ГЭСН 05-03-031-73: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение: ГЭСН 05-03-031-73 и технология Jet2

Государственная элементная сметная норма ГЭСН 05-03-031-73 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма регламентирует применение двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах для свай значительной длины – свыше 20 метров, и большого диаметра – от 1100 до 1200 мм.

Назначение и область применения нормы

Основное назначение ГЭСН 05-03-031-73 – определение потребности в ресурсах (трудозатратах, машинах, механизмах и материалах) для выполнения работ по укреплению грунтов методом струйной цементации. Данная технология широко применяется в геотехническом строительстве для решения следующих задач:

• Укрепление слабых грунтов в основании зданий, дорог, мостов, тоннелей.
• Устройство противофильтрационных завес.
• Усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий.
• Ограждение котлованов.
• Повышение устойчивости склонов и откосов.
• Заполнение карстовых полостей в трещиноватых скальных грунтах.
• Закрепление грунтов при проходке тоннелей и строительстве автодорог.

Норма 05-03-031-73 специально разработана для несвязных грунтов. К несвязным грунтам относятся пески, супеси и суглинки с содержанием глинистых частиц до 15%, а также с содержанием мелкого гравия до 15%. Это важно учитывать при выборе данной нормы для конкретного объекта.

Технология Jet2: Основные характеристики

Струйная цементация грунтов (Jet Grouting) – это инновационный метод закрепления грунтов, основанный на использовании высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания грунта с цементным раствором. В результате этого процесса образуется новый материал – грунтоцемент (или грунтобетон), обладающий значительно улучшенными прочностными и деформационными характеристиками.

Двухкомпонентная технология (Jet2), на которую ссылается ГЭСН 05-03-031-73, отличается от однокомпонентной (Jet1) тем, что для увеличения длины и энергии водоцементной струи используется дополнительная подача сжатого воздуха. Это позволяет достигать больших диаметров грунтоцементных свай. Для раздельной подачи цементного раствора и сжатого воздуха применяются двойные полые штанги: цементный раствор подается по внутренним штангам, а сжатый воздух – по внешним.

Преимущества технологии Jet2:

• Увеличенный диаметр свай: В несвязных грунтах (песках) диаметр свай, получаемых по технологии Jet2, может достигать 1500-2000 мм, а в глинистых грунтах – 1200-1500 мм. Норма 05-03-031-73 охватывает диапазон диаметров от 1100 до 1200 мм, что подтверждает ее применимость для крупных свай.
• Высокая предсказуемость результатов: Технология Jet Grouting обеспечивает высокую предсказуемость геометрических и прочностных характеристик создаваемой конструкции, что позволяет точно рассчитывать параметры на этапе проектирования.
• Универсальность: Применима для широкого спектра грунтов – от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов, хотя данная норма сфокусирована на несвязных грунтах.
• Высокая производительность: Позволяет выполнять большие объемы работ в сжатые сроки.
• Безопасность: Отсутствие вибрационных и ударных нагрузок делает ее безопасной для близлежащих зданий и сооружений, что особенно важно в условиях плотной городской застройки.

Техническая информация: Состав работ и ресурсы

ГЭСН 05-03-031-73 детализирует необходимые ресурсы для выполнения комплекса работ по устройству грунтоцементных свай. Единицей измерения нормы является 100 метров грунтоцементной сваи.

Состав работ по норме

Согласно описанию нормы, в ее состав включены следующие основные операции:

1. Приготовление раствора. Эта операция включает в себя все процессы, связанные с подготовкой цементного раствора, который будет нагнетаться в грунт. Это может быть смешивание цемента с водой, добавками и другими компонентами до получения необходимой консистенции и свойств.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это ключевой этап, включающий бурение лидерных скважин и последующее формирование сваи. Процесс формирования грунтоцементной сваи по технологии Jet2 включает в себя подачу цементного раствора и сжатого воздуха через сопла монитора под высоким давлением (до 400-500 атм для раствора ) при одновременном подъеме и вращении буровой колонны. Струя разрушает грунт, перемешивает его с цементным раствором, создавая грунтоцементное тело.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. Эта операция необходима для поддержания оборудования в рабочем состоянии и предотвращения застывания цементного раствора внутри систем подачи. Это стандартная процедура для всех видов цементационных работ.

Важно отметить, что ГЭСН предусматривает полный комплекс основных, а также вспомогательных и сопутствующих работ, необходимых для выполнения данного вида строительства.

Материалы и ресурсы

Норма ГЭСН 05-03-031-73 определяет расход следующих ресурсов на 100 метров грунтоцементной сваи:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 29.08 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.37 чел.-ч

• Общие трудозатраты: 29.45 чел.-ч

• Средний разряд работы: 3.98

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 14.11 маш.-ч. Эти комплексы включают буровую установку с комплектом инструмента, насосную установку высокого давления и смесительную установку.

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.18 маш.-ч. Используются для подъема монитора и других вспомогательных операций.

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.15 маш.-ч. Применяются для транспортировки материалов и оборудования.

• Материалы:

• Вода: 0 м3

• Добавка для струйной цементации: 0 ч (указано как часы, но по сути это материал)

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч (указано как часы, но по сути это материал)

Важное примечание по материалам: Указание "0 м3" для воды и "0 ч" для добавок и портландцементов означает, что данные ресурсы являются неучтенными в самой норме. Это распространенная практика в ГЭСН, когда расход некоторых материалов, сильно зависящих от проектных решений, инженерно-геологических условий и требуемых характеристик грунтоцемента, не нормируется напрямую.

Расход цемента и добавок, а также воды для приготовления раствора, должен определяться дополнительно на основе проектной документации, результатов инженерно-геологических изысканий и, что крайне важно, опытных работ на строительной площадке. Опытные работы позволяют подобрать оптимальный состав раствора и технологические параметры для достижения требуемой прочности и других характеристик грунтоцемента в конкретных грунтовых условиях.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству свай методом струйной цементации требуются рабочие высокой квалификации, что отражено в норме наличием рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочие 4-го разряда выполняют основные, наиболее сложные и ответственные операции, связанные с управлением специализированным оборудованием и контролем процесса цементации. Рабочие 2-го разряда выполняют вспомогательные работы.

Практическое применение: Алгоритм расчета и особенности

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-73 требует от сметчика глубокого понимания технологии и учета специфических условий объекта.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема работ: Первым шагом является определение общего объема работ в метрах грунтоцементных свай, подлежащих устройству. Этот объем должен быть указан в проектной документации.
2. Перевод объема в единицы измерения нормы: Поскольку норма установлена на 100 метров, общий объем работ необходимо разделить на 100. Например, если требуется устроить 500 метров свай, то объем по норме составит 500 / 100 = 5 единиц измерения.
3. Расчет трудозатрат: Умножить количество единиц измерения нормы на трудозатраты рабочих соответствующего разряда, указанные в норме. (Например, для 5 единиц: 5 * 29.08 чел.-ч для 4 разряда и 5 * 0.37 чел.-ч для 2 разряда).
4. Расчет машино-часов: Аналогично, умножить количество единиц измерения нормы на машино-часы для каждого вида машин и механизмов.
5. Учет неучтенных материалов: Определить расход цемента, добавок и воды на основе проектных данных и результатов опытных работ. Эти объемы добавляются в смету отдельными позициями, не входящими в прямые затраты по ГЭСН 05-03-031-73.
6. Применение коэффициентов: При необходимости применить повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями к сборникам ГЭСН, например, для стесненных условий производства работ, работы на уклонах и т.д.
7. Расчет накладных расходов и сметной прибыли: К полученным прямым затратам (трудозатраты, машино-часы, учтенные и неучтенные материалы) применяются нормативы накладных расходов (НР) и сметной прибыли (СП), обоснованные в соответствии с официальными методическими документами (например, Пр/812-005.3 для НР и Пр/774-005.3 для СП, указанные в обосновании нормы).

Примеры использования

ГЭСН 05-03-031-73 применяется в проектах, где требуется создание прочных и водонепроницаемых грунтоцементных элементов большого диаметра и значительной глубины в несвязных грунтах. Это могут быть:

• Усиление оснований крупных промышленных и гражданских зданий: Особенно актуально для объектов, возводимых на слабых песчаных или супесчаных грунтах, где требуется значительное увеличение несущей способности.
• Создание ограждений глубоких котлованов: В условиях обводненных несвязных грунтов Jet2 позволяет формировать надежные и водонепроницаемые стены котлованов, предотвращая обрушения и приток воды.
• Устройство противофильтрационных завес для гидротехнических сооружений: Например, для плотин, дамб, шлюзов, где необходимо минимизировать фильтрацию воды через основание.
• Стабилизация склонов и откосов: В местах с риском оползней или эрозии, особенно на песчаных склонах.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма строго применима для несвязных грунтов. Использование ее для связных грунтов (глины, суглинки с высоким содержанием глины) будет некорректным, так как технология Jet2 в связных грунтах может давать иные диаметры и требовать других параметров. Для связных грунтов существуют другие нормы в рамках того же сборника.
• Длина и диаметр свай: Норма четко определяет параметры: длина свыше 20 м и диаметр от 1100 до 1200 мм. Для свай с другими параметрами следует использовать соответствующие нормы из группы 05-03-031.
• Неучтенные ресурсы: Как уже упоминалось, расход цемента, добавок и воды не учтен в норме. Это не является недостатком, а особенностью, требующей от сметчика внимательного изучения проектной документации и результатов опытных работ.
• Контроль качества: Прочность и геометрия грунтоцементных свай зависят от множества факторов, включая водоцементное отношение, равномерность перемешивания, наличие движения грунтовых вод. Поэтому обязателен контроль качества на всех этапах работ, включая контроль используемых материалов, расположения и габаритов скважин, а также прочностных характеристик грунтоцемента.

