ГЭСН 05-03-031-76: Устройство свай Jet2 в несвязных грунтах

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 05-03-031-76 является ключевым документом для сметчиков, работающих с проектами по устройству грунтоцементных свай методом струйной цементации. Эта норма регламентирует затраты ресурсов на выполнение работ по двухкомпонентной технологии (Jet2) в несвязных грунтах, когда длина свай превышает 20 метров, а их диаметр находится в диапазоне от 1400 до 1500 мм.

Технология струйной цементации грунтов, известная как Jet Grouting, представляет собой современный и эффективный способ укрепления слабых грунтов и создания подземных конструкций. Суть метода заключается в использовании высоконапорной струи цементного раствора (или других вяжущих) для разрушения и одновременного перемешивания грунта с этим раствором непосредственно в массиве. В результате этого процесса образуется новый материал – грунтоцемент (или грунтобетон), который обладает значительно улучшенными прочностными и деформационными характеристиками по сравнению с исходным грунтом.

Двухкомпонентная технология (Jet2), на которую ориентирована данная ГЭСН, отличается от однокомпонентной (Jet1) тем, что помимо цементного раствора, через отдельные каналы буровой штанги подается сжатый воздух. Энергия сжатого воздуха значительно увеличивает радиус действия цементной струи, позволяя формировать грунтоцементные колонны большего диаметра. Для несвязных грунтов, как указано в норме, диаметр свай по технологии Jet2 может достигать 1500-2000 мм, а в некоторых случаях, с использованием современных модификаций, до 3000-5000 мм.

Применение данной нормы обосновано положениями нормативных документов, таких как НР: Пр/812-005.3 и СП: Пр/774-005.3, которые регулируют вопросы ценообразования и сметного нормирования в строительстве. ГЭСН 05-03-031-76 является частью сборника ГЭСН-2020, утвержденного приказами Минстроя России.

Единицей измерения для данной нормы является 100 метров, что означает, что все ресурсные показатели в норме приведены на каждые 100 погонных метров готовых грунтоцементных свай указанных параметров.

Техническая информация

Состав работ по норме

ГЭСН 05-03-031-76 включает в себя три основных технологических операции, необходимых для устройства грунтоцементных свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии:

1. Приготовление раствора. Этот этап включает в себя все операции по подготовке цементного раствора (цементного молока) необходимой консистенции и состава. Сюда входит доставка цемента и воды на объект, их дозирование, смешивание в специальных смесительных установках до получения однородной суспензии. Качество раствора напрямую влияет на прочность и долговечность будущей сваи, поэтому к этому этапу предъявляются строгие требования.
2. Формирование грунтоцементной сваи. Это основной этап, в ходе которого происходит непосредственное устройство сваи. Он включает в себя бурение лидерной скважины до проектной отметки, погружение буровой колонны с монитором, через который под высоким давлением подается цементный раствор и сжатый воздух. При подъеме буровой колонны с вращением струя разрушает и перемешивает грунт с раствором, формируя грунтоцементную колонну заданного диаметра. Важно отметить, что данная норма применяется для свай длиной свыше 20 м и диаметром от 1400 до 1500 мм в несвязных грунтах.
3. Промывка нагнетательного оборудования после цементации. После завершения формирования каждой сваи или по окончании рабочей смены необходимо тщательно промыть все нагнетательное оборудование (насосы, шланги, монитор) от остатков цементного раствора. Это предотвращает засорение и затвердевание раствора внутри системы, обеспечивая ее работоспособность для последующих операций.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ, учтенных в ГЭСН 05-03-031-76, предусмотрены следующие основные ресурсы на 100 метров свай:

• Трудозатраты рабочих:

• Рабочий 4 разряда: 45.33 чел.-ч

• Рабочий 2 разряда: 0.58 чел.-ч

• Общие трудозатраты рабочих: 45.91 чел.-ч на 100 м свай.

