Глибина промерзання грунту

Глибина промерзання грунту

Глибина промерзання –це глибина, на яку в зимовий період промерзає грунт.Нормативна глибина сезонного промерзання,d fn —це середня з щорічних найбільших глибин сезонного промерзання за термін не менше 10 років на відкритій, оголеною від снігу горизонтальній площадці при рівні грунтових вод нижче глибини сезонного промерзання грунтів.

Глибина закладення фундаменту залежить від виду грунту, глибини його промерзання, рівня грунтових вод.

Головна причина нестійкості, деформації або руйнування фундаменту -це дія сил морозного здимання деяких грунтів в період зимового промерзання. Присутня волога в грунті збільшується в об'ємі, в результаті чого відбувається підняття грунту. І чим більше вологи присутня в ґрунті, тим сильніше він збільшується в об'ємі при замерзанні.Підйомна сила пученія досягає 6 тонн на погонний метр, а привантажувач від двоповерхової будівлі - 4 тонн. При недостатньому заглибленні фундаментів і нерівномірному в реальності розподілі сил пученія на фасаді цегляної будівлі виникають певним чином спрямовані тріщини.Щоб уникнути здуття - підйому грунтів під підошвою фундаментів у результаті переходу грунтової води в лід, їх закладають трохи нижче рівня промерзання. Саме тому, перед початком будівництва на пучинистих грунтах, необхідно з'ясувати розрахункову глибину промерзання, прийняту для даного регіону.

Мінімальна глибина закладення фундаментів під зовнішні конструкції споруд, що зводяться на всіх грунтах, крім скельних, повинна бути не менше 0,5 м від поверхні планування ділянки.

На фундамент діє дві сили морозного пученія: вертикальні та дотичні.

При вертикальних силах грунт піднімає фундамент знизу, впираючись в його підошву.

При дотичних силах грунт примерзає до бічних стінок фундаменту, піднімаючи їх за рахунок сил бокового тертя, що утворилися при змерзання.

Для нейтралізації дії цих сил рекомендується:

- виготовляти фундамент тільки з армованого бетону;
- підстава фундаменту роблять розширеним, у вигляді опорної площадки;
- вертикальні стінки роблять звужуються до верхньої частини фундаменту;
- бічні поверхні фундаменту покривають ковзаючим шаром (поліетилен, відпрацьоване машинне масло, піщані засипання і т. д.).

Рівень підземних, ґрунтових вод робить істотний вплив на поведінку багатьох грунтів.Коли глибина промерзання досягне рівня підземних ґрунтових вод, почнеться їх перетворення в лід, а разом з цим і спучування, здуття ґрунту.Хорошими умовами є глибина промерзання менше глибини грунтових вод. І, навпаки, важкими умовами вважаються умови, коли глибина промерзання більше глибини грунтових вод.

Можна вибрати один із способів виходу з такої ситуації:

-врахувати цей фактор при виборі надійного варіанту фундаменту, не рахуючись із збільшенням кошторису на будівництво;
-провести роботи, якщо це можливо, для гарантованого зниження рівня грунтових вод (осушення, прокладання дренажних канав і т. д.).

Особливо деформуються (пучат) під впливом морозу вологі глинисті грунти. Менше піддаються пученію дрібні і пилуваті піски. Не пучат (навіть при замерзанні в насиченому водою стані) грубозернисті піски і уламкові грунти.

Глибину закладення зменшують при:

при постійному проживанні грунт під будинком взимку прогрівається і розрахункову глибину промерзання можна зменшити на 15 - 20%;

- для дрібних і пилуватих пісків і супісків значення глибини промерзання слід збільшити в 1,2 рази.

Глибина сезонного промерзання грунту.

Причиною промерзання грунту є низька температура, а так само вологість. Коли вода переходить у стан льоду, вона додає в обсязі близько 10%, при цьому грунт починає підніматися (це залежить від ступеня промерзання і мінусової температури). Тобто взимку грунт прагне виштовхнути фундамент зі своїх надр, навесні ж, навпаки, під впливом танення снігу і льоду намагається затягнути фундамент у себе. Такі процеси відбуваються щорічно. Діють вони на фундамент нерівномірно, і це часто призводить до його деформації, а іноді навіть до повного руйнування.

