Глубина промерзания грунта в Московской обл

Глубина промерзания грунта в Московской обл

Устанавливается глубина промерзания в соответствии с положениями СНиП 2.02.01-83. Указывается, что нормативная глубина определяется исходя из средних показателей сезонного промерзания в конкретном регионе, выявленных в результате наблюдений проводимых в течение 10 лет.

Если многолетние наблюдения не проводились, то степень промерзания определяется посредством теплотехнических расчётов. Если работы проводятся в местности, где почва не промерзает больше чем на 2.5 метра, то для расчётов используется формула: dfn=d0 √Mt.

Расшифровка формулы:
Mt – коэффициент, сравнимый в численном выражении с абсолютными значениями средних минусовых температур в течение зимнего периода в конкретном регионе (если необходимые наблюдения не велись, то берутся данные гидрометеорологических станций, работающих в идентичных климатических зонах).
d0 – величина, равная уровню промерзания, характерному для конкретного типа почвы.

Согласно требованиями СНиП указанные величины, имеют следующие значения:

• глина (суглинки) – 0.23м;
• крупнообломочная почва – 0.34м;
• пески (супеси) – 0.28м;
• гравелистый песок – 0.30м.

Если необходимо узнать расчётную глубину, то используется следующая формула: df = kh dfn.

Расшифровка формулы:

dfn – нормативная глубина степени промерзания почвы (указана в подпунктах 2.26 – 2.27 СНиП 2.02.01-83).
kh – коэффициент теплового режима здания, применимый для внешних фундаментов отапливаемых зданий (если работы ведутся с неотапливаемыми объектами, то kh=1.1).

Как определить глубину заложения фундамента в различных грунтах

Оптимальная глубина заложения фундамента будет разной для всех типов грунта. Перед возведением сооружения необходимо точно определить вид грунта и проанализировать его состав.

Выбирая глубину заложения фундамента, нужно принимать во внимание такие факторы, как свойства грунтов, глубина промерзания, глубина залегания грунтовых вод. Об этих и других факторах читайте в этой статье.

Как определить глубину заложения фундамента

Чтобы правильно выбрать глубину заложения фундамента, нужно учесть следующие моменты:

1. Особенности конструкции дома. Количество комнат, этажей, наличие или отсутствие подвала, материалы.
2. Примерная величина нагрузки на фундамент сооружения.
3. Глубина фундамента соседних зданий (если они есть).
4. Степень пучинистости грунта в подошве фундамента.
5. Максимальная глубина промерзания грунта в вашем регионе.
6. Геологические и гидрогеологические особенности местности.

Как определить глубину промерзания грунта

Чтобы определить глубину промерзания грунта в вашем регионе, воспользуйтесь картой (глубина указана в сантиметрах):

Или вот такой таблицей:

Также имеется формула, по которой можно рассчитать глубину промерзания грунта для конкретной местности:

где d1 – значение нормативной глубины промерзания грунта, M – сумма абсолютных отрицательных значений среднемесячных температур, а d0 – величина, характерная для каждого типа грунта.

d0 берется из этой таблицы:

Пользуясь формулой, рассчитываем глубину промерзания грунта. К примеру, для глинистого грунта расчеты будут выглядеть так: d1=0.23*√14.7=0.88 м.

Как вид грунта влияет на глубины заложения фундамента

Прежде чем закладывать фундамент, необходимо в точности определить вид и состав грунта, а также глубину залегания грунтовых вод и наличие остатков растительности. Растительный слой грунта нежелательно использовать в качестве подошвы фундамента, так как почва будет проседать неравномерно. Идеальным вариантом будет извлечь почву с остатками растений и заменить её гравием или крупным песком. В таком грунте глубина фундамента должна составлять примерно 50 см, или чуть более.

Глубина заложения фундамента в зависимости от глубины промерзания грунта.

Если грунт насыщен водой, его несущая способность снижается, а при промерзании образовываются вспучивания. Это приводит к деформации фундамента и трещинам несущих стен.

Лёссовидные суглинки при минимальной влажности имеют хорошую несущую способность, однако при попадании влаги быстро оседают даже под собственным весом.

