ГЭСН 05-03-031-75: Устройство свай Jet 2 в несвязных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-75 является ключевым документом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости работ по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма относится к категории "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов" (Сборник ГЭСН 05) и охватывает специфический вид работ – устройство свай по двухкомпонентной технологии (Jet 2) в несвязных грунтах.

Назначение и область применения нормы:

ГЭСН 05-03-031-75 предназначена для определения ресурсных затрат (трудовых, машинных и материальных) при устройстве грунтоцементных свай методом струйной цементации по технологии Jet 2. Она применяется для свай, отвечающих следующим характеристикам:

• Технология: Двухкомпонентная струйная цементация (Jet 2).
• Тип грунта: Несвязные грунты. К несвязным грунтам относятся пески, супеси и суглинки с содержанием глинистых частиц до 15%, а также с содержанием мелкого гравия до 15%.
• Длина свай: Свыше 20 метров.
• Диаметр свай: От 1300 мм до 1400 мм.

Эта норма является частью более широкой группы 05-03-031, которая включает различные диапазоны диаметров свай, выполненных по аналогичной технологии. Точное и корректное применение данной нормы позволяет сметчикам формировать достоверные сметные расчеты, что критически важно для планирования бюджета строительных проектов, особенно при работе со сложными геологическими условиями и необходимостью усиления оснований.

Техническая информация

Суть технологии струйной цементации Jet 2

Струйная цементация грунтов (Jet Grouting) – это современный метод закрепления и усиления грунтов, основанный на использовании высоконапорной струи цементного раствора. Технология Jet 2, или двухкомпонентная система (Double Fluid System), отличается от однокомпонентной (Jet 1) и трехкомпонентной (Jet 3) тем, что для разрушения грунта и формирования грунтоцементной сваи используется не только высоконапорная струя цементного раствора, но и сжатый воздух.

Принцип работы Jet 2:

1. Бурение лидерной скважины: Сначала бурится лидерная скважина до проектной отметки.
2. Подача раствора и воздуха: Через двойные полые штанги (двухканальный шнек) раздельно подаются цементный раствор (по внутренним штангам) и сжатый воздух (по внешним штангам) к монитору с соплами.
3. Разрушение и перемешивание: Высоконапорная струя цементного раствора (под давлением 400-500 атм, или 40-50 МПа) в сочетании с энергией сжатого воздуха разрушает структуру грунта и одновременно перемешивает его с цементным раствором непосредственно на месте (режим "mix-in-place").
4. Формирование сваи: По мере медленного подъема буровой колонны с вращением, происходит обработка грунта и формирование цилиндрической грунтоцементной колонны (сваи). Излишки грунтоцемента выходят по затрубному пространству на поверхность.

Использование сжатого воздуха значительно увеличивает радиус действия струи и позволяет создавать сваи большего диаметра по сравнению с однокомпонентной технологией. Диаметр свай Jet 2 в песчаных грунтах может достигать 1500 мм и более, что соответствует диапазону, указанному в норме 05-03-031-75 (свыше 1300 до 1400 мм).

После твердения раствора образуется новый материал – грунтоцемент, обладающий высокими прочностными, деформационными и противофильтрационными характеристиками.

Состав работ по норме 05-03-031-75

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

• Приготовление раствора: Включает все необходимые действия по подготовке цементного раствора требуемой консистенции, включая смешивание цемента, воды и добавок.
• Формирование грунтоцементной сваи: Основной процесс, охватывающий бурение, нагнетание раствора и воздуха, разрушение и перемешивание грунта, а также подъем буровой колонны с образованием тела сваи.
• Промывка нагнетательного оборудования после цементации: Завершающая операция, необходимая для поддержания оборудования в рабочем состоянии и предотвращения застывания раствора в системе.

Важно отметить, что нормы на цементацию учитывают затраты без дополнительной перекачки раствора. В случае проведения цементации двумя последовательно расположенными нагнетательными установками с промежуточной перекачкой раствора, к нормам эксплуатации машин применяются повышающие коэффициенты, указанные в приложении 5.12 к сборнику ГЭСН 05.

Материалы и ресурсы

ГЭСН 05-03-031-75 определяет следующие основные ресурсы, необходимые для выполнения работ (на 100 м свай):

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 39.57 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.5 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих: 40.07 чел.-ч

• Время эксплуатации машин и механизмов:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 19.21 маш.-ч

• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.24 маш.-ч

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.2 маш.-ч

• Материальные ресурсы:

• Вода: Количество определяется по проекту (обозначено как "П" – по проекту в ресурсных ведомостях).

