Глубина промерзания почвы: Глубина промерзания грунта — СибПоселки

Глубина промерзания грунта — СибПоселки

Любое строительство априори начинается с земельных работ и устройства фундамента. Причем на выбор последнего и величину его заглубления влияет множество природных факторов, к которым относится и глубина промерзания грунта.

Процесс промерзания грунта

Вполне естественно, что в зимний, холодный период грунт оказывается промерзшим и зависит глубина промерзания от типа грунта и географического расположения, обуславливающего определенные климатические условия. Немаловажна так же и степень влажности грунта.

Опасность для фундамента, а значит и всего строения в целом, таится в превращении при минусовых температурах воды в лед, находящейся на глубине промерзания. Процесс этот характерен тем, что преобразуясь в лед, вода существенно изменяется в объеме (увеличивается порядка на 10%), изменяя тем самым объем грунта.

Это приводит к такому неприятному явлению как пучение грунта. То есть, грунт начинает вытеснять фундамент.

Это происходит зимой, а весной, с наступлением тепла и таянием льда, происходит обратный процесс — затягивание основы строения. И тем больше пучение, чем больше воды находится в грунте. Такое опасное явление зачастую служит причиной деформации/разрушения фундамента. Силы вспучивания могут оказывать колоссальное давление на основу, причем все это происходит неравномерно. Нивелируют силы пучения заглублением фундамента на расстояние превышающие глубину промерзания грунта.

Что влияет на глубину промерзания грунта?

Поскольку на показатели глубины промерзания оказывают влияние климатические условия и тип грунта, то совершенно справедливо, что для каждого района она разная. Например, глубина промерзания грунта в Новосибирске будет существенно отличаться от глубины в других районах. В самой же Новосибирской области распространены следующие грунты:

  • песчаный
  • глинистый
  • суглинки и супеси
  • крупнообломочный грунт (осколки и обломки скальных пород)
  • скалистый грунт

Если два последних ни вызывают нареканий при строительстве и являются вполне надежными (не впитывают влагу, не изменяются в объеме и т. д.), то для остальных, в обязательном порядке, следует знать глубину промерзания.

Нормативные показатели промерзания грунта:

Значения глубины промерзания грунта для Новосибирска, взятые из СНиП составляют:

  • Суглинки и глины — 1.83 м
  • Песок мелкий, супесь — 2.23 м
  • Песок крупный, гравелистый — 2.39 м

Определены значения из учета:
— полного отсутствия снежного покрова на грунте
— минимально возможная температура для Новосибирска
— максимальная влажность грунта.

В реальности фактическая глубина несколько разнится от указанной СНиП. Это объясняется наличием снега на грунте, выступающего в роли отличного теплоизоляционного природного материала. Также сказывается, что под фундаментом отапливаемого в холодный период дома грунт, как правило, промерзает гораздо меньше. Все это позволяет вносить коррективы при устройстве основы дома и предполагать, что реальная глубина промерзания может существенно отличаться от официальной (на 20-40%).

Глубина промерзания грунта — где какая глубина промерзания

Глубина промерзания грунта ‒ это показатель, влияющий при строительстве сооружений на конструктивные особенности фундаментов и степень их заглубления.

Факторы, влияющие на показатель промерзания почвы

Неправильные расчеты приведут к деформациям

Вода, содержащаяся в грунте, при отрицательных температурах кристаллизируется, превращаясь в лед. Процесс сопровождается уменьшением показателя плотности вещества, поэтому происходит увеличение его объема. При расширении грунт начинает сдавливать фундамент с огромной силой в несколько десятков тонн. Любое нарушение, допущенное при укладке основания, приведет со временем к его деформации, смещению, появлению трещин, а в дальнейшем и к разрушению. На общем состоянии сооружения это скажется самым неблагоприятным образом.

На глубину промерзания влияют несколько факторов:

  • Тип грунта. Например, пористость глинистого грунта больше, чем песчаного, поэтому он промерзает меньше.
  • Климатические условия. Например, чем ниже среднегодовая температура, тем больше промерзает почва.
  • Уровень грунтовых вод. Чем выше уровень грунтовых вод, тем сильнее их влияние при замерзании на фундамент.