В этой таблице содержится информация об оптимальной глубине заложения фундамента в зависимости от уровня грунтовых вод и типа почвы:

Для помещений, которые не будут отапливаться, глубина промерзания берётся на 10% больше чем среднее значение, а для помещений с отоплением нужно брать на 25 % меньше. Если фундамент закладывается под внутренние стены отапливаемого помещения, то глубину промерзания можно не учитывать.

Как конструкция дома влияет на глубину заложения фундамента?

На глубину фундамента влияют такие конструктивные особенности строения, как:

• наличие подвала;
• глубина фундамента соседних зданий (если они есть);
• подземные коммуникации и их глубина.

Если планируется подвал или приямки, то глубина фундамента должна быть минимум на 40 см ниже пола в этих помещениях.

Все участки фундамента желательно закладывать на одном уровне. Если такой возможности нет, то все переходы от одного уровня к другому рекомендуется делать в виде ступеней. Высота каждой ступени должна быть равна высоте фундаментного блока.

Если дом строится впритык к готовому сооружению, то фундамент необходимо закладывать на одном уровне с фундаментом этого здания.

Если под зданием проходят какие-либо коммуникации, то подошву нужно закладывать ниже их ввода. Это убережёт трубы от давления фундамента, а сама подошва не будет стоять на сыпучих грунтах, которые использовали для подушки коммуникаций.

Как уменьшить воздействие пучинистых грунтов на поверхность фундамента

Если закладывать фундамент на глубину ниже промерзания грунта, это исключит давление мёрзлого грунта на подошву. Но пучение, тем не менее, будет негативно влиять на поверхность фундамента. Это влияние можно свести к минимуму, выполним следующие работы:

1. Устройство дренажа по периметру фундамента.
2. Сужение фундамента кверху, придание ему формы трапеции.
3. Заполнение пазух фундамента непучинистым грунтом.
4. Изготовление защитного слоя на боковых поверхностях фундамента с использованием материала, который имеет небольшой коэффициент трения.

Распространенные ошибки

1. Пренебрежение остатками растительности. Растительный слой нужно обязательно удалить. Убрать 15 см будет достаточно.
2. Возведение строения на чернозёме. Структура чернозема не подходит для возведения на ней фундамента. Мягкий слой необходимо также убирать.
3. Возведение фундамента без армирования. Армирование поможет дольше сохранить в целости как фундамент, так и само строение. Выполняйте армирование как можно ближе к верху и низу фундамента.

Новичкам в строительстве не всегда удается точно определить оптимальную глубину для фундамента, поэтому если какой-нибудь фактор вызывает сомнения, лучше проконсультироваться со специалистом, чтобы избежать проблем на последующих этапах строительства.

Закладка ленточного фундамента в Крыму: нюансы и секреты

Каждый крымчанин знает, насколько капризна погода на полуострове, а ведь именно от погоды зависят многие нюансы грамотной заливки ленточного фундамента. Если за последние 5 лет температура зимой не падала ниже -15 о , то в 2006 народ кутался в дубленки, потому что на улице было почти -30 о .

Чтобы фундамент дома не пострадал от внезапных холодов, сильных ливней или других капризов природы, необходимо соблюдать некоторые правила закладки фундамента в Крыму.

При закладке ленточного фундамента нужно учитывать три основных фактора:

• тип грунта;
• глубину его промерзания;
• уровень залегания грунтовых вод.

Учитываем тип грунта

На нашем полуострове преобладают суглинки и глины, относящиеся к пучинистым грунтам. Это значит, что вода, удерживаемая грунтом, при морозе расширяется и выталкивает его (пучинит). Сила, с которой такой грунт воздействует на фундамент, может достигать десятков тонн. Но главная сложность заключается в том, что грунты пучинятся неравномерно. Если с одной стороны дома лежит снег, земля под ним промерзнет меньше, а значит меньшим будет и давление на фундамент.

Неравномерность давления способна сломать основание дома, если при его закладке не учитывались свойства пучинистого грунта.

Наиболее распространенное решение данной проблемы — замена пучинистого грунта на непучинистый. Хорошая гравийно-песчаная подушка способна творить чудеса. Она распределяет давление от дома равномерно на весь фундамент и гасит силу морозного пучения.

