ГЭСН 05-03-031-74: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-74 регулирует затраты на устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах. Эта норма применяется для свай длиной свыше 20 метров и диаметром от 1200 до 1300 мм. Она является частью сборника ГЭСН-05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" и предназначена для определения потребности в ресурсах (трудозатратах рабочих, времени эксплуатации строительных машин и механизмов, материальных ресурсах) при составлении сметной документации ресурсным и ресурсно-индексным методами.

Назначение и область применения нормы

Основное назначение нормы ГЭСН 05-03-031-74 — это расчет затрат на создание грунтоцементных свай, которые формируются путем смешивания грунта с цементным раствором под высоким давлением. Такие сваи используются для укрепления слабых или сильно обводненных грунтов, повышения их несущей способности и снижения фильтрационных свойств. Технология струйной цементации (Jet Grouting) позволяет создавать прочные грунтоцементные элементы (джет-элементы), которые повышают несущую способность грунта и уменьшают осадки.

Область применения данной нормы охватывает широкий спектр строительных задач, включая:

• Укрепление слабых грунтов в основании зданий, дорог, мостов и тоннелей.
• Усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий.
• Устройство противофильтрационных завес.
• Ограждение котлованов и создание подпорных стенок.
• Повышение устойчивости склонов и откосов.
• Заполнение карстовых полостей и подземных выработок.

Важным условием применения нормы 05-03-031-74 является использование двухкомпонентной технологии Jet2 в несвязных грунтах. Это означает, что для формирования сваи применяется не только цементный раствор, но и сжатый воздух, что значительно увеличивает диаметр и эффективность грунтоцементных колонн.

Основные характеристики технологии Jet2

Технология Jet2 (двухкомпонентная струйная цементация) является усовершенствованным методом струйной цементации грунтов. Ее суть заключается в использовании высоконапорной струи цементного раствора в сочетании со сжатым воздухом. Сжатый воздух, подаваемый через двойные полые штанги одновременно с цементным раствором, увеличивает энергию струи, что позволяет разрушать грунт на большем радиусе и эффективнее перемешивать его с цементным раствором.

В результате этого процесса образуются грунтоцементные сваи (колонны) с заданными прочностными и деформационными характеристиками. Диаметр свай, получаемых по технологии Jet2, может достигать 1200-1500 мм в глинистых грунтах и 1500-2000 мм в песчаных. Для данной нормы 05-03-031-74 предусмотрен диаметр свай от 1200 до 1300 мм, что соответствует возможностям технологии Jet2.

Ключевые преимущества технологии Jet2:

• Универсальность: Применима в различных типах грунтов, включая песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые, а также в разрушенных известняках.
• Высокая производительность: Позволяет выполнять большие объемы работ в сжатые сроки.
• Безопасность: Отсутствие вибрационных и ударных нагрузок делает ее идеальной для работы вблизи существующих зданий и сооружений, в условиях плотной городской застройки.
• Высокие прочностные характеристики: Грунтоцемент обладает прочностью на сжатие от 3 до 10 МПа в песчаных грунтах и от 1 до 3 МПа в глинистых, а модуль деформации варьируется от 50 до 5000 МПа.

Техническая информация

Норма ГЭСН 05-03-031-74 детально описывает состав работ и необходимые ресурсы для устройства 100 метров грунтоцементных свай указанного типа и размера.

Состав работ по норме

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

1. Приготовление раствора. Эта операция включает в себя все необходимые действия по подготовке цементного раствора, который будет нагнетаться в грунт. Это может быть дозирование цемента, воды и добавок, их смешивание в специальных смесителях до получения однородной консистенции, соответствующей проектным требованиям. Качество раствора напрямую влияет на прочность будущей грунтоцементной сваи.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это ключевой этап, включающий бурение лидерной скважины до проектной отметки, а затем, при обратном ходе буровой колонны, подачу под высоким давлением цементного раствора и сжатого воздуха через сопла монитора. Одновременно с подачей раствора и воздуха, буровая колонна поднимается и вращается, обеспечивая равномерное перемешивание грунта с цементным раствором. В результате этого процесса формируется грунтоцементная колонна заданного диаметра.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования сваи необходимо тщательно промыть все оборудование, контактировавшее с цементным раствором (насосы, шланги, буровые штанги, монитор), чтобы предотвратить застывание раствора и обеспечить готовность оборудования к дальнейшей работе. Это важная операция для поддержания работоспособности дорогостоящего оборудования.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 05-03-031-74 предусмотрены следующие основные ресурсы на 100 метров грунтоцементных свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 34.22 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.43 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих: 34.22 + 0.43 = 34.65 чел.-ч