Існує так звана сезонна (нормативна) глибина промерзання грунту, яка відрізняється один від одного в різних регіонах. Наприклад, на переважно великій території грунт взимку промерзає досить значно. Точкою початку відліку є середня величина, яка виведена шляхом довгих спостережень у зонах, очищених від снігового покриву.

Глибина, на яку промерзає грунт, спочатку визначалася згідно СНиП 2.01.01-82 (його назва – "Будівельна кліматологія і геофізика"). До нього йшло додаток з картою, де вказувалися основні нормативні глибини промерзання. На зміну йому прийшов СНиП 2.02.01-83* (назву – "Підстави будівель і споруд"), а також СНиП 23-01-99* –"Будівельна кліматологія". Тепер нормативне промерзання визначається за формулами СНиП 2.02.01-83* п. 2.27

Розрахунок нормативної глибини промерзання грунту
Глибина промерзання розраховується за формулою:

dfn=d0*mt

d0 – це коефіцієнт для різних видів ґрунту: крупнообломочный грунт - 0,34; пісок (дрібний і пилуватий), супісок - 0,28; пісок (гравелістий, великий і середньої крупності) - 0,30; глина суглинок - 0,23.

mt - коефіцієнт, який дорівнює сумі абсолютних (середньомісячних значень негативних температур за зиму в даному районі. Він визначається за СНиП 23-01-99* таблиця 3, а якщо дані відсутні - за результатами спостережень гідрометеостанції, яка знаходиться в умовах аналогічних з районом де йде будівництво.

Приклад розрахунку:

Треба розрахувати нормативну глибину промерзання для міста Калуги, грунт на ділянці будівництва - суглинок.

d0 для суглинку 0,23

mt = 30,9 (складаємо значення температури з листопада по березень включно).

Разом:

d0=0,23*30,9= 1,28 м

Виходить, що грунт суглинок в Калузі промерзає на 1,28 метра. Ступінь промерзання грунту залежить так само від рівня залягання грунтових вод, а не тільки від географічного положення території. Необхідно також пам'ятати, що треба закладати фундамент нижче глибини промерзання грунту.

Види ґрунтів під фундамент.

Перш ніж зводити фундамент(палевий, наприклад), треба визначити який грунт на ділянці майбутнього будівництва. Від виду грунту залежить вибір типу фундаменту. Міцна, непучинистая і незначно стислива грунт є найоптимальнішою для фундаменту. Але не кожен вид грунту має такі характеристики. Які з них є сильнопучинистыми або слабкими, а інші, навпаки, щільні.

Види ґрунтів

Скельні – найбільш міцні і надійні. Як правило, представляють суцільний масив. Не схильні до пученію або промерзання. На них можна зводити фундамент, без будь-яких земляних робіт, тобто прямо на поверхні. - Великоуламкові – ці грунти складаються з піску і твердих частинок типу гальки або гравію. Такий грунт не сжимаетя і є надійною підставою для фундаменту. Заглиблювати його в таку породу необхідно не більше ніж на півметра.

Піщані – складаються з піску різної щільності. Такий грунт добре пропускає воду. В результаті цього він не схильний до пученію. Але в результаті різної щільності пісків він може втрачати міцність і просідати під навантаженням.

Глинисті – в основній масі складаються з глини. Вони затримують воду і тому можуть розмиватися або навпаки стискатися. Ця грунт також схильна до сильного морозному пученію. В результаті фундамент на такому грунті повинен укладатися обов'язково нижче точки промерзання.

Суглинки і супіски – проміжне ланка між глиною і піском. Якщо вміст глини в ґрунті від 10% до 30%, то це суглинки. Якщо ж її менше десяти відсотків то це супісок.

