие как управление буровой установкой, контроль параметров нагнетания, приготовление раствора. Рабочий 2-го разряда выполняет вспомогательные работы, такие как обслуживание оборудования, подготовка материалов, промывка.

Практическое применение

Правильное применение нормы ГЭСН 05-03-031-58 требует понимания не только ее состава, но и практических аспектов расчета и особенностей технологии.

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного расчета сметной стоимости работ по устройству грунтоцементных свай по норме 05-03-031-58 следуйте следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Исходя из проектной документации, определите общий объем грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в метрах. Например, если проектом предусмотрено 20 свай длиной 8 метров каждая, то общий объем составит 20 * 8 = 160 метров.
2. Приведение объема к единице измерения нормы: Норма 05-03-031-58 имеет единицу измерения "100 м". Поэтому, полученный общий объем необходимо разделить на 100. В нашем примере: 160 м / 100 м = 1.6.
3. Расчет потребности в ресурсах: Умножьте полученный коэффициент (1.6 в примере) на количество каждого ресурса, указанного в норме. Например, трудозатраты рабочего 4 разряда составят 1.6 * 47.5 чел.-ч = 76 чел.-ч. Аналогично для всех остальных ресурсов (рабочий 2 разряда, комплексы машин, краны, автомобили).
4. Учет неучтенных материалов: Как было отмечено, цемент, вода и добавки не имеют прямого количественного показателя в данной норме. Их расход должен быть определен на основе проектных данных, технологических карт или рекомендаций производителя технологии Jet2. Для этого необходимо знать требуемый водоцементный фактор, плотность раствора, а также объем грунтоцементной сваи (который зависит от ее диаметра). Например, для сваи диаметром 1.5 м объем 1 погонного метра составит π * (1.5/2)^2 ≈ 1.767 м³. Зная требуемый расход цемента на 1 м³ грунтоцемента, можно рассчитать общую потребность. Эти материалы затем добавляются в смету отдельными строками.
5. Начисление накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам (стоимость ресурсов) добавляются накладные расходы и сметная прибыль в соответствии с действующими методическими указаниями и нормативами.
6. Учет прочих затрат: В зависимости от специфики проекта могут потребоваться дополнительные затраты, не учтенные в прямых нормах, например, на вывоз избыточного грунтоцементного шлама, временные дороги, электроснабжение, водоснабжение (если не учтено в материалах), лабораторные испытания качества грунтоцемента.

Примеры использования

Технология струйной цементации Jet2, учтенная нормой 05-03-031-58, находит широкое применение в различных областях строительства:

• Усиление оснований существующих зданий и сооружений: Когда необходимо повысить несущую способность грунтов под существующими фундаментами без значительных вибрационных и ударных воздействий, что особенно важно в условиях плотной городской застройки.
• Устройство противофильтрационных завес: Для создания водонепроницаемых барьеров вокруг котлованов, гидротехнических сооружений, полигонов отходов, предотвращая проникновение воды.
• Ограждение котлованов: Формирование грунтоцементных стен для обеспечения устойчивости откосов котлованов, особенно в сложных гидрогеологических условиях и несвязных грунтах.
• Стабилизация склонов и откосов: Предотвращение оползней и эрозии на нестабильных участках.
• Укрепление грунтов под дорогами и тоннелями: Повышение прочности и деформационных характеристик грунтов для обеспечения долговечности инфраструктурных объектов.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применима для несвязных грунтов. Использование ее для связных грунтов (глины, суглинки) будет некорректным, так как технология Jet2 имеет свои особенности взаимодействия с различными типами грунтов. В глинистых грунтах диаметр свай может быть меньше, а прочность грунтоцемента ниже.
• Диаметр и длина: Точное соответствие проектным параметрам (диаметр свыше 1400 до 1500 мм, длина до 10 м) является обязательным. Отклонения требуют применения других норм из таблицы ГЭСН 05-03-031 или корректирующих коэффициентов, если таковые предусмотрены.
• Геологические условия: Эффективность Jet2 сильно зависит от однородности грунтов. Наличие крупных включений (валунов, строительного мусора) может затруднить бурение и формирование сваи, увеличивая расход ресурсов.
• Уровень грунтовых вод: Высокий уровень грунтовых вод может влиять на процесс приготовления и нагнетания раствора, а также на скорость твердения грунтоцемента. Это должно быть учтено при планировании работ.

