Глубина промерзания грунта — на какую глубину копать фундамент
С каждым днем количество людей, желающих приобрести или построить собственный загородный дом для комфортного и спокойного отдыха, увеличивается. Чтобы строение было не только уютным, но и достаточно долговечным, при его возведении нужно принимать во внимание различные технологические нюансы, одним из которых является глубина промерзания грунта. В противном случае нарушение некоторых строительных технологий может привести к возникновению большого количества проблем, итогом которых может стать снос низкокачественной постройки.
Так как основанием любого строительства является надежный фундамент, то на него и возлагаются нагрузки абсолютно всех конструктивных элементов здания. Ошибки, допущенные при его закладке, могут служить главной причиной разрушения дома уже в самом ближайшем будущем. Со временем фундамент может проседать, вследствие чего на стенах с большой долей вероятности появятся трещины. Для того чтобы этого не случилось, необходимо учитывать один из важнейших внешних природных факторов – глубину промерзания грунта.
Что такое грунт
Грунт – это горные породы, почвы, антропогенные организации, представляющие собой сложную геологическую макросистему, которая подвергается постоянным исследованиям. Промерзанием грунта называют переход почвы из талого состояния в замерзшее. Почва, имеющая отрицательную или нулевую температурную отметку, именуется мерзлым грунтом. Иногда встречаются участки местности, на которых даже в весеннее время не происходит оттаивания почвы. Это так называемые вечномерзлые грунты.
Почему почва промерзает?
Основные условия промерзания грунта – влажность и понижение температуры окружающей среды. Объем воды при замерзании увеличивается примерно на 10 процентов, что, соответственно, и приводит к поднятию грунтов. Количество образовывающегося льда и степень поднятия грунта зависят от температурного режима и уровня промерзания почвы. Иными словами в холодный период времени земля старается как можно больше вытеснить из себя фундамент будущей постройки. Весной происходят обратные действия. Когда льды и снега начинают таять, грунт пытается втянуть фундамент как можно глубже внутрь себя.
Замерзание земли в осенне-зимний период и есть сезонное промерзание грунта. Ежегодно верхний слой почвы замерзает и оттаивает. Сезонное промерзание грунта происходит практически по всей территории бывшего СССР.
Глубина промерзания грунта – это максимальная глубина, на которую почва обычно промерзает в зимний период времени.
Нормативные величины промерзания почвы
Нормативная глубина промерзания грунта – это глубина, которая является средней из самых рекордных показателей ежегодных (сезонных) промерзаний грунтов на открытой и не заснеженной местности. Обычно расчеты нормативной глубины промерзания грунта основываются на наблюдениях за показателями не менее чем десятилетнего срока промерзания земли на определенной территории.
Нормативная глубина промерзания грунта зачастую намного отличается от реальной глубины. Происходит это от того, что нормативные данные промерзания почвы вычисляются в условиях отсутствия снега на местности, и как следствие, низкой влажности почвы. Снег со льдом ‒ это не только хороший источник влаги, но и отличный очаг термоизоляции. Вывод: чем больше снежного покрытия на территории, тем меньшей будет глубина промерзания грунта. Следовательно, при постройке жилого помещения, отапливающегося в зимний период, глубина промерзания грунта значительно уменьшится. И, наоборот, при строительстве сооружения, в котором не планируется установка отопительных приборов, глубина промерзания грунта увеличится. Отсюда следует, что при строительстве отапливаемого помещения, уровень реального промерзания почвы меньше нормативного процентов на 20‒30.
Самой распространенной ошибкой является полная убежденность некоторых строителей в том, что чем глубже основать фундамент, тем более устойчивым будет данное строение. Это мнение в корне неверно. Нельзя допускать того, чтобы предельная глубина промерзания грунта находилась намного выше цокольного уровня фундамента, потому как перенапряжение мощностей в этих районах при больших заморозках может стать разрушительным для загородного дома.
Еще одним фактом деформации фундамента являются морозные пучения, то есть увеличение (поднятие) объемов почвы в момент ее промерзания. Чем выше уровень влаги в земле, тем сильнее увеличиваются ее объемы во время замерзания. Чтобы избежать негативных последствий, связанных с пучением (подъемом) грунтов, специалисты рекомендуют заливать фундамент немного ниже сезонного уровня промерзания почвы. Для этого перед началом строительства дома на пучинистом грунте необходимо узнать точные данные о промерзании почвы данной местности.
Необходимо помнить, что грунт замерзает ежегодно. Если не учитывать глубину его промерзания, состояние фундамента будет постоянно ухудшаться, приводя к его искажению или к полной деструкции.
Перед строительством капитального жилого дома обязательно нужно учитывать все внутренние и внешние природные факторы, одним из которых является сезонное промерзание грунта на застраиваемой местности.
Видео
В этом видео рассказывается о том, почему для каждого региона при закладке фундамента важно узнать глубину промерзания грунта:
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;
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.
