Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова) — институтом Акционерного общества «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2020 г. № 133-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Код страны по МК(ИСО 3166)004-97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Армения AM ЗАО «Национальный орган по стандартизации и метрологии» Республики Армения Киргизия KG Кыргызстандарт Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан Россия RU Госстандарт Узбекистан UZ Узсгандарт Таджикистан TJ Таджикстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2020 г. № 1339-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25358-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2021 г.

5    ВЗАМЕН ГОСТ 25356-2012

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к ному на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

© Стандартинформ. оформление. 2021

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Дополнительные погрешности измерения температуры грунтов и мероприятия по их снижению

Таблица Б.1

Причины погрет мастей измерения Мероприятие по снижению пофошностей Недостаточная «выстойка» скважины после бурения и обустройства Увеличение времени «выстойки». бурение скважин без промывки на малых оборотах бурового инструмента (см. 5.1); использование скважин меньшего диаметра; учет поправок по измерениям в опытной скважине (см. 5.5) Конвекция воздуха в скважине Использование скважин малого диаметра: установка термо-иэолирующих коробов над устьем скважин (см. 5.4) и разделительных дисков-диафрагм до глубины 5 м (см. 5.6); засыпка скважин сухим песком, мелким гравием или местным сухим измельченным грунтом (см. 5.4) Конденсация влаги на стенках скважин Тщательная заглушка скважин пробками (см. 5.4) Недостаточная выдержка термометрической косы в скважине Увеличение времени выдержки; снижение теплоемкости термокосы за счет рациональной конструкции Неточность установки термометров по глубине скважины Повышение точности установки термометров и контроль глубин установки

Форма журнала полевого измерения температуры грунтов

ЖУРНАЛ ПОЛЕВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ

Организация_

Пункт_Объект_

Скважина №_, диаметр_мм.    глубина_м.    дата    проходки    и    обустройства

абсолютная отметка устья скважины_м

Гирлянда №_Измерительный прибор №_

Дата измерения: начало_окончание_

Номера термодатчиков (термометров) Глубина измерения температуры, м Отсчет температуры грунта, 'С Примечание 1 2 3 4

Наблюдатель_ (должность, подпись, фамилия, инициалы)

Помощник наблюдателя_

(должность, подпись, фамилия, инициалы)

Примечание — В графу 4 вносят сведения о температуре воздуха, мощности слоя талого грунта, определяемой зондированием (щупом), состоянии скважины, неисправности аппаратуры и др.

Образцы графического оформления результатов измерений

График распределения температуры t. "С. грунта по глубине d, м. для одноразовых измерений температуры приведен на рисунке Д.1.

09ь*т    _

Ппишот№_

Сшкм№ _ Отметке устья _ Дат* иоддений

Примечание — В переходной зоне точку сопряжения продолженных из смежных зон до их пересечения.

Рисунок Д.1

График термоизоплвт по скважине по данным режимных (длительных) температурных наблюдений приведен на рисунке Д.2

Объект _

Пляшет _ CuuaraNi _ Отите успя

УДК 624.131:006.354

Ключевые слова: температура, термометрическая скважина, измерение

Редактор П.С. Зимилова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор А.С. Черноусова Компьютерная верстка И.А. Налвихиной

Сдано в набор 23.12.2020. Подписано в печать 13.01.2021. Формат 60*84'/_е. Гарнитура Ариал.

Уел. печ. л. 1.86. Уч.-изд. л. 1.70.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМо для комплектования Федерального информационного фонда стандартов, 117418 Москва, Нахимовский пр-т. д. 31. к. 2. wvAv.gostinfo.ru info@gostinfo.ru

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Термины и определения..............................................................1

3    Общие положения...................................................................1

4    Оборудование и приборы.............................................................2

5    Подготовка к измерениям.............................................................2

6    Проведение измерений...............................................................4

7    Обработка результатов измерений ........................ 4

Приложение А (обязательное) Требования к программе полевых работ по измерениям

температуры грунтов.....................................................6

Приложение Б (обязательное) Дополнительные погрешности измерения температуры грунтов

и мероприятия по их снижению.............................................7

Приложение В (рекомендуемое) Схема термометрической скважины..........................8

Приложение Г (рекомендуемое) Форма журнала полового измерения температуры грунтов........9

Приложение Д (рекомендуемое) Образцы графического оформления результатов измерений......10

Введение

В настоящем стандарте приведены требования, предъявляемые к оборудованию, подготовке и проведению полевого определения температуры мерзлых грунтов, обработке результатов измерений.

