Межгосударственный стандарт ГОСТ 25358-2020 "Грунты. Метод полевого определения температуры" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2020 г. N 1339-ст)

Soils. Field method of determining the temperature

МКС 93.020

Дата введения - 1 июня 2021 г.
Взамен ГОСТ 25358-2012

ГАРАНТ:

Настоящий ГОСТ включен в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений с 1 июня 2021 г.

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. N 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	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2020 г. N 1339-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25358-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2021 г.

5 Взамен ГОСТ 25358-2012

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. Герсеванова (руководитель разработки - канд. техн. наук И.В. Колыбин, ответственный исполнитель - канд. техн. наук А.Г. Алексеев, магистр Д.В. Зорин).

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.

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 °С - " " " св.  3 °С до  10 °С включ.;

0,3 °С -" " " 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 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 5 м - кратными 0,5 м; затем до глубины 10 м - кратными 1 м, свыше 10 м - 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 , ч, гирлянды датчиков температуры в скважине следует вычислять по формуле

,

(6.1)

где - показатель тепловой инерции (см. 4.4), ч;

t _e - исходная температура (температура наружного воздуха во время измерения), °С;

t _s - ожидаемая температура грунта в скважине (принимается ориентировочно с погрешностью до  2 °С), °С;

- допускаемая погрешность за счет ограничения времени выдержки   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.