Влияние состава почвы

Важен тип грунта

Глубина закладки фундамента должна быть ниже уровня промерзания почвы. Рассчитать этот показатель можно самостоятельно, воспользовавшись стандартной формулой: суммируются среднемесячные отрицательные температуры, далее извлекается квадратный корень, который умножается на коэффициент, определенный для каждого вида почвы.

  • Глина и суглинок – 0,23.
  • Песок, супеси – 0,28.
  • Крупнозернистый песок – 0,3.
  • Крупнообломочный грунт – 0,34.

По приведенной формуле рассчитывается нормативная глубина промерзания в сантиметрах, которая немного отличается от фактической. Снежный покров и лед считаются хорошими теплоизоляторами, которые уменьшают глубину промерзания на 20% – 40% от максимальной величины.

Обратите внимание! Следует учитывать, что отапливаемые круглый год здания также влияют на промерзание земли под ними.Теплоизоляция грунта вокруг дома при помощи качественного ленточного утеплителя, обладающего шириной не менее 1,5 метров, значительно снизит влияние отрицательных температур на почву. Подобный прием позволяет закладывать мелкозаглубленные фундаменты, глубина которых меньше необходимой величины.

Влияние грунтовых вод

Определите уровень грунтовых вод

Существует таблица СНИП, в которой можно найти нормативную глубину промерзания грунта для каждого региона и типа почвы. Например, в Московской области этот показатель равен:

  • для глин и суглинков – 1,35 м;
  • для песков и супесей – 1,64 м;
  • для крупнозернистых песков – 1,76 м;
  • для крупнообломочных грунтов – 2 м.

В Москве на промерзание грунта влияет не только его состав. Этот показатель напрямую зависит от уровня грунтовых вод, которые оказывают большое влияние также и на выбор фундаментов. Часто перед сооружением фундаментов строители прокладывают дренаж или осушают почву. Принятие любых мер, обеспечивающих снижение уровня грунтовых вод, способствует уменьшению максимального показателя промерзания.

Глубина промерзания по СНИПу

В Ленинградской области средний показатель промерзания грунта равен 1,4 м (для морозных зим – 1,6 м). Отталкиваясь от этих данных, коммуникационные системы необходимо прокладывать на глубине около 1,7 м, а фундаменты следует заглублять еще больше. Это обусловлено тем фактором, что сезонное промерзание почвы в этом регионе ниже уровня грунтовых вод. В результате чего при отрицательных температурах почва пропитанная водой промерзает и многократно увеличивается в объеме. При этом процесс пучения грунта не всегда происходит равномерно.

Обратите внимание! Фундаменты, при возведении которых не учитывалось влияние грунтовых вод, под колоссальным давлением поднимаются и смещаются зимой, летом опускаются на место. В результате конструкция деформируется и разрушается.

Глубина промерзания грунта нормативная и реальная |

На грунт значительно влияет

уровень подземных вод. Глубина промерзания должна быть меньше глубины залегания грунтовых вод, но когда показатель глубины промерзания превышает показатель глубины залегания грунтовых, происходит их промерзание из за чего и происходит вспучивание грунта

Говоря простым языком, каждую зиму вода в грунте замерзает, превращается в лёд и расширяется, а значит увеличивает первоначальный объём грунта, что может негативно сказаться на фундаменте и на возведённом на нём доме это и называется пучение грунта. Увеличенный в объёме грунт может воздействовать на фундамент с большой силой, порой в десятки тонн.

То есть промерзания грунта вызывает его пучение и тем самым негативно влияет на фундамент дома, для того чтобы этого избежать нужно его закладывать на глубину ниже глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта зависит от двух главных факторов:
1.от типа грунта
2.от климатических условий, а именно от среднегодовых температур ( чем ниже температура, тем больше глубина промерзания грунта)

Нормативная глубина промерзания грунта, представленная в этой таблице и карте — это максимальная глубина, приведена в сантиметрах.

Нормативные глубины промерзания СНиП (таблица)  разных городов и типов грунта

 

Город

[глина,суглинки]

[пески,супеси]

Архангельск

160

176

Астрахань

80

88

Брянск

100

110

Волгоград

100

110

Вологда

140

154

Воркута

240

264

Воронеж

120

132

Екатеринбург

180

198

Ижевск

160

176

Казань

160

176

Кемерово

200

220

Киров

160

176

Котлас

160

176

Курск

100

110

Липецк

120

132

Магнитогорск

180

198

Москва

120

132

Набережные Челны

160

176

Нальчик

60

66

Нарьян Мар

240

264

Нижневартовск

240

264

Нижний Новгород

140

154

Новокузнецк

200

220

Новосибирск

220

242

Омск

200

220

Орел

100

110

Оренбург

160

176

Орск

180

198

Пенза

140

154

Пермь

180

198

Псков

80

88

Ростов-на-Дону

80

88

Рязань

140

154

Салехард

240

264

Самара

160

176

Санкт-Петербург

120

132

Саранск

140

154

Саратов

140

154

Серов

200

220

Смоленск

100

110

Ставрополь

60

66

Сургут

240

264

Сыктывкар

180

198

Тверь

120

132

Тобольск

200

220

Томск

220

242

Тюмень

180

198

Уфа

180

198

Ухта

200

220

Челябинск

180

198

Элиста

80

88

Ярославль

140

154

Нормативная глубина промерзания грунта наглядно представлена на карте(рисунке)

Нормативная глубина промерзания грунта наглядно представлена на карте

Глубину промерзания грунта также можно разделить на фактическую и реальную глубину промерзания
Фактические или реальная глубина промерзания грунта может отличатся от нормативных, так нормативы составлены для самых худших вариантов, то есть без снежного покрова
Снег и лед – хорошие теплоизоляторы, то есть снежного покрова уменьшает глубину промерзания.

Совет, расчищая снег зимой на своём участке и создавая в одном месте сугробы, а в другом очищенную поверхность вы таким образом своими руками создаёте неравномерность промерзания грунта, что может неблагоприятным образом сказаться на вашем фундаменте. Напротив посадка кустарника по периметру дома задерживая снег, может уменьшить глубину промерзания грунта почти в 3 раза. При постоянном проживании грунт под сооружением (домом) в зимнее время прогревается и расчетную глубину промерзания можно уменьшить на 15 — 20%

Для чего нужно учитывать глубину промерзания грунта

В холодное время года земля промерзает на определенную глубину. Один и тот же природный процесс протекает по-разному в различных регионах РФ. Показатель промерзания зависит в первую очередь от климата и типа грунта.

Таблица: Глубина промерзания грунта по географическому положению и типу грунта

Географическое положение

Средний уровень промерзания земли

Уровень промерзания по типу грунта

суглинки, глины

мелкий песок, супесь

крупный и гравелистый песок

в Самарской области

1,6 м

1,54 м

1,88 м

2,01 м

в Ростовской области (в Ростове на Дону)

1,0 м

0,66 м

0,80 м

0,86 м

в Пермском крае

1,9 м

1,59 м

1,93 м

2,07 м

в Башкортостане

1,8 м

1,70 м

2,00 м

2,30 м

в Тульской области

1,4 м

1,34 м

1,63 м

1,75 м

в Татарстане

1,7 м

 

1,59 м

 

в Саратовской области

1,5 м

1,19 м

1,44 м

1,55 м

в Ярославской области

1,4 м

1,48 м

1,80 м

1,93 м

в Рязанской области

 

1,36 м

1,65 м

1,77 м

в Кирове

1,7 м

1,60 м

1,76 м

 

в Кемеровской области

2,00 м

1,90 м

2,30 м

2,40 м

в Ставропольском крае (Ставрополь)

0,68 м

0,57 м

0,70 м

0,74 м

Зачем нужны данные по глубине промерзания

Информация по глубине промерзания грунта необходима для расчета заглубления фундамента. Учитываются особенности местности и вид почвы, уровень подземных вод, морозное пучение. Почва являет собой естественное самостоятельное органически-минеральное тело, которое находится в поверхностном слое земной литосферы. А понятие грунта включает в себя не только почву, но и горные породы, и техногенные образования, и осадки.

Фундамент, как несущая строительная конструкция, принимает на себя нагрузки от конструкций, расположенных сверху. Нагрузки распределяются по основанию строения, то есть по грунтовым массивам определенного объема. Фундаменты чаще всего делают из камня, стали или бетона и закладывают ниже глубины промерзания. Такой подход позволяет предотвратить выпучивание (деформацию с расширением объема в результате замерзания воды) и избыточное давление на несущую конструкцию.

В зависимости от региона, типа грунта и соответствующей глубины заложения, строителям целесообразно использовать следующие виды фундаментов:

  • по конструктивным особенностям — столбчатый, ленточный, свайный, плитный, континуальный;
  • по выбранному материалу — каменный, железо- или ячеистобетонный.

Способы определения глубины промерзания

Что показывает глубина промерзания грунта? Число обозначает максимальное расстояние от поверхности до нулевой температурной отметки внутри почвы в сезон минимальных температур. Данные определяются инструментальным методом в течение десятилетия, заносятся в специальные таблицы. Вся вода, которая есть в почве, расширяется при преобразовании в лед. Вспученный таким образом грунт будет давить на фундамент. Чтобы избежать этих рисков, нужно делать закладку ниже уровня промерзания.

Наиболее точно глубину сезонного промерзания (и проникания в грунт нулевой температуры) определяют с помощью мерзлотомера (см. ГОСТ 24847-81 — Методы определения глубины сезонного промерзания). Указанная методика распространяется на песчаные, глинистые и крупнообломочные грунты – кроме скальных грунтов и вечной мерзлоты.

Специалисты по строительству, действующие согласно нормативов РФ, перед закладкой фундамента всегда учитывают глубину промерзания грунта. Этот усредненный показатель можно посмотреть на карте в строительных нормах и правилах (СНиП 2.01.01-82) или высчитать по формулам из СНиП 2.02.01-83, пункт 2.27. Таким образом, если вы будете углубляться в вопрос и искать информацию, вам пригодится официальная документация: строительные нормативы “Строительная климатология и геофизика”, а также “Основания зданий и сооружений”.

Определяем глубину промерзания грунта по формуле

В случаях, когда глубина промерзания грунта в вашем географическом регионе не превышает 2,5 метров, можно определить норматив сезонного промерзания по формуле.

dfn=dО ·√ Mt,

где

  • dfn – сезонное промерзание грунта в метрах;
  • dО – средневзвешенная величина в пределах глубины промерзания для неоднородных грунтов или цифра из таблицы, в метрах;
  • Mt – коэффициент, выражающий суммарное значение абсолютных показателей среднемесячных зимних минусовых температур в определенном регионе (данные берут из СНИПа по климатологии и геофизике либо используют информацию гидрометеорологов).

Есть формула расчетного значения сезонной глубины промерзания грунта:

df  = kh · dfn,

в которой kh является коэффициентом с учетом влияния теплового режима здания или сооружения. Значение kh в зданиях без отопления принимается за 1,1 (актуально для наружных и внутренних фундаментов только для районов с положительной среднегодовой температурой), а для внешних фундаментов отапливаемых зданий берется из таблицы. Если вас интересует расчет df для региона с отрицательной среднегодовой температурой, воспользуйтесь СП 25.13330: Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.

Разница между нормативной и фактической глубиной промерзания

Представленные в таблицах данные по глубине промерзания грунта немного отличаются от реальных. Если провести эксперимент и замерить температуру грунта в холодное время года на произвольно выбранном участке, глубина промерзания может быть на 30% меньше, чем в нормативных таблицах. Особенно на этот показатель влияет фактор отопления здания в холодное время года. Глубина расположения нулевой температуры может находиться выше, если участок или дом имеют теплоизоляцию (тепло на участке сохраняет даже слой снега или льда, посаженные по периметру дома кустарники, специальные ленточные утеплители).

Сильное влияние на глубину промерзания оказывает уровень залегания грунтовых вод в данной местности. Чем выше расположен этот уровень, тем более значительное разрушающее воздействие может оказать замерзшая вода. Большое количество подземных вод делает грунт склонным к вспучиванию. Чтобы снизить нагрузку на фундамент, обеспечить снижение водяной подпитки и степень пучинистости почвы, применяют гидротехнические методы, в частности, обустраивают дренажные системы и глиняные экраны.