Пересмотр ГОСТ 25358-2012 осуществлен авторским коллективом НИИОСП им. Н.М. Гер-севамова (руководитель разработки — канд. техн. наук И.В. Колыбин. ответственный исполнитель — канд. техн. наук А.Г. Алексеев, магистр Д.В. Зорин).

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Метод полевого определения температуры

Soils. Field method of determining the temperature

Дата введения — 2021—06—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на мерзлые, промерзающие и оттаивающие грунты и устанавливает метод полевого определения их температуры в ходе проведения инженерно-геокриологических (мерзлотных) исследований и геотехнического мониторинга при градостроительной деятельности, а также на опытных площадках, предназначенных для стационарных наблюдений.

Настоящий стандарт не распространяется на методы измерения температуры поверхности грунтов.

2    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1    термометрическая скважина: Специально оборудованная скважина, предназначенная для измерения температуры грунта гирляндой температурных датчиков.

2.2    термометрическая коса (термокоса): Сборка датчиков температуры, закрепленных на несущем шнуре в соответствии с глубиной размещения точек измерения.

3    Общие положения

3.1    Полевые измерения температуры грунтов следует проводить по программе, соответствующей требованиям, приведенным в приложении А. в целях:

-    получения конкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и оттаивающих грунтов для их использования в теплотехнических расчетах при проектировании:

-    оценки и прогноза устойчивости территории освоения;

-    назначения глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определения их несущей способности;

-    контроля и оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результате возведения и эксплуатации зданий и сооружений или осуществления различных инженерных мероприятий.

3.2    Измерения температуры грунтов следует проводить в заранее подготовленных и выстоянных термометрических скважинах переносными или стационарными термоизмерительными комплектами, представляющими собой термометрические косы с соответствующей измерительной аппаратурой, устройствами для накопления информации (логгеры) в автоматическом режиме и для дистанционной передачи данных; допускается применение отдельных датчиков, в том числе малоинерционных.

На опытных площадках и в основаниях зданий и сооружений допускается установка датчиков температуры непосредственно в грунт с обязательным соблюдением мер. обеспечивающих надежность работы аппаратуры в течение планируемого периода наблюдений. По специальному заданию на изыскания (мониторинг) измерение температуры допускается определять с помощью зондов, снабженных температурными датчиками.

Издание официальное

3.3    Многоканальные термоизмерительные системы с центральным пультом измерений или персональным компьютером, предназначенные для проведения длительных (режимных) наблюдений за температурой грунтов на групповых опытных площадках или в основаниях зданий и сооружений, должны изготовляться по проектам, разработанным с учетом инженерно-геологических и климатических условий района работ.

3.4    Температуру мерзлых, промерзающих и оттаивающих грунтов следует выражать в градусах Цельсия с округлением до 0.1 °С.

3.5    При подготовке и проведении термоизмерительных работ необходимо проводить мероприятия по снижению суммарной погрешности измерений, слагающейся из инструментальных и дополнительных погрешностей, в соответствии с приложением Б.

3.6    Инструментальная погрешность приборов для полевых измерений температуры грунтов не должна превышать:

±0.1 °С — в диапазоне температур ±3 °С;

±0.2 ^вС —»    »    »    св. ±3 °С до ±10 °С включ.;

±0,3 ^вС —»    »    »    св. ±10 °С.

3.7    На аппаратуру для измерения температуры должны быть аттестаты поверок.

Аппаратура для измерения температуры должна проходить техническое обслуживание с

периодичностью, установленной предприятием — изготовителем оборудования.

4    Оборудование и приборы

4.1    Комплект для полевого измерения температуры грунтов в скважинах представляет собой термометрическую косу с прибором для измерения температуры, в том числе с возможностью автоматизированного считывания показаний датчиков и их удаленной передачей (см. 5.8).

