ГЭСН 05-03-031-67: Струйная цементация свай Jet2

Введение

Норма ГЭСН 05-03-031-67 является ключевым элементом в сметном нормировании работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2). Она предназначена для определения ресурсных затрат при выполнении работ в несвязных грунтах, когда длина свай составляет свыше 10 до 20 метров, а их диаметр – свыше 1400 до 1500 мм.

Струйная цементация грунтов, или Jet Grouting, – это современная геотехнологическая методика, позволяющая значительно улучшить прочностные, деформационные и противофильтрационные характеристики грунтов. Суть метода заключается в разрушении структуры грунта высоконапорной струей цементного раствора с одновременным его перемешиванием с этим раствором. В результате образуется новый материал – грунтобетон (или грунтоцемент), который обладает значительно более высокими показателями, чем исходный грунт.

Двухкомпонентная технология (Jet2), на которую ориентирована данная норма, использует не только цементный раствор, но и дополнительную энергию сжатого воздуха. Воздушный поток, создаваемый вокруг струи раствора, позволяет увеличить объем закрепляемого грунта и формировать грунтоцементные элементы большего диаметра по сравнению с однокомпонентной технологией (Jet1). В несвязных грунтах диаметр свай, выполненных по технологии Jet2, может достигать 1500 мм. Это делает технологию Jet2 особенно эффективной для создания крупных грунтоцементных элементов, необходимых для усиления оснований, устройства противофильтрационных завес и ограждений котлованов.

Обоснование данной нормы – НР: Пр/812-005.3, СП: Пр/774-005.3 – указывает на ее включение в систему государственных элементных сметных норм, утвержденных соответствующими приказами Министерства строительства Российской Федерации. Это подтверждает ее официальный статус и обязательность применения при составлении сметной документации для объектов капитального строительства, финансируемых с привлечением бюджетных средств.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 05-03-031-67 охватывает полный комплекс основных операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии. В состав работ, учтенных данной нормой, входят:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя дозирование и смешивание компонентов цементного раствора – цемента, воды и, при необходимости, специальных добавок. Качество приготовленного раствора напрямую влияет на прочностные характеристики будущей грунтоцементной сваи, поэтому к этому процессу предъявляются строгие требования. Раствор должен быть однородным и иметь заданную консистенцию.

2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной технологический процесс. Он начинается с бурения лидерной скважины буровым инструментом, в нижней части которого расположен монитор с соплами. После достижения проектной глубины, буровые штанги начинают подниматься с одновременной подачей цементного раствора через сопла монитора под высоким давлением (40-50 МПа или 400-500 атмосфер) и сжатого воздуха. Высокоэнергетическая струя разрушает структуру грунта, а затем перемешивает его с цементным раствором. В результате этого процесса вокруг скважины формируется грунтоцементный массив – свая, обладающая заданными прочностными и деформационными характеристиками.

3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот заключительный этап крайне важен для поддержания работоспособности оборудования. После завершения формирования каждой сваи или по окончании рабочей смены, все элементы нагнетательной системы, контактировавшие с цементным раствором, тщательно промываются. Это предотвращает затвердевание раствора внутри труб, насосов и мониторов, что могло бы привести к их поломке или снижению эффективности работы.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, предусмотренных нормой ГЭСН 05-03-031-67, требуются следующие основные ресурсы, рассчитанные на 100 метров длины свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 45.93 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.58 чел.-ч

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 22.3 маш.-ч. Это специализированное оборудование, включающее буровые установки, высоконапорные насосы и смесительные станции.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.28 маш.-ч. Используются для подачи материалов, монтажа/демонтажа оборудования и других вспомогательных операций.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.23 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов, оборудования и отходов.

• Материалы:

• Вода: 0 м3. Следует отметить, что расход воды, необходимой для приготовления цементного раствора и технологических нужд, не нормируется данной расценкой напрямую (указан как 0 м3 на 100 м) и должен быть определен по проектным данным.

• Добавка для струйной цементации: Расход данной добавки не нормируется в ГЭСН 05-03-031-67 и определяется проектной документацией в зависимости от требуемых свойств грунтоцемента и грунтовых условий.

• Портландцементы бездобавочные: Аналогично добавкам, расход цемента не учтен напрямую в данной норме и должен быть определен по проекту. Для технологии Jet2 расход цемента может составлять от 650 до 800 кг на метр закрепления.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей, предусмотренные нормой ГЭСН 05-03-031-67 на 100 метров свай, составляют 45.93 чел.-ч для рабочего 4 разряда и 0.58 чел.-ч для рабочего 2 разряда, что в сумме дает 46.51 чел.-ч. Средний разряд рабочих, задействованных в процессе, составляет приблизительно 3.97. Эти показатели отражают прямые затраты труда, необходимые для выполнения всех операций, входящих в состав работ.

Время выполнения работ определяется исходя из машино-часов работы основного оборудования. Например, 22.3 машино-часа работы комплекса для струйной цементации на 100 метров свай являются ключевым показателем производительности. Фактическая продолжительность работ на объекте будет зависеть от общего объема свай, организационно-технологических решений, а также от возможных коэффициентов, учитывающих усложняющие факторы (например, стесненные условия, работа на уклонах).

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству свай методом струйной цементации требуются квалифицированные рабочие. Норма предусматривает участие рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочий 4-го разряда, как правило, выполняет основные и наиболее ответственные операции, связанные с управлением сложным оборудованием для струйной цементации, контролем параметров нагнетания и соблюдением технологии. Рабочий 2-го разряда выполняет вспомогательные работы, такие как приготовление раствора, обслуживание оборудования, подготовка рабочей зоны и другие подсобные операции. Высокая квалификация персонала критически важна для обеспечения качества и безопасности выполнения работ.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения нормы ГЭСН 05-03-031-67 в сметной документации сметчику необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ. Первым шагом является точное определение общего объема работ по устройству грунтоцементных свай, выраженного в метрах длины. Этот показатель должен быть взят из проектной документации объекта.

2. Перевод объема в единицы измерения нормы. Единица измерения нормы ГЭСН 05-03-031-67 составляет 100 метров. Следовательно, полученный из проекта общий объем работ в метрах необходимо разделить на 100, чтобы получить количество единиц нормы. Например, если общая длина свай составляет 500 метров, то количество единиц нормы будет 500 / 100 = 5.

3. Умножение ресурсных показателей. Полученное количество единиц нормы умножается на ресурсные показатели, указанные в норме (трудозатраты рабочих в чел.-ч, машино-часы работы машин и механизмов). Например, для 5 единиц нормы трудозатраты рабочего 4 разряда составят 5 * 45.93 = 229.65 чел.-ч.

4. Учет неучтенных ресурсов. Особое внимание следует уделить материалам, расход которых не нормируется данной ГЭСН напрямую, а именно портландцементам бездобавочным и добавкам для струйной цементации, а также воде. Их расход должен быть определен на основании проектных данных, технологических карт или рекомендаций производителя. Эти затраты добавляются в смету отдельными позициями.

5. Применение поправочных коэффициентов. В зависимости от конкретных условий производства работ (например, стесненные условия, работа на уклонах, особые грунтовые условия), могут применяться поправочные коэффициенты к нормам затрат труда рабочих и машинистов, а также к нормам эксплуатации машин. Эти коэффициенты содержатся в технической части сборника ГЭСН-05 и в общих методических рекомендациях по применению сметных норм. Важно убедиться, что применение коэффициентов обосновано проектом организации строительства (ПОС) или другими официальными документами.

Примеры использования

Норма ГЭСН 05-03-031-67 находит широкое применение в различных строительных проектах, где требуется усиление грунтов или создание несущих элементов в несвязных грунтах:

• Усиление оснований существующих зданий и сооружений. Технология струйной цементации Jet2 позволяет создавать мощные грунтоцементные сваи, которые могут служить дополнительными опорами или усиливать существующие фундаменты, предотвращая их осадку и повышая несущую способность.
• Устройство противофильтрационных завес. В условиях высокого уровня грунтовых вод или при необходимости создания водонепроницаемых барьеров (например, для котлованов, тоннелей, гидротехнических сооружений), грунтоцементные сваи, выполненные по технологии Jet2, формируют эффективные противофильтрационные завесы.
• Формирование ограждений котлованов. Для обеспечения устойчивости стенок глубоких котлованов в несвязных грунтах могут использоваться грунтоцементные сваи, образующие сплошные или пересекающиеся ограждения.
• Укрепление грунтов подпорных стен и склонов. В случаях, когда необходимо повысить устойчивость естественных или искусственных склонов, а также грунтов за подпорными стенами, струйная цементация позволяет создать армированный грунтовый массив.

Особенности и ограничения

Применение нормы ГЭСН 05-03-031-67 имеет ряд важных особенностей и ограничений, которые сметчик должен учитывать:

• Тип грунта. Норма строго предназначена для несвязных грунтов. Использование ее для связных грунтов (например, глин) является ошибкой, так как для них существуют отдельные нормы (например, ГЭСН 05-03-031-48 для связных грунтов).
• Геометрические параметры свай. Норма применима только для свай длиной свыше 10 до 20 метров и диаметром свыше 1400 до 1500 мм. Для других длин и диаметров необходимо использовать соответствующие нормы из той же группы ГЭСН 05-03-031 (например, ГЭСН 05-03-031-66 или ГЭСН 05-03-031-68).
• Назначение ГЭСН. Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН) предназначены для определения потребности в ресурсах (трудозатратах, машино-часах, материалах) и являются основой для составления сметных расчетов. Они не предназначены для прямых взаиморасчетов за выполненные работы. Для этого используются единичные расценки (ФЕР, ТЕР), которые разрабатываются на основе ГЭСН.
• Расход материалов. Как уже упоминалось, расход цемента, добавок и воды не нормируется данной расценкой напрямую. Это означает, что их количество должно быть определено на основе проектных данных, что требует внимательности и дополнительного расчета со стороны сметчика.
• Контроль качества. Технология струйной цементации требует строгого контроля на всех этапах производства работ, включая контроль используемых материалов, параметров бурения, давления и расхода раствора, а также проверку габаритов и прочностных характеристик готовых грунтоцементных элементов.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Применение ГЭСН 05-03-031-67, как и любых других сметных норм, сопряжено с риском возникновения ошибок. Знание наиболее распространенных из них поможет сметчикам избежать неточностей:

• Неправильное определение типа грунта. Одна из самых частых ошибок – применение данной нормы для связных грунтов (глины, суглинки). ГЭСН 05-03-031-67 четко указывает на ее применимость только в несвязных грунтах. Как избежать: Всегда начинайте работу с тщательного изучения инженерно-геологических изысканий объекта, где содержится информация о составе и свойствах грунтов. Для связных грунтов используйте соответствующие нормы, например, ГЭСН 05-03-031-48.

• Игнорирование проектных данных по расходу цемента и добавок. Поскольку норма не содержит прямого расхода цемента и добавок, некоторые сметчики могут упустить этот момент, что приведет к существенному занижению сметной стоимости работ. Как избежать: Внимательно читайте техническую часть сборника ГЭСН-05 и проектную документацию. Расход этих материалов должен быть определен по проекту, исходя из требуемой прочности грунтоцемента и характеристик грунтов. Добавляйте их в смету отдельными позициями.

• Неверное применение поправочных коэффициентов. Попытки применить коэффициенты, не предусмотренные для данной нормы или конкретных условий производства работ, могут исказить итоговые ресурсные показатели. Как избежать: Всегда сверяйтесь с технической частью сборника ГЭСН-05 и общими методическими рекомендациями по применению сметных норм. Применение коэффициентов должно быть обосновано проектом организации строительства (ПОС) или другими официальными документами.

• Ошибки в определении длины и диаметра свай. Норма строго привязана к определенным диапазонам длины (свыше 10 до 20 м) и диаметра (свыше 1400 до 1500 мм). Использование ее для свай с другими параметрами является некорректным. Как избежать: Тщательно проверяйте соответствие проектных параметров свай диапазонам, указанным в наименовании нормы. Для других параметров используйте соответствующие нормы из группы ГЭСН 05-03-031.

