ГОСТ 23278-78 (1986)

ГОСТ23278-78

ГруппаЖ39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

Методыполевых испытаний

проницаемости

Soils. Methods of field

permeabilitytests

Датавведения 1979-07-01

УТВЕРЖДЕН ИВВЕДЕН в действие Постановлением Государственного комитета СССР поделам строительства от 18 сентября 1978 года № 181

Переиздание.Июль 1986 года.

Настоящийстандарт распространяется на грунты и устанавливает методы полевыхиспытаний проницаемости при исследовании их для строительства.

Стандарт нераспространяется на грунты в мерзлом состоянии.

1.Общие положения

1.1.Проницаемость следует определять как свойство грунта пропускатьжидкость или газ под действием перепада давления или напора.

1.2.Проницаемость надлежит характеризовать коэффициентом проницаемости поформуле

Переход откоэффициента проницаемости к коэффициенту водопроницаемости(фильтрации - приложение 1) следует осуществлять по формуле

При испытанияхпроницаемости методом откачки воды вместо коэффициентаводопроницаемости допускается определять коэффициент водопроводимости(где - средняя мощность водоносного пласта, м).

1.3. Методыполевых испытаний проницаемости грунтов следует принимать всоответствии с табл. 1.

Таблица1

1.4. Припроведении полевых испытаний для определения проницаемости грунтов,расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо учитыватьлитологическое строение пласта (однородная) и набор пласта, форму иразмеры пласта в плане, режим поверхностных и подземных вод(уровенный, химический и температурный), режим проведения испытаний(установившийся, неустановившийся и квазиустановившийся) припостоянном дебите ()или при постоянном понижении уровня воды в опытной скважине (),конструкции скважин и размещение водоприемной части скважин в пласте.

1.5. Припроведении испытаний в зоне неполного водонасыщения необходимоучитывать литологическое строение и мощность этой зоны (расстояние отземной поверхности до уровня грунтовых вод), величину капиллярноговакуума (давления), характер распределения влажности грунта повертикали, наличие ходов землероев, особенности структуры грунта ирельефа земной поверхности, конструкции инфильтрометров.

1.6. Методыполевых испытаний проницаемости грунтов следует выполнять в общемкомплексе инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий.

1.7. Термины иопределения приведены в приложении 1.

1.8. Регистрациюполучаемых в процессе полевых испытаний данных и их обработкунадлежит вести в специальных журналах (приложение 5).

2.Метод откачки воды из скважин

2.1. Условияпроведения испытания

2.1.1.Определение проницаемости методом откачки воды из скважин необходимопроизводить по технологической схеме испытаний:

кустовой - всложных гидрогеологических условиях и для ответственных объектов;

одиночной - впростых гидрогеологических условиях и преимущественно на раннихстадиях исследований.

2.1.2.Местоположение пунктов испытаний, количество откачек и технология ихпроведения (количество и расположение наблюдательных скважин,продолжительность откачек) следует определять проектом производстваработ в зависимости от целевого назначения испытаний с учетоминженерно-геологических и гидрогеологических условий (см. п. 1.4).

2.1.3. Прикустовой схеме испытания количество и расположение наблюдательныхскважин и глубину заложения фильтров надлежит принимать в зависимостиот изменения в пространстве фильтрационных свойств пласта и принятойрасчетной схемы.

Расстояния междуцентральной и наблюдательными скважинами следует устанавливать наоснове предварительных расчетов с условием, чтобы разность величинпонижений уровня воды в соседних наблюдательных скважинах и величинапонижения уровня на конец откачки в дальней наблюдательной скважинепревышала абсолютную величину возможной ошибки измерения уровня неменее чем в десять раз.

2.1.4.Продолжительность испытаний по кустовой схеме необходимо определятьна основе предварительных расчетов с условием, что при выбраннойдлительности откачки воды должны быть получены представительныезависимости изменения понижения уровня воды во времени и по площади,а наблюдательные скважины должны быть расположены в зонеквазистационарного режима.

2.1.5.Продолжительность испытаний должна быть при кустовой схеме - не менее3 суток (с обязательным проведением откачки воды в условияхквазистационарного режима не менее суток), при одиночной схеме - неменее 0,5 суток.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Вкомплекте оборудования для проведения испытаний должны быть:

водоподъемник;

устройство дляизмерения расхода воды;

устройство дляизмерения уровня воды в скважинах;

уплотнительныеустройства;

фильтры;

трубы, лотки илидругие устройства для отвода откачиваемой воды.

2.2.2.Измерительные устройства и приборы должны обеспечить:

измерениерасхода воды с погрешностью не более 5%;

измерение уровняводы (напора) на глубинах до 10 м с точностью до 1 см, на большихглубинах с погрешностью - 0,1%.

2.2.3.Конструкция и материал фильтра должны обеспечить необходимуюпрочность и коррозионную стойкость в течение всего периода испытания.

2.2.4.Внутренний диаметр труб верхней части колонны фильтров долженобеспечивать возможность установки водоподъемного оборудованиянеобходимой производительности и замер динамического уровня воды припроведении испытания.

2.2.5.Внутренний диаметр фильтров наблюдательных скважин долженобеспечивать спуск датчика устройства для замера уровня, а такжевозможность чистки фильтров и прокачки воды.

2.2.6.Скважность водоприемной поверхности фильтров, устанавливаемых вцентральных скважинах, должна обеспечивать (при принятой их длине)получение ожидаемого расхода воды, а в наблюдательных скважинахдолжна быть не менее 5%.

2.2.7. Размерыпроходных отверстий фильтров следует принимать в зависимости отгранулометрического состава грунта водоносного пласта.

Размерыпроходных отверстий сетчатых фильтров следует определять также и изусловия обеспечения пропуска не более 70-80% высушенных частиц грунтаводоносного пласта (по весу).

В песчаных игравийных грунтах, в которых содержание фракций размером до 0,5 мм непревышает 10% (по весу), следует применять фильтры без гравийнойобсыпки, в остальных рыхлых грунтах - устанавливать фильтры сгравийной обсыпкой не менее 50 мм.

2.2.8. Дляустановления гидравлических параметров фильтра при испытанияхпесчаных и гравийных грунтов фильтр испытываемой скважины следуетоснащать прифильтровым пьезометром с отстойником. Длинаперфорированной части пьезометра должна быть равна рабочей длинефильтра (при длине фильтра до 5 м); при большей длине фильтра длинаперфорированной части пьезометра должна быть равной 5 м и размещенапротив средней части фильтра.

2.3. Подготовкак испытанию

2.3.1.Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

очистка скважинот шлама;

замеры уровняводы в скважинах;

установкафильтров или тампонов и замер глубины их установки;

повторная чисткаскважин после установки фильтров (при необходимости);

установкаводомерной рейки в близрасположенном водоеме при наличиигидравлической связи испытываемого горизонта с водоемом (рекой);

закрепление инивелирование нулевых (замерных) точек;

проверка,установка и подготовка измерительной аппаратуры;

замеры уровняводы в скважинах;

монтажоборудования водоподъемника и устройства для отвода откачиваемойводы;

наблюдения послепрокачки за восстановлением уровня воды до статического.

2.3.2. Бурениескважин следует выполнять ударно-канатным или вращательным(колонковым, роторным) способами. При бурении скважин на участкахстроительства жилых, общественных, промышленных, гидротехнических имелиоративных сооружений применение глинистых растворов запрещается.Промывку забоя скважин следует производить только чистой водой.

На участкахстроительства водозабора подземных вод бурение скважин в рыхлых илинеустойчивых скальных грунтах, содержащих напорную воду, допускаетсяс применением глинистых растворов и последующей (перед испытанием)тщательной их разглинизацией.

2.3.3. Если необеспечивается устойчивость стенок ствола скважин, надлежитустанавливать фильтры.

2.3.4. Приспуске тампона, фильтра, затрубного пьезометра в скважину должна бытьобеспечена герметичность соединений труб.

2.3.5. Башмакколонны обсадных труб должен быть расположен не выше 1 м над верхомфильтра.

2.3.6. Приустановке фильтра с гравийной обсыпкой обнажение фильтра следуетпроизводить постепенно, поднимая каждый раз колонну обсадных труб на0,5-0,6 м после засыпки в скважину слоя гравия 0,8-1 м по высоте.Верхняя граница обсыпки должна быть выше верха водоприемной частифильтра.

2.3.7. Скважинадолжна быть обеспечена надежной изоляцией от поверхностных вод иатмосферных осадков.

2.3.8. Прокачкускважин следует вести не менее 2 ч до полного осветления откачиваемойводы с последующим наблюдением за восстановлением уровня воды достатического. Прокачку скважин в рыхлых грунтах следует проводить спостепенным увеличением расхода воды.

2.3.9. Передначалом испытания следует заполнить журнал откачки воды (приложения5.1 и 5.2).

2.4. Проведениеиспытания

2.4.1. Припроведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции:

включениеводоподъемника;

откачку воды сфиксацией начала работ в журнале испытаний;

замеры расхода иуровня воды в центральной скважине;

замеры уровнейводы в наблюдательных скважинах и в реке (водоеме) по водомернойрейке;

контроль заработой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний;

фиксация вжурнале испытаний изменений природной обстановки, влияющих на режимуровня подземных вод (дождь, паводок, таяние снега, изменениеатмосферного давления, температуры и т.д.);

прекращениеоткачки;

наблюдения завосстановлением уровня воды в скважинах и при необходимостинивелирование нулевых точек;

замер глубиныцентральной скважины.

2.4.2. Испытаниенеобходимо проводить при одной постоянной величине расхода илипонижения уровня воды.

2.4.3. Приоткачке следует осуществлять непрерывный отвод откачиваемой воды нарасстояние, исключающее возможность ее влияния на уровень (напор)воды в скважинах в период откачки и последующего восстановления его.

2.4.4. Откачкунеобходимо проводить непрерывно; непродолжительные перерывы потехническим причинам не должны превышать суммарно 10-15% отпродолжительности испытания и не должны приводить к искажению графика(общего вида) изменения уровня воды во времени.

2.4.5. Частотаизмерения расхода и динамических уровней воды в процессе испытаниядолжна быть определена проектом производства работ в зависимости отцелевого назначения и продолжительности откачек воды; она должна бытьдостаточной для построения временных графиков прослеживания понижения(повышения при восстановлении) уровня воды. Измерения расхода водынеобходимо проводить в те же сроки, что и замер уровней.

2.4.6.Наблюдение за уровнем воды (при производстве дискретных замеров) вскважинах куста надлежит производить в одной и той жепоследовательности с тем, чтобы промежутки времени между замерами водних и тех же скважинах были по возможности равными.

2.4.7. Откачкиводы из скважин, расположенных на прибрежных участках, с водоносногогоризонта, гидравлически связанного с поверхностными водотоками иводоемами, а также из скважин, расположенных вблизи крупных карстовыхродников со значительными колебаниями их расхода во времени, в периодпаводков проводить не допускается.

2.4.8. Послеокончания откачки следует проводить наблюдения за восстановлениемуровней воды в скважинах; при этом частота наблюдений должнаобеспечивать получение представительных графиков прослеживания.

2.4.9.Ликвидацию скважин, предусмотренную проектом производства работ,надлежит производить после полевой обработки результатов испытания ипроверки всех полученных данных.

2.4.10. Дляконтроля откачки воды и текущей интерпретации ее результатов надлежитстроить графики:

изменениявеличин понижений уровней воды во времени в центральной и наблюдательных скважинах и ;изменения величин расхода воды во времени в центральной скважине

;

площадногои комбинированного прослеживания по данным кустовых откачек (при необходимости), где расстояние между центральной и наблюдательными скважинами.

3.Метод налива воды в шурфы

3.1. Условияпроведения испытания

3.1.1.Местоположение пунктов опробования, количество наливов воды в шурфы иметодика их проведения должны быть определены проектом производстваработ с учетом условий, указанных в п. 1.5, с последующим уточнениемих по данным полевых испытаний и лабораторных исследований грунтов.

3.1.2. В составеиспытаний должно быть: исследование скважинами или шурфами толщигрунта, геологическая документация ее и отбор проб грунта из каждоговыделенного слоя, но не реже чем через 0,5 м.

В результателабораторных исследований должны быть определены: объемный вес,пористость, влажность, полная влагоемкость и гранулометрическийсостав (для песков) грунта.

3.1.3. Испытаниеметодом налива воды в шурфы следует выполнять в однородных политологическому составу и плотности сложения грунтах.

3.1.4. Испытаниенадлежит проводить при постоянном напоре воды по технологическимсхемам:

установившегосядвижения воды до стабилизации расхода воды при условии, что глубинапромачивания в период проведения испытаний не должна достигатькапиллярной каймы грунтовых вод или границы слоя грунта с инойводопроницаемостью;

неустановившегосядвижения воды - без необходимости стабилизации расхода воды иограничения глубины промачивания.

Проведениеиспытания по схеме неустановившегося движения воды допускается присвободном понижении уровня и постоянном расходе воды.

3.1.5. В составеводы, применяемой для испытаний, не должно быть механических иорганических примесей.

3.2. Аппаратура

3.2.1. Вкомплекте оборудования для проведения испытания должны быть:

инфильтрометродно- или двухкольцевой;

питающая системадля подачи воды в инфильтрометр;

инструмент дляподготовки зумпфа с горизонтальным дном.

3.2.2.Однокольцевой инфильтрометр должен иметь диаметр не менее 35 см;двухкольцевой - диаметр внешнего кольца не менее 45-50 см приотношении его к диаметру внутреннего кольца 2:1.

3.2.3. Питающаясистема должна обеспечить непрерывную подачу воды в инфильтрометр.

3.3. Подготовкак испытанию

3.3.1.Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

устройство вшурфе зумпфа глубиной не менее 20 см с разравниванием дна и удалениемкольматирующего материала;

установкаинфильтрометра с вдавливанием его на глубину не более 2,5 см;

устройствоподушки на дне зумпфа из песка, мелкого гравия или другого хорошопроницаемого материала слоем 1-2 см;

установкапитающих и резервных емкостей с водой;

проверканепосредственно перед началом испытаний работы системы питания;

подготовкаоборудования для бурения скважины и средств для отбора проб грунта навлажность.

3.3.2. Зазормежду кольцом инфильтрометра и стенками зумпфа следует заполнитьгрунтом, вынутым в процессе проходки зумпфа, слоями по 2-5 см страмбовкой их до плотности, близкой к плотности грунта в естественномсложении.

3.3.3. Прииспользовании двухкольцевого инфильтрометра кольца должны бытьустановлены концентрически, а уровни воды в них одинаковыми.

3.3.5.* Передначалом испытаний следует заполнить журнал испытания (приложение5.3).

________

* Нумерациясоответствует оригиналу.

3.4. Проведениеиспытания

3.4.1. Припроведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции:

заполнениеинфильтрометра водой слоем не менее 10 см с фиксацией началаиспытаний в журнале;

непрерывнаяподача воды для поддержания заданного уровня или расхода;

замер уровня ирасхода поступающей в инфильтрометр воды;

контроль заработой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний сфиксацией изменений природной обстановки;

прекращениеналива;

бурение скважин(после окончания налива) для отбора проб грунта на влажность иопределения глубины промачивания.

3.4.2. Измерениерасхода воды следует производить через 10 мин в течение первого часа,через 20 мин - в течение второго часа, через 30 мин - в течениетретьего часа и далее - через 60 мин до окончания испытания.

3.4.3.Погрешность измерения расхода должна быть не более 5% фактическогорасхода воды.

Величинаколебаний уровня воды в инфильтрометре при проведении налива спостоянным напором должна быть не более:

дляполупроницаемых грунтов - 2 мм;

для хорошопроницаемых - 5-10 мм.

При проведенииналива с постоянным расходом воды или свободным понижением уровняводы после налива погрешность измерений уровня должна быть не более3-5 мм.

3.4.4. Расходводы следует считать установившимся, если в течение последних 6 ч ненаблюдаются уменьшения и отклонения измеренных за этот периодзначений более 10% от средней величины.

3.4.5. Дляопределения глубины промачивания допускается использоватьрадиометрические способы.

3.4.6. Длясвоевременного контроля за ходом налива и интерпретации егорезультатов в процессе испытаний следует строить графики:

при проведенииналива с постоянным напором

и ,

величины и следует принимать на один и тот же момент времени;

при проведенииналива с постоянным расходом или налива со свободным понижением уровня

,

3.4.7. Приотклонении графика от линейного (нарушение однородности смоченной толщи грунта)испытание следует прекратить.

ПРИЛОЖЕНИЕ1

Справочное

Терминыи определения

ПРИЛОЖЕНИЕ2

Рекомендуемое

Методнагнетания воды в скважины

1.Условия проведения испытания

1.1. Методнагнетания воды в скважины следует применять для определенияотносительной водопроницаемости грунтов в массиве и измененияводопроницаемости грунтов под воздействием фильтрации вследствиенапора, создаваемого водоподпорными сооружениями.

1.2. Нагнетаниеводы следует производить в вертикальные и наклонные скважиныдиаметром 50-250 мм на участках (интервалах), изолированных тампонамиили другими уплотнительными устройствами.

1.3. Методнагнетания воды в скважины для определения относительнойводопроницаемости надлежит выполнять при одной ступени напора - 10или 100 м.

1.4. Нагнетаниес напором 10 м необходимо проводить для определения удельноговодопоглощения - величины поглощения воды в л/мин на 1 м опытного интервала принапоре 1 м. По величине удельного водопоглощения следует производитьоценку фильтрационной изменчивости грунтов в массиве.

Нагнетание снапором 100 м надлежит проводить для определения приведенного расхода- величины поглощения воды в л/мин на 1 м опытного интервала принапоре 100 м, выдержанном в течение 10 мин. По величине следует производить оценку необходимости и условий выполненияинъекционного уплотнения грунтов при проектированиипротивофильтрационных завес.

1.5. Нагнетаниес напором 100 м следует проводить в скважинах, проходимых на участкахвероятного расположения противофильтрационных завес, начиная сглубин, ниже которых не могут происходить расширение трещин подвоздействием приложенного напора и прорыв нагнетаемой воды на земнуюповерхность.

1.6. Нагнетаниеводы для определения изменения водопроницаемости грунтов подвоздействием фильтрации, связанной с напором, создаваемымводоподпорными сооружениями, необходимо выполнять при трех ступеняхнапора:

I - 10 м;

II -максимальный напор на водонапорном сооружении;

III - 10 м.

1.7. Величинунапора следует отсчитывать при нагнетании в обводненные грунты - отстатического уровня подземных вод в опытном интервале, внеобводненные грунты - от середины опытного интервала.

1.8. Нагнетаниеследует проводить нисходящими интервалами, т.е. по мере углубленияскважины. Нагнетание в ранее пробуренную скважину допускается тольков порядке исключения, при специальном обосновании.

1.9. Интервалдля проведения испытания (опытный) должен быть полностью расположен внеобводненных или обводненных грунтах.

В наклонныхскважинах нагнетание воды в интервалы, примыкающие к уровню подземныхвод, не допускается.

1.10. Длинаопытных интервалов должна быть постоянной и равна 5 м.

Отступления отстандартной длины интервалов допускаются в следующих случаях:

приневозможности разжатия тампона на заданной глубине - длину интерваладопускается уменьшить или увеличить на 0,5-1,0 м;

при испытаниях вполупроницаемых грунтах с величинами удельных водопоглощений менее0,05 л/мин - длину интервала следует принимать 10 м;

при определенииводопроницаемости контактных зон и при необходимости уточненияположения и размеров зон, интенсивно поглощающих воду в пределахинтервалов с большими водопоглощениями, - длину интервала допускаетсяпринимать меньше 5 м.

1.11. Вода,применяемая для нагнетания, не должна содержать взвешенныхминеральных и органических частиц; минерализация воды не должнапревышать 30 г/л; температура воды не должна быть более чем на 5°Сниже температуры подземных вод исследуемого массива грунтов.

При нагнетанииводы в водоносные пласты, используемые или пригодные дляводоснабжения, необходимо исключить возможность их биологического ихимического загрязнения.

2.Аппаратура

2.1. В комплектеоборудования для проведения испытания должны быть:

насос;

тампон дляизоляции опытного интервала;

колоннанагнетательных труб с оголовком;

распределительноеустройство для регулирования расхода нагнетаемой воды;

измерительныеприборы или устройства для измерения расхода, напора, уровня воды.

2.2. Дляпроизводства нагнетания воды следует применять насосы, обеспечивающиеравномерную подачу воды с требуемыми расходами и напорами.

Прииспользовании поршневых насосов система нагнетания воды должна бытьоборудована компенсатором для сглаживания пульсации подаваемой воды.

2.3.Оборудование, трубопроводы, приборы и другие устройства, применяемыепри нагнетаниях, должны быть рассчитаны на напоры, не менее чем в 1,5раза превышающие максимальные напоры воды при испытании.

2.4.Относительная погрешность измерения у водомеров не должна превышать5% от фактического расхода воды, у манометров - 5% от фактическогонапора воды.

3.Подготовка к испытанию

3.1. Подготовкук испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

монтаж системыводоснабжения;