ГОСТ 25358-82

Группа Ж39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮ3А ССР

ГРУНТЫ

Метод полевого определения температуры

Soils. Field method of
determining temperature

Дата введения 1983-07-01

РАЗРАБОТАН Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР, Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР, Московским государственным университетом им. М.В. Ломоносова Минвуза СССР

ВНЕСЕН Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР

Зам. директора В. В. Баулин

     ИСПОЛНИТЕЛИ

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

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 30 июня 1982 г. № 166

Настоящий стандарт распространяется на мерзлые, промерзающие и протаивающие грунты и устанавливает метод полевого определения их температуры в ходе инженерно-геокриологических (мерзлотных) исследований, выполняемых на площадках проектируемых, строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений, а также на опытных площадках, предназначенных для стационарных наблюдений.

Стандарт не распространяется на методы измерения температуры поверхности грунтов.      

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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

получения конкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов для использования их 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.

1.2. Измерения температуры грунтов должны выполняться в заранее подготовленных и выстоянных скважинах переносными или стационарными термоизмерительными комплектами, представляющими собой гирлянды электрических датчиков температуры с соответствующей измерительной аппаратурой или гирлянды «заленивленных» ртутных термометров.

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.

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

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

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

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

1.7. Аппаратура и приборы для измерения температуры перед началом и после окончания полевого сезона, а также после выявления и устранения неисправностей должны поверяться путем сопоставления их с образцовыми мерами и иметь аттестаты поверок, содержащие величины поправок.

Многоканальные термоизмерительные системы должны содержать устройства для калибровки и периодически поверяться по всем каналам (согласно инструкции по эксплуатации, выдаваемой предприятием - изготовителем оборудования).

2. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

2.1. Комплект для полевого измерения температуры грунтов в скважинах представляет собой гирлянду (сборку) электрических датчиков температуры или ртутных «заленивленных» термометров, закрепленных на несущем шнуре в соответствии с глубиной точек измерения (см. п. 3.8).                              

Количество ртутных «заленивленных» термометров в одной гирлянде не должно превышать 5 шт. При большем числе точек измерения термометры следует группировать по 5 шт. в самостоятельные гирлянды, устанавливаемые в скважину совместно.   

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

Допускается использовать для измерения температуры грунтов электрические датчики других видов (термометры сопротивления других номиналов, термисторы марок ММТ-1 и ММТ-4, термопары и т. п.) при условии обеспечения требований п. 1.6.

2.3. Монтаж гирлянды электрических датчиков температуры должен выполняться по схеме, приведенной в рекомендуемом приложении 3, однотипным (из одной бухты) многожильным медным проводом сечением 0,35-0,5 кв.мм с надежной изоляцией; места спаек должны быть электро- и гидроизолированы.

Разница в сопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммах разъема, не должна превышать 0,01 Ом; сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик, должно быть не менее 2 МОм.

2.4. В качестве измерительных приборов к электрическим датчикам следует применять специальные термометрические многопредельные неравновесные мосты или потенциометры постоянного тока, отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалы не более 0,1°С, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности 0,05-0,1% (МО-62, МО-64, Р-39 и т. п.), подключаемые к гирлянде через узел коммутации.

2.5. При измерении температуры грунтов в скважинах ртутными термометрами следует применять ртутные метеорологические термометры с ценой деления не более 0,2°С (по ГОСТ 2045-71 и ГОСТ 112-78), предварительно вмонтировав их в специальные «заленивливающие» оправы для повышения тепловой инерции.

Тепловая инерция «заленивленного» термометра характеризуется двумя параметрами, которые должны ежегодно поверяться:

время задержки - время, за которое показание исходной температуры изменится на 0,1°С при переносе термометра в среду, температура которой отличается на ±20°С от исходной. Время задержки «заленивленного» термометра должно составлять (60±10) с, что ориентировочно лимитирует суммарное время снятия отсчетов со всех термометров гирлянды;     

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

Поверка выполняется в ультратермостате или криостате путем сопоставления показаний проверяемого рабочего датчика или термометра с показаниями установленного в тех же условиях образцового прибора (равноделенного термометра ТР-1 или ТР-2, нормального термометра ТЛ-4 или платинового термометра сопротивления, имеющих аттестат бюро поверки). От каждой партии датчиков отбирают 2, 3 шт. для длительного хранения и оценки старения их во времени.

Ртутные термометры и медные термометры сопротивления разрешается поверять только на «место нуля». Шкаловые поправки ртутных термометров вычисляются по данным их исходных аттестатов с учетом новых значений поправок на «место нуля».  

2.7. Тарировка и поверка электрических датчиков температуры и измерительных приборов к ним, а также ртутных термометров должны производиться в лабораторных условиях на измерительных приборах более высокого класса точности, чем рабочие приборы.

3. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

3.1. 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.

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

3.2. Скважина в пределах протаивающего слоя грунта должна быть защищена обсадной трубой - кондуктором, заглубленным в вечномерзлый 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 свободный спуск и подъем гирлянды.

Без обсадки разрешается использовать только сухие скважины с устойчивыми стенками.

3.3. Кондуктор или защитная труба должны выступать над поверхностью грунта на 0,3-0,5 м.

На строительных площадках и 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.

3.4. Выступающая над поверхностью грунта часть кондуктора или защитной трубы должна быть теплоизолирована коробом с крышкой, заполненным мхом, торфом или другим теплоизоляционным материалом. 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, либо местным сухим измельченным грунтом.

3.5. 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 мерзлотно-грунтовыми условиями проходится и оборудуется опытная скважина 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 проводится измерение температуры грунтов на глубине 5 м и более в следующие сроки: в течение первых трех суток - через каждые 12 ч; далее - через сутки (до момента, когда за трехсуточный период изменение температуры на одних и тех же глубинах составит ±0,1°С).

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

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

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

3.6. 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.

3.7. Каждая гирлянда электрических датчиков температуры (или ртутных термометров) должна иметь метку, совмещаемую при установке гирлянды с горизонтом устья скважины. Расстояние от этой метки до середины датчика или центра ртутного резервуара термометра определяет глубину измерения температуры.

Погрешность установки термодатчиков или термометров в скважине по глубине не должна превышать ±5 см.

3.8. Для инженерно-геокриологических исследований глубины измерения температуры в скважинах следует принимать: в пределах первых 3 м - кратными 0,5 м; затем, до глубины 5 м - кратными 1 м; далее - на глубинах 7 и 10 м. В более глубоких скважинах последующие глубины устанавливаются кратными 5 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.

3.9. 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 послойным его уплотнением;

на поверхности восстанавливают нарушенный растительный и снежный покров.

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

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