В регионах с сильными перепадами температур, рекомендуется устраивать подушку не только под самим фундаментом, но и рядом с ним.

В Крыму, где перепады температур зимой не являются критичными, для решения проблемы пучинистости грунта достаточно сделать трамбовку траншеи песком и гравием.

Влияние уровня промерзания грунта на тип заложения фундамента

Глубина заложения подошвы фундамента рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта для конкретного региона. На полуострове Крым этот показатель колеблется от 0,6 м до 0,8м. Это один из самых низких показателей по России.

По глубине заложения ленточный фундамент бывает: мелкого и глубокого заложения.

Фундамент мелкого заложения, он же мелкозаглубленный, выполняется под несущие наружные и внутренние стены легких сооружений, таких как каркасные дома, дома из бруса или СИП-панелей.

Для того чтобы грамотно заложить данный тип фундамента, необходимо выбрать траншею до глубины промерзания. После этого на дно траншеи укладывается гравийно-песчаная подушка, таким образом, происходит замена пучинистого грунта на непучинистый. Эта простая манипуляция способна защитить фундамент и само здание от сил морозного пучения.

При закладке фундамента второго типа (глубокозаглубленного) траншея роется на 10-20 см ниже уровня промерзания грунта по региону.

Крыму глубина траншеи под фундамент глубокого заложения на ровном участке будет составлять 80-100 см.

Фундаменты глубокого заложения ставятся при высокой нагрузке на грунт (каменные дома в несколько этажей). Данный тип фундамента весьма затратный, т.к. малейшие неровности рельефа приведут к увеличению объема земляных работ, количеству залитого бетона и потраченных денег.

Дом из СИП-панелей имеет небольшой вес и не оказывает значительного давления на основание. К тому же грунты, преобладающие на полуострове, имеют небольшой коэффициент горизонтального и вертикального пучения. Это значит, что закладка заглубленного фундамента под дома из СИП-панелей на полуострове не рациональна.

Уровень грунтовых вод: влияние на выбор конструкции фундамента

Выбор конструкции фундамента напрямую зависит от уровня грунтовых вод (УГВ) и вида грунтовых наслоений.

Если на месте будущей постройки преобладают насыпные или намывные грунты, то это грунты со слабыми несущими способностями. Делать ленточный фундамент на подобных грунтах бессмысленно. В таких случаях ООО «СИП-Симферополь» предлагает своим клиентам плитный или свайный тип фундамента.

Если на участке строительства низкий уровень грунтовых вод, то поставить ленточный фундамент мелкого заложения не составит труда.

В случае, когда грунтовые воды проходят близко к поверхности, возможны два варианта:

1. Производится копка траншеи под фундамент глубокого заложения, замена пучинистого грунта на непучинистый, гидроизоляция конструкции. Также необходимо будет обеспечить хороший дренаж грунта на прилегающей территории и разработать мероприятия по понижению уровня грунтовых вод на участке строительства.
2. Более рациональный вариант — поставить свайный фундамент, о плюсах и нюансах которого можно прочесть в соответствующей статье

Подведем итог:

Для того чтоб фундамент действительно стал надежной опорой дома, нужно учитывать массу нюансов:

прогнозируемую нагрузку на основание;

технологические возможности (перепады по участку);

инженерно-геологические условия (УГВ, тип грунта и т.д.)

В ООО «Сип-Симферополь» всегда можно заказать геодезию грунта и проконсультироваться с инженером, чтобы быть уверенными в том, что ваш дом простоит долгие годы.

3. Утепление труб пенополиуретановой скорлупой

Пенополиуретановой скорлупой можно утеплить как всю трубу, так и ее часть, которая находится на глубине промерзания. Конечно, лучше сделать все капитально, так как точно определить значение глубины промерзания довольно проблематично. Глубина промерзания грунта в регионе определяется за последние 10 лет — высчитывается среднее ее значение. Но, во-первых, периодически случаются очень холодные и малоснежные зимы, когда грунт промерзает глубже. Во-вторых, приведенные в таблице величины являются средними и не учитывают условия конкретного участка. Поэтому разумнее утеплить трубопровод по всей длине.

