ГЭСН 05-03-031-65: Струйная цементация свай Jet2

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-65 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма охватывает специфический, но широко применяемый в современном строительстве метод двухкомпонентной струйной цементации (Jet2), предназначенный для укрепления несвязных грунтов.

Назначение и область применения нормы: ГЭСН 05-03-031-65 применяется при устройстве грунтоцементных свай, формируемых по технологии Jet2, в несвязных грунтах. Норма учитывает сваи длиной свыше 10 до 20 метров и диаметром от 1200 до 1300 мм. Основная цель таких работ — повышение прочностных и деформационных характеристик грунтов, а также снижение их водопроницаемости, что критически важно для обеспечения устойчивости фундаментов, ограждений котлованов и противофильтрационных завес.

Основные характеристики:

• Код нормы: 05-03-031-65
• Наименование: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: → свыше 1200 до 1300 мм
• Единица измерения: 100 м (сто погонных метров свай)
• Тип работ: ГЭСН (Государственная элементная сметная норма)
• Категория: 05-03-031 (Устройство свай методом струйной цементации)

Техническая информация

Технология струйной цементации (Jet Grouting) — это метод инъекции, при котором высоконапорная струя цементного раствора разрушает и одновременно перемешивает грунт, создавая грунтоцементные тела (сваи). Двухкомпонентная технология (Jet2), учтенная в данной норме, предполагает одновременную подачу цементного раствора и сжатого воздуха через двустенные буровые штанги. Воздух увеличивает энергию струи, позволяя формировать сваи большего диаметра, чем при однокомпонентной технологии (Jet1).

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-031-65 включает в себя следующие основные операции, необходимые для формирования грунтоцементных свай:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя дозирование и смешивание цемента, воды и, при необходимости, добавок для получения цементного раствора требуемой консистенции и свойств. Для этого используются специальные смесительные установки.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Процесс начинается с бурения лидерной скважины буровым инструментом, в нижней части которого расположен монитор с соплами. Затем, при обратном ходе (подъеме) буровой колонны с одновременным ее вращением, через сопла под высоким давлением (40-50 МПа) подается цементный раствор и сжатый воздух. Это приводит к разрушению грунта и его перемешиванию с раствором, формируя грунтоцементную сваю.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования сваи необходимо тщательно промыть все оборудование, контактировавшее с цементным раствором, чтобы предотвратить его затвердевание и обеспечить готовность к дальнейшей работе. Это включает буровые штанги, монитор, насосы и смесительные емкости.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-65 учитывает следующие основные ресурсы на 100 погонных метров свай:

• Трудозатраты рабочих:
• Рабочий 4 разряда: 34.8 чел.-ч
• Рабочий 2 разряда: 0.43 чел.-ч
• Машины и механизмы:
• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 16.9 маш.-ч
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.21 маш.-ч
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.17 маш.-ч
• Материалы:
• Вода: 0 м³
• Добавка для струйной цементации: 0 ч (единица измерения указана некорректно в исходных данных, подразумевается расход материала)
• Портландцементы бездобавочные: 0 ч (единица измерения указана некорректно в исходных данных, подразумевается расход материала)

Важное примечание по материалам: В данной норме, как и во многих других ГЭСН, некоторые ключевые материалы, такие как вода, цемент и добавки, могут быть указаны с нулевым расходом. Это не означает, что они не используются в процессе. Напротив, они являются критически важными компонентами. Нулевой расход в норме указывает на то, что их фактическое количество определяется проектом производства работ (ППР) или технологической картой, исходя из конкретных инженерно-геологических условий, требуемой прочности грунтоцемента и диаметра свай. Расход цемента для струйной цементации может варьироваться, но часто составляет от 300 до 400 кг на погонный метр сваи.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих по данной норме составляют 35.23 чел.-ч на 100 погонных метров свай. Средний разряд рабочих, задействованных в процессе, составляет примерно 3.98. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала для выполнения работ, требующих специализированных навыков и опыта в работе с высокотехнологичным оборудованием.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству свай методом струйной цементации требуются рабочие 4-го и 2-го разрядов. Рабочие 4-го разряда, вероятно, выполняют основные операции по управлению буровыми комплексами и контролю процесса цементации, в то время как рабочие 2-го разряда задействованы во вспомогательных работах, таких как приготовление раствора и промывка оборудования. Высокая квалификация персонала критична для обеспечения качества и безопасности работ, особенно учитывая высокое давление подачи раствора и сложность оборудования.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-65 требует внимательного подхода к деталям проекта и понимания технологических особенностей струйной цементации.

Пошаговый алгоритм расчета

Для расчета сметной стоимости работ по ГЭСН 05-03-031-65 необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема работ: Определите общую проектную длину грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в погонных метрах. Например, если требуется 50 свай длиной 15 м каждая, общий объем составит 50 * 15 = 750 погонных метров.
2. Приведение объема к единице измерения нормы: Поскольку норма дана на 100 м, разделите общий объем на 100. В нашем примере: 750 м / 100 м = 7.5 единиц нормы.
3. Расчет потребности в ресурсах: Умножьте количество каждой ресурсной позиции (трудозатраты, машино-часы) на полученное количество единиц нормы. Например, трудозатраты рабочего 4 разряда составят 34.8 чел.-ч * 7.5 = 261 чел.-ч.
4. Расчет расхода цемента и воды: Эти материалы, как было отмечено, не учтены в норме напрямую. Их расход должен быть определен на основе проектной документации, результатов опытных работ и требуемых прочностных характеристик грунтоцемента. Используйте данные о необходимом объеме грунтоцемента (исходя из диаметра и длины свай) и рекомендуемом расходе цемента на 1 м³ закрепленного грунта (например, 300-400 кг/м).
5. Учет дополнительных затрат: Не забудьте учесть накладные расходы, сметную прибыль, а также затраты на транспортировку материалов и оборудования, утилизацию выбуренного грунта, устройство временных дорог и площадок, которые не входят в прямые затраты нормы.
6. Применение коэффициентов: В случае выполнения работ в стесненных условиях, на уклонах или при других усложняющих факторах, применяйте соответствующие повышающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборнику ГЭСН 05 или методическими указаниями.

Примеры использования

Пример 1: Расчет ресурсов для 1000 м свай Допустим, необходимо устроить 1000 погонных метров грунтоцементных свай по ГЭСН 05-03-031-65.

• Количество единиц нормы: 1000 м / 100 м = 10 единиц.
• Трудозатраты рабочего 4 разряда: 34.8 чел.-ч/100м * 10 = 348 чел.-ч.
• Трудозатраты рабочего 2 разряда: 0.43 чел.-ч/100м * 10 = 4.3 чел.-ч.
• Машино-часы комплексов машин: 16.9 маш.-ч/100м * 10 = 169 маш.-ч.
• Машино-часы кранов: 0.21 маш.-ч/100м * 10 = 2.1 маш.-ч.
• Машино-часы автомобилей: 0.17 маш.-ч/100м * 10 = 1.7 маш.-ч.

Пример 2: Расчет цемента для 1000 м свай (диаметр 1.2 м) Если средний диаметр сваи составляет 1.2 м, то объем 1 погонного метра сваи (цилиндра) равен: π * (диаметр/2)² * 1 м = 3.14 * (0.6)² * 1 = 1.13 м³. Общий объем грунтоцемента для 1000 м свай: 1.13 м³/м * 1000 м = 1130 м³. Принимая средний расход цемента 350 кг на 1 м³ грунтоцемента, потребуется: 350 кг/м³ * 1130 м³ = 395500 кг = 395.5 тонн портландцемента.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применяется для несвязных грунтов. Это пески, супеси, гравийные отложения. При работе в связных грунтах (глинах, суглинках) или грунтах смешанного типа необходимо использовать другие нормы или применять корректирующие коэффициенты, если это предусмотрено методическими указаниями.
• Технология Jet2: Данная норма относится исключительно к двухкомпонентной технологии. Для однокомпонентной (Jet1) или трехкомпонентной (Jet3) технологий существуют отдельные нормы.
• Геометрические параметры: Норма применима для свай длиной от 10 до 20 м и диаметром от 1200 до 1300 мм. Отклонения от этих параметров требуют применения других норм или индивидуальных расценок.
• Проектные решения: Фактический расход цемента, воды и добавок, а также точные параметры свай (диаметр, длина) должны быть обоснованы в проектной документации, исходя из результатов инженерно-геологических изысканий и требуемых прочностных характеристик грунтоцемента.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильная интерпретация типа грунта: Одна из наиболее частых ошибок — применение данной нормы для связных грунтов. Избежать: Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими изысканиями и убедитесь, что работы проводятся именно в несвязных грунтах, как указано в наименовании нормы.
2. Игнорирование расхода цемента и воды: Ошибка считать, что если в норме указан "0" для цемента и воды, то они не учитываются в смете. Избежать: Всегда предусматривайте отдельный расчет и включение в смету стоимости цемента, воды и добавок, исходя из проектных объемов грунтоцемента и его требуемых характеристик.
3. Неучет коэффициентов усложнения: Работы по струйной цементации часто проводятся в стесненных условиях, вблизи существующих сооружений или на сложных рельефах. Избежать: Внимательно изучите общие положения к сборнику ГЭСН 05 и методические указания по применению сметных норм для определения и применения соответствующих повышающих коэффициентов.
4. Неправильное применение единицы измерения: Норма дана на 100 м, а не на 1 м. Избежать: Всегда пересчитывайте общий объем работ в погонных метрах на 100-метровые отрезки перед умножением на ресурсные показатели нормы.
5. Отсутствие контроля качества: Недостаточный контроль за приготовлением раствора и формированием свай может привести к несоответствию грунтоцемента проектным характеристикам. Избежать: Включайте в смету затраты на лабораторные испытания и контроль качества, а также требуйте от подрядчика предоставления исполнительной документации и результатов испытаний.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите проект производства работ (ППР), технологические карты и результаты инженерно-геологических изысканий. Именно эти документы содержат ключевую информацию о требуемых параметрах свай, расходе материалов и условиях выполнения работ.
• Консультации с технологами: При возникновении вопросов по технологии Jet2 и особенностям ее применения в конкретных условиях, не стесняйтесь обращаться за консультациями к инженерам-технологам или специалистам по геотехнике.
• Актуализация цен: Помните, что ГЭСН отражают ресурсные показатели, а не стоимость в текущих ценах. Для определения сметной стоимости необходимо применять актуальные индексы пересчета в текущий уровень цен.
• Учет сопутствующих работ: В смете необходимо предусмотреть затраты на все сопутствующие работы, которые не учтены в данной норме, но необходимы для выполнения проекта. К ним могут относиться земляные работы, водоотлив, устройство временных коммуникаций и т.д.

Связанные нормы

Для комплексного расчета сметы на свайные работы и закрепление грунтов могут потребоваться другие нормы из сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов". В частности, для струйной цементации существуют нормы, отличающиеся по диаметру свай:

• Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: до 600 мм
• Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: свыше 2400 до 2500 мм

Также могут быть актуальны нормы для других методов закрепления грунтов, например, силикатизации или смолизации, которые также содержатся в сборнике ГЭСН 05.

Контрольные моменты

Контроль качества при устройстве грунтоцементных свай методом струйной цементации является залогом долговечности и надежности сооружения. Основные контрольные моменты включают:

• Контроль качества цементного раствора: Проверка соответствия состава и свойств раствора проектным требованиям (водоцементное отношение, подвижность, сроки схватывания).
• Контроль технологических параметров: Мониторинг давления нагнетания, скорости подъема и вращения буровой колонны, расхода цементного раствора и воздуха.
• Геометрический контроль свай: Проверка фактического диаметра и длины сформированных свай, их вертикальности или проектного наклона.
• Контроль прочности грунтоцемента: Отбор образцов грунтоцемента и проведение лабораторных испытаний на прочность (например, на одноосное сжатие) после набора прочности.
• Контроль водопроницаемости: Для противофильтрационных завес — проверка фактической водопроницаемости закрепленного массива.

Тщательное соблюдение всех этапов контроля позволяет своевременно выявлять и устранять отклонения, гарантируя соответствие выполненных работ проектным требованиям и нормативным документам.