• Машины и механизмы:

• Комплексы машин для устройства грунтоцементных свай по технологии двухкомпонентной струйной цементации, глубина бурения до 70 м: 22.01 маш.-ч. Это основное оборудование, включающее буровые установки, насосы высокого давления и смесительные станции, специально предназначенные для технологии Jet2.

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

• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.23 маш.-ч. Применяются для подвоза мелких материалов, инструмента и персонала.

• Материалы:

• Вода: 0 м3. Несмотря на указание "0 м3" в исходных данных, вода является критически важным компонентом для приготовления цементного раствора. Ее расход определяется проектом производства работ (ППР) и составом цементного раствора. Вероятно, в данной норме расход воды учтен косвенно, например, в составе комплексных машин или как общепроизводственный ресурс, не требующий отдельного нормирования на единицу измерения.

• Добавка для струйной цементации: 0 ч. Аналогично воде, указание "0 ч" для добавки является нетипичным. Добавки (пластификаторы, ускорители твердения и т.д.) могут использоваться для улучшения свойств цементного раствора и грунтоцемента. Их фактический расход определяется технологическим регламентом и проектом.

• Портландцементы бездобавочные: 0 ч. Это также является аномалией в предоставленных данных, поскольку цемент – основной вяжущий материал для струйной цементации. Фактический расход цемента является ключевым параметром, влияющим на прочность грунтоцементной сваи, и определяется проектом в зависимости от требуемых характеристик грунтоцемента и типа грунта.

Сметчикам следует быть внимательными к этим "нулевым" показателям и при необходимости уточнять фактический расход материалов по проектной документации или технологическим картам, так как их отсутствие в смете приведет к некорректному расчету стоимости работ.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты рабочих по норме ГЭСН 05-03-031-76 составляют 45.91 чел.-ч на каждые 100 метров грунтоцементных свай. Это включает в себя работу рабочих 4-го и 2-го разрядов. Средний разряд рабочих, исходя из предоставленных данных, составляет около 3.97, что соответствует высокой квалификации, необходимой для выполнения сложных геотехнических работ.

Время выполнения работ напрямую зависит от производительности используемого оборудования и организации труда. Норма отражает усредненные затраты времени на выполнение полного комплекса операций, включая подготовительные работы и промывку оборудования.

Требования к квалификации

Для выполнения работ по устройству свай методом струйной цементации требуются рабочие высокой квалификации, что подтверждается наличием в составе бригады рабочих 4-го разряда. Рабочие должны обладать знаниями и навыками в области буровых работ, приготовления и нагнетания цементных растворов, а также уметь работать со сложным специализированным оборудованием для струйной цементации.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для правильного применения ГЭСН 05-03-031-76 в сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Прежде всего, необходимо определить общий объем работ в погонных метрах свай, подпадающих под данную норму. Убедитесь, что сваи соответствуют критериям: двухкомпонентная технология (Jet2), несвязные грунты, длина свыше 20 м, диаметр от 1400 до 1500 мм.
2. Пересчет на единицу измерения нормы: Поскольку норма приведена на 100 метров, фактический объем работ (в метрах) необходимо разделить на 100. Например, если требуется устроить 500 метров свай, то расчетный объем для нормы составит 500 / 100 = 5 единиц измерения.
3. Расчет ресурсных показателей: Умножьте количество единиц измерения на ресурсные показатели, указанные в норме (трудозатраты рабочих, машино-часы оборудования). Например, для 500 м свай:

• Трудозатраты рабочего 4 разряда: 45.33 чел.-ч/100 м * 5 = 226.65 чел.-ч
• Трудозатраты рабочего 2 разряда: 0.58 чел.-ч/100 м * 5 = 2.90 чел.-ч
• Машино-часы комплексов Jet2: 22.01 маш.-ч/100 м * 5 = 110.05 маш.-ч
• И так далее для всех ресурсов.

