ГОСТ 25358-82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗАССР

ГРУНТЫ

МЕТОДПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГОСТ25358¾82

Изданиеофициальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

РАЗРАБОТАН

Производственными научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиямв строительстве Госстроя СССР

Научно-исследовательскиминститутом оснований и подземных сооружений им. Н. М. ГерсевановаГосстроя СССР

Московскимгосударственным университетом им. М, В. Ломоносова Минвуза СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

И.6. Шейкин, канд. техн. наук(руководитель темы); Д. И. Федорович, канд. геол.-минер. наук;И. А. Комаров, канд. техн. наук; С. В. Тимофеев, канд.техн. наук; И. Д. Демин

ВНЕСЕНПроизводственным и научно-исследовательским институтом по инженернымизысканиям в строительстве Госстроя СССР

Зам.директора В. В. Баулин

УТВЕРЖДЕНИ ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР поделам строительства от 30 июня1982 г. № 166

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮ3А ССР

___________________________________________________________

ГРУНТЫ

ГОСТ

Методполевого определения температуры 25358¾82

Soils.Field method of

determiningtemperature

___________________________________________________________

ПостановлениемГосударственного комитета СССР по делам строительства от 30июня 1982 г. № 166срок введения установлен

с01.07.83

Настоящийстандарт распространяется на мерзлые, промерзающие ипротаивающие грунты и устанавливает метод полевого определения ихтемпературы в ходе инженерно-геокриологических (мерзлотных)исследований, выполняемых на площадках проектируемых, строящихсяи эксплуатируемых зданий и сооружений, а также на опытных площадках,предназначенных для стационарных наблюдений.

Стандартне распространяется на методы измерения температуры поверхностигрунтов.

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Полевые измерения температуры грунтов должны проводиться попрограмме, согласованной с заказчиком и отвечающей требованиям,приведенным в обязательном приложении 1, вцелях:

полученияконкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающихгрунтов для использования их в теплотехнических расчетах припроектировании;

оценкии прогноза устойчивости территории освоения;

назначенияглубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений иопределения их несущей способности;

контроляи оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов врезультате возведения и эксплуатации зданий и сооружений илиосуществления различных инженерных мероприятий.

1.2.Измерения температуры грунтов должны выполняться в заранееподготовленных и выстоянных скважинах переносными или стационарнымитермоизмерительными комплектами, представляющими собой гирляндыэлектрических датчиков температуры с соответствующейизмерительной аппаратурой или гирлянды «заленивленных»ртутных термометров.

Наопытных площадках и в основаниях здании и сооружений допускаетсяустановка датчиков температуры непосредственно в грунт с обязательнымсоблюдением мер, обеспечивающих надежность работы аппаратуры втечение планируемого периода наблюдений.

1.3.Многоканальные термоизмерительные системы с центральным пультомизмерений, предназначаемые для проведения длительных (режимных)наблюдений за температурой грунтов на групповых опытных площадках илив основаниях зданий и сооружений, должны выполняться попроектам, разработанным, с учетом инженерно-геологических иклиматических условий района работ.

1.4.Температуру мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов следуетвыражать в градусах Цельсия с округлением до 0,1°С.

1.5.При подготовке и проведении термоизмерительных работ необходимовыполнять мероприятия по снижению суммарной погрешности измерений,слагающейся из инструментальных и дополнительных погрешностей,согласно обязательному приложению 2.

1.6.Инструментальная погрешность приборов для полевых измеренийтемпературы грунтов не должна превышать:

±0,1°Св диапазоне температур ± 3°С;

±0,2°С» » » ± (св. 3 до 10включ.) °С;

±0,3°С» » » ± (св.10) °С.

1.7.Аппаратура и приборы для измерения температуры перед началом и послеокончания полевого сезона, а также после выявления и устранениянеисправностей должны поверяться путем сопоставления их с образцовымимерами и иметь аттестаты поверок, содержащие величины поправок.

