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 .доследующие 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
4.1. Измерение температуры грунтов следует производить в следующем порядке:
перед спуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины, отсутствие 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 п. 4.3;
после установки гирлянды в скважину в полевом журнале, форма которого приведена в рекомендуемом приложении 4, 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 производят 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 или электрических сопротивлений. При проведении измерений с использованием ртутных «заленивленных» термометров их извлекают (по одному) из скважины, не допуская попадания на термометр прямых солнечных лучей, и записывают отсчеты по шкале температур;
непосредственно после записи отсчетов производят оценку значений температуры путем сопоставления 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, накрыть непромокаемой пленкой и крышку короба закрыть на ключ.
4.2. Неисправности, обусловленные коррозией контактов, обрывом или замыканием проводов, замачиванием электрических датчиков гирлянды атмосферными осадками, должны, регистрироваться в журнале.
До исправления повреждений использовать гирлянду для измерений температуры грунтов не допускается.
4.3. Время выдержки tD, ч, гирлянды «заленивленных» ртутных термометров в скважине следует определять по формуле
где t0 — показатель тепловой инерции (см. п. 2.5), ч;
te— исходная температура (температура наружного воздуха во время измерения), °С;
ts— ожидаемая температура грунта в скважине (принимается ориентировочно с погрешностью до ±2°С), °С;
Dt — допускаемая погрешность за счет ограничения времени выдержки, Dt £ 0,05°С.
Время выдержки гирлянды ртутных термометров или электрических датчиков температуры следует определять для разностей температур, равных 10, 20, 30 и 40 °С, и для разности ( te— ts) использовать ближайшее большее значение времени выдержки.
4.4. При режимных наблюдениях на опытных площадках необходимо не нарушать растительный и снежный покров около скважины и на площадке в целом.
4.5. После окончания измерения температуры грунтов скважины, пройденные в процессе термоизмерительных работ и не переданные заказчику для продолжения стационарных наблюдений, надлежит затампонировать грунтом и закрепить с соответствующей маркировкой (номер точки измерения, организация), а также очистить площадку от мусора и восстановить почвенно-растительный слой в местах, где он был нарушен в результате производства работ по измерению температуры.
5. ОБРАБОТКА ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. В отсчеты температуры грунтов, зафиксированных в полевом журнале, следует ввести инструментальные поправки, выявленные в результате поверки термодатчиков и измерительных приборов или термометров, включая поправку на «место нуля», полученную в результате последней поверки, и шкаловую поправку, определяемую по паспорту (аттестату) данного измерительного. прибора или термометра, с учетом положения «места нуля».
Дополнительные погрешности измерения (см. приложение 2) должны оцениваться расчетом или опытным путем и учитываться по мере их проявления в конкретных условиях измерения температуры грунтов.
5.2. Температуру грунтов ti на глубине di измеряемую мостом электрических сопротивлении (см. рекомендуемое приложение 3), надлежит вычислять по формуле
где Ri— электрическое сопротивление, измеренное при положениях переключателя К1, К2,..., Кn, Ом;
R0 — номинал сопротивления электрического термометра, Ом, при температуре 0°С;
Rs = RL + R0— суммарное сопротивление линии связи RL и образцового резистора, определяемое в положении К0 переключателя, Ом;
a — температурный коэффициент сопротивления (для медного провода a = 0,00426), 1/°С;
D — индивидуальная поправка на «место нуля» электрического термометра, °С.
5.3. Результаты наблюдений за температурой грунтов следует оформлять в виде:
сводной ведомости значений температуры грунтов, скорректированных с учетом инструментальных и дополнительных поправок;
графика распределения температуры по глубине для одноразовых измерений температуры или графика термоизоплет — для длительных (режимных) наблюдений. Образцы оформления графиков приведены в рекомендуемом приложении 5.
Графики изотерм следует, как правило, 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.