4. Учет неучтенных материалов: Особое внимание уделите цементу и добавкам, которые в предоставленных данных указаны с нулевым расходом. Фактический расход этих материалов должен быть определен на основании проектной документации, технологических карт или данных инженерно-геологических изысканий. Эти материалы должны быть добавлены в смету отдельными позициями с учетом их фактического потребления.
5. Применение поправочных коэффициентов: В зависимости от условий производства работ (стесненные условия, работа на уклонах, особые грунтовые условия и т.д.) могут применяться различные поправочные коэффициенты, предусмотренные Общими положениями к сборникам ГЭСН и техническими частями.
6. Формирование сметы: Полученные ресурсные показатели используются для расчета прямых затрат в составе сметы ресурсным или ресурсно-индексным методом, с учетом текущих цен на ресурсы и накладных расходов, и сметной прибыли.

Примеры использования

Норма ГЭСН 05-03-031-76 применяется в широком спектре геотехнических и строительных проектов, где требуется усиление или стабилизация несвязных грунтов на значительную глубину. Типичные примеры включают:

• Усиление фундаментов существующих зданий и сооружений: Особенно актуально в условиях плотной городской застройки, где необходимо минимизировать динамические воздействия на соседние объекты.
• Устройство противофильтрационных завес: Для предотвращения или снижения фильтрации воды под плотинами, дамбами, в котлованах или вокруг подземных сооружений.
• Ограждение котлованов: Создание грунтоцементных стен для обеспечения устойчивости откосов глубоких котлованов, особенно в водонасыщенных несвязных грунтах.
• Повышение устойчивости склонов и откосов: Укрепление нестабильных склонов дорог, насыпей, берегов водоемов для предотвращения оползней и эрозии.
• Заполнение карстовых полостей: Укрепление трещиноватых скальных грунтов и заполнение пустот для обеспечения несущей способности основания.
• Устройство оснований под новые сооружения: Создание свайных полей или грунтоцементных массивов для передачи нагрузок от проектируемых зданий и сооружений на более прочные слои грунта.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 05-03-031-76 имеет ряд особенностей и ограничений, которые сметчику необходимо учитывать:

• Тип грунтов: Норма строго применима для несвязных грунтов. Для связных грунтов (глины, суглинки) или грунтов смешанного типа могут применяться другие нормы или требоваться корректировка технологии и расхода материалов.
• Длина и диаметр свай: Норма четко определяет параметры свай: длина свыше 20 м и диаметр от 1400 до 1500 мм. Для свай других размеров или длин необходимо использовать соответствующие нормы из той же группы ГЭСН 05-03-031 или других сборников.
• Технология Jet2: Применение нормы возможно только при использовании двухкомпонентной технологии струйной цементации. Если проектом предусмотрена однокомпонентная (Jet1) или трехкомпонентная (Jet3) технология, следует использовать другие нормы.
• Инженерно-геологические изыскания: Корректное применение нормы невозможно без детальных инженерно-геологических изысканий, которые определяют тип, состояние и характеристики грунтов на площадке. Эти данные критически важны для выбора оптимального состава цементного раствора и параметров цементации.
• Проект производства работ (ППР): Все параметры и особенности выполнения работ должны быть отражены в ППР, который является основой для составления сметы.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Сметчики часто сталкиваются с ошибками при применении норм на струйную цементацию. Вот некоторые из них и способы их предотвращения:

1. Неправильный учет типа грунта: Самая распространенная ошибка – применение нормы для несвязных грунтов к связным грунтам или наоборот. Это приводит к некорректному расчету расхода материалов и трудозатрат, так как прочность и диаметр свай в разных грунтах отличаются. Решение: Всегда сверяйтесь с инженерно-геологическими отчетами и выбирайте норму, соответствующую фактическому типу грунта на объекте.
2. Игнорирование параметров свай: Применение нормы для свай другого диаметра или длины. Решение: Тщательно проверяйте проектные данные по длине и диаметру свай и выбирайте соответствующую норму из таблицы ГЭСН 05-03-031.
3. Неучет расхода цемента и воды: Как было отмечено, в некоторых входных данных ГЭСН могут быть "нулевые" показатели для воды и цемента. Игнорирование этого факта и отсутствие учета этих материалов в смете приведет к значительному занижению стоимости. Решение: Всегда добавляйте цемент и воду (если их нет в норме) отдельными позициями, исходя из проектного водоцементного соотношения и требуемой прочности грунтоцемента.
4. Отсутствие поправочных коэффициентов: Неучет стесненных условий, работы на уклонах или других усложняющих факторов. Решение: Внимательно изучайте техническую часть сборника ГЭСН 05 и общие положения к ГЭСН, чтобы применить все необходимые поправочные коэффициенты.
5. Недостаточный контроль качества: Отсутствие в смете затрат на контроль качества грунтоцементных свай (например, ультразвуковой контроль, отбор образцов). Решение: Включайте в смету затраты на необходимые испытания и контроль, руководствуясь требованиями СП и проектной документации.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом сметных расчетов тщательно изучите проект производства работ (ППР) и результаты инженерно-геологических изысканий. Это позволит точно определить тип грунтов, требуемые параметры свай и особенности технологии.
• Консультации с технологами: При возникновении сомнений в выборе нормы или расчете расхода материалов, не стесняйтесь консультироваться с инженерами-технологами, специализирующимися на струйной цементации. Они могут предоставить ценные данные по фактическому расходу цемента и добавок для конкретных грунтовых условий.
• Мониторинг изменений в нормативах: Сметные нормы регулярно актуализируются. Следите за приказами Минстроя России и изменениями в сборниках ГЭСН, чтобы использовать самые актуальные данные.
• Учет сопутствующих работ: Помимо непосредственно устройства свай, смета должна учитывать сопутствующие работы, такие как подготовка площадки, устройство временных дорог, водоотведение, утилизация выбуренного шлама (если применимо).

Связанные нормы

При работе со струйной цементацией могут быть полезны следующие связанные нормы и своды правил:

• Другие нормы из группы 05-03-031: Эта группа содержит нормы на устройство свай методом струйной цементации по двухкомпонентной технологии (Jet2) для других диаметров и длин свай, а также для других типов грунтов (если применимо).
• ГЭСН 05-03-001: Нормы на укрепление грунта методом устройства грунтоцементных свай по технологии "Jet grouting" (могут быть более общими или для других параметров).
• ГЭСН 05-03-030: Нормы на устройство свай методом струйной цементации по однокомпонентной технологии (Jet1).
• ГЭСН 05-01-028: Нормы на устройство буронабивных свай, которые могут быть альтернативой или использоваться в комплексе со струйной цементацией.
• СП 24.13330.2011 "Свайные фундаменты": Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. Этот свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай, включая грунтоцементные.
• СП 45.13330.2017 "Земляные сооружения, основания и фундаменты": Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. Регламентирует производство и приемку земляных работ, устройство оснований и фундаментов.

Контрольные моменты

Качество выполнения работ по струйной цементации имеет решающее значение для надежности всей конструкции. Ключевые контрольные моменты включают:

• Контроль качества цементного раствора: Проверка соответствия состава и консистенции раствора проектным требованиям.
• Контроль параметров цементации: Мониторинг давления нагнетания, расхода раствора и воздуха, скорости подъема и вращения буровой колонны.
• Контроль геометрических параметров свай: Проверка соответствия фактического диаметра и длины свай проектным значениям.
• Испытания грунтоцемента: Отбор образцов грунтоцемента и их лабораторные испытания на прочность на сжатие. Также может применяться неразрушающий контроль, например, ультразвуковой метод, для оценки сплошности и прочности грунтоцементных свай.
• Ведение исполнительной документации: Тщательное документирование всех этапов работ, включая журналы бурения, нагнетания, результаты испытаний и акты скрытых работ.

Соблюдение этих контрольных требований гарантирует высокое качество выполненных работ и соответствие грунтоцементных свай проектным характеристикам.