Торф'яні грунти – це суміш піску, глини і різних домішок органіки. Дуже погано поводяться при навантаженні. Дуже нерівномірно стискаються. На такому грунті фундамент краще не будувати.

Як визначити вид грунту

Визначити вид грунту можна самостійно. З визначенням скелястого, крупнообломочного або піщаного грунту проблем не виникне, а інші типи можна визначити шляхом скочування шнур. Глина в шнур скочується добре, так як вона пластична. Супісок в шнур скачати дуже складно, майже неможливо, вона розсипається при спробі це зробити. Суглинок скочується в кульки, якщо їх здавити вони будуть тріскатися по краях. У результаті вищесказаного, можна зробити висновок про те, що визначення виду грунту є найважливішим етапом в будівництві будівлі. Знаючи, який тип грунту на ділянці, можна точно розрахувати навантаження і точно вибрати відповідний фундамент.

Морозний пучение грунту.

Морозний пучение являє собою збільшення грунту в обсязі при негативних температурах. Ця властивість пояснюється досить просто: волога, яка присутня в ґрунті, замерзає, її обсяг збільшується і в результаті цього грунт починає підніматися. Відповідно – чим більше вологи, що міститься в ґрунті, тим більший обсяг вона займає при збільшенні.

В пористих ґрунтах пучение не так помітно. Це пояснюється тим, що грунт при розширенні заповнює порожнечі і заповнює їх. А значить, чим більше порожнеч, тим менше ймовірність пученія. Грунт починає промерзати не відразу, це відбувається поступово. Процес починається зверху і поступово проникає все нижче і нижче.

При замерзанні грунт витісняє вологу, потім вона поступово йде в нижні шари грунту. В нещільних пористих ґрунтах волога без проблем йде крізь пори і тому морозний пучение не такий інтенсивний. А ось глинисті грунти затримують вологу і тим самим викликають інтенсивний підйом грунту.

Сили, які викликають морозний пучение грунту, роблять сильний вплив на фундамент, тому треба обов'язково приймати їх до уваги при розрахунках. Сили пученія поділяються на два види: сили спрямовані вертикально та по дотичній по відношенню до фундаменту. Вертикальні сили впираються в підошву фундаменту і піднімають його знизу. Саме тому серйозну помилку роблять ті, хто для здешевлення будівництва відмовляється від закладення фундаменту нижче точки, на яку промерзає грунт.

Дотичні сили виникають із-за того, що грунт примерзає до стінок фундаменту. Він впливає на стінки підстави будинку, і в результаті виникає бічного тертя піднімає їх. Сили бічного тертя можуть досягати 5-7 тонн на метр квадратний. Морозний пучение грунту особливо небезпечно, коли підйом грунту відбувається нерівномірно. Внаслідок таких зрушень грунту, всього за кілька зим, а може бути і менше, фундамент перекоситься. У свою чергу це матиме вплив на стіни та перекриття. Перекосившиеся стіни і деформовані перекриття втрачають свої експлуатаційні характеристики, і будівля приходить в аварійний стан. Найбільш піддані впливу морозного пученія бутобетоні та стрічкові фундаменти, не посилені армуючим каркасом.

Велика кількість вологи також в рази підсилює морозний пучение. Тому для забудови небажані місця, де рівень ґрунтових вод розташований вище точки на яку промерзає грунт. Варто зазначити, що для цегляних будівель пучение не настільки небезпечно як для збірних або дерев'яних будівель. Якщо вага будівлі може компенсувати сили морозного пученія, то небезпека істотно знижується.

Таблиця щільності і несучої здатності різних ґрунтів.

Перш ніж починати будувати будинок, необхідно знати площу опори під нього. Площа опори фундаменту на грунт, може бути різною. Практично це залежить від характеристик грунту. При зменшенні несучої здатності грунту збільшується площа опори фундаменту. Здатність різних видів грунту витримувати навантаження залежить від вологості, щільності і виду грунту на ділянці. Вона оцінюється в кг/см2.