Закладка Постоянная ссылка.
| Тип грунта | Расчетная глубина промерзания грунта (м) при среднесуточной температуре воздуха внутри помещения до … | ||||
| 0º С | 5º С | 10º С | 15º С | 20º С и более | |
| Строения без подвалов с полами по грунту | |||||
| — глина и суглинок | 0.96 | 0.85 | 0.74 | 0.64 | 0.53 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 1.17 | 1.04 | 0.91 | 0.78 | 0.65 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 1.25 | 1.11 | 0.97 | 0.83 | 0.69 |
| — крупнообломочные грунты | 1.42 | 1.26 | 1.1 | 0.94 | 0.79 |
| Строения без подвалов с полами по деревянным лагам | |||||
| — глина и суглинок | 1.06 | 0.96 | 0.85 | 0.74 | 0.64 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 1.3 | 1.17 | 1.04 | 0.91 | 0.78 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 1.39 | 1.25 | 1.11 | 0.97 | 0.83 |
| — крупнообломочные грунты | 1.57 | 1.42 | 1.26 | 1.1 | 0.94 |
| Строения без подвалов с полами по утепленному цокольному перекрытию | |||||
| — глина и суглинок | 1.06 | 1.06 | 0.96 | 0.85 | 0.74 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 1.3 | 1.3 | 1.17 | 1.04 | 0.91 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 1.39 | 1.39 | 1.25 | 1.11 | 0.97 |
| — крупнообломочные грунты | 1.57 | 1.57 | 1.42 | 1.26 | 1.1 |
| Строения с подвалами или с техническими подпольями | |||||
| — глина и суглинок | 0.85 | 0.74 | 0.64 | 0.53 | 0.43 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 1.04 | 0.91 | 0.78 | 0.65 | 0.52 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 1.11 | 0.97 | 0.83 | 0.69 | 0.56 |
| — крупнообломочные грунты | 1.26 | 1.1 | 0.94 | 0.79 | 0.63 |
| Строения с неотапливаемыми помещениями | |||||
| — глина и суглинок | 1.17 | ||||
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 1.42 | ||||
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 1.53 | ||||
| — крупнообломочные грунты | 1.73 | ||||
Карта промерзания грунта в Московской области
🚩Глубина промерзания грунта напрямую зависит от типа грунта, климатических условий данной местности, уровня грунтовых вод, растительности, уровня снежного покрова, рельеф местности, влажность грунта и других факторов. Параметры и особенности промерзания необходимо знать и учитывать при бурении скважин в разных районах Московской области.
Глубина промерзания грунтов – это случайная величина, которая не может быть постоянной, потому что одни уз выше указанных факторов, практически, не меняются со временем – это тип грунта, рельеф местности, другие же, наоборот, постоянно меняются – это высота снежного покрова, влажность грунта, продолжительность и интенсивность минусовой температуры, уровень залегания грунтовых вод и другие.
Карта промерзания грунта Московской области
Можно скачать программу для расчета глубины промерзания грунта. скачать…
Калькулятор промерзания грунта (скриншот)
Видео инструкция к программе
Величины промерзания грунтов Московской области
Надо отметить, что величина промерзания грунта в различных районах Московской области колеблется от полуметра до одного метра восьмидесяти сантиметров. Естественно, такой разрыв связан с совершенно разной плотностью грунта. Разумеется, чем плотнее грунт и чем сильнее морозы, тем он сильнее промерзает. Так же сухой грунт промерзает меньше, чем грунт, насыщенный влагой. Средней величины промерзания в Подмосковье как таковой нет, а расчетной принято считать один метр сорок сантиметров. Но это учитываются крайне суровые условия – очень сильные морозы, высокий уровень грунтовых вод и отсутствие какого-либо снежного покрова. Но это лишь нормативные данные. На самом деле, реальная глубина промерзания, как показывает практика, довольно сильно отличается от нормативных данных и часто не превышает одного метра. По некоторым данным, на западе Московской области, грунт промерзает где-то до шестидесяти пяти сантиметров, а на юге, севере и востоке Подмосковья до семидесяти пяти сантиметров. В очень холодные зимы с маленьким снежным покровом, глубина промерзания грунта может доходить до одного метра пятидесяти сантиметров.
Промерзание грунтов Московской области
Как правило, песчаные грунты промерзают на большую глубину, чем глинистые грунты. Это связано с тем, пористость песка меньше пористости глины. В Московской области, в основном, преобладают крупнообломочные грунты, песчаные грунты, суглинки, супесь и торфяные грунты. Например, крупнообломочные грунты, которые состоят из кусков скальных и полускальных грунтов, начинают замерзать уже при нулевой температуре. Поэтому максимально точно определить глубину промерзания грунта в конкретном районе Подмосковья и в определенном месте, могут лишь специалисты, которые при расчетах учитывают все возможные факторы влияния.
Нормативная глубина промерзания грунта СНИП
Состояние грунта с высоким содержанием влаги при отрицательных температурах и положительных
Пунктирной линией показана граница промерзания грунта
Конечно такие свойства воды, содержащейся в грунте крайне опасны для фундаментов, поэтому это необходимо всегда учитывать при лубом строительстве, располагая подошву фундамента ниже линии промерзания!
Промерзания почвы на территории центральной России
Нормативные глубины промерзания (по данным СНиП) в сантиметрах для разных городов и типов грунта представлены в таблице.
| 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 |