Полезная информация для сметчиков

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный учет цемента и воды: Самая частая ошибка – игнорирование того факта, что цемент, добавки и вода не учтены в норме. Это приводит к существенному занижению сметной стоимости. Как избежать: Всегда запрашивайте у проектировщиков данные по расходу цемента и добавок, а также результаты опытных работ. Если таких данных нет, необходимо заложить их расчет на основе типовых рекомендаций для аналогичных грунтов и диаметров, с обязательным примечанием о необходимости уточнения по результатам опытных работ.
2. Игнорирование инженерно-геологических изысканий: Применение нормы без детального изучения состава и свойств грунтов на объекте. Как избежать: Убедитесь, что тип грунта (несвязный) соответствует условиям применения нормы. При наличии сложного геологического строения или послойного залегания грунтов, где несвязные грунты составляют менее 80% от общей глубины, может потребоваться применение других норм или дополнительных коэффициентов.
3. Неучет стесненных условий: Работы по струйной цементации могут проводиться в условиях плотной застройки, внутри существующих зданий или на ограниченных площадках. Как избежать: Применяйте соответствующие коэффициенты к нормам, если работы ведутся в стесненных условиях (например, с отсыпанных островков, в котлованах со шпунтовым ограждением, с подмостей, на косогорах).
4. Отсутствие опытных работ: Непроведение опытных работ для подбора оптимальных технологических параметров и расхода материалов. Как избежать: Настаивайте на включении в проект и смету затрат на опытные работы. Это критически важно для обеспечения требуемой прочности грунтоцемента и минимизации рисков.
5. Неправильная интерпретация диаметра и длины: Применение нормы для свай, не соответствующих указанным в ней диапазонам длины и диаметра. Как избежать: Внимательно сверяйте проектные параметры свай с наименованием и характеристиками нормы. Для других диаметров и длин существуют соседние нормы в таблице ГЭСН 05-03-031.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Всегда начинайте с тщательного анализа проектной документации, включая инженерно-геологические отчеты, чертежи свайного поля и спецификации по материалам.
• Контроль качества: Включайте в смету затраты на лабораторные испытания образцов грунтоцемента и геофизические методы контроля сплошности и прочности свай. Это позволит подтвердить соответствие выполненных работ проектным требованиям.
• Взаимодействие с технологами: При возникновении вопросов по расходу неучтенных материалов или особенностям технологии, консультируйтесь с инженерами-геотехниками и специалистами по струйной цементации.
• Мониторинг изменений в нормативах: Сметные нормы регулярно обновляются. Убедитесь, что вы используете актуальную редакцию ГЭСН 05-03-031-73 (например, в редакции Приказа Минстроя России от 07.02.2025 N 69/пр).

Связанные нормы

Норма ГЭСН 05-03-031-73 является частью обширной группы норм, регулирующих работы по струйной цементации. Сметчикам полезно знать о других нормах в этой категории:

• ГЭСН 05-03-031-01 – Роторное бурение лидерных скважин с прямой промывкой при однокомпонентной технологии (Jet1) в грунтах 1-2 групп глубиной бурения до 10 м.
• ГЭСН 05-03-031-22 – Устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet1) в несвязных грунтах, длиной до 10 м, диаметром свыше 700 до 800 мм.
• ГЭСН 05-03-031-64 – Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 10 до 20 м, диаметром свыше 1100 до 1200 мм. (Эта норма аналогична 05-03-031-73, но для меньшей длины свай).
• ГЭСН 05-03-031-74 – Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром свыше 1200 до 1300 мм. (Эта норма для большего диаметра свай той же длины).
• ГЭСН 05-03-001 – Общая норма на цементацию грунтов, включающая установку нагнетателя, приготовление и нагнетание раствора, промывку оборудования. Может быть полезна для понимания общих процессов цементации.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества и соответствия проектным требованиям, при устройстве грунтоцементных свай по ГЭСН 05-03-031-73 необходимо контролировать следующие параметры:

• Геометрические размеры свай: Диаметр и длина свай должны соответствовать проектным значениям.
• Прочность грунтоцемента: Прочность на сжатие грунтоцемента должна соответствовать требованиям проекта (в песчаных грунтах обычно от 3 до 10 МПа).
• Однородность и сплошность: Отсутствие разрывов и неоднородностей в теле сваи.
• Водонепроницаемость: Для противофильтрационных завес – соответствие коэффициента фильтрации заданным значениям.
• Расход материалов: Фактический расход цемента и добавок должен соответствовать расчетному, определенному на основе опытных работ.

Заключение

ГЭСН 05-03-031-73 является важным инструментом для точного и обоснованного сметного нормирования работ по устройству грунтоцементных свай методом двухкомпонентной струйной цементации (Jet2) в несвязных грунтах. Глубокое понимание состава работ, ресурсных показателей, а также особенностей учета неучтенных материалов и применения коэффициентов позволяет сметчикам эффективно составлять сметы, избегать ошибок и обеспечивать экономическую обоснованность строительных проектов. Учет всех нюансов, включая проведение опытных работ и строгий контроль качества, гарантирует успешное выполнение геотехнических задач и долговечность возводимых сооружений.