Вологість ґрунту залежить від того, як розташовані грунтові води. Якщо вологість стає більше, то несуча здатність грунту стає менше. Визначити вологість можна самостійно. Лопатою або буром викопується свердловина або яма. Якщо через якийсь період часу в ній з'являється вода – грунт вологий, а якщо її немає, то він сухий.

Нижче наводиться таблиця щільності і несучої здатності різних ґрунтів.

При розробці проекту будинку для приблизного розрахунку фундаменту, як правило, несучу здатність беруть 2 кг/см2.

У тій частині нашої землі, де температура атмосферного повітря досягає 0°С і нижче, спостерігається властивість промерзання грунту. Чим нижче температура, тим глибше промерзання грунту.

Хочу зазначити, що для кожної території, згідно з географічним розташуванням встановлена своя нормативна глибина промерзання грунту, де взимку фіксується температура 0°С, і -1 °С для грунту мають суглинних і глинистих складу.

Як правило для точки відліку ми беремо середнє значення, за роки багаторічних спостережень і реєстрації температурного режиму в різних регіонах країни, які очищені від снігу.

Глибина промерзання грунту нормативна і реальна

Відразу звертаю вашу увагу на те, що фактичний рівень промерзання не збігається з нормативними показниками, що вказує СНиП. Це відбувається тому, що нормативні дані беруться від умов, коли відсутній сніговий покрив, відповідно і вологість.

Сніг і лід крім того, що вони є джерелами вологи, вони ще прекрасний матеріал теплоізоляції. З цього випливає висновок, якщо ваш грунт покритий сніжним килимом, це значно зменшує рівень промерзання грунту. Якщо ви будуєте житловий будинок, який природно буде опалюватися протягом холодної пори року, цей фактор теж зменшує рівень промерзання грунту. Якщо ви будуєте дачу, в якій не передбачено опалення, в такому випадку рівень промерзання збільшується.

ВИСНОВОК: якщо ви будуєте житловий будинок той реальний рівень промерзання буде нижче від нормативного на 20-40%.

З цією проблемою можна впоратися завдяки новим будівельним технологіям і будівельним матеріалам. Для цього візьміть будь-утеплювач шириною, укладіть навколо будинку і вам гарантовано промерзання грунту на мінімальну глибину. Використовуючи такий прийом ви можете закладати фундамент на маленьку глибину, тобто вище глибини промерзання. Грунт не промерзає завдяки утепленню грунту і таким чином не деформує фундамент і саму конструкцію. Можна також використовувати стрічковий фундамент — це залізобетонна основа зводиться будівельного об'єкта. Служить для рівномірного розподілу навантаження на грунт. Характеризується надійністю і відносною простотою споруди.

Ось тепер зверніть свою увагу, вам потрібно розчищати грунт від снігу. Адже розчищаючи грунт від снігу, ви самостійно своїми руками створюєте нерівномірність промерзання грунту. І якщо раніше ви вважали, що рятували свій будинок від попадання води, тепер задумаєтеся, чи варто це робити.

Ще один спосіб – це посадіть рослини – чагарники. Чагарник затримує сніг, а сніг, я нагадаю, є теплоізолятором. У такий спосіб рівень промерзання грунту ви можете зменшити в 3 рази.

Нормативна глибина сезонного промерзання грунту

У попередніх розділах я розповідав про те, що впливає на глибину промерзання грунту. При плануванні свого будівництва вам необхідно досить добре вивчити ділянку і як слід вивчити його структуру, типологію грунту. У цьому розділі я хочу звернути вашу увагу ще на один аспект, що впливає на глибину промерзання грунту на вашій ділянці – це на якому рівні проходять підземні води.

Якщо рівень промерзання вашого ґрунту більше рівня грунтових вод як я раніше і говорив за законами фізики відбувається промерзання води. Вода замерзає і природним шляхом перетворюється на лід, який збільшується в об'ємі, а відповідно і призводить до руху ґрунту, що в свою чергу призводить до деформації фундаменту і будови. А навесні процес піде в зворотному порядку. І так щороку. Що призведе до руйнування будівлі. Тому ПАМ'ЯТАЙТЕ фундамент слід закладати на рівень нижче глибини промерзання.

