ГЭСН 05-03-031-68: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-68 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2). Эта норма включена в сборник ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" и предназначена для определения потребности в ресурсах при выполнении специфических работ в несвязных грунтах.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 05-03-031-68 применяется для устройства свай, формируемых методом струйной цементации (Jet Grouting) с использованием двухкомпонентной технологии (Jet2). Данная норма охватывает сваи длиной свыше 10 до 20 метров и диаметром от 1500 до 1600 мм.

Основное назначение грунтоцементных свай, устраиваемых по технологии Jet2, включает:

• Укрепление слабых грунтов в основании зданий, дорог, мостов и тоннелей.
• Устройство противофильтрационных завес для предотвращения проникновения воды.
• Усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий, а также выравнивание грунтов.
• Ограждение котлованов в условиях плотной городской застройки, где исключены вибрационные и ударные нагрузки.
• Повышение устойчивости склонов и откосов.
• Заполнение карстовых полостей в трещиноватых скальных грунтах.

Норма применяется исключительно для несвязных грунтов, что является важным ограничением. Технология Jet2 позволяет создавать грунтоцементные колонны значительного диаметра, что делает ее эффективной для решения сложных геотехнических задач.

Основные характеристики

• Код нормы: 05-03-031-68
• Название: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром: → свыше 1500 до 1600 мм
• Единица измерения: 100 м (сто метров готовых свай)
• Тип работ: ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы)
• Категория: 05-03-031 (Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром:)
• Обоснование: НР: Пр/812-005.3, СП: Пр/774-005.3

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-031-68 учитывает полный комплекс операций, необходимых для устройства грунтоцементных свай по технологии Jet2. В состав работ входят следующие основные этапы:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя доставку цемента (как правило, портландцемента бездобавочного) и добавок на строительную площадку, их хранение, а также приготовление цементного раствора требуемой концентрации. Для этого используются специализированные цементные станции и автоматические миксерные установки.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной этап, который включает в себя:

• Бурение лидерной скважины малого диаметра (обычно 112-132 мм) до проектной отметки.
• Подъем буровой колонны с одновременным вращением и подачей высоконапорной струи цементного раствора и сжатого воздуха через сопла монитора.
• Разрушение и перемешивание грунта с цементным раствором под высоким давлением (до 600 атм и выше).
• Формирование грунтоцементного тела (сваи) заданного диаметра и прочности.
• При необходимости, погружение армирующего элемента (арматурного каркаса) в незатвердевшую грунтобетонную колонну.

3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Этот этап критически важен для поддержания работоспособности дорогостоящего оборудования и предотвращения застывания цементного раствора в системе.

Технология Jet2: Особенности двухкомпонентной струйной цементации

Технология Jet2 (двухкомпонентная струйная цементация) отличается от однокомпонентной (Jet1) тем, что для разрушения грунта и увеличения радиуса действия струи используется не только высоконапорная струя цементного раствора, но и сжатый воздух.

Принцип работы Jet2 заключается в следующем: через двойные полые штанги в монитор раздельно подаются цементный раствор (по внутренним штангам) и сжатый воздух (по внешним). Сжатый воздух создает вокруг струи цементного раствора воздушную обманку, которая снижает сопротивление окружающей среды и позволяет струе сохранять свою энергию на большем расстоянии. Это приводит к значительному увеличению диаметра грунтоцементных колонн по сравнению с Jet1.

Для несвязных грунтов, как указано в данной норме, технология Jet2 особенно эффективна, поскольку позволяет достигать больших диаметров свай (до 1500 мм и более) и формировать однородный грунтоцементный массив.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-68 учитывает следующие основные ресурсы на 100 метров готовых свай:

• Трудозатраты рабочих-строителей:

• Рабочий 4 разряда: 52.12 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.66 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих: 52.12 + 0.66 = 52.78 чел.-ч. Средний разряд рабочих, участвующих в процессе, будет определяться исходя из их соотношения и квалификации.