5.4. По результатам измерений температуры грунтов следует составлять технический отчет, который должен включать:
техническое задание и программу проведения термоизмерительных работ;
примененную методику измерений;
оценку инструментальных и дополнительных погрешностей;
акты поверок измерительной аппаратуры;
ситуационный план площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;
сводную ведомость температуры грунтов;
графические материалы (указанные в п. 5.3);
выводы о результатах термоизмерительных работ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММЕ ПОЛЕВЫХ РАБОТ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ
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 заложение их фундаментов;
инженерной подготовки и обустройства осваиваемой территории;
возможности проявления неблагоприятных мерзлотных процессов и явлений о результате освоения территории;
обеспеченности термоизмерительной аппаратурой и приборами;
резерва на выполнение дополнительных работ на аномальных участках, выявленных в ходе инженерно-геологической и геофизической разведки.
2. В программе должны быть предусмотрены:
цели и задачи проводимых измерений;
места расположения, глубины и конструкции термоизоляционных скважин, способы и режимы их проходки;
сроки и периодичность проведения измерений, число и типы опытных площадок;
состав исполнителей и сроки проведения работ, включая монтаж и поверку аппаратуры и приборов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
ПЕРЕЧЕНЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ИХ СНИЖЕНИЮ
Причины погрешностей измерения |
Мероприятия по снижению погрешностей |
Недостаточная выстойка скважины после бурения и обустройства Конвекция воздуха в скважине Конденсация влаги на стенках скважин Недостаточная выдержка переносных гирлянд в скважине Недостаточное время задержки «заленивленных» термометров Неточность установки термометров по глубине скважины Неточность определения момента фиксации температуры грунта Недостаточная изоляция проводов линий связи дистанционных датчиков температуры Разогрев датчиков измерительным током Неравенство температур монтажных проводов гирлянды |
Увеличение времени выстойки, бурение скважин без промывки на малых оборотах бурового инструмента (см. п. 3.1); использование скважин меньшего диаметра; учет поправок по измерениям в опытной скважине (см. п. 3.5) Использование скважин малого диаметра; установка термоизолирующих коробов над устьем скважин (см. п. 3.4) и разделительных дисков-диафрагм до глубины 5 м (см п. 36); засыпка скважин сухим песком, мелким гравием или местным сухим измельченным грунтом (см. п. 3.4) Тщательная заглушка скважин пробками (см. п. 3.4) Увеличение времени выдержки; снижение теплоемкости гирлянды за счет рациональной конструкции; уменьшение показателя тепловой инерции «заленивленных» ртутных термометров Уменьшение числа термометров в гирлянде; увеличение времени задержки; повышение скорости извлечения термометров из скважины и отсчета показаний температуры Повышение точности установки термометров и контроль глубин установки Использование для верхних горизонтов грунта дистанционных датчиков измерения температуры с установкой их непосредственно в грунт Применение проводов с более надежной изоляцией; измерение величин сопротивлений «утечек» и учет их расчетным путем Уменьшение силы тока; сокращение времени включения прибора при снятии отсчета Продольная свивка проводов; применение проводов большего сечения; увеличение номинала электрического термометра сопротивления или чувствительности датчика |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ГИРЛЯНДЫ ТЕРМОДАТЧИКОВ К ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУ ПРИБОРУ
1 — гирлянда электрических термометров сопротивления;
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 = 100 Ом (±0,01%); 8 — измерительный
прибор
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
Организация __________________________________________________
ЖУРНАЛ ПОЛЕВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ
Пункт ______________________ Объект _________________________
Скважина № ____, диаметр ____ мм, глубина ___ м, дата ее проходки и
обустройства _________, абсолютная отметка устья скважины ______ м
Гирлянда № ______________ Измерительный прибор № ___________
Дата измерения: начало ______________ окончание _______________
Номера термо-датчиков (термометров) |
Глубина измерения температуры, м |
Отсчет температуры грунта, °С |
Поправки, °С |
Температура грунта с учетом поправки, °С |
Примечания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|