І ще раз нагадаю, що глибина промерзання грунту залежить від:

рівня грунтових вод;
типу ґрунту;
від кліматичних умов, тобто від середньорічної температури вашого регіону (нижче температура — більше глибина промерзання грунту і навпаки).

Глибина сезонного промерзання грунту

Сезонна або нормативна глибина промерзання вашого ґрунту відрізняється на різних територіях і відрізняється один від одного. У зимовий час на більшій території грунт промерзає на достатній рівень. Люди при багаторічному спостереженні вивели середнє значення.

Рівень глибини промерзання грунту спочатку був визначений СНиП 2.01.01-82 «Будівельна кліматологія і геофізика» з доданою картою, в якій зазначався рівень промерзання в сантиметрах. Пізніше затвердили новий документ СНиП 2.02.01-83 «Основи будівель і споруд» і разом з ним СНиП 23-01-99 –"Будівельна кліматологія". Сьогодні всі користуються більш сучасним документом СНиП 2.02.01-83* п. 2.27, де рівень промерзання визначається згідно з формулою dfn=d0*mt.

d0 – коефіцієнт для різних видів ґрунту:
крупнообломочный грунт — 0,34;
пісок (дрібний і пилуватий);
супісок — 0,28;
пісок (гравелістий, великий і середньої крупності) — 0,30;
глина суглинок — 0,23.
mt - коефіцієнт, який дорівнює сумі абсолютних (середньомісячних значень негативних температур за зиму в даному районі. Він визначається за СНиП 23-01-99* таблиця 3, а якщо дані відсутні — за результатами спостережень гідрометеостанції, яка знаходиться в умовах аналогічних з районом, де йде будівництво.
Приклад розрахунку:

Треба розрахувати нормативну глибину промерзання для міста Калуги, грунт на ділянці будівництва — суглинок.

d0 для суглинку 0,23

mt = 30,9 (складаємо значення температури з листопада по березень включно).

Разом:

d0=0,23*30,9= 1,28 м

Тип грунту – суглинок. Місто – Калуга. Рівень промерзання — 1,28 метра.

Пам'ятайте, рівень промерзання грунту також залежить від рівня залягання грунтових вод.

В даному випадку вам слід закладати фундамент нижче глибини промерзання грунту.

Розрахункова глибина промерзання грунту

Глибину закладення основи (підошви) вашого фундаменту визначте за формулою: Нр = Пн * k.

Пн — нормативна глибина промерзання, визначається по карті глибин промерзання грунтів.
k — коефіцієнт, значення якого залежить від режиму експлуатації будівлі та розташування фундаменту k = 0,5:1,2.
Нр — розрахункова глибина закладання основи (підошви) вашого фундаменту.
Розглянемо приклад.

Будинок опалювальний.

Підвал в будинку t 20 C

k=0.5 безподвала, середня вологість ґрунту 1.2, висока вологість — 1.3.

Глибина закладання основи вашого фундаменту 1,2 метра, що знаходиться нижче глибини промерзання грунтів.

До проектної документації ставитися дуже обережно. У проектній документації при проектуванні будинків і споруд європейськими архітектурними компаніями, фундамент проектують на малу глибину промерзання ґрунтів, що не допустимо для будівництва в наших умовах.

Виключення закладення підошви фундаменту

Скельні грунти міцні, не стискуються, не розмиваються і не промерзають. У цьому випадку закладати фундамент можна прямо на поверхні.
Хрящові грунти (хрящ, гравій, уламки каменю) не стискаються і не розмиваються. Фундамент слід закладати на глибину не менше 0,5 м незалежно від глибини промерзання.
Піщані грунти ( великий ) легко виймаються, добре пропускають воду, сильно ущільнюються під навантаженням і незначно промерзають. Фундамент можна закладати на глибину від 0,6 до 0,7 м

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетонуСтатті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)