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 35 м: 25.3 маш.-ч

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.32 маш.-ч

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.26 маш.-ч

• Материалы:

• Вода: 0 м3

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

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

Важное примечание по материалам: Указание "0 м3" для воды и "0 ч" для добавок и цемента в данной норме означает, что их количество не нормируется непосредственно в ГЭСН. Это связано с тем, что расход цемента, добавок и воды для приготовления цементного раствора сильно зависит от конкретных инженерно-геологических условий объекта, требуемой прочности грунтоцемента и проектного состава раствора. Фактический расход этих материалов определяется проектной документацией, технологическими картами и результатами опытных работ на объекте. Сметчик должен учитывать стоимость этих материалов отдельно, исходя из проектных данных и текущих цен поставщиков. ГЭСН же нормирует трудозатраты и машинное время, необходимые для выполнения работ с этими материалами.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих-строителей по норме 05-03-031-68 составляют 52.78 чел.-ч на 100 метров свай. Это отражает время, необходимое для выполнения всех операций, от приготовления раствора до промывки оборудования. Трудозатраты машинистов учтены в стоимости эксплуатации машин и механизмов.

Требования к квалификации

В составе рабочих учтены рабочие 4-го и 2-го разрядов. Это указывает на необходимость наличия квалифицированного персонала для управления сложным оборудованием (4-й разряд) и выполнения вспомогательных операций (2-й разряд). Работы по струйной цементации требуют высокой точности и строгого соблюдения технологии, поэтому квалификация персонала играет ключевую роль в качестве конечного результата.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 05-03-031-68 в сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Прежде всего, необходимо определить общий объем грунтоцементных свай, подлежащих устройству, в метрах. Этот объем должен соответствовать проектной документации, учитывая длину и диаметр свай, указанные в норме (свыше 10 до 20 м длиной, свыше 1500 до 1600 мм диаметром). Единица измерения нормы — 100 м, поэтому общий объем следует разделить на 100 для получения нормативного показателя.
2. Расчет трудозатрат: Умножьте нормативные трудозатраты (52.78 чел.-ч на 100 м) на полученный объем работ (в сотнях метров). Это даст общее количество человеко-часов, необходимых для выполнения работ.
3. Расчет машинного времени: Аналогично, умножьте нормативное машинное время для каждого вида машин (комплексы машин, краны, автомобили) на объем работ (в сотнях метров).
4. Учет материалов: Как было отмечено, цемент, добавки и вода не нормируются в данной ГЭСН по количеству. Их расход должен быть определен на основании проектных данных, технологических карт или результатов опытных работ. Стоимость этих материалов добавляется в смету отдельными позициями, исходя из текущих рыночных цен.
5. Применение коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (стесненные условия, работа в зимнее время, особые грунтовые условия, отличающиеся от несвязных, если это допускается проектом и обосновано) могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты к нормам трудозатрат и эксплуатации машин. Эти коэффициенты регламентируются Методическими указаниями по применению ГЭСН.
6. Формирование сметы: Полученные данные по ресурсам (трудозатраты, машинное время, материалы) используются для формирования локальной сметы ресурсным или ресурсно-индексным методом, с учетом текущих цен на ресурсы и накладных расходов, и сметной прибыли.

Примеры использования

• Укрепление основания существующего здания: Если необходимо усилить фундамент здания, расположенного на слабых несвязных грунтах, и проект предусматривает устройство грунтоцементных свай длиной 15 м и диаметром 1550 мм, то для расчета сметной стоимости работ будет применяться ГЭСН 05-03-031-68.
• Устройство противофильтрационной завесы для котлована: При строительстве подземного сооружения в водонасыщенных несвязных грунтах может потребоваться создание противофильтрационной завесы из пересекающихся грунтоцементных свай. Если параметры свай соответствуют данной норме, она будет использована для расчета.
• Стабилизация склона: В случае угрозы оползня на склоне, сложенном несвязными грунтами, могут быть запроектированы грунтоцементные сваи для повышения его устойчивости. При соответствии параметров свай, применяется данная ГЭСН.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применима для несвязных грунтов. Хотя технология струйной цементации (Jet Grouting) может применяться в различных типах грунтов (песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых, а также в разрушенных известняках), данная конкретная норма 05-03-031-68 четко указывает на несвязные грунты.
• Длина и диаметр свай: Норма имеет четкие ограничения по длине (свыше 10 до 20 м) и диаметру (свыше 1500 до 1600 мм). Для свай других параметров следует искать соответствующие нормы в сборнике ГЭСН-05 или разрабатывать индивидуальные сметные нормы.
• Технология Jet2: Норма учитывает именно двухкомпонентную технологию. Если проект предусматривает Jet1 (однокомпонентную) или Jet3 (трехкомпонентную), необходимо применять другие нормы.
• Отсутствие вибраций: Одним из ключевых преимуществ технологии Jet Grouting является отсутствие динамических и вибрационных воздействий на окружающие конструкции, что позволяет применять ее в стесненных условиях и вблизи существующих зданий.
• Контроль качества: Прочность грунтоцемента и диаметр свай должны контролироваться на всех этапах работ, включая отработку технологических режимов на опытных участках до начала массового закрепления грунта.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение типа грунта: Самая распространенная ошибка — применение нормы для связных грунтов, хотя она четко указывает на несвязные. Это может привести к некорректному расчету ресурсов и несоответствию технологии. Как избежать: Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими изысканиями и проектной документацией, чтобы точно определить тип грунта.
2. Игнорирование проектного расхода цемента и добавок: Поскольку ГЭСН не нормирует количество цемента и добавок, сметчики иногда упускают их из виду или используют усредненные данные, не соответствующие проекту. Как избежать: Требуйте от проектировщиков точные данные по составу цементного раствора и расходу материалов на 1 погонный метр сваи. Включайте эти материалы в смету отдельными позициями.
3. Неучет длины и диаметра свай: Применение данной нормы для свай, выходящих за указанные в ней диапазоны длины и диаметра, является ошибкой. Как избежать: Внимательно проверяйте проектные параметры свай и выбирайте соответствующую норму. Если подходящей нормы нет, необходимо разрабатывать индивидуальную сметную норму.
4. Неправильное применение коэффициентов: Ошибки в применении поправочных коэффициентов за условия производства работ (например, стесненность, зимние условия) могут существенно исказить сметную стоимость. Как избежать: Изучайте общие положения и технические части сборников ГЭСН, а также методические указания по их применению для корректного использования коэффициентов.
5. Отсутствие детализации в смете: Недостаточно подробное описание работ и ресурсов может привести к вопросам при экспертизе и разногласиям с заказчиком. Как избежать: Всегда давайте максимально подробное описание всех запланированных работ и ресурсов, ссылаясь на проектную документацию.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом составления сметы тщательно изучите проектную документацию, включая инженерно-геологические изыскания, технологические карты и спецификации материалов. Это позволит избежать многих ошибок.
• Контроль качества материалов: Убедитесь, что в смете учтены материалы, соответствующие требованиям проекта по качеству и марке (например, марка портландцемента).
• Взаимодействие с технологами: При возникновении вопросов по расходу материалов или особенностям технологии Jet2, не стесняйтесь консультироваться с инженерами-технологами, специализирующимися на струйной цементации.
• Использование актуальных баз данных: Всегда используйте актуальные версии ГЭСН и программное обеспечение, интегрированное с ФГИС ЦС, для автоматической проверки единиц измерения и использования актуальных расценок.
• Резерв на непредвиденные расходы: Включайте в смету резервный фонд (обычно 5-15% от общей стоимости) на возможные непредвиденные работы или изменения в процессе строительства.

Связанные нормы

ГЭСН 05-03-031-68 является частью более широкого раздела ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов". Сметчикам могут быть полезны следующие связанные нормы:

• ГЭСН 05-03-031-01 и последующие: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, но для других длин и диаметров.
• ГЭСН 05-03-030-XX: Нормы для однокомпонентной технологии (Jet1) струйной цементации, если проект предусматривает ее применение.
• ГЭСН 05-01-028-XX: Устройство буронабивных свай, которые могут быть альтернативой или использоваться в комплексе с грунтоцементными сваями в зависимости от грунтовых условий.
• ГЭСН 05-01-093-XX: Погружение железобетонных свай вдавливанием, если рассматриваются другие методы устройства свай.
• ГЭСН 28-02-012-XX: Устройство фундаментов свайных железобетонных, для комплексного учета работ по свайным фундаментам.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным требованиям при устройстве грунтоцементных свай методом Jet2 важны следующие контрольные моменты:

• Контроль состава и давления раствора: Необходимо строго контролировать параметры цементного раствора (водоцементное отношение, плотность, вязкость) и давление его нагнетания, а также давление сжатого воздуха.
• Контроль скорости подъема и вращения буровой колонны: Эти параметры напрямую влияют на диаметр и однородность грунтоцементной сваи.
• Испытания грунтоцемента: После набора прочности грунтоцементом (обычно через 14-28 дней) проводятся контрольные испытания образцов (кернов) или готовых свай для подтверждения их прочностных и деформационных характеристик.
• Геодезический контроль: Точное позиционирование скважин и контроль отклонений от проектных осей.
• Визуальный контроль: Оценка качества выходящего шлама и внешнего вида формируемой сваи.

Соблюдение этих контрольных требований гарантирует высокое качество выполненных работ и долговечность возводимых конструкций.