Практические советы

Для эффективного и безошибочного применения ГЭСН 05-03-031-67 сметчикам рекомендуется:

• Комплексный подход к изучению документации. Всегда начинайте расчет с детального изучения не только сметных норм, но и всей проектной документации, включая инженерно-геологические изыскания, проект организации строительства (ПОС) и рабочие чертежи. Это позволит получить полную картину условий выполнения работ и избежать ошибок в выборе норм и определении объемов.
• Учет специфики технологии Jet2. Помните, что технология Jet2 позволяет создавать грунтоцементные элементы с заданными прочностными и деформационными характеристиками. Это означает, что состав цементного раствора (включая тип цемента и наличие добавок) будет определяться проектными требованиями, а не только стандартными нормами.
• Внимание к вспомогательным работам. Норма ГЭСН 05-03-031-67 учитывает полный комплекс основных, вспомогательных и сопутствующих работ. Однако, если проектом предусмотрены специфические подготовительные работы, не учтенные в норме (например, устройство временных дорог или площадок для тяжелой техники на слабых грунтах), их следует учитывать дополнительно по соответствующим нормам .
• Контроль качества на всех этапах. Хотя сметчик напрямую не участвует в производстве работ, понимание ключевых контрольных моментов (давление нагнетания раствора, расход цемента, скорость подъема монитора) поможет ему лучше ориентироваться в проектных данных и обосновывать применение тех или иных ресурсов.

Связанные нормы

Для полного понимания контекста применения ГЭСН 05-03-031-67 и для случаев, когда данная норма не подходит, полезно знать о связанных нормах:

• Другие нормы из таблицы ГЭСН 05-03-031. Эта таблица содержит нормы для струйной цементации по технологии Jet2 в несвязных грунтах с различными параметрами длины и диаметра свай:

• ГЭСН 05-03-031-66: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: свыше 1300 до 1400 мм. Применяется для аналогичных работ, но с меньшим диаметром свай.

• ГЭСН 05-03-031-68: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: свыше 1500 до 1600 мм. Применяется для аналогичных работ, но с большим диаметром свай.

• ГЭСН 05-03-031-61: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной до 10 м. Используется для свай меньшей длины.

• ГЭСН 05-03-031-77: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м. Применяется для свай большей длины.

• Нормы для связных грунтов. Если работы по струйной цементации Jet2 проводятся в связных грунтах (глины, суглинки), необходимо использовать соответствующие нормы, например:

• ГЭСН 05-03-031-48: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в связных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: свыше 1100 до 1200 мм.

• Общие нормы на свайные работы. Для других типов свайных работ или закрепления грунтов следует обращаться к соответствующим разделам Сборника ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов". Например, для буронабивных свай:

• ГЭСН 05-01-028: Устройство буронабивных свай в сухих устойчивых грунтах с бурением скважин вращательным (ковшовым) способом.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным требованиям при устройстве свай методом струйной цементации Jet2 необходимо контролировать следующие ключевые параметры:

• Соответствие фактического диаметра и длины свай проектным. Это критически важный параметр, который влияет на несущую способность и функциональность грунтоцементных элементов.
• Прочность грунтоцемента. После твердения раствора грунтоцемент должен обладать заданной прочностью на сжатие. В песчаных грунтах этот показатель может варьироваться от 3 до 10 МПа. Контроль осуществляется путем отбора образцов и их испытаний.
• Расход цемента. Фактический расход цемента на метр закрепления должен соответствовать проектным данным, обычно составляя 650-800 кг/м для Jet2.
• Давление нагнетания раствора. Поддержание заданного давления (40-50 МПа или 400-500 атмосфер) является залогом эффективного разрушения и перемешивания грунта.
• Скорость подъема и вращения монитора. Эти параметры влияют на однородность грунтоцемента и диаметр сваи.
• Соблюдение технологии Jet2. Весь процесс должен строго соответствовать технологическим картам и проекту производства работ, включая последовательность операций и используемое оборудование.

Тщательный контроль этих моментов на всех этапах выполнения работ гарантирует достижение проектных характеристик грунтоцементных свай и долговечность возводимых сооружений.