Многоканальныетермоизмерительные системы должны содержать устройства длякалибровки и периодически поверяться по всем каналам (согласноинструкции по эксплуатации, выдаваемой предприятием —изготовителем оборудования).

2.ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

2.1.Комплект для полевого измерения температуры грунтов в скважинахпредставляет собой гирлянду (сборку) электрических датчиковтемпературы или ртутных «заленивленных» термометров,закрепленных на несущем шнуре в соответствий с глубиной точекизмерения (см. п. 3.8).

Количествортутных «заленивленных» термометров в одной гирлянде недолжно превышать 5 шт. При большем числе точекизмерения термометры следует группировать по 5шт. в самостоятельные гирлянды, устанавливаемые в скважину совместно.

2.2.В качестве электрических, датчиков температуры грунтовследует применять чувствительные элементы промышленных мерныхтермометров сопротивления с номиналом 100 Ом(например, ЭСМ-03 по ТУ 25.02.738.71).

Допускаетсяиспользовать для измерения температуры грунтов электрическиедатчики других видов (термометры сопротивления других номиналов,термисторы марок ММТ-1 и ММТ-4, термопары и т. п.) при условииобеспечения требований п. 1.6.

2.3.Монтаж гирлянды электрических датчиков температуры должен выполнятьсяпо схеме, приведенной в рекомендуемом приложении3, однотипным (из одной бухты) многожильным медным проводомсечением 0,35—0,5 мм² снадежной изоляцией; места спаек должны быть электро- игидроизолированы.

Разницав сопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммахразъема, не должна превышать 0,01 Ом;сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик, должно бытьне менее 2 МОм.

2.4.В качестве измерительных приборов к электрическим датчикамследует применять специальные термометрические многопредельныенеравновесные мосты или потенциометры постоянного тока,отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалы не более0,1°С, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности0,05—0,1% (МО-62, МО-64, Р-39 и т. п.), подключаемыек гирлянде через узел коммутации.

2.5.При измерении температуры грунтов в скважинах ртутнымитермометрами следует применять ртутные метеорологическиетермометры с ценой деления не более 0,2°С (по ГОСТ2045—71 и ГОСТ 112—78),предварительно вмонтировав их в специальные «заленивливающие»оправы для повышения тепловой инерции.

Тепловаяинерция «заленивленного» термометра характеризуетсядвумя параметрами, которые должны ежегодно поверяться:

времязадержки — время, за которое показаниеисходной температуры изменится на 0,1°С припереносе термометра в среду, температура которой отличается на ±20°Сот исходной. Время задержки «заленивленного»термометра должно составлять (60±10) с,что ориентировочно лимитирует суммарное время снятия отсчетов со всехтермометров гирлянды;

показательтепловой инерции то — время, за котороетемпература изменится на 63% от задаваемогопри поверке перепада температуры. По показателю тепловой инерции приизмерении температуры грунтов определяется время выдержки гирляндытермометров в скважине (см. п. 4.3).

2.6.Градуировка и поверка электрических датчиков и ртутных термометровдолжны выполняться с погрешностью не более 0,03°С и включатьтемпературу (0,00±0,02)°С,при которой определяется поправка на «место нуля».

Поверкавыполняется в ультратермостате или криостате путем сопоставленияпоказаний проверяемого рабочего датчика или термометра с показаниямиустановленного в тех же условиях образцового прибора (равноделенноготермометра ТР-1 или ТР-2, нормального термометра ТЛ-4 или платиновоготермометра сопротивления, имеющих аттестат бюро поверки). От каждойпартии датчиков отбирают 2, 3 шт. длядлительного хранения и оценки старения их во времени.

Ртутныетермометры и медные термометры сопротивления разрешается поверятьтолько на «место нуля». Шкаловые поправки ртутныхтермометров вычисляются по данным их исходных аттестатов сучетом новых значений поправок на «место нуля».

2.7.Тарировка и поверка электрических датчиков температуры иизмерительных приборов к ним, а также ртутных термометров должныпроизводиться в лабораторных условиях на измерительных приборахболее высокого класса точности, чем рабочие приборы.

3.ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

3.1.Для измерения температуры грунтов следует использоватьинженерно-геологические скважины диаметром не более 160мм и целевые термометрические скважины диаметром не более90 мм, пробуренные колонковым способом без промывки на малыхоборотах бурового инструмента или ручным буровым комплектом.

Использоватьдля измерения температуры грунтов скважины, заполненные водой,рассолом или другой жидкостью, не допускается.

3.2.Скважина в пределах протаивающего слоя грунта должна быть защищенаобсадной трубой — кондуктором,заглубленным в вечномерзлый грунт не менее чем на 0,5м.

Приналичии межмерзлотных или подмерзлотных вод и осыпании стенокскважины, на всю ее глубину следует устанавливать защитнуюпластмассовую или стальную трубу, герметизированную снизу и всоединениях, диаметр которой должен обеспечивать свободный спуски подъем гирлянды.

Безобсадки разрешается использовать только сухие скважины с устойчивымистенками.

3.3.Кондуктор или защитная труба должны выступать над поверхностью грунтана 0,3—0,5 м.

Настроительных площадках и в зонах проезда транспортных средств верхняячасть обсадных и защитных труб должна быть заглублена на0,1—0,3 м и закрыта металлическим колпаком,предохраняющим скважину от повреждения транспортными средствамии строительными механизмами.

3.4.Выступающая над поверхностью грунта часть кондуктора или защитнойтрубы должна быть теплоизолирована коробом с крышкой, заполненныммхом, торфом или другим теплоизоляционным материалом. Входноеотверстие скважины (трубы) после бурения и в промежутках междунаблюдениями должно плотно закрываться пробкой, предупреждающейвозможность попадания в скважину атмосферных осадков и образование вней конденсата или снежной шубы.

Прирежимных (длительных) наблюдениях в скважинах диаметром более100 мм, затрубное пространство защитных труб следует засыпатьсухим песком или мелким гравием, либо местным сухим измельченнымгрунтом.

3.5.Подготовка к измерению температуры грунтов в свежепробуренныхскважинах включает опытную оценку времени «выстойки»скважины после бурения и величины дополнительной погрешностиизмерения, вызванной нарушением естественного температурного режимагрунтов при бурении и обсадке скважины. Для этого:

научастке с типичными для данной площадки мерзлотно-грунтовымиусловиями проходится и оборудуется опытная скважина на планируемуюглубину измерения температуры, но не менее 10 м,способ, режим бурения и конструкция которой должны быть аналогичнымиприменяемым в данных условиях;

поокончании бурения и обустройства скважины проводится измерениетемпературы грунтов на глубине 5 м и более вследующие сроки: в течение первых трех суток —через каждые 12 ч; далее —через сутки (до момента, когда за трехсуточный период изменениетемпературы на одних и тех же глубинах составит ±0,1°С).

Время«выстойки» определяется максимальным периодомстабилизации температур из измеренных на разных горизонтах.

Оценкадополнительной погрешности измерения, возникающей от сокращениявремени «выстойки» скважин после бурения, осуществляетсяпо кривым стабилизации температуры в опытной скважине.

Приналичии в районе работ старых законсервированных скважин, пригодныхдля термометрии, в них проводятся параллельные измерениятемпературы, в соответствии с результатами которых коррелируютсярезультаты измерения температуры в опытной скважине.

3.6.При измерении температуры грунтов на глубине 1 ми более и при диаметре буровых скважин не более100 мм допускается пренебрегать погрешностью от конвекциивоздуха в скважине.

Вскважинах диаметром более 100 мм до глубины5 м следует применять легкие разделительные диски-диафрагмы,закрепляемые на гирлянде через 1 м.