Количество датчиков температуры в одной гирлянде не лимитируется.

4.2    В качестве электрических датчиков температуры грунтов следует применять чувствительные элементы промышленных мерных термометров сопротивления, полупроводниковые и интегральные микросхемы, обеспечивающие требования к инструментальной погрешности (см. 3.6).

4.3    В качестве измерительных приборов к электрическим датчикам следует применять преобразователи электрического сигнала в температуру, отградуированные в градусах Цельсия.

4.4    Тепловая инерция термометрической косы характеризуется двумя параметрами, которые следует проверять:

-    время задержки — время, за которое показание исходной температуры изменится на 0.1 °С при переносе термокосы в ту среду, температуры которой отличается на ±20 °С от исходной:

-    показатель тепловой инерции — время, за которое температура изменится на 63 % от задаваемого при проверке перепада температуры.

По показателю тепловой инерции при измерении температуры грунтов определяют время выдержки термометрической косы в скважине (см. 6.3).

4.5    Поверку аппаратуры для измерения температуры проводят в соответствии с утвержденной методикой поверки, выдаваемой предприятием — изготовителем оборудования.

4.6    Поверку аппаратуры проводят в лабораториях, допущенных к выполнению таких работ в порядке, установленном действующим законодательством в области обеспечения единства измерений.

5    Подготовка к измерениям

5.1    Для измерения температуры грунтов следует использовать инженерно-геологические скважины диаметром не более 160 мм и целевые термометрические скважины диаметром не более 90 мм. пробуренные колонковым способом без промывки на малых оборотах бурового инструмента или ручным буровым комплектом.

При измерении температуры в скважинах, заполненных водой, рассолом или другой жидкостью, необходимо отражать данную информацию в отчете о результатах термоизмерительных работ.

5.2    Скважина в пределах оттаивающего слоя грунта должна быть защищена обсадной трубой-кондуктором, заглубленной в многолетнемерзлый грунт не менее чем на 0.5 м. При наличии межмерзлотных или подмерзлотных вод и осыпании стенок скважины на всю ее глубину следует устанавливать защитную пластмассовую или стальную трубу, герметизированную снизу и в соединениях, диаметр которой должен обеспечивать свободные спуск и подъем гирлянды. Термометрические 2

скважины рекомендуется выполнять в соответствии со схемой, представленной на рисунке В.1 приложения В.

Без обсадки разрешается использовать только сухие скважины с устойчивыми стенками.

Скважины должны иметь маркировку и номера.

5.3    На строительных площадках в зонах проезда транспортных средств верхняя часть обсадных и защитных труб должна быть заглублена на 0,1—0.3 м и закрыта металлическим колпаком, предохраняющим скважину от повреждения транспортными средствами и строительными механизмами.

5.4    Выступающая над поверхностью грунта часть кондуктора или защитной трубы должна быть теплоизолирована. Входное отверстие скважины (трубы) после бурения и в промежутках между наблюдениями должно плотно закрываться пробкой, предупреждающей возможность попадания в скважину атмосферных осадков и образование в ней конденсата или снежной шубы. При режимных (длительных) наблюдениях в скважинах диаметром более 100 мм затрубное пространство защитных труб следует засыпать сухим песком, или мелким гравием, или местным сухим измельченным грунтом.

5.5    Подготовка к измерению температуры грунтов в свежепробуренных скважинах включает опытную оценку времени «выстойки» скважины после бурения и величины дополнительной погрешности измерения, вызванной нарушением естественного температурного режима грунтов при бурении и обсадке скважины. Для этого:

-    на участке с типичными для данной площадки геокриологическими условиями проходят и оборудуют опытную скважину на планируемую глубину измерения температуры, но не менее 10 м, способ, режим бурения и конструкция которой должны быть аналогичными применяемым в данных условиях;

-    по окончании бурения и обустройства скважины проводят измерение температуры грунтов на глубине 5 м и более в следующие сроки: в течение первых 3 сут — через каждые 12 ч: далее — через 1 сут (до того момента, когда за трехсуточный период изменение температуры на одних и тех же глубинах составит ±0,1 “С).

Время «выстойки» определяется максимальным периодом стабилизации температур, измеренных на разных горизонтах.

Оценку дополнительной погрешности измерения, возникающей от сокращения времени «выстойки» скважин после бурения, проводят по кривым стабилизации температуры в опытной скважине.

При наличии в районе работ старых законсервированных скважин, пригодных для термометрии, в них проводят параллельные измерения температуры, в соответствии с результатами которых коррелируются результаты измерения температуры в опытной скважине.

5.6    При измерении температуры грунтов на глубине 1 м и более и при диаметре буровых скважин не более 100 мм допускается пренебрегать погрешностью от конвекции воздуха в скважине.

В скважинах диаметром более 100 мм до глубины 5 м следует применять легкие разделительные диски-диафрагмы, закрепляемые на гирлянде через 1 м.

5.7    Каждая термометрическая коса должна иметь метку, совмещаемую при установке термокосы с горизонтом устья скважины. Расстояние от этой метки до середины датчика определяет глубину измерения температуры.

Погрешность установки термодатчиков или термометров в скважине по глубине не должна превышать ±0.05 м.

5.8    Для инженерно-геокриологических исследований глубины измерения температуры в скважинах следует принимать: в пределах первых 5м — кратными 0.5 м; затем до глубины 10 м — кратными 1 м. свыше Юм — кратными 2 м. а также на забое скважины.

В случае аномального распределения температуры грунтов по глубине (при наличии таликов, заглубленных источников тепла и т. п.) и для специальных исследований (для устройства свайных оснований, береговых сооружений и т. п.) допускается изменять глубины измерения температуры в соответствии с конкретными местными условиями и целями термоизмерительных работ.

5.9    Для режимных наблюдений за температурой верхних горизонтов грунта, проводимых на опытных площадках или вблизи фундаментов, дистанционные датчики температуры следует устанавливать непосредственно в грунт, для чего:

-    в углу шурфа на выбранных горизонтах делают шпуры 0.20—0.25 м и в них закладывают датчики;

-    отводят провода восходящей змейкой или в резиновых трубках для снижения механических усилий в них при пучении и осадках грунта;

-    выполняют обратную засыпку шурфа ранее вынутым грунтом с его послойным уплотнением;

-    на поверхности восстанавливают нарушенный растительный и снежный покров.

Время выстойки шурфа после засыпки — от 10 до 20 дней (уточняется опытным путем).

6    Проведение измерений

6.1    Измерение температуры грунтов необходимо проводить в следующем порядке:

-    перед спуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины, отсутствие в ней воды или снежной шубы посредством грузового лота, диаметр которого обеспечивает проход гирлянды:

-    в скважину или защитную трубу опускают гирлянду на заданную глубину, закрепляют во входном отверстии скважины пробкой и оставляют на период выдержки, определяемый в соответствии с 6.3;

-    после установки гирлянды в скважину в полевом журнале, форма которого приведена в приложении Г, записывают номер скважины, дату ее проходки и обустройства, номер гирлянды, дату и время ее установки, температуру наружного воздуха, измеренную с помощью термометра-праща:

-    оценивают период выдержки гирлянды в скважине:

-    по истечении периода выдержки гирлянды в скважине проводят измерения и регистрацию температуры грунта. При проведении измерений с использованием гирлянды дистанционных датчиков ее разъем подключают к измерительному прибору, после настройки которого и выбора диапазона измерений последовательно по всем каналам гирлянды снимают и записывают в журнал показания температуры. При использовании автоматических приборов с запоминающими устройствами для снятия результатов измерений к данным приборам подключают компьютер и записывают показания:

-    непосредственно после записи отсчетов проводят оценку значений температуры сопоставлением их между собой или с данными предыдущих измерений. При наличии аномальных отклонений измерения следует повторить;

-    по окончании измерений переносную гирлянду извлекают из скважины, скважину закрывают пробкой, а короб крышкой. Если гирлянда стационарная, то наружную ее часть следует уложить под крышку короба и накрыть непромокаемой пленкой.

6.2    Любые неисправности измерительного оборудования следует регистрировать в журнале.

До исправления повреждений использовать гирлянду для измерений температуры грунтов не допускается.

