Что такое глубина промерзания грунта

Что такое глубина промерзания грунта

• При строительстве дома под ключ, финский септик Коломаки в подарок
• При заказе строительства дома под ключ – готовый проект в подарок!

Строительство начинается с фундамента, его структура зависит от важнейшего параметра – глубины промерзания грунта – наибольшего показателя, при котором почва замерзает до 0 градусов при самых низких температурах без учета снежного покрова. Увеличение объема воды деформирует грунт.

Таблица. Способы утепление фундамента и подвала.

Источники увлажнения конструкции

Технология защиты конструкции

Схемы

Проникновение паров воды через напольное перекрытие над необогреваемым подвалом

— конструкция изоляции пара (1) из теплого помещения поверх утеплителя (2);

— конструкция вентиляции подвала с применением продухов (3) устроенных в цоколе (4)

Дождь, снег (атмосферные осадки)

— расположение отмостки (5) по периметру здания шириной на 250 мм. перекрывающей карнизной свес

Подземные грунтовые воды

— конструкция вертикальной гидроизоляции по всей высоте подвала;

— конструкция защитной стенки из кирпича (6) на 500мм выше расчетного УГВ;

— гидроизоляционное покрытие (7) пола над подвалом

Движение жидкости по капиллярам пористых материалов

— применение для утепления подвалов и фундаментов гидрофобных материалов (не впитывающих влагу), при высоких теплоизоляционных свойствах во влажной (8) среде

Деформация фундамента при морозном пучении грунта

— устройство отмостки по периметру здания (9);

— устройство утепления отмостки (10) по периметру здания

Кроме экструдированного пенополистирола для утепления фундамента применяются: керамзит; базальтовая вата, штапельное стекловолокно, жесткие плиты из гидрофобизированной минеральной ваты и др.
Проектировщик самостоятельно подбирает вид утеплителя, исходя из минимизации расходов на эксплуатацию дома.
Надо отметить, что теплоизоляция фундамента тесно связана с его гидроизоляцией и решать эти вопросы надо в комплексе.
Решить вопрос гидроизоляции и утепления фундамента, значить повысить долговечность и надежность здания в целом.

© ГК «Еврострой Менеджмент», 2009-2018

Строительство коттеджей и домов под ключ, строительство элитных коттеджей; изготовление лестниц на заказ, проектирование и расчет лестниц для коттеджей.

Меры борьбы с пучением и предохранение грунта

Эффективным способом преодоления негативного воздействия сил морозного пучения считается создание тяжелого фундамента, устанавливаемого на достаточную глубину — ниже уровня промерзания. Причем этот уровень в разных регионах может значительно различаться, поэтому при проектировании строительства важно знать специфику местного климата.

СНиП рекомендуют принимать во внимание уровень промерзания для всех регионов. По строительным правилам, глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания грунта, поэтому ниже будут приведены данные для близлежащих регионов:

— уровень промерзания в Москве и Московской области составляет 120 см;

— для Красноярска и Красноярского края уровень промерзания составляет 210 см, а если это пески средней и большой крупности, тогда до 230 см.

— для Иркутска и Иркутской области эта величина составляет 250 см.

— для Омска — 220 см.

— для Республики Бурятия уровень промерзания составляет 250 см.

— для Забайкальского края 220-260 см.

Одного лишь большого заглубления фундамента в грунт недостаточно. Дело в том, что силы пучения действуют не только вертикально, но и по касательной.

Происходит это следующим образом: грунт примерзает к внешним стенкам фундамента и, тем самым, давит на него, провоцируя деформацию. Сила давления достигает 5-7 тонн на 1 м2. Вот почему основание здания должно быть тяжелым и прочным: его заливают бетоном, а внутри устраивают армирующий каркас.

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.

Пучение грунта на глубину промерзания

Зимой почва промерзает на определенную глубину, соответственно грунт может пучить. Вода, содержащаяся в почве переходит в твердое состояние, при этом объем грунта увеличивается и оказывается механическое воздействие на стены фундамента. Эта сила может достигать нескольких десятков тонн на 1 квадратный метр поверхности фундамента. Это явление называется – морозное пучение грунтов.

Причем силы действую неравномерно, в какой-то части фундамента больше, в какой-то меньше. Это приводит к перекосу фундаментной плиты или движению фундамента. Как результат, – возрастают нагрузки на стены, перекрытия, кровлю. Появятся трещины, усадка и пр.

Чтобы уменьшить воздействие со стороны вспучивающегося грунта на фундамент, его основание делают более широким, а в верхней части стенки фундамента сужаются.

Также рекомендуется сделать фундаментные стены скользящими. Раньше для этого использовался полиэтилен или отработанное машинное масло. В этом случае грунт при вспучивании скользит вдоль стены, и сила воздействующая на фундамент уменьшается. Современное решение данной проблемы – использование фундаментной пленки (дренажной мембраны) со скользящим слоем.

Расчет мощности

Параметры, необходимые для расчета требуемой мощности обогрева: температура холодильной камеры, ее площадь, толщина и качество материала теплоизоляции пола.

Формула расчета теплопотерь на 1 м2 :

P = K x (Tосн. — Tкам.)/H, где:

• P — теплопотери, Вт/м2;

• К- теплопроводность теплоизоляции, Вт/м*град;

• Tосн. — температура основания камеры, 0С;

• Tкам. — температура воздуха внутри камеры, 0С;

• H — толщина теплоизоляции, м;

Как и в других случаях применения кабельных систем обогрева, необходимо ввести коэффициент запаса (1,4). Связано это с непредвиденными потерями в тепловой изоляции (качество монтажа, материала, влажность и др.) и с возможным снижением напряжения сети.

Пример:

• К = теплопроводность теплоизоляции при 0С = 0,043 Вт/м0С;

• Tосн. — Tкам. = минимальная температура камеры = -40С;

• H = толщина теплоизоляции пола = 100 мм;

Теплопотери в Вт/м2 = (0,043 х 40)/0,1 х 1,4 = 24 Вт/м2

Другой пример. Теплоизоляция — 200 мм:

• К = теплопроводность теплоизоляции при 0С = 0,043 Вт/м0С;

• Tосн. — Tкам. = минимальная температура камеры = -40С;

• H = толщина теплоизоляции пола = 200 мм;

Теплопотери в Вт/м2 = (0,043 х 40)/0,2 х 1,4 = 12 Вт/м2.

Следует отметить, что в зависимости от температуры холодильной камеры и материала, толщины теплоизоляции, теплопотери лежат в пределах 10-25 Вт/м2.

Если выполнить расчет исходя из 20 Вт/м2 с применением кабеля пониженной линейной мощностью 10 Вт/м, шаг укладки получится 50 см. При таком шаге возможно образование мостиков холода и промерзание грунта в зоне между витками кабеля. Расстояние, при котором промерзания не происходит, считается 35 — 40 см. Это соответствует минимальной удельной мощности приблизительно 30 Вт/м2.

Факторы, влияющие на пучение

Не стоит полагать, что ущерб от пучения грунта несколько преувеличен. Чтобы понять насколько серьезно обстоят дела, необходимо более подробно рассмотреть такой процесс. Итак, пучение грунта происходит неоднородно, и в первую очередь это обусловлено перепадами высот поверхности земли. Они преимущественно наблюдаются весной, когда сторона дома, которая стоит на южной стороне, обогревается, а также увлажняется весенней капелью намного быстрее и лучше. Ближе к вечеру температура начинает падать, к этому времени грунт уже успевает поглотить большое количество талой воды, которая в нем превращается в пласт льда.

Его масса может достигать нескольких сотен кг, а этого вполне достаточно, чтобы поднять часть фундамента на определенную высоту. Весь этот процесс происходит в течение ночи. Днем, когда температура вновь повышается, вода в грунте начинает оттаивать. В результате этого фундамент начинает проседать, при этом в почву опять попадает большое количество воды, которая в последующем кристаллизуется. И такой процесс происходит из-за дня в день до тех пор, пока температура воздуха не нормализуется, то есть не наступит тепло.

За период весенних перепадов уровня воды дом может просесть на несколько сантиметров, а этого вполне достаточно для того, чтобы вызвать неизбежные разрушения в постройке. Их в дальнейшем будет крайне сложно нивелировать.

Схема закладки фундамента в промерзающем грунте.

При этом следует отметить, что процесс пучения может наблюдаться не только в весеннее время, если воды залегают недалеко от поверхности земли, то подобное явление происходит и зимой. В итоге последствия от него возникают еще более серьезные.

Кроме того, ущерб от пучения грунта зависит и от того, какое в нем присутствует соотношение связанной и свободной воды. В каждом виде почвы оно различное. Так, если она представлена слоями песка, то связной воды в них будет наблюдаться минимальное количество. А значит, сильного негативного влияния на строение пучение не окажет. Тогда как в таких типах грунта, как супесь, суглинок или глина, ситуация наблюдается обратная. В них присутствует большое количество связной воды. Поэтому в них наблюдается сильная миграция влаги. При промерзании таких грунтов урон от пучения для строений наблюдается очень серьезный. Деформация может составлять до десятков сантиметров.

Помимо соотношения связной и свободной воды на интенсивность пучения влияют и другие факторы, среди которых:

Схема монтажа дренажной системы фундамента.

• суровость и продолжительность зимы;
• средняя толщина снежного покрова;
• состав грунта;
• количество сезонных осадков;
• влажность воздуха;
• рельеф местности;
• наличие растительного покрова;
• глубина залегания вод, находящихся поз землей;
• расположение местности относительно юга.

Поскольку пучения могут нанести серьезный урон строению, то рекомендуется возводить его фундамент ниже глубины промерзания грунта. Ее величина зависит напрямую от местности, где будет строиться жилище. Ориентировочная глубина промерзания грунта по городам следующая:

1. Ставрополь и Нальчик – 70 см.
2. Сургут, Нижневартовск, Воркута и Салехард – 240 см.
3. Петропавловск и Тобольск – 210 см.
4. Новосибирск и Омск – 220 см.
5. Днепропетровск, Ростов, Минск и Киев – 90 см.
6. Кустанай и Курган – 200 см.
7. Уральск и Самара -160 см.
8. Одесса, Львов и Севастополь – 70 см.
9. Челябинск, Екатеринбург и Пермь – 190 см.
10. Уфа и Оренбург -180 см.
11. Николаев, Симферополь и Краснодар – 80 см.
12. Казань, Киров, Ижевск и Ульяновск – 170 см.
13. Пенза, Саратов, Вологда и Кострома – 150 см.
14. Тверь, Санкт-Петербург, Воронеж, Тамбов, Тула, Новгород, Москва, Рязань и Ярославль – 140 см.
15. Астрахань и Псков – 110 см.
16. Курск, Волгоград и Смоленск – 120 см.
17. Курск, Харьков, Калининград и Белгород – 100 см.

Следует сказать о том, что средиземная влажность, которая присутствует у грунта, является решающим фактором. Она в большей степени влияет на силу пучения. При этом плотность нижних слоев почвы тоже играет существенную роль. Чем она выше, тем меньше будет наблюдаться деформация у строения, и наоборот, чем она ниже, тем сильнее будет происходить пучение грунта.

5. Фундамент типа «Плита»

В последние годы плита всё чаще находит себе применение в строительстве малоэтажных домов высшей ценовой категории. В частном строительстве ее целесообразно использовать также для небольших зданий с большой нагрузкой на перекрытия — гаражей, мастерских.

Для устройства плиты чернозем снимается бульдозером, а получившееся углубление выстилается геотекстилем. На этом этапе в периметр дома заводятся все подземные коммуникации и трубопроводы.

В котлованчик засыпается смесь из щебня разных фракций и песка. Каждый слой проливается водой и трамбуется. Верхний слой выравнивается по горизонтали с помощью длинных правил. Подушка достаточно утрамбована, если на ней не остается следа от ноги человека.

На щебень укладывается утеплитель — экструдированный пенопласт. Он нужен в том случае, если цокольный этаж будет отапливаться. Пенопласт закрывается гидроизоляционной пленкой.

Затем по периметру фундамента сооружается опалубка, а внутри на подкладках укладывается арматурная сетка. Всё готово к заливке бетона. Но если в помещении планируется отопление с помощью водного теплого пола, то трубы можно уложить уже сейчас.

Размер плиты лучше сразу определить таким, чтобы получился не только фундамент, но и отмостка. Это значит, что плита должна выходить на 1–1,2 метра за периметр стен.

При одинаковом периметре здания плитный фундамент будет иметь несущую способность в несколько раз большую, чем ленточный. Кроме того, он обеспечивает полную свободу при перепланировке помещений.

Есть общие принципы сооружение фундаментов вне зависимости от их типов:

▪ фундамент должен иметь расширение книзу. Оно требуется не только для устойчивости и увеличения площади опоры. Расширение будет препятствовать выталкиванию фундамента из грунта при морозном пучении;

▪ с грунтом должны соприкасаться как можно более ровные и гладкие поверхности фундамента. Это также уменьшит воздействие сил морозного пучения. Получить гладкую поверхность можно, использую «гильзы» в столбчатых фундаментах и «рубашки» из рубероида — в ленточных;

▪ фундамент нужно как можно лучше защитить от влаги, которая может проникнуть в бетон из грунта. Это не только продлит срок службы фундамента, но и избавит микроклимат вашего дома от лишней влажности;

▪ вокруг дома нужно сделать отмостку, чтобы отвести дождевую воду от фундамента. Отмостку не обязательно отливать из бетона — можно использовать гравий или тротуарную плитку. Но под низ следует положить рубероид или пленку из ПВХ и приклеить край к фундаменту с помощью битумной мастики или бутил-каучуковой ленты;

▪ при армировании малозаглубленных лент, ростверков и плит не нужно укладывать арматуру в центр сечения. В этом месте она не придает бетону дополнительной прочности на изгиб . Пучки арматуры должны располагаться в верхней и нижней части сечения. Рассчитать количество арматуры должен опытный специалист.

СПРАВКА

Примечание. Снеговой нагрузкой можно пренебречь при угле наклона кровли более 60 градусов.

Сергей СЫСОЕВ, 2012