ГЭСН 05-03-031-64: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение: Назначение и область применения ГЭСН 05-03-031-64

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-64 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма относится к категории 05-03-031 "Крепление грунта методом струйной цементации вертикальными грунтоцементными сваями" и конкретизирует затраты на выполнение работ по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах.

Основное назначение нормы: определение потребности в ресурсах (трудовых, материальных, машинных) для устройства свай определенного типа и размера. Она применяется для свай длиной свыше 10 до 20 м и диаметром свыше 1100 до 1200 мм. Единицей измерения является 100 м готовых свай.

Технология струйной цементации (Jet Grouting) – это современный метод усиления грунтов, при котором высоконапорная струя цементного раствора разрушает и одновременно перемешивает грунт, формируя прочные грунтоцементные элементы. Двухкомпонентная технология (Jet2) отличается тем, что для увеличения радиуса воздействия и эффективности разрушения грунта используется дополнительная энергия сжатого воздуха, подаваемого вместе с цементным раствором через двойные полые штанги. Это позволяет создавать сваи большего диаметра по сравнению с однокомпонентной технологией (Jet1).

Применение данной нормы особенно актуально при строительстве на слабых или обводненных несвязных грунтах, где требуется повышение несущей способности основания, устройство противофильтрационных завес, усиление фундаментов существующих зданий, ограждение котлованов или стабилизация склонов.

Техническая информация: Состав работ, материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-64 детально описывает состав работ и необходимые ресурсы для выполнения комплекса по устройству грунтоцементных свай методом Jet2. Понимание этих аспектов критически важно для точного сметного расчета.

Состав работ по норме

Согласно описанию, норма включает следующие основные операции:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя дозирование и смешивание цемента, воды и необходимых добавок для получения цементного раствора требуемой консистенции и прочностных характеристик. Для технологии Jet2 важно обеспечить оптимальное водоцементное отношение (В/Ц), которое обычно составляет от 0,6 до 1,2. Качество раствора напрямую влияет на прочность будущей грунтоцементной сваи.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс, который состоит из нескольких подэтапов:

• Бурение лидерных скважин: Сначала буровой инструмент с монитором на конце погружается до проектной отметки.
• Инъектирование и перемешивание: При обратном ходе буровой колонны через сопла монитора под высоким давлением (до 40-50 МПа) подается цементный раствор, окруженный потоком сжатого воздуха. Энергия этой двухкомпонентной струи разрушает структуру грунта и одновременно перемешивает его с цементным раствором.
• Формирование тела сваи: В результате перемешивания грунта с раствором образуется новый материал – грунтоцемент, который после твердения приобретает высокие прочностные и деформационные характеристики. Диаметр получаемых свай по технологии Jet2 в песчаных грунтах может достигать 1500-2000 мм, что соответствует диапазону нормы 1100-1200 мм.

3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот завершающий этап необходим для поддержания работоспособности оборудования, предотвращения застывания цементного раствора в трубопроводах и соплах, а также обеспечения готовности к дальнейшим работам.

Материалы и ресурсы

Норма 05-03-031-64 учитывает следующие основные ресурсы на 100 м свай:

• Трудозатраты рабочих:
• Рабочий 4 разряда: 29.65 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.37 чел.-ч
• Общие трудозатраты рабочих составляют 30.02 чел.-ч при среднем разряде 3.97. (Расчет: (29.65 * 4 + 0.37 * 2) / (29.65 + 0.37) ≈ 3.97)
• Машины и оборудование:
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 14.39 маш.-ч. Это специализированное оборудование, включающее буровую установку, насос высокого давления и воздушный компрессор.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.18 маш.-ч. Используются для погрузочно-разгрузочных работ, подачи материалов и оборудования.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.15 маш.-ч. Предназначены для транспортировки материалов и вспомогательного оборудования на строительной площадке.
• Материалы:
• Вода: 0 м3. Важно отметить, что хотя в данной строке нормы расход воды не указан, вода является критически важным компонентом для приготовления цементного раствора и самой технологии струйной цементации. Ее расход определяется проектом и составом раствора.
• Добавка для струйной цементации: 0 ч. По всей видимости, это опечатка в исходных данных, так как добавки являются материалом, а не трудозатратами. Расход добавок определяется проектом и технологическими требованиями.
• Портландцементы бездобавочные: 0 ч. Аналогично, это опечатка. Портландцемент является основным материалом для приготовления грунтоцементного раствора. Его расход для Jet2 технологии может составлять 650-800 кг на метр закрепления, что должно быть учтено по проектным данным.

