ГОСТ 25358-2020. Межгосударственный стандарт. Грунты. Метод полевого определения температуры

(введен в действие Приказом Росстандарта от 22.12.2020 № 1339-ст)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ГОСТ 25358-82"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/gost-25358-82" "ГОСТ 25358-82. Грунты. Метод полевого определения температуры (введен Постановлением Госстроя СССР от 30.06.1982 N 166)"
  n1["ГОСТ 25358-2012"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/gost-25358-2012" "ГОСТ 25358-2012. Межгосударственный стандарт. Грунты. Метод полевого определения температуры (введен в действие Приказом Росстандарта от 29.10.2012 N 595-ст)"
  n2["ГОСТ 25358-2020"]:::rst
  click n2 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-25358-2020" "ГОСТ 25358-2020. Межгосударственный стандарт. Грунты. Метод полевого определения температуры (введен в действие Приказом Росстандарта от 22.12.2020 N 1339-ст)"
  n3["ГОСТ 25358-2024"]:::doc
  click n3 "https://bukva.ai/docs/standart-gost-25358-2024" "ГОСТ 25358-2024. Межгосударственный стандарт. Грунты. Метод полевого определения температуры (введен в действие Приказом Росстандарта от 29.11.2024 N 1789-ст)"
  n2 --> n3
  n1 --> n2
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

1 июня 2021 года

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:

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 25358-2012

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему 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»

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 °C.

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 °C — в диапазоне температур +/- 3 °C;

    +/- 0,2 °C - "     "         "      св. +/- 3 °C до +/- 10 °C включ.;
    +/- 0,3 °C - "     "         "      св. +/- 10 °C.

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 °C при переносе термокосы в ту среду, температуры которой отличается на +/- 20 °C 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 °C).

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 \tau_{\Delta} , ч, гирлянды датчиков температуры в скважине следует вычислять по формуле

где \tau_{0} — показатель тепловой инерции (см. 4.4), ч;

te — исходная температура (температура наружного воздуха во время измерения), °C;

ts — ожидаемая температура грунта в скважине (принимается ориентировочно с погрешностью до +/- 2 °C), °C;

\Delta t — допускаемая погрешность за счет ограничения времени выдержки \Delta t \leq 0,005^{\circ}C .

Время выдержки гирлянды датчиков температуры следует определять для разностей температур, равных 10 °C, 20 °C, 30 °C и 40 °C, и для разности te — ts 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.

(обязательное)

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 многолетнемерзлых 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.

(обязательное)

1 — обсадная труба; 2 — защитная крышка; 3 — обойма;

Приложение Г (рекомендуемое)

ЖУРНАЛ ПОЛЕВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ

Организация _______________________________________________________________

Пункт ______________________________ Объект _______________________________

Скважина N ________, диаметр ________ мм, глубина ________ м, дата проходки и обустройства __________, абсолютная отметка устья скважины __________ м

Гирлянда N _____________________ Измерительный прибор N ___________________

Дата измерения: начало ____________________ окончание _____________________

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.

(рекомендуемое)

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

Примечание - В переходной зоне точку сопряжения находят встречной экстраполяцией прямых, продолженных из смежных зон до их пересечения.

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