3.7.Каждая гирлянда электрических датчиков температуры (или ртутныхтермометров) должна иметь метку, совмещаемую при установке гирлянды сгоризонтом устья скважины. Расстояние от этой метки до серединыдатчика или центра ртутного резервуара термометра определяетглубину измерения температуры.

Погрешностьустановки термодатчиков или термометров в скважине по глубине недолжна превышать ±5 см.

3.8.Для инженерно-геокриологических исследований глубины измерениятемпературы в скважинах следует принимать: в пределах первых3 м — кратными 0,5м; затем, до глубины 5 м —кратными 1 м; далее —на глубинах 7 и 10 м. Вболее глубоких скважинах .доследующие глубины устанавливаютсякратными 5 м, а также на забое скважины.

Вслучае .аномального распределения температуры грунтов по глубине (приналичии таликов, заглубленных источников тепла и т. п.)и для специальных исследований (для устройства свайныхоснований, береговых сооружений и т. п.) допускается изменять глубиныизмерения температуры в соответствии с конкретными местными условиямии целями термоизмерительных работ.

3.9.Для режимных наблюдений за температурой верхних горизонтовгрунта, проводимых на опытных площадках или вблизи фундаментов,дистанционные датчики температуры следует устанавливатьнепосредственно в грунт, для чего:

вуглу шурфа на выбранных горизонтах делают шпуры (0,20—0,25м) и в них закладывают датчики;

отводятпровода восходящей змейкой или в резиновых трубках для снижениямеханических усилий в них при пучении и осадках грунта;

выполняютобратную засыпку шурфа ранее вынутым грунтом с послойным егоуплотнением;

наповерхности восстанавливают нарушенный растительный и снежный покров.

Времявыстойки шурфа после засыпки от 10 до20 дней (уточняется опытным путем).

4.ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1.Измерение температуры грунтов следует производить в следующемпорядке:

передспуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочуюглубину скважины, отсутствие ней воды или снежной шубы посредствомгрузового лота, диаметр которого обеспечивает проход гирлянды;

вскважину или защитную трубу опускают гирлянду на заданнуюглубину, закрепляют во входном отверстии скважины пробкой иоставляют на период выдержки, определяемый в соответствии с п.4.3;

послеустановки гирлянды в скважину в полевом журнале, форма которогоприведена в рекомендуемом приложении 4,записывают: номер скважины, дату ее проходки и обустройства,номер гирлянды, дату и время ее установки, температурунаружного воздуха, измеренную с помощью термометра-праща;

оцениваютпериод выдержки гирлянды в скважине;

поистечении периода выдержки гирлянды в скважине производят измерения ирегистрацию температуры грунта. При проведении измерений сиспользованием гирлянды дистанционных датчиков ее разъем подключают кизмерительному прибору, после настройки которого и выбора диапазонаизмерений последовательно по всем каналам гирлянды снимают изаписывают в журнал показания температуры или электрическихсопротивлений. При проведении измерений с использованием ртутных«заленивленных» термометров их извлекают (по одному) изскважины, не допуская попадания на термометр прямых солнечных лучей,и записывают отсчеты по шкале температур;

непосредственнопосле записи отсчетов производят оценку значений температурыпутем сопоставления их между собой или с данными предыдущихизмерений. При наличии аномальных отклонений измерения следуетповторить;

поокончании измерений переносную гирлянду извлекают из скважины,скважину закрывают пробкой, а короб крышкой. Если гирляндастационарная, то наружную ее часть следует уложить под крышку короба,накрыть непромокаемой пленкой и крышку короба закрыть на ключ.

4.2.Неисправности, обусловленные коррозией контактов, обрывом илизамыканием проводов, замачиванием электрических датчиковгирлянды атмосферными осадками, должны, регистрироваться вжурнале.

Доисправления повреждений использовать гирлянду для измеренийтемпературы грунтов не допускается.