Требования к квалификации

Учитывая наличие рабочих 4-го и 2-го разрядов, можно сделать вывод, что для выполнения работ по данной норме требуются как высококвалифицированные специалисты (операторы буровых комплексов, машинисты кранов), так и вспомогательный персонал. Операторы специализированного оборудования должны обладать глубокими знаниями технологии Jet2 и опытом работы с высоконапорными системами.

Практическое применение: Расчет, примеры и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-64 требует от сметчика внимательности к деталям проекта и понимания технологических особенностей струйной цементации.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема работ: Первым шагом является точное определение общего объема грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в метрах. Например, если проектом предусмотрено 50 свай длиной 15 метров каждая, общий объем составит 50 * 15 = 750 м. Поскольку единица измерения нормы – 100 м, для расчета необходимо разделить полученный объем на 100 (750 м / 100 м = 7.5).
2. Проверка соответствия нормы проекту: Убедитесь, что проектные данные (тип грунта – несвязные, длина свай – свыше 10 до 20 м, диаметр – свыше 1100 до 1200 мм) точно соответствуют условиям применения нормы 05-03-031-64. Несоответствие может потребовать применения других норм или корректирующих коэффициентов.
3. Расчет потребности в ресурсах: Умножьте количество единиц измерения нормы (в нашем примере 7.5) на нормативный расход каждого ресурса, указанного в ГЭСН. Например, для рабочего 4 разряда: 29.65 чел.-ч/100 м * 7.5 = 222.375 чел.-ч.
4. Учет неучтенных материалов: Особое внимание уделите материалам, которые не имеют прямого расхода в норме (например, цемент, добавки, вода). Их расход должен быть определен по проектным данным, технологическим картам или на основе усредненных показателей для Jet2 технологии (например, расход цемента 650-800 кг на метр закрепления ). Эти материалы добавляются в смету отдельными строками.
5. Применение коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (стесненные условия, работа в зимнее время, особые геологические условия) могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты к нормам трудозатрат и эксплуатации машин. Эти коэффициенты регламентируются общими положениями к сборнику ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов".
6. Формирование сметы: Сгруппируйте все полученные ресурсные показатели и примените к ним текущие цены для получения сметной стоимости работ.

Примеры использования

• Усиление фундаментов: Норма применяется при необходимости усиления существующих фундаментов зданий, построенных на слабых несвязных грунтах, путем устройства дополнительных грунтоцементных свай.
• Ограждение котлованов: При разработке глубоких котлованов в водонасыщенных песчаных грунтах, где традиционные методы ограждения неэффективны, могут быть устроены грунтоцементные сваи для создания противофильтрационной завесы и повышения устойчивости стенок котлована.
• Противофильтрационные завесы: Создание водонепроницаемых барьеров в грунте для защиты от проникновения воды в подземные сооружения или для контроля уровня грунтовых вод.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма четко указывает на применение в несвязных грунтах. Это критическое ограничение. Для связных грунтов (глины, суглинки) могут применяться другие нормы или корректирующие коэффициенты, если это предусмотрено нормативной документацией.
• Длина и диаметр: Точное соответствие проектной длины (свыше 10 до 20 м) и диаметра (свыше 1100 до 1200 мм) является обязательным условием для прямого применения нормы. Для других диапазонов существуют смежные нормы в той же таблице ГЭСН 05-03-031.
• Технология Jet2: Важно понимать, что данная норма учитывает именно двухкомпонентную технологию, которая требует наличия компрессора и специфического бурового оборудования с двойными штангами. Это отличает ее от однокомпонентной (Jet1) или трехкомпонентной (Jet3) технологий, для которых предусмотрены другие нормы.