• Добавка для струйной цементации: Количество определяется по проекту (обозначено как "П" – по проекту).

• Портландцементы бездобавочные: Количество определяется по проекту (обозначено как "П" – по проекту).

Отсутствие конкретных количеств для воды, добавок и цемента в самой норме ГЭСН означает, что их расход должен быть определен на основании проектной документации, исходя из конкретных геологических условий, требуемых характеристик грунтоцемента и состава цементного раствора.

Требования к квалификации

Исходя из состава трудозатрат, для выполнения работ по данной норме требуются рабочие 4-го и 2-го разрядов. Рабочий 4-го разряда, как правило, выполняет более сложные и ответственные операции, связанные с управлением оборудованием и контролем процесса, тогда как рабочий 2-го разряда выполняет вспомогательные функции. Это подчеркивает необходимость наличия квалифицированного персонала для обеспечения качества и безопасности работ.

Практическое применение

Правильное применение ГЭСН 05-03-031-75 требует от сметчика глубокого понимания технологии струйной цементации и внимательного изучения проектной документации.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определение объема работ: Первым шагом является определение общего объема работ в метрах, который затем переводится в единицы измерения нормы – 100 метров. Например, если требуется устройство 500 метров свай, то объем работ по норме составит 5 единиц (500 м / 100 м).
2. Сбор данных по материалам: На основании проектной документации определяются конкретные объемы расхода воды, добавок для струйной цементации и портландцементов бездобавочных. Эти данные должны быть обоснованы геологическими изысканиями и технологическими расчетами.
3. Расчет прямых затрат: Умножьте количество единиц измерения нормы на ресурсные показатели (трудозатраты рабочих, время работы машин) из ГЭСН. Для материальных ресурсов используйте данные из проекта.
4. Применение коэффициентов: Проверьте, есть ли в проекте или условиях производства работ факторы, требующие применения поправочных коэффициентов. Например, если работы проводятся в стесненных условиях, на уклонах или с дополнительной перекачкой раствора, необходимо применить соответствующие коэффициенты из общих положений к сборнику ГЭСН 05.
5. Формирование сметы: Полученные ресурсные показатели используются для формирования сметы ресурсным или ресурсно-индексным методом. Важно помнить, что ГЭСН содержит только нормы расхода ресурсов, а не их стоимость. Стоимость ресурсов определяется отдельно на основании текущих цен и индексов пересчета.

Примеры использования

Технология струйной цементации Jet 2, описываемая ГЭСН 05-03-031-75, применяется в широком спектре строительных задач, где требуется усиление грунтов или создание противофильтрационных завес.

• Усиление фундаментов: При реконструкции существующих зданий или возведении новых сооружений на слабых, неустойчивых грунтах, Jet 2 позволяет создать прочные грунтоцементные сваи, которые повышают несущую способность основания.
• Устройство противофильтрационных завес: В условиях высокого уровня грунтовых вод или при необходимости защиты котлованов от притока воды, грунтоцементные сваи могут формировать водонепроницаемые завесы.
• Ограждение котлованов: Для предотвращения осыпания стенок котлованов и обеспечения их устойчивости, особенно в условиях плотной городской застройки, где недопустимы вибрационные воздействия.
• Стабилизация склонов и откосов: Укрепление неустойчивых склонов для предотвращения оползней и обвалов.
• Заполнение карстовых полостей: В регионах с карстовыми явлениями технология Jet 2 может использоваться для заполнения пустот и повышения стабильности грунтового массива.