4.3.Время выдержки t_D,ч, гирлянды «заленивленных» ртутных термометров вскважине следует определять по формуле

гдеt₀— показатель тепловой инерции (см. п.2.5), ч;

t_e — исходная температура (температура наружноговоздуха во время измерения), °С;

t_s — ожидаемая температура грунта в скважине(принимается ориентировочно с погрешностью до ±2°С),°С;

Dt— допускаемаяпогрешность за счет ограничения времени выдержки, Dt £0,05°С.

Времявыдержки гирлянды ртутных термометров или электрических датчиковтемпературы следует определять для разностей температур, равных10, 20, 30 и 40 °С, и для разности( t_e — t_s) использоватьближайшее большее значение времени выдержки.

4.4.При режимных наблюдениях на опытных площадках необходимо ненарушать растительный и снежный покров около скважины и на площадке вцелом.

4.5.После окончания измерения температуры грунтов скважины,пройденные в процессе термоизмерительных работ и не переданныезаказчику для продолжения стационарных наблюдений, надлежитзатампонировать грунтом и закрепить с соответствующеймаркировкой (номер точки измерения, организация), а также очиститьплощадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой вместах, где он был нарушен в результате производства работ поизмерению температуры.

5.ОБРАБОТКА ИЗМЕРЕНИЙ

5.1.В отсчеты температуры грунтов, зафиксированных в полевомжурнале, следует ввести инструментальные поправки, выявленные врезультате поверки термодатчиков и измерительных приборов илитермометров, включая поправку на «место нуля», полученнуюв результате последней поверки, и шкаловую поправку,определяемую по паспорту (аттестату) данного измерительного.прибора или термометра, с учетом положения «места нуля».

Дополнительныепогрешности измерения (см. приложение 2) должныоцениваться расчетом или опытным путем и учитываться по мере ихпроявления в конкретных условиях измерения температуры грунтов.

5.2.Температуру грунтов t_iна глубине d_iизмеряемую мостом электрических сопротивлении (см. рекомендуемоеприложение 3), надлежит вычислять по формуле

гдеR_i—электрическое сопротивление, измеренное при положенияхпереключателя К₁, К₂,...,К_n,Ом;

R₀— номинал сопротивления электрического термометра,Ом, при температуре 0°С;

R_s= R_L + R₀ —суммарное сопротивление линии связи R_Lи образцового резистора, определяемое в положении К₀переключателя, Ом;

a— температурный коэффициент сопротивления(для медного провода a= 0,00426), 1/°С;

D—индивидуальная поправка на «место нуля» электрическоготермометра, °С.

5.3.Результаты наблюдений за температурой грунтов следует оформлять ввиде:

своднойведомости значений температуры грунтов, скорректированных с учетоминструментальных и дополнительных поправок;

графикараспределения температуры по глубине для одноразовых измеренийтемпературы или графика термоизоплет — длядлительных (режимных) наблюдений. Образцы оформления графиковприведены в рекомендуемом приложении 5.

Графикиизотерм следует, как правило, совмещать с геологическимразрезом, на котором показываются также границы раздела талых имерзлых грунтов, полученные средствами инженерно-геологической игеофизической разведки, с указанием даты проведения этих работ.

5.4.По результатам измерений температуры грунтов следует составлятьтехнический отчет, который должен включать:

техническоезадание и программу проведения термоизмерительных работ;

примененнуюметодику измерений;

оценкуинструментальных и дополнительных погрешностей;

актыповерок измерительной аппаратуры;

ситуационныйплан площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;

своднуюведомость температуры грунтов;

графическиематериалы (указанные в п. 5.3);

выводыо результатах термоизмерительных работ.