6.3    Время выдержки т_д, ч. гирлянды датчиков температуры в скважине следует вычислять по формуле

Ч*То1п(*_в-д/д*.    (6.1)

где т₀ — показатель тепловой инерции (см. 4.4). ч;

t_e — исходная температура (температура наружного воздуха во время измерения). ^вС:

t, — ожидаемая температура грунта в скважине (принимается ориентировочно с погрешностью до

±2 °С). °С;

At — допускаемая погрешность за счет ограничения времени выдержки ДГ5 0.005 °С.

Время выдержки гирлянды датчиков температуры следует определять для разностей температур, равных 10 °С, 20 °С. 30 °С и 40 °С. и для разности t_e - t_s следует использовать ближайшее большее значение времени выдержки.

6.4    При режимных наблюдениях на опытных площадках необходимо не нарушать растительный и снежный покров около скважины и на площадке в целом.

6.5    После окончания измерения температуры грунтов скважины, пройденные в процессе термоизмерительных работ и не переданные заказчику для продолжения стационарных наблюдений, следует затампонировать грунтом и закрепить с соответствующей маркировкой (номер точки измерения, организация), а также очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в тех местах, где он был нарушен в результате производства работ по измерению температуры.

7    Обработка результатов измерений

7.1 В отсчеты температуры грунтов, зафиксированные в полевом журнале, следует ввести инструментальные поправки, выявленные в результате поверки термодатчиков аппаратуры.

Дополнительные погрешности измерения (см. приложение Б) следует оценивать расчетом или опытным путем и учитывать по мере их проявления в конкретных условиях измерения температуры грунтов.

7.2    Результаты наблюдений за температурой грунтов следует оформлять в виде:

-    сводной ведомости значений температуры грунтов, скорректированных с учетом инструментальных и дополнительных поправок:

-    для одноразовых измерений температуры — графика распределения температуры по глубине;

-    для длительных (режимных) наблюдений — графиков распределения температуры по глубине и/или графика термоизоплет.

Образцы оформления графиков приведены в приложении Д.

Графики изотерм следует совмещать с геологическим разрезом, на котором показываются также границы раздела талых и мерзлых грунтов, полученные средствами инженерно-геологической и геофизической разведки, с указанием даты проведения этих работ.

7.3    По результатам измерений температуры грунтов составляют отчет о результатах термоизмерительных работ, который в зависимости от задания на проведение работ включает в себя:

-    программу и задание на проведение термоизмерительных работ;

-    информацию о примененной методике измерений:

-    оценку инструментальных и дополнительных погрешностей:

-    аттестаты поверок измерительной аппаратуры:

-    ситуационный план площадки с плановой и высотной привязкой скважин.

-    сводную ведомость температуры грунтов и графические материалы (указанные в 7.2):

-    выводы о результатах термоизмерительных работ.

Приложение А (обязательное)

Требования к программе полевых работ по измерениям температуры грунтов

А.1 Программа термоизмерительных работ должна быть составлена с учетом:

-    имеющихся результатов ранее проводившихся исследований инженерно-геокриологических (мерзлотных) условий района;

-    конкретных условий площадки (инженерно-геологических, геоморфологических, гидрогеологических):

-    климатических характеристик района проведения измерений;

-    характера проектируемых зданий и сооружений, типа и глубины заложения их фундаментов;

-    принципа использования многолетнемврзлых грунтов в качестве оснований фундаментов;

-    инженерной подготовки и обустройства осваиваемой территории;

-    возможности проявления неблагоприятных геокриологических (мерзлотных) процессов и явлений в результате освоения территории;

-    обеспеченности термоизмерительной аппаратурой и приборами;

-    резерва на выполнение дополнительных работ на аномальных участках, выявленных в ходе инженерно-геологической и геофизической разведки.

А.2 В программе должны быть предусмотрены:

-    цели и задачи проводимых измерений:

-    места расположения, глубины и конструкции термометрических скважин, способы и режимы их проходки:

-    сроки и периодичность проведения измерений:

-    сроки монтажа аппаратуры;

-    сроки проведения поверки аппаратуры;

-    состав исполнителей.