Существуют и другие материалы для утепления труб, но именно пенополиуретановая скорлупа считается лучшей из них. Она проста в монтаже и имеет большой срок службы. Пенополиуретановая скорлупа не вызывает коррозию металла, благодаря чему ее можно использовать на трубах из этого материала. Кроме того, скорлупу можно использовать повторно после ремонта. Она легко снимается и устанавливается обратно с помощью скотча, монтажной пены или специального клея Спантан-1К.

Как определить реальную глубина промерзания грунта

Внимание! Фактические и нормативные показатели ГПГ всегда будут отличаться между собой из-за ряда сопутствующих факторов, таких как толщина снега и льда, которыми укрыт грунт.

Рис. 1.4: Нормативная глубина промерзания грунта в РФ (данные на 2006 год)

Для определения реальной глубины промерзания используется специальный прибор — мерзлотомер. Данное устройство представляет собою обсадную трубку, внутри которой размещен наполненный водой шланг с внутренними ограничителями передвижения льда. На шланг нанесена сантиметровая разметка.

Мерзлотомер погружается в грунт на глубину, равную фактической величине ГПГ (все измерения проводятся в холодное время года). Вода в трубке мерзлотомера превращается в лед на участке, где с прибором контактирует промерзшая почва.

Рис. 1.5: Фактическая глубина промерзания почвы в РФ

Спустя 10-12 часов после погружения устройства в почву шланг с водой изымается из обсадной трубки и по замершему участку воды определяется реальная глубина промерзания почвы.

Расчетная глубина грунтового промерзания

Согласно СНиП 2.02.01-83 глубина промерзания грунта рассчитывается по формуле:

h=√М*k, а точнее – корень квадратный из суммы абсолютных среднемесячных температур (зимой) в определенном регионе. Полученное число умножают на k – коэффициент, который для каждого типа почвы имеет различное значение:

• суглинки и глина – 0,23;
• супеси, мелкие и пылеватые пески – 0,28;
• крупные, средние и гравелистые пески – 0,3;
• крупнообломочный грунт – 0,34.

Рассмотрим расчет глубины, на которую промерзает почва, на конкретном примере:

Для примера выбран город Нижневартовск, среднемесячные температуры для которой взяты из сайта и выглядят следующим образом:

Опираясь на вышеупомянутую формулу, необходимо сложить все среднемесячные минусовые температуры (третья строка сверху). Число М равняется 91,6. При извлечении квадратного корня получилось 9,57. Почва в этом регионе – суглинки и глина, а также супеси и пески поэтому коэффициент равен 0,23 и 0,28. Путем перемножения двух чисел находят нормативную глубину промерзания грунта в Нижневартовске. Она равна 2,2 метра для глины и суглинка, и 2,67 для супеси и песка.

По мере укрупнения фракции грунта возрастает глубина его промерзания. А глинистые почвы еще зависят от степени пучинистости, потому что большое число влаги в слоях земли приводит к повышению показателя морозного пучения. Здесь срабатывает закон физики – при замерзании молекулы воды расширяются.

Глубина промерзания грунта СНИП

Для того, чтобы составить проект фундаментной опоры вашего дома прежде всего необходимо оценить характеристики грунта на вашем участке. Так, на степень заглубленности ленточных фундаментов напрямую влияет уровень промерзания грунтов. Кроме того, грунт разного состава при замерзании может по-разному увеличиваться в размерах. Эту характеристику называют «пучинистостью». Также, на конструкцию будущего фундамента влияет и уровень подъема грунтовых вод.

Характеристика грунтов на участке напрямую влияет как на конструкцию будущего фундаментного основнаия дома, так и на материал его изготовления. Для того, чтобы понять, какой дом и фундамент под него на вашем участке можно построить, а какой нельзя – прежде всего необходимо провести изыскательские работы.

Часть характеристик грунта участка можно взять из широко распространенных таблиц. К таковым особенностям относится, например, глубина промерзания грунта СНиП.