Полезная информация

Для минимизации ошибок и повышения точности сметных расчетов важно учитывать практические аспекты применения нормы.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы: Самая распространенная ошибка – применение 05-03-031-58 для связных грунтов или для свай других диаметров/длин. Как избежать: Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими изысканиями и проектной документацией, выбирая норму, точно соответствующую типу грунта, диаметру и длине свай.
2. Игнорирование неучтенных материалов: Ошибка считать, что если цемент, вода и добавки указаны с "0" количеством, то они не нужны. Как избежать: Всегда отдельно рассчитывайте потребность в цементе, воде и добавках на основе проектного водоцементного отношения и объема грунтоцементных свай. Это критически важные компоненты, составляющие значительную часть стоимости.
3. Неучет подготовительных и вспомогательных работ: Норма 05-03-031-58 охватывает только основные работы по формированию сваи. Не учтены, например, работы по устройству подъездных путей, площадок для оборудования, водоотведение, утилизация шлама. Как избежать: Включайте в смету все необходимые сопутствующие работы по соответствующим ГЭСН, например, из сборника ГЭСН 01 "Земляные работы" или ГЭСН 05-01 "Свайные работы".
4. Ошибки в объеме работ: Неправильный расчет общего метража свай. Как избежать: Тщательно проверяйте исходные данные из проекта, пересчитывайте количество и длину свай.
5. Недооценка сложности грунтовых условий: Наличие неоднородных грунтов, крупных включений, подземных коммуникаций может значительно увеличить трудоемкость и расход ресурсов. Как избежать: Детальное изучение инженерно-геологических отчетов и учет всех факторов, влияющих на производство работ.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметного расчета тщательно изучите проектную документацию, включая геологические отчеты, чертежи свайного поля, технологические требования к грунтоцементу.
• Консультации с технологами: При возникновении вопросов по расходу материалов (особенно цемента и добавок) или особенностям технологии Jet2, проконсультируйтесь с инженерами-геотехниками или специалистами, имеющими опыт работы с данной технологией.
• Учет местных условий: Всегда корректируйте смету с учетом специфики строительной площадки: удаленность от поставщиков материалов, условия складирования, наличие подъездных путей, необходимость в дополнительных мероприятиях по охране труда и окружающей среды.
• Контроль качества: В процессе выполнения работ необходимо осуществлять строгий контроль качества приготовления раствора, параметров нагнетания (давление, расход), а также отбирать пробы грунтоцемента для лабораторных испытаний на прочность. Это позволит убедиться в соответствии выполненных работ проектным требованиям и избежать переделок.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-03-031-58 сметчикам часто приходится обращаться к другим нормам для учета полного комплекса работ:

• Другие нормы таблицы 05-03-031: Для свай других диаметров, длин или при использовании однокомпонентной технологии (Jet1) в несвязных грунтах (например, ГЭСН 05-03-031-22 для Jet1, диаметром свыше 700 до 800 мм).
• ГЭСН 05-03-031-41: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) в связных грунтах для различных диаметров. Применяется, когда тип грунта отличается от несвязного.
• ГЭСН 05-03-001: Цементация грунтов. Эта норма может быть использована для более общих работ по цементации, если конкретная технология Jet Grouting не детализирована или для отдельных операций, таких как приготовление раствора, если они не полностью покрываются основной нормой.
• ГЭСН 05-01: Свайные работы. Включает нормы на подготовительные работы, связанные с устройством свай, которые могут быть необходимы до начала струйной цементации.

Контрольные моменты

Контроль качества выполнения работ по струйной цементации является залогом долговечности и надежности грунтоцементных свай. Основные контрольные моменты включают:

• Контроль качества исходных материалов: Проверка сертификатов на цемент, добавки, воду.
• Контроль приготовления раствора: Проверка водоцементного отношения, плотности, вязкости раствора.
• Контроль параметров нагнетания: Постоянный мониторинг давления, расхода раствора и воздуха во время формирования сваи. Отклонения от проектных параметров могут привести к некачественному грунтоцементу.
• Контроль геометрии свай: Проверка проектного положения, глубины и диаметра свай. Для этого могут использоваться геофизические методы или контрольное бурение.
• Испытания грунтоцемента: Отбор образцов грунтоцемента (кернов) из готовых свай для лабораторных испытаний на прочность на сжатие. Это позволяет подтвердить достижение требуемых прочностных характеристик.

Соблюдение этих контрольных требований обеспечивает высокое качество выполненных работ и соответствие их проектным решениям.