• Средний разряд рабочих: (34.22 чел.-ч * 4 разряд + 0.43 чел.-ч * 2 разряд) / 34.65 чел.-ч ≈ 3.97 разряд

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 16.61 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 (следует читать как 0, т.е. расход определяется по проекту)

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч (следует читать как 0, т.е. расход определяется по проекту)

Важное примечание по материалам с нулевым расходом: Значение "0" для воды, добавок и портландцементов в данной норме означает, что их фактический расход не нормируется данной ГЭСН в фиксированном объеме на 100 метров свай. Это связано с тем, что количество этих материалов сильно зависит от конкретного проекта, типа грунтов, требуемых прочностных характеристик грунтоцемента и выбранного состава цементного раствора. Сметчику необходимо определять расход этих материалов по проектным данным, технологическим картам и рецептурам, разработанным для конкретного объекта.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих по норме ГЭСН 05-03-031-74 составляют 34.65 чел.-ч на каждые 100 метров грунтоцементных свай. Это включает в себя работу как высококвалифицированных рабочих (4 разряда), так и вспомогательного персонала (2 разряда). Средний разряд рабочих, задействованных в процессе, составляет примерно 3.97. Это отражает сложность и ответственность выполняемых работ, требующих высокой квалификации персонала для управления специализированным оборудованием и контроля за процессом цементации.

Время выполнения работ напрямую зависит от производительности используемого оборудования и организации труда на объекте. Норматив машино-часов для комплексов машин по устройству грунтоцементных свай (16.61 маш.-ч на 100 м) является основным показателем для определения продолжительности работ. Дополнительно учитывается время работы вспомогательной техники, такой как краны и бортовые автомобили, необходимые для перемещения оборудования и материалов.

Требования к квалификации

Высокая сложность и технологичность процесса струйной цементации требуют от персонала соответствующей квалификации. Норма предусматривает участие рабочих 4-го и 2-го разрядов. Рабочие 4-го разряда, как правило, выполняют основные операции, связанные с управлением буровыми комплексами, контролем параметров нагнетания раствора и воздуха, а также обеспечением качества формирования свай. Рабочие 2-го разряда могут выполнять вспомогательные работы, такие как приготовление раствора, обслуживание оборудования, перемещение материалов и другие подсобные операции под руководством более квалифицированных специалистов.

Практическое применение

Правильное применение нормы ГЭСН 05-03-031-74 критически важно для точного составления сметной документации и предотвращения финансовых разногласий.

Пошаговый алгоритм расчета

Для расчета затрат по норме ГЭСН 05-03-031-74 необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение объема работ: Из проектной документации необходимо получить общую длину грунтоцементных свай, подлежащих устройству. Например, если требуется устроить 500 метров свай, то объем работ составит 5 единиц измерения нормы (500 м / 100 м = 5).
2. Расчет трудозатрат: Умножить нормативные трудозатраты рабочих (34.65 чел.-ч) на определенный объем работ. Например, для 500 м свай: 34.65 чел.-ч/100 м * 5 = 173.25 чел.-ч.
3. Расчет машино-часов: Умножить нормативные машино-часы для каждого типа машин на определенный объем работ. Например, для комплексов машин: 16.61 маш.-ч/100 м * 5 = 83.05 маш.-ч.
4. Определение расхода материалов: Поскольку для воды, добавок и цемента в норме указан нулевой расход, их количество должно быть определено по проектным данным. Это включает в себя:

• Цемент: Количество портландцемента определяется исходя из проектного состава грунтоцементной смеси, требуемой прочности и объема формируемых свай. Например, если для 1 м3 грунтоцемента требуется 400 кг цемента, и объем свай составляет X м3, то общий расход цемента будет X * 400 кг.
• Добавки для струйной цементации: Расход добавок также определяется по проектной рецептуре, исходя из их процентного содержания в цементном растворе.
• Вода: Количество воды для приготовления раствора рассчитывается исходя из водоцементного отношения, а также может потребоваться вода для промывки оборудования и других технологических нужд.

5. Применение коэффициентов: При необходимости, к полученным ресурсным показателям могут быть применены поправочные коэффициенты, учитывающие усложняющие факторы производства работ (например, стесненные условия, работу в зимнее время и т.д.). Эти коэффициенты приводятся в общих положениях к сборникам ГЭСН или в соответствующих методических рекомендациях.
6. Расчет накладных расходов и сметной прибыли: К прямым затратам (определенным на основе ресурсных показателей) добавляются накладные расходы (НР) и сметная прибыль (СП) в соответствии с действующими методиками и нормативами. Для работ по закреплению грунтов применяются нормативы, утвержденные приказами Минстроя РФ, например, НР по Приказу Минстроя РФ № Пр/812-005.3 и СП по Приказу Минстроя РФ № Пр/774-005.3.

Примеры использования

Пример 1: Усиление фундамента существующего здания. Предположим, необходимо усилить фундамент старого здания, расположенного на несвязных грунтах, путем устройства 300 метров грунтоцементных свай диаметром 1250 мм и длиной 25 м. Поскольку длина свай превышает 20 м, а диаметр находится в диапазоне 1200-1300 мм, применяется ГЭСН 05-03-031-74. Объем работ составит 300 м / 100 м = 3 единицы измерения. Далее производится расчет ресурсов по вышеописанному алгоритму, а расход цемента и добавок определяется по проекту, исходя из требуемой прочности грунтоцемента для усиления фундамента.

Пример 2: Устройство противофильтрационной завесы. Для строительства нового котлована в водонасыщенных несвязных грунтах требуется создать противофильтрационную завесу из грунтоцементных свай длиной 30 м и диаметром 1300 мм. Общая протяженность завесы составляет 400 м. Применяется ГЭСН 05-03-031-74. Объем работ: 400 м / 100 м = 4 единицы измерения. Расчет ресурсов производится аналогично, при этом особое внимание уделяется составу раствора для обеспечения необходимых противофильтрационных свойств грунтоцемента.

Особенности и ограничения

• Тип грунтов: Норма четко указывает на применение в "несвязных грунтах". Это означает, что для связных грунтов (глины, суглинки) или грунтов со смешанным составом могут потребоваться другие нормы или применение дополнительных коэффициентов, если это обосновано проектом.
• Длина и диаметр свай: Норма строго привязана к длине свай свыше 20 м и диаметру от 1200 до 1300 мм. Для свай меньшей длины или другого диаметра (например, свыше 1100 до 1200 мм или свыше 1300 до 1400 мм) следует использовать соответствующие расценки из таблицы ГЭСН 05-03-031.
• Проектные данные для материалов: Отсутствие фиксированного расхода цемента, добавок и воды в норме подчеркивает необходимость наличия детальной проектной документации, включающей состав грунтоцементной смеси и технологические карты.
• Учет специфики объекта: При определении сметной стоимости важно учитывать все особенности объекта, такие как стесненность условий, наличие подземных коммуникаций, необходимость водопонижения и другие факторы, которые могут повлиять на расход ресурсов и потребовать применения дополнительных коэффициентов.

Полезная информация

Для эффективной работы с нормой ГЭСН 05-03-031-74 сметчикам важно знать о типичных ошибках, полезных советах, связанных нормах и контрольных моментах.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение типа грунта: Применение нормы для связных грунтов без соответствующих корректировок или использования других норм может привести к некорректным расчетам. Всегда проверяйте инженерно-геологические изыскания и проектную документацию для точного определения типа грунта.
2. Игнорирование проектных данных по материалам: Ошибка считать, что если расход цемента, добавок и воды указан как "0", то эти материалы не нужны или их стоимость незначительна. Напротив, их расход определяется проектом и может составлять значительную часть затрат. Всегда запрашивайте и используйте проектные данные для этих ресурсов.
3. Неверное применение диаметра и длины свай: Использование нормы 05-03-031-74 для свай, не соответствующих указанным в ней параметрам (длина свыше 20 м, диаметр 1200-1300 мм), является грубой ошибкой. Внимательно сверяйтесь с проектными размерами свай и выбирайте соответствующую норму из таблицы ГЭСН 05-03-031.
4. Неучет усложняющих факторов: Отсутствие применения поправочных коэффициентов для стесненных условий, работы в зимнее время, вблизи существующих сооружений и других специфических условий может привести к занижению сметной стоимости. Всегда анализируйте условия производства работ и применяйте необходимые коэффициенты, предусмотренные методическими рекомендациями.
5. Ошибки в расчете объемов работ: Неточности в определении общего объема свай (например, в метрах или 100 метрах) могут привести к существенным искажениям в смете. Тщательно проверяйте исходные данные и единицы измерения.
6. Некорректное сокращение наименований: При составлении сметной документации избегайте чрезмерных или некорректных сокращений наименований работ и материалов, так как это может вызвать недопонимание и затруднить проверку сметы.

Практические советы

• Всегда начинайте с проекта: Прежде чем приступать к расчету, убедитесь, что у вас есть полная и актуальная проектная документация, включая инженерно-геологические изыскания, чертежи свай, технологические карты и спецификации материалов.
• Используйте актуальные нормативы: Убедитесь, что вы используете последнюю редакцию сборника ГЭСН-2001 (или ГЭСН-2020, если применимо) и актуальные методические рекомендации по их применению.
• Детализируйте расход материалов: Для материалов с проектным расходом (цемент, добавки, вода) обязательно указывайте их конкретное количество в смете, ссылаясь на проектные данные. Это повысит прозрачность и обоснованность расчета.
• Консультируйтесь с технологами: В случае сомнений относительно технологии выполнения работ или состава грунтоцементной смеси, не стесняйтесь обращаться за консультацией к специалистам-технологам или проектировщикам.
• Используйте специализированное ПО: Применение сметных программных комплексов (например, "ГРАНД-Смета", Smeta.RU) значительно упрощает процесс расчета, минимизирует ошибки и позволяет автоматически применять коэффициенты и нормативы.

Связанные нормы

При работе с ГЭСН 05-03-031-74 могут быть полезны следующие связанные нормы и документы:

• Другие нормы таблицы ГЭСН 05-03-031:
• Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром: свыше 1100 до 1200 мм – для свай меньшего диаметра.
• Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром: свыше 1300 до 1400 мм – для свай большего диаметра.
• Нормы на другие технологии струйной цементации:
• Технологии Jet1 (однокомпонентная) и Jet3 (трехкомпонентная) используются для других условий и диаметров свай.
• Общие положения сборника ГЭСН-05:
• ГЭСН 81-02-05-2022 Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов – содержит общие правила и положения по применению норм на свайные работы, включая учет групп грунтов и коэффициентов.
• Нормы на другие виды свайных работ:
• Устройство буронабивных свай – для сравнения технологий и выбора оптимального решения.
• Погружение железобетонных свай вдавливанием – альтернативные методы устройства свай.
• Устройство буроинъекционных свай – для сравнения с другими инъекционными методами.
• Нормативы накладных расходов и сметной прибыли:
• Приказ Минстроя РФ от 21.12.2020 N 812/ПР (НР: Пр/812-005.3) – для определения нормативов накладных расходов.
• Приказ Минстроя РФ от 11.12.2020 N 774/ПР (СП: Пр/774-005.3) – для определения нормативов сметной прибыли.

Контрольные моменты

При выполнении работ по устройству грунтоцементных свай и контроле их качества необходимо уделять внимание следующим аспектам:

• Качество цементного раствора: Контроль состава, консистенции и времени схватывания раствора в соответствии с проектными требованиями.
• Параметры нагнетания: Мониторинг давления нагнетания цементного раствора и сжатого воздуха, скорости подъема и вращения буровой колонны. Отклонения от проектных параметров могут негативно сказаться на качестве сваи.
• Геометрия свай: Контроль диаметра и вертикальности формируемых свай. Для этого могут использоваться геофизические методы или контрольное бурение.
• Прочность грунтоцемента: Отбор проб грунтоцемента и проведение лабораторных испытаний на прочность на сжатие для подтверждения соответствия проектным характеристикам.
• Объем выносимого грунта: Контроль объема выносимого грунта при формировании свай, так как это влияет на расход цементного раствора и общую эффективность процесса.
• Ведение исполнительной документации: Тщательное ведение журналов работ, фиксация всех параметров процесса, объемов использованных материалов и результатов контроля качества. Это является основой для подтверждения выполненных работ и разрешения возможных споров.

Соблюдение этих контрольных моментов позволит обеспечить высокое качество выполненных работ и точность сметных расчетов, основанных на норме ГЭСН 05-03-031-74.