На всей территории бывшего СССР в свое время были проведено геолого-изыскательские работы, которые определили, на какой глубине промерзает зимой вода в грунте в том или ином регионе. На основании полученных данным были составлены карты, позволяющие легко определить глубину зимнего промерзания грунта в конкретном регионе.

Глубина сезонного промерзания грунта

Исходя из конкретной величины промерзания грунта на участке, Строительные нормы и правила (или, сокращенно СНиПы) и предписывают возможность применения того или иного варианта строительства фундамента и здания.

А настоящее время на территории нашей страны действуют следующие стандарты, описывающие правила строительства зданий и сооружений:

• СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», к нему существует также целый ряд пособий, который описывает процесс проектирования строений.
• Кроме того, влияние климата на строительство зданий описывается в СНиП 23-01-99.
• Суть правил в данных документах, регулирующих величину заглубления фундаментного основания заключается в следующем:
• при строительстве фундаментов необходимо тщательно учитывать назначение и конструкцию проектируемых сооружений, максимальные нагрузки на фундамент.
• глубина залегания фундаментных оснований также зависит от характеристики примыкающих сооружений, и того, на какую величину закопаны в землю инженерные сооружения.
• также при подготовке проекта фундамента необходимо оценить рельеф участка местности строительства.
• большую роль в определении глубины залегания фундамента играют физические характеристики почвы и ее внутренне строение (наличие пустот и водоносных слоев),
• гидрогеология также влияет на глубину залегания фундаментных оснований. Грунтовые воды могут существенно изменить проект вашего здания.
• ну и конечно же на глубину залегания фундамента согласно действующим СНиПам будет оказывать виляние сезонная глубина промерзания грунта.

Как рассчитать глубину промерзания грунтов, руководствуясь СНиП

Существует специальная формула, согласно которой вы можете рассчитать глубину промерзания грунтов на вашем участке местности самостоятельно.

Глубина промерзания составит: корень квадратный, извлеченный из суммы среднемесячных отрицательных температур, перемноженный на коэффициент для конкретного грунта.

• 0,23 для глины и суглинка,
• 0,28 для песка и супесей,
• 0,3 для крупнозернистых песков,
• 0,34 для грунта, состоящего из крупных обломков.

Показатели отрицательных температур вы сможете взять из метеорологических справочников или из СНиПа 23-01-99, описывающего климатические условия.

Для простоты расчета, допустим, что в вашем регионе отрицательные температуры фиксируются четыре месяца, по «-10» градусов в каждом. Итого сумма отрицательных показателейтемператур составит «40». Квадратный корень из этой величины составит «6,32». Умножаем для коэффициент для глинистого грунта «0,23» и получаем глубину промерзания глинистого грунта в таком регионе 1,45 метра.

Морозная пучинистость грунта и ее влияние на фундамент

Еще одной важной характеристикой грунта, влияющей на проект конструкции фундамента является его пучинистость. Этим термином определяют степень расширения грунтов при зимнем замерзании в них влаги. Как известно, вода при замерзании значительно увеличивается в объеме, таким образом грунт, содержащий большое количество влаги при замерзании будет расширяться, вспучиваться.

Наиболее подвержены такому расширению грунты, содержащие мелкий песок или глину. Они чрезвычайно эффективно впитывают влагу, вбирая в себя большую массу воды. Вследствие этого при замерзании их объем может увеличиваться до 10 процентов. Это довольно существенная величина. Получается, что при глубине промерзания грунта в 1,5 метра при замерзании его объем увеличится на 15 сантиметров.

Чтобы понять степень пучинистости грунта на вашем участке – ознакомьтесь с приведенной таблицей.

Таблица — глубина промерзания грунта СНИП

На глубину промерзания грунта также влияет и толща снежного покрова. Очевидно, что чем толще снежный покров, тем лучше сохраняется тепло в грунте. Впрочем, эта величина достаточно ненадежная и может колебаться от сезона к сезону.

График зависимости промерзания грунта от толщины снежного покрова

Таким образом, чистка участка от снега играет двоякую роль. В тех местах, где вы складываете сугробы – величина промерзания грунта уменьшается, а вот при расчистке снега возле фундамента вашего строения – наоборот увеличиваете глубину промерзания грунтов. Соответственно это увеличивает влияние замороженного расширяющегося грунта на фундаментное основание. Сформируйте вокруг фундаментной опоры вашего дома снежный сугроб, и вы примерно на 15 процентов уменьшите влияние холодной погоды на ваш фундамент. А когда придет весна и температура начнет повышаться – просто откиньте сугроб от дома.

Калькулятор для расчета промерзания грунта в регионе

Видео — как пользоваться калькулятором для расчет глубины промерзания грунта

Мелкозаглубленный фундамент

Фундамент мелкого заложения

Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого.
Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.

Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым.
У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании.
Тем не менее, и его можно испортить.
Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучинистых или сыпучих грунтах.

Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.

С ленточными фундаментами мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.

✍Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.

Строение плитного фундамента

А вот под тяжелый дом мелкозаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.

Связь пучения со скоростью, глубиной промерзания

Оглавление:

1. Введение
2. Скорость промерзания грунта
3. Глубина промерзания грунта
4. Заключение
5. Связанные статьи

1. Введение

Одними из наиболее значимых факторов, определяющих величину поднятия дневной поверхности (степень пучинистости) при промерзании грунтов являются глубина и скорость их промерзания.

Дневная поверхность грунта – жаргонный термин в строительной геологии, обозначающий поверхность современного рельефа. Можно заменить терминами: поверхность земли, уровень земли. В случае если на рассматриваемом участке выполнялась или будет выполняться планировка (насыпь или выемка грунта), то поверхность следует называть «уровень планировки»

Глубина и скорость промерзания грунтов зависит от большого числа факторов: значений отрицательной температуры наружного воздуха в зимний период, от продолжительности зимнего периода, от толщины и плотности снегового покрова и динамики изменения этих показателей в течении зимы, теплопроводности грунта, наличия теплоизолирующих покрытий (бывают как естественные, например, моховый или торфовый слой, так и искусственные), интенсивности воздействия солнечной радиации на конкретный участок поверхности, от смен холодной погоды на оттепели и от положения уровня грунтовых вод.

2. Скорость промерзания грунта

Увеличение объема грунта и величина подъема поверхности земли зависят от скорости промерзания, а скорость, в свою очередь, зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха и теплотехнических свойств грунта.

Экспериментально установлено, что чем меньше скорость промерзания, тем больше величина пучения и, наоборот, при больших скоростях промерзания грунт меньше увеличивается в объеме.

На величину вспучивания оказывает влияние и коэффициент фильтрации глинистого грунта, которой обусловливает подток капиллярной влаги к фронту промерзания. В образцах, замерзающих при большой скорости промерзания, визуально не наблюдается образования ледяных включений в виде прослоек и линз, следовательно, грунт незначительно ухудшает свои физические свойства при оттаивании.

При быстром промерзании в грунте не успевает накопиться влага, поступающая по капиллярам, поэтому он меньше проявляет пучение

При малой скорости промерзания грунта происходит формирование льдистой текстуры за счет постоянного притока влаги по капиллярам из нижележащих слоев талого грунта, сопровождающееся повышенным накоплением ледяных включений в нем. Такие грунты при оттаивании резко ухудшают свои физические свойства. Иногда грунты, имеющие твердую или пластичную консистенцию до промерзания, превращаются в текучее состояние после промерзания и оттаивания.

Наибольшее количество льда в грунтах природного сложения скапливается при промерзании грунта на глубину до 1-1,2 м так как на этих глубинах больше сказывается колебание отрицательной температуры наружного воздуха, например, при смене холодной погоды на оттепели, что позволяет накопить в структуре грунта больше влаги в виде льда

3. Глубина промерзания грунта

Значение глубины промерзания грунтов оказывает большое влияние на вспучивание дневной поверхности грунта. Например, в Забайкалье подъем поверхности грунта достигает 40 см при глубине промерзания суглинистого грунта 2,6-2,8 м, а сильнопучинистый суглинок в Московской области вспучивается на 15 см при глубине промерзания на 1,5 м.

Глубина промерзания грунта может в зависимости от региона РФ и локальных условий меняться в широких пределах: от 0 до 6 м. Максимальные значения глубины промерзания грунтов наблюдаются в Забайкалье, ближе к границе Монголии, преимущественно на песчаных и крупнообломочных грунтах и большей частью на северных склонах.

Наблюдениями за глубиной промерзания грунтов установлено, что влажные глины и суглинки промерзают заметно меньше, чем супеси, пески мелкие и пылеватые, а пески крупные и крупнообломочные грунты промерзают еще больше, чем супеси и пылеватые пески.

Чем более крупные частицы слагают грунт, тем больше будет глубина его промерзания при прочих равных условиях, однако крупнодисперсные грунты не подвержены пучению

Так как глубина промерзания зависит от действительно большого числа факторов, для начала разберемся что на этот счет говорится в нормативной литературе.

В нормативной документации на проектирование фундаментов рассматривается только глубина промерзания грунта. Эта величина рассчитывается по формулам в зависимости от среднемесячных температур в холодный период года и типа грунта без учета всех остальных факторов (не учитывается снеговой покров, солнечная радиация, свойства и влажность грунта и пр.).

Действующий на данный момент норматив в области проектирования фундаментов — СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений гласит:

СП 22.13330.2016 п. 5.5.1 Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом: …- глубины сезонного промерзания грунтов. Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.

5.5.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что ее следует определять в соответствии с ГОСТ 24847.

5.5.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение следует вычислять по формуле

, (5.3)

где d — величина, принимаемая равной:

• для суглинков и глин 0,23 м;
• супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
• песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
• крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

Мt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.

Значение d для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания. (прим. если промерзает несколько разных слоев то необходимо определять осредненное значение коэффициента d)

Нормативную глубину промерзания грунта d_fn в районах, где >2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

5.5.4 Расчетную глубину сезонного промерзания грунта d_f, м, вычисляют по формуле

, (5.4)

где K_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений K_h=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

d_fn — нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 и 5.5.3.

1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетную глубину промерзания грунта для неотапливаемых сооружений следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетную глубину промерзания следует определять теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также, если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении K_h за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

d_fn — нормативная глубина промерзания, определяемая по СП 22.13330.2016 не учитывает множественные факторы т.к. нормативы нацелены на получение наиболее надежного результата. Эта величина показывает насколько промерзает грунт на свободной от снега поверхности, не прогреваемой солнцем в течении всей зимы (под навесом). Реальная глубина промерзания будет меньше или такой же в зависимости от количества снега и солнечной радиации на поверхности

Для того, чтобы определить реальную глубину промерзания с учетом множества факторов, включая снеговой покров, солнечную радиацию и тепловой режим сооружения необходимо выполнить теплотехнический расчет. Теплотехнические расчеты сложны и трудоемки, а так же требуют большого количества исходных данных. Для отдельных случаев существуют упрощенные расчеты, некоторые из которых приведены в СП 25.13330. Вопросы теплотехники грунтов затрагиваются в этой статье.

4. Заключение

Для правильного учета сил морозного пучения и выбора мер по защите от его воздействия необходимо и достаточно верно определить глубину промерзания грунта. Для этого следует пользоваться расчетами, приведенными в нормативной литературе.

Учет скорости промерзания в расчетах невозможен из-за сложности определения этого показателя и его изменчивости.

Учитывать снеговой покров в надежде что он снизит глубину промерзания не следует, так как после возведения сооружения снег скорее всего будет переноситься ветром от одной части сооружения к другой и с наветренной стороны поверхность грунта будет оголена. Если же сооружение поднято над землей, то под ним будет оголенная поверхность без снега и с температурой наружного воздуха, что так же увеличит глубину промерзания.

Если глубина промерзания грунта больше 2,5 м и если среднегодовая температура в регионе отрицательная, то для определения нормативной глубины промерзания необходимо выполнять теплотехнический расчет.

Так же теплотехнический расчет следует выполнять если, например, применяется утепление грунта.

Для принятия решений по фундаментам используется расчетное значение глубины промерзания, которое в 1,1 больше нормативного для неотапливаемых сооружений и ниже нормативного для отапливаемых сооружений.