Особенности и ограничения

• Тип грунта: Норма 05-03-031-75 строго регламентирует применение для несвязных грунтов. Хотя технология Jet 2 в целом может быть эффективна и в связных грунтах (например, глинах), для сметного расчета по данной норме необходимо убедиться, что грунты на объекте соответствуют определению несвязных.
• Длина и диаметр: Четкие ограничения по длине (свыше 20 м) и диаметру (свыше 1300 до 1400 мм) свай требуют внимательной проверки проектных данных. Для других длин и диаметров следует применять соответствующие нормы из той же группы 05-03-031.
• Неучтенные затраты: Важно помнить, что норма не учитывает затраты на активные добавки для цементного раствора, а также на дополнительную перекачку раствора, если она требуется по технологии. Эти затраты должны быть учтены дополнительно на основании проектной документации.
• Предварительные испытания: Перед началом работ по струйной цементации крайне важны предварительные испытания грунтов на участке строительства. Это позволяет определить оптимальную технологию цементации, необходимый состав стабилизирующего раствора и глубину бурения, что напрямую влияет на расход материалов и, соответственно, на сметную стоимость.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение типа грунта: Одна из наиболее частых ошибок – применение нормы 05-03-031-75 для связных грунтов, хотя она четко предназначена для несвязных. Это может привести к некорректным расчетам и несоответствию сметы фактическим затратам. Как избежать: Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими изысканиями и убедитесь, что грунты на участке относятся к несвязным. При работе со связными грунтами следует искать другие, более подходящие нормы или обосновывать применение данной нормы с соответствующими коэффициентами, если это допустимо.
2. Игнорирование проектных данных по материалам: Норма указывает на то, что расход воды, добавок и цемента определяется "по проекту". Ошибка заключается в попытке использовать усредненные или произвольные значения. Как избежать: Требуйте от проектировщиков точные данные по составу цементного раствора и его расходу на единицу объема грунтоцементной сваи. Эти данные критически важны для точного расчета материальных затрат.
3. Неучет коэффициентов для особых условий: Работы в стесненных условиях, на уклонах, или с необходимостью промежуточной перекачки раствора требуют применения повышающих коэффициентов к нормам эксплуатации машин. Игнорирование этих коэффициентов приведет к занижению сметной стоимости. Как избежать: Внимательно изучайте общие положения к сборнику ГЭСН 05 и проект организации строительства (ПОС) для выявления всех факторов, влияющих на условия производства работ.
4. Путаница с другими технологиями Jet: Существуют технологии Jet 1 (однокомпонентная) и Jet 3 (трехкомпонентная), которые имеют свои особенности и применяются в разных условиях. Использование нормы для Jet 2 при фактическом применении Jet 1 или Jet 3 приведет к грубым ошибкам. Как избежать: Четко идентифицируйте применяемую технологию струйной цементации на основе проектных решений.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Всегда начинайте работу с тщательного изучения проектной документации, включая разделы по геологическим изысканиям, конструктивным решениям и технологии производства работ. Это позволит точно определить параметры свай, тип грунтов и особенности выполнения работ.
• Взаимодействие с технологами: При возникновении вопросов по технологии струйной цементации или особенностям ее применения на конкретном объекте, не стесняйтесь консультироваться с инженерами-технологами или специалистами, имеющими опыт в данной области. Их знания могут помочь избежать ошибок в расчетах.
• Актуализация цен: Помните, что ГЭСН отражают ресурсные показатели в ценах 2000 года. Для получения текущей сметной стоимости необходимо применять актуальные индексы пересчета, публикуемые Минстроем России или региональными центрами ценообразования.
• Учет сопутствующих работ: Помимо непосредственного устройства свай, могут потребоваться дополнительные работы, такие как устройство временных дорог, мобилизация и демобилизация оборудования, водоотлив и т.д. Убедитесь, что все сопутствующие работы учтены в смете по соответствующим нормам.

Связанные нормы

Норма ГЭСН 05-03-031-75 является частью серии норм, описывающих устройство грунтоцементных свай по двухкомпонентной технологии Jet 2 с различными диаметрами:

• ГЭСН 05-03-031-73: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром: свыше 1100 до 1200 мм.
• 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.
• ГЭСН 05-03-031-76: Устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (jet2) в несвязных грунтах, длиной свыше 20 м, диаметром: свыше 1400 до 1500 мм.

Также полезно ознакомиться с общими положениями Сборника ГЭСН 05 "Свайные работы, опускные колодцы, закрепление грунтов", которые содержат важные указания по применению норм, учету различных условий производства работ и определению расхода материалов для цементации.

Контрольные моменты

• Соответствие проекту: Убедитесь, что все параметры свай (длина, диаметр, тип грунта) и выбранная технология струйной цементации строго соответствуют проектной документации. Любые отклонения должны быть обоснованы и согласованы.
• Качество материалов: Контролируйте качество используемых цементов, добавок и воды, так как это напрямую влияет на прочностные характеристики грунтоцемента.
• Контроль процесса: Важен контроль за соблюдением технологических параметров в процессе формирования свай: давление нагнетания, скорость подъема буровой колонны, расход раствора и воздуха.
• Испытания грунтоцемента: После устройства свай необходимо проводить испытания образцов грунтоцемента на прочность и другие физико-механические характеристики для подтверждения соответствия проектным требованиям.

Соблюдение этих рекомендаций поможет сметчикам точно и эффективно применять ГЭСН 05-03-031-75, обеспечивая достоверность сметных расчетов и успешную реализацию проектов по устройству грунтоцементных свай.