На сколько метров промерзает земля зимой

Клуб строителей baurum. Справочник строителя по основным видам строительных материалов, строительному оборудованию, строительных работ, инженерному оборудованию и инженерным работам, справочник по нормам расхода материалов…

Зависимость глубины промерзания грунта от длительности промораживания при различных температурах наружного воздуха

Пунктиром показан пример определения глубины промерзания грунта в течение 40 суток за три этапа промерзания, в том числе 25 суток при —5°, 10 суток при —10 и 5 суток при —15°. Глубина промерзания составляет~0,75 м и складывается из трех отдельных величин, соответствующих трем этапам: 0,42+0,23+0,10=0,75 м/

скорость промерзания грунта

Ориентировочные данные о глубине промерзания грунта в зависимости от температуры воздуха и продолжительности ее действия приведены на рис.

Кривые промораживания дают ориентировочные величины глубины промерзания грунтов средней влажности (25—30%) при поверхности, лишенной снежного покрова.

При наличии снежного покрова следует вводить коэффициент 0,85 при толщине покрова 0,25 м, коэффициент 0,7 при толщине 0,5 м и 0,65 при толщинe 0,75 м.

Оттаивание грунта происходит постепенно, идет одновременно сверху и снизу и продолжается довольно длительное время. Полное оттаивание наступает не ранее второй половины мая.

Морозноепучение

Морозное пучение — процесс превращения в лед воды, которая содержится в грунте. Всем известно, что вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме. Поскольку поздней осенью вода в грунте содержится в большом объёме из-за дождей и периодически выпадающего и оттаивающего снега, то, промерзая, верхний слой земли увеличивается в объеме (профессионально говорится “вспучивается”). Так как вспучивающемуся грунту необходимо куда то деваться, то он расширяется вверх.

scale_1200

В результате зимой поверхность земли приподнимается в среднем на 5–10 см, максимум может достигать в Московской области 15 см.

Первая неприятность состоит в том, что если фундамент расположен на поверхности грунта, то есть не заглублен, грунт приподнимает фундамент, а вместе с ним все строение целиком. Главная проблема этой ситуации – неравномерность пучения под домом, то есть один угол фундамента может поднять на 5 см, а другой на 10 см. Почему? Здесь много факторов:
– сам по себе состав грунта под строением может существенно разниться

Разнородный состав грунтаРазнородный состав грунта

Разнородный состав грунта

– один угол получает много солнечного света и тепла, а противоположный наоборот пребывает дольше в тени

Влияние солнечного света и теплаВлияние солнечного света и тепла

Влияние солнечного света и тепла

– грунт под одним углом дома сильнее увлажняется, чем под другими углами в результате стока воды от дождей или из-за рельефа участка

Влияние рельефа н морозное пучениеВлияние рельефа н морозное пучение

Влияние рельефа н морозное пучение

Вслед за фундаментом деформируется всё строение.

Деформация строения от морозного пучениДеформация строения от морозного пучени

Деформация строения от морозного пучени

В стенах из кладки образуются трещины (особенно заметно, если нет армопояса, а в доме из бруса не открываются или не закрываются двери и окна, начинаются течи или сквозняки). Весной, когда промерзший грунт оттаивает и лёд снова превращается в воду, поверхность грунта садится обратно, разумеется вместе с фундаментом и строением.

Вторая неприятность заключается в том, что весной, когда грунт оттает и сядет, поверхность земли не будет в точности копировать геометрию прошлого лета. А это означает, что фундамент и строение не займут уже никогда исходную форму и будут всегда существовать с некоторым искривлением, от года к году претерпевая новые деформации. Разумеется, этот процесс изнашивает постройку, существенно сокращая долговечность дома, доставляет неудобства при эксплуатации и проживании. Негативный результат от промерзания может появиться сразу первой зимой, но воздействие промерзания особенно заметно с течением длительного времени.

Но, есть немало примеров, когда лёгкие дома на незаглубленных фундаментах в Московской области не испытывают подобных проблем или испытывают их в приемлемой степени, и это не редкость. Дело в том, что степень пучения может быть разной и зависит от многих факторов, и да же может меняться от год от года. Поэтому, пучинистость грунта делится на 5 степеней:

  • непучинистый,
  • слабопучинистый,
  • среднепучинистый,
  • сильнопучинистый,
  • чрезмернопучинистый.

Примерную степень пучения на участке может определить любой человек. К слабопучинистым относятся места на возвышенностях, с низким уровень грунтовых вод, и там где залегают песчаные (быстрофильтрующие воду) грунты. У чрезмернопучинистых всё наоборот – это места в низинах, там где есть обводненные, болотистые, водовмещающие глинистые грунты, когда вода стоит на штыке–двух лопаты круглый год. В завершение стоит сказать, что каждый участок может перемещаться в соседнюю категорию по пучинистости в зависимости от погодных условий конкретного года. Чем меньше осадков было осенью, чем меньшее количество раз таял снег за осень и зиму – тем менее вспученным будет грунт. В таблице ниже вы сможете найти общие рекомендации по заглублению фундаментов в зависимости от типа грунта:

Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта.Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта.

Таблица определяет рекомендемую глубину заложения фундамента в зависимости от пучинистости грунта.

Ниже в таблице вы найдёте процент расширения грунта в зависимости от его типа (песчаные грунты в таблице не представлены, поскольку в большинстве случаев не являются пучинистыми)

zen.yandex.ru

Особенности сезонного промерзания

Грунт, в котором полностью или частично замёрзла вода, и который при этом имеет нулевую или отрицательную температуру, считается мёрзлым. Верхние слои, замерзающие каждый год, а затем оттаивающие, называются сезонно-мёрзлыми, или деятельными. Замёрзшие грунты, которые залегают глубже этих слоев, и не оттаивают никогда, являются вечномёрзлыми.

Как меняются свойства грунтов при замерзании и оттаивании

Деятельные (промерзающие) слои грунта, систематически пребывают в четырёх разных фазах. Сначала это минеральные частицы, затем лёд, потом вода – и последняя стадия: газ.

И вот какими критериями характеризуется данная система:

  • Удельный вес твёрдых частиц минерального происхождения
  • Объёмный вес – имеется в виду ненарушенная структура грунта
  • Суммарная влажность
  • Пропорциональное количество воды (незамёрзшей), по отношению к весу грунта, пребывающего в сухом состоянии.

При проведении исследований, эти величины определяют опытным путём.

Использование этих данных позволяет вычислить и другие свойства грунта, а так же выяснить содержание в нём отдельных компонентов:

  • Температура, при которой почва начинает промерзать, неодинакова. Например: водонасыщенные суглинки и супеси, а так же гравелистые и песчаные грунты, замерзают при нулевой температуре. Для глин и суглинков, находящихся в пластичном состоянии, требуется -0,3 градуса. Твёрдые глины замерзают при более низкой температуре -1 градус.
  • Понятно, что процесс промерзания связан с переохлаждением воды, имеющейся в грунте. При кристаллизации влаги, в результате скрытого выделения тепла, её температура сначала резко возрастает. В дальнейшем, процесс продолжается уже при незначительно снижающейся, либо постоянной температуре. Какая-то часть воды, заключённая в поры грунта, и вовсе остаётся незамёрзшей.

Вспучивание грунта иногда видно даже на поверхностиВспучивание грунта иногда видно даже на поверхности

Обратите внимание! Из-за этого, грунт дифференцируется на прослойки, в нём происходит образование трещин, перемещение влаги, и как следствие, увеличение объёма. Именно этот процесс и носит название «морозное пучение».

  • При замерзании воды, твёрдые частицы грунта цементируются между собой – а вот степень цементации может быть разной. Незначительно цементируемые грунты называют сыпучими; если в них содержится незамёрзшая вода – пластичными; ну а если вода полностью превратилась в лёд – твёрдыми.
  • Интенсивность промерзания так же оказывает своё влияние на структуру грунта. При многостороннем промерзании грунтов, насыщенных водой, их структура получается ячеистой. При постоянной подпитке воды, а соответственно, одностороннем промерзании, грунт становится слоистым.
  • Ну а если скорость промерзания превосходит скорость превращения воды в кристаллы, образуется твёрдая монолитная текстура. Именно этот вид грунтов обладает наибольшей прочностью, будучи мёрзлым, и сохраняет это непревзойдённое качество при оттаивании. У слоистых и ячеистых структур, при оттаивании  прочность резко значительно снижается – причём, она становится ниже, чем до замерзания.

Деформация фундамента вследствие морозного пученияДеформация фундамента вследствие морозного пучения

  • В деятельном слое грунта, влага, которая осталась незамёрзшей, движется к промерзающему фронту. Именно это и способствует увеличению объёма в верхних слоях, и соответственно, провоцирует морозное пучение. Это явление и является основной головной болью для строителей.

Раз грунт пучит, а затем он даёт осадку, то расположенные в нём конструкции  подвергаются воздействию определённых сил, и могут деформироваться. Именно поэтому, при устройстве фундаментов так важно ориентироваться на УПГ, и закладывать их подошву ниже границы промерзающего слоя.

Об этом мы ещё поговорим более подробно, а пока рассмотрим, как осуществляется разработка грунта в зимнее время.

Глубина промерзания грунта по регионам РФ

Определить степень промерзания непосредственно перед планируемым строительством невозможно. Расчет глубины промерзания грунта основывается на анализе определенной местности за 10-летний период.

Для определения ГПГ используется базовая информация, а также нормативные данные, содержащиеся в документации СНиП. Основными документами, которые содержат точные цифры, являются СНиП 20201-83 и СНиП 2301-99, а также карта промерзания грунтов России.

Таблица глубины промерзания грунтов по регионам России

Данная документация содержит средние показатели для определенных регионов РФ. На ГПГ оказывают влияние тип почвы и среднестатистические отрицательные температуры конкретных регионов.

Как правило, для Московской области для расчетов берут показатель с запасом — 140 см, однако по таблице видно, что в ней есть значения и выше. Все дело в том, что глинистый и песчаный грунт промерзают по разному.

Песчаный грунт имеет свойство быстро фильтровать воду. Причем чем крупнее фракция, тем быстрее происходит фильтрация. Таким образом степень проявления пучения в них низкая, т.к. влага не задерживается. А в результате открытых пор промерзания проходит глубже.

В глинистом грунте фильтрация воды проходит медленно. Поры не успевают освободиться от влаги к наступлению заморозков, что тем самым приводит к значительному вспучиванию.

Нужно помнить, что нормативная глубина сезонного промерзания грунта может существенно отличаться от фактической. Немалое значение имеет температура, толщина снежного слоя, покрывающего землю, количество выпавших осадков за осень и зиму, локализация (участки в низинах вблизи болот будут более влажными, чем участки на холмах).

Глубина промерзания грунта в Московской области

От чего зависит глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – это максимальная глубина, на которую почва  промерзает зимой.

Каждый грунт имеет некоторые особенности поведения в определённых условиях. Этот факт обязательно учитывается во время создания проекта любого фундамента на любой территории, в любом регионе. Существует зависимость глубины, до которой промерзает грунт, от его породы (типа). Эта глубина также определяется:

  • климатом (температурным режимом) в конкретной местности;
  • наличием либо отсутствием подземных вод, их глубиной;
  • плотностью основания;
  • степенью пучинистости грунта.

От перечисленных факторов зависит степень промерзания. С учётом всех условий подбирается тип фундамента, способный лучшим образом обеспечивать прочность здания на определённой территории.

Глубинапромерзаниягрунта

Глубина промерзания грунта — это та глубина, на которую может промерзнуть грунт зимой. Эта глубина определяет границу, ниже которой рекомендуется располагать подошву фундамента (Подошва фундамента – это низ монолитной части без подбетонки) или “анкерные” элементы фундаментов (уширение свай ТИСЭ, лопасти винтовых свай и т.д.). Есть нормативная глубина промерзания, представленная на карте.

Карта нормативной глубины промерзания грунтаКарта нормативной глубины промерзания грунта

Карта нормативной глубины промерзания грунта

Но, фактическая глубина промерзания может быть значительно меньше или больше указанной на карте. Рассмотрим причины:
1. В первую очередь важна разновидность грунта, залегающего на участке. Ниже приведена таблица с глубиной промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Таблица глубины промерзания различных типов грунтов, в частности для городов Московской области.

Появляется логичный вопрос – почему, принимается 140 см для Московской области, когда в таблице присутствуют куда большие значения? Дело в том, что глубоко промерзают именно песчаные грунты, которые пучинистыми не являются и не представляют для конструкции фундамента опасности. Песчаным грунтам свойственно быстро фильтровать воду, при том чем крупнее размер частиц (фракция), тем, как правило, быстрее происходит фильтрация. Поскольку из песчаных грунтов влага удаляется быстро, то и степень проявления пучения в них несущественна, а само промерзание проходит глубоко в результате открытых пор. Неприятной ситуацией может быть наличие водоупора под песком на глубине одного-двух метров, поскольку это может приводить к застаиванию влаги в верхней толще и к её вспучиванию; это ситуации-исключения.

Глина - водоупорГлина – водоупор

Глина – водоупор

В глинистых грунтах наоборот. Фильтрация воды очень медленная и в результате заполненных пор глубокого промерзания не происходит. В результате, к заморозкам поры глинистого грунта не успевают освободиться от воды, что приводит к значительному вспучиванию, которое может повредить фундамент постройку. Именно исходя из этих соображений принимается величина 140 см. Из глинистых грунтов стоит отдельно выделить грунты с консистенцией “Твёрдый”. Это водоупоры, грунты с очень плотной структурой, и они не насыщаются водой. Этим грунтам присуща низкая степень пучения и малое промерзание. К сожалению, в Московской области твёрдые глинистые грунты или крупные пески в верхней толще земли встречаются редко.
2. Помимо типа грунта на глубину промерзания так же влияют погодные условия конкретного года (температура зимой, толщина снежного покрова, количество выпавших осенью и зимой осадков).
3. Локация конкретного участка. Очевидно, что участкам в низинах, вблизи болот свойственно быть более влажными, чем участкам на холмах и вдали от водоёмов.

zen.yandex.ru

4. Профилактические мероприятия по снижению увлажнения и промерзания (о них будем говорить ниже).

Таблица промерзания различных типов почв

Вид грунта Промежуток до грунтовых вод зимой Залегание трубопровода из колодца или фундамента дома
Скальные и полускальные Любое Любая, вне зависимости от глубины
Пески гравелистые, крупные и средние Любое Независимо от глубины, но не менее 0,5 метра
Пески мелкие, пылеватые Более чем на 2 метра, ниже уровня промерзания Более чем на 2 метра, ниже уровня промерзания
Супеси Превышает расчетный уровень обмерзания почвы менее чем на 2 метра Не менее 3/4 расчетной глубины покрова, но не менее 0,7 метра
Суглинки, глины Менее расчетной глубины Не менее расчетного уровня

Колебания влажности грунта

Промерзание и оттаивание грунта связаны с движением грунтовых вод. Горизонт грунтовых вод, несколько повышенный осенью, зимой понижается, а при начале таяния резко повышается. Грунтовые воды могут соприкасаться с нижней поверхностью мерзлого грунта и благодаря своей сравнительно высокой температуре (4—6°) значительно ускорять его оттаивание.

После кратковременного весеннего поднятия уровень грунтовых вод падает, и оттаивание опять несколько замедляется.

Глубина промерзания грунта

В течение всего осенне-зимнего периода происходит перемещение влаги между зонами мерзлого и талого грунта всегда по направлению от теплых к холодным его слоям, обусловливаемое целым рядом физических явлений

Отличия между нормативным и реальным уровнем промерзания

Фактические показатели, как показывает практика, отличаются от параметров, прописанных в нормативах. На их уровень влияет наличие снега и льда, которые защищают почву от холода, одновременно оставаясь источником влаги.

Существенно уменьшают ГПГ в конкретном месте и другие факторы:

  • Наличие по соседству отапливаемых построек.
  • Утепление поверхности для защиты посевов и различных культурных растений.
  • Наличие неподалеку кустарников (они удерживают снег, который выступает теплоизоляционным слоем, а уровень промерзания сокращается в три раза).
  • Влажные глинистые почвы промерзают гораздо меньше, чем грунт с большим содержанием песка.
  • Мелкозернистая структура подвергается воздействию низкой температуры в меньшей степени, чем крупнодисперсная.

В результате реальная глубина оказывается на 20-50% меньше нормативной. Но это относительные данные. Специалисты рекомендуют проводить теплотехнические расчеты для каждого конкретного региона и участка, хотя это сложное и трудоемкое решение.

Как определить глубину промерзания грунта

Мерзлотомер для определения глубины промерзания грунтаОпределить температуру грунта на разных глубинах позволяет мерзлотомер. Конструкция содержит обсадную трубку с расположенным внутри шлангом, заполненным водой. Также предусмотрены сантиметровая разметка и внутренние ограничители перемещения льда.

Работы проводятся в зимний период. Прибор погружается в землю на глубину, соответствующую ГПГ. В точке промерзания, жидкость в мерзломере замерзает, превращаясь в лед.

Знать, при какой температуре промерзает земля, нужно не только для проведения водопроводных систем и сооружении фундаментов.

Учитывать степень промерзания нужно и при установке септиков, обустройстве колодцев, бурении скважин. Если самостоятельно определить уровень промерзания и вид грунта нет возможности, следует воспользоваться услугами специалистов.

Региональная нормативная глубина промерзания

Область Суглинки, глины Пески мелкие, пылеватые Пески гравелистые, средние Галечный грунты, крупнозернистые
Москва 1,35 1,64 1,76 2,00
Дмитров 1,38 1,68 1,80 2,04
Владимир 1,44 1,75 1,88 2,12
Тверь 1,37 1,67 1,80 2,03
Калуга 1,34 1,64 1,75 1,98
Тула 1,34 1,63 1,74 1,98
Рязань 1,41 1,72 1,84 2,09
Ярославль 1,48 1,80 1,93 2,19
Вологда 1,50 1,82 1,95 2,21
Нижний Новгород 1,49 1,81 1,94 2,20
Санкт-Петербург 1,16 1,41 1,51 1,71

Карта глубин промерзания земли на территории России

Наши услуги

Услуги компании “Богатырь” это забивка свай и лидерное бурение. Мы имеем собственный автопарк бурильно-сваебойной техники и готовы поставлять сваи на объект с дальнейшим их погружением на строительной площадке. Цены на забивку свай представлены на странице: цены на забивку свай. Для заказа работ по забивке железобетонных свай, оставьте заявочку.

Как обезопасить колодец

Чтобы обезопасить колодец от возможных проблем при промерзании грунты и пучения почвы, выход из положения — усиление конструкции шахты.

  • С помощью фрагментального скобирования бетонных колец;
  • Монтаж металлических пластин по всей высоте шахты;
  • Утепление шахты до уровня промерзания.

Если у вас сделана подводка воды из колодца, трубы необходимо расположить ниже промерзания.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...