Полезная информация: Ошибки, советы и контроль качества

Для эффективной работы с ГЭСН 05-03-031-64 сметчикам необходимо знать о типичных ошибках и способах их предотвращения, а также о методах контроля качества выполненных работ.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы по типу грунта: Одна из самых распространенных ошибок – применение нормы 05-03-031-64 для связных грунтов. Как избежать: Всегда тщательно изучайте инженерно-геологические изыскания и проектную документацию, чтобы убедиться, что работы ведутся именно в несвязных грунтах.
2. Неучет фактического расхода материалов: Поскольку цемент и добавки не имеют прямого расхода в данной норме, их часто забывают включить в смету или указывают некорректно. Как избежать: Всегда запрашивайте у проектировщиков или технологов данные по проектному расходу цемента и добавок на 1 погонный метр сваи или на 1 м³ грунтоцемента.
3. Ошибки в объеме работ: Единица измерения нормы – 100 м. Неправильный перевод проектных метров в эту единицу может привести к значительным искажениям. Как избежать: Внимательно пересчитывайте общий объем свай в метрах и делите его на 100 для получения корректного коэффициента применения нормы.
4. Игнорирование сопутствующих работ: Норма охватывает основные операции, но могут быть дополнительные работы (например, устройство временных дорог, водоотлив, утилизация избыточного грунтоцементного шлама), которые должны быть учтены отдельными расценками. Как избежать: Детально анализируйте проект производства работ (ППР) и технологические карты.
5. Неправильное применение коэффициентов: Использование неактуальных или некорректных коэффициентов (например, для стесненных условий, зимних работ) может привести к завышению или занижению сметной стоимости. Как избежать: Руководствуйтесь действующими методическими указаниями по применению ГЭСН и общими положениями сборника 05.

Практические советы для сметчиков

• Комплексный подход: Всегда рассматривайте норму 05-03-031-64 в контексте всего проекта. Устройство свай – это часть более крупного комплекса работ по усилению оснований или ограждению котлованов.
• Взаимодействие с проектировщиками: Поддерживайте тесный контакт с проектной организацией для уточнения всех технических деталей, особенно по составу грунтоцементного раствора и специфике грунтов.
• Изучение технологии: Глубокое понимание технологии струйной цементации Jet2 поможет вам более точно интерпретировать состав работ и выявлять потенциальные неучтенные затраты.
• Документация: Требуйте полную проектную и исполнительную документацию, включая геологические отчеты, технологические карты и схемы расположения свай. Это основа для точного расчета.
• Мониторинг изменений: Следите за обновлениями в сметно-нормативной базе, так как ГЭСН регулярно актуализируются.

Связанные нормы

В зависимости от конкретных условий проекта, сметчику могут потребоваться или быть полезными следующие связанные нормы из сборника ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов":

• ГЭСН 05-03-031-01 и другие нормы таблицы 05-03-031: для других длин и диаметров свай, а также для однокомпонентной (Jet1) технологии струйной цементации.
• ГЭСН 05-03-030: нормы на другие виды закрепления грунтов, например, оголовники замораживающих колонок, если проект предусматривает комбинированные методы.
• ГЭСН 05-01-XXX: общие нормы на свайные работы, которые могут быть применимы для вспомогательных операций или при сравнении альтернативных методов устройства свай (например, буронабивных свай).

Контрольные моменты

Контроль качества грунтоцементных свай является неотъемлемой частью процесса и должен быть учтен в проекте. Основные методы контроля включают:

• Геофизические методы: Сейсмический каротаж, межскважинная сейсмическая томография, акустический каротаж, электротомография. Эти методы позволяют оценить сплошность, прочность и геометрические параметры грунтоцементных элементов без разрушения.
• Выбуривание кернов: Отбор образцов грунтоцемента из тела сваи для лабораторных испытаний на прочность на сжатие.
• Визуальный контроль: Оценка качества выносимого шлама в процессе цементации.
• Контроль параметров инъектирования: Мониторинг давления, расхода раствора и воздуха, скорости подъема буровой колонны в процессе формирования сваи.

Включение этих контрольных мероприятий в смету, если они не учтены напрямую в ГЭСН, обеспечивает полноту и достоверность расчета стоимости проекта.