ПРИЛОЖЕНИЕ1

Обязательное

ТРЕБОВАНИЯК ПРОГРАММЕ ПОЛЕВЫХ РАБОТ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ

1.Программа термоизмерительных работ должна быть составлена с учетом:

имеющихсярезультатов ранее проводившихся исследованийинженерно-геокриологических (мерзлотных) условий района;

конкретныхусловий площадки (инженерно-геологических, геоморфологических,гидрогеологических),

климатическиххарактеристик района проведения измерений;

характерапроектируемых зданий и сооружений, типа и глубины заложение ихфундаментов;

инженернойподготовки и обустройства осваиваемой территории;

возможностипроявления неблагоприятных мерзлотных процессов и явлений орезультате освоения территории;

обеспеченноститермоизмерительной аппаратурой и приборами;

резервана выполнение дополнительных работ на аномальных участках,выявленных в ходе инженерно-геологической и геофизическойразведки.

2.В программе должны быть предусмотрены:

целии задачи проводимых измерений;

местарасположения, глубины и конструкции термоизоляционных скважин,способы и режимы их проходки;

срокии периодичность проведения измерений, число и типы опытных площадок;

состависполнителей и сроки проведения работ, включая монтаж и поверкуаппаратуры и приборов.

ПРИЛОЖЕНИЕ2

Обязательное

ПЕРЕЧЕНЬДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ ИМЕРОПРИЯТИЯ ПО ИХ СНИЖЕНИЮ

ПРИЛОЖЕНИЕ3

Рекомендуемое

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯСХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ГИРЛЯНДЫ ТЕРМОДАТЧИКОВ К ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУ ПРИБОРУ

1— гирлянда электрических термометровсопротивления;

2— разъем; 3— переключатель; 4— общий провод;

5— компенсационный провод; 6 —электрические термометры

сопротивления с номиналом 100 Ом; 7— образцовый резистор(стабилизированный манганин) с номиналом R₀= 100Ом (±0,01%); 8 — измерительный

прибор

ПРИЛОЖЕНИЕ4

Рекомендуемое

Организация__________________________________________________

ЖУРНАЛПОЛЕВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ

Пункт______________________ Объект _________________________

Скважина№ ____, диаметр ____ мм, глубина___ м, дата ее проходки и

обустройства_________, абсолютная отметка устьяскважины ______ м

Гирлянда№ ______________ Измерительный прибор №___________

Датаизмерения: начало ______________ окончание_______________

Наблюдатель_______________________________________________

должность,подпись, инициалы, фамилия

Помощникнаблюдателя ______________________________________

должность,подпись, инициалы, фамилия

Примечания:

1.Графы 4 и 5 заполняются прикамеральной обработке результатов измерений.

2.При использовании гирлянды электрических термометров с мостомсопротивлений в первой строке графы 3записывают отсчет при положении переключателя К₀,в последующих строках — отсчетысопротивлений при положении переключателя соответственно К₁,К₂,..., K_n.

3.При использовании «заленивленных» ртутных термометров вграфу 3 вписывают отсчеты по шкалетермометра с погрешностью 0,1°С.

4.Поправку в графе 4 вносит по паспорту(аттестату) данного электрического термометра сопротивлений иизмерительного прибора или ртутного термометра, а также порезультатам их последней поверки.

5.В графу 6 вносят сведения: о температуревоздуха, измеренной термометром-пращем; мощности слоя талого грунта,определяемой зондированием (щупом); состоянии скважины; неисправностиаппаратуры и др.

ПРИЛОЖЕНИЕ5

Рекомендуемое

ОБРАЗЦЫГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ

РЕЗУЛЬТАТОВИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТА

Графикраспределения температуры t,°С,грунта по длине d,м, для

одноразовыхизмерений температуры

Объект_______________________

Планшет№ ___________________

Скважина № __________________

Отметкаустья _________________

Датаизмерений ________________

Примечание.В переходной зоне точка сопряжения а находится встречнойэкстраполяцией прямых, продолженных из смежных зон допересечения

Графиктермоизоплент по скважине №______

запериод с __________ по __________по данным

режимных(длительных) температурных наблюдений

Объект_____________________

Планшет№ _________________

Скважина№ ________________

Отметкаустья _______________