Максимальная глубина промерзания грунта. Какой глубины должен быть фундамент

Это один из важнейших параметров, которые необходимо учитывать при заложение фундамента. С учетом этого параметра, принимается решение о конкретной конструкции фундамента – ленточного, столбчатого, плитного, винтового и т.д.

Глубина промерзания грунта — это наибольшая величина, при которой температура почвы будет равна 0 градусам в период наиболее низких температур без снегового покрова по истории многолетних наблюдений.

Почему же так важно знать глубину промерзания

Ответ на этот вопрос следует из школьного курса физики. Всем известно, что вода при замерзании увеличивается в объеме, при этом находясь в толще грунта, она оказывает большое давление на подошву фундамента и пытается вытолкнуть его вверх.

На глубине промерзания температура земли не опускается ниже нуля градусов, следовательно вода не замерзает и не расширяется. По этой причине ленточные и столбчатые фундаменты закладывают на глубину промерзания грунта.

Как определить глубину промерзания грунта

Для частного застройщика, проще использовать старый СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», где в приложении можно посмотреть карту глубин промерзания грунта. Часть этой карты представлена у нас на сайте чуть ниже.

Земля под фундаментами регулярно отапливаемых зданий промерзает меньше, поэтому нормативную глубину можно уменьшить на 20%. Например, расчетный уровень промерзания грунта в Екатеринбурге составляет 190 см. При условии что вы постоянно будете проживать в своем доме фундамент можно закладывать на глубину ~ 150 см.

Такой параметр как промерзания грунта особенно важен на глинах, суглинках, супесях, т.к. они наиболее подвержены силам морозного пучения.

Глубина промерзания грунта в различных городах России, см.

Если вы не нашли свой город или населенный пункт в таблице, то можно воспользоваться картой, на которой изображены примерные глубины промерзания почв.

Каждую зиму грунт промерзает на некоторую глубину, при этом содержащаяся в грунте вода замерзает, превращается в лед и расширяется, тем самым, увеличивая объем грунта. Этот процесс называется . Увеличиваясь в объеме, грунт действует на фундамент дома, сила этого воздействия может быть очень велика и составлять десятки тонн на квадратный метр поверхности фундамента. Воздействие такой силы может двигать фундамент, нарушая нормальное положение всего здания. Таким образом, промерзание грунта оказывает негативное влияние. Для того, чтобы силы пучения не действовали на основание фундамента, нужно его закладывать на глубину ниже глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта зависит, во-первых, от : промерзают чуть меньше , потому что обладают большей пористостью. Пористость глины колеблется от 0,5 до 0,7, в то время как пористость песка - от 0,3 до 0,5.
Во-вторых, глубина промерзания зависит от климатических условий, а именно от среднегодовой температуры: чем она ниже, тем больше глубина промерзания.

Нормативные глубины промерзания (по данным СНиП) в сантиметрах для разных городов и типов грунта представлены в таблице.

Фактические глубины промерзания на самом деле будут отличаться от нормативных, приведенных в СНиП, потому что нормативные данные приведены для самого плохого случая - отсутствие снежного покрова. Нормативная глубина промерзания грунта, представленная в этой таблице, - это максимальная глубина. Снег и лед – хорошие теплоизоляторы, и наличие снежного покрова уменьшает глубину промерзания. Под домом грунт так же промерзает меньше, тем более, если дом отапливается круглый год. Таким образом, реальная глубина промерзания земли может быть на 20-40% меньше нормативной.

Промерзание грунта можно уменьшить: для этого грунт вокруг дома утепляют. Лента хорошего утеплителя шириной 1,5-2 метра, уложенная вокруг дома, способна обеспечить минимальную глубину промерзания грунта, окружающего фундамент дома. Благодаря такому приему возможно заложение , которые закладываются на глубину выше глубины промерзания, но благодаря утеплению грунта остаются устойчивыми.

Читайте так же:

• Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.
• Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.
• Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.
• Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.
• Среднегодовая температура воздуха - это среднее арифметическое значение температур за все месяцы года. От неё зависит необходимость утеплять фундамент и грунт вокруг него, а так же возможность заложения мелкозаглублённого фундамента.

Нормативная глубина промерзания грунта: СНИП

Величина глубины промерзания грунта, напрямую влияет на заглубление фундаментной конструкции. Все виды грунтов промерзают по-разному, поэтому важно понимать особенность того места, где намечается застройка. На глубину промерзания влияют также морозное пучение, уровень залегания подземных вод.

В последнее время многие компании, оказывающие услуги по строительству деревянных домов «под ключ», предлагают клиентам типовые проекты с одинаковой стоимостью. Это не очень правильный подход, не принимающий во внимание требование СНиПов и технических регламентов. Пример - глубина, на которую роют траншеи или ввинчивают сваи, в Москве должна быть одной, а на севере России (Нижневартовске) - совершенно другой. Кроме того, должно приниматься во внимание утепление будущего фундамента и ряд иных, не менее важных моментов.

Выдержки из СНиП

С самим СНиП можете ознакомиться по ссылке 20201-83.pdf

Строительные нормы и правила (СНиП) - нормативно-правовая база для инженеров, строителей, проектантов, архитекторов и индивидуальных застройщиков. Опираясь на основные положения и требования этой документации, можно возвести действительно качественное и долговечное строение.

Глубина промерзания грунта, карта которая расположена ниже, была разработана инженерами и геологами еще в Советском Союзе, но ей успешно пользуются и сегодня

Чтобы грамотно рассчитать фундамент, необходимо руководствоваться положениями, изложенными в СНиПах 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», 23-01-99 «Строительная климатология» и рядом других технических регламентов. Согласно этим документам, нормативная глубина промерзания грунта СНиП зависит от следующих условий:

• Назначение здания;
• Конструктивные особенности и суммарная нагрузка на основание;
• Глубина, на которой проложены инженерные коммуникации и заложены фундаменты близлежащих строений;
• Существующий и планируемый рельеф зоны застройки;
• Инженерно-геологические условия проекта (физико-механические параметры грунта, характер напластований, число слоев, карманы выветривания, карстовые полости и др.);
• Гидрогеологические условия местности строительства;
• Сезонная глубина грунтового промерзания.

Примечание

Раньше в СНиП 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика” была карта глубины промерзания. Но этот СНиП упразднили, заменив на СНиП 23-01-99 *, - где карты уже нет. Найти карту глубины промерзания можно, например, в Интернете.

В настоящее время используется расчетный метод определения глубины промерзания грунта основанный на формулах и методике из СНиПа 2.02.01-83 * - “Основания зданий и сооружений”. Величина глубины промерзания рассчитанная по формуле более точная, так как учитывается тип грунта и режим эксплуатации здания.

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.

Фактор морозного пучения

Морозным пучением грунта называют одно из свойств, которое определяет степень деформации этого грунта при замерзании и оттаивании. Чем больше воды в слоях почвы, тем глубже она промерзает.

Самое большое морозное пучение у пылеватых и глинистых грунтов, их объем может сильно увеличиваться в размере - до 10% от первоначального параметра. Ниже показатель морозного пучения на песчаных почвах, а на каменистых и скалистых - практически всегда отсутствует. И еще есть одна зависимость - чем больше месяцев с минусовыми температурами в течение года, тем глубже промерзает грунт этой местности.

Глубина промерзания грунта СНиП для многих городов России собрана в ниже представленной таблице.

Таблица «Нормативное значение глубины, на которую промерзает грунт по СНиП, см»

Стоит отметить, что фактическая глубина отличается от номинального значения промерзания грунта. Дело в том, что при составлении СНиП учитывались самые плохие погодные условия с отсутствием снежного покрова. Указанные в таблице значения являются максимальными. Теплоизоляторы лед и снег защищают поверхность земли, препятствуют ее сильному промерзанию вглубь.

Влияние толщины снежного покрова

Согласно СНиП, значение глубины промерзания также зависит от толщины снежного слоя, который лежит зимой на данном грунте.

Это обстоятельство идет логически вразрез с общепринятой процедурой очистки участка вокруг дома от снежных сугробов. Люди, стремясь навести порядок, сами того не осознавая, создают на своем участке зону неравномерного промерзания почвы. Это может повредить фундамент, земля под которым может сильно промерзнуть и начать деформировать основание.

Величина заглубления фундаментов напрямую зависит от глубины промерзания грунта, а значит от вида грунтов, величины их морозного пучения и на участке.

В статье об площадки под строительство дома мы уже касались вопроса о том, что на рынке есть недобросовестные компании, ведущие строительные работы и предлагающие своим заказчикам уже готовые проекты деревянных домов с фундаментами, не проводя при этом предварительных геологических изысканий. От услуг такого застройщика стоит отказаться уже потому, что в зависимости от региона, глубина промерзания грунта по СНиП может разниться, причем довольно существенно.

Ведь глубина, на которую роются траншеи для заливки фундамента или величина заглубления винтовых свай на юге страны намного меньше, чем в Москве и Московской области. Где, в свою очередь, глубина промерзания так же меньше, чем на севере Карелии или в Мурманской области. К тому же Расчетная глубина промерзания грунта должна дополнительно корректироваться с учетом теплотехнического расчета в случае применения постоянной теплозащиты основания.

Далее в этой статье приведены графические и табличные выдержки из нормативных источников как СССР (впрочем, с тех пор ничего в нашем климате не изменилось), так и современной России с зонами сезонного промерзания грунтов, их глубинами, и параметрами на это влияющими.

При расчете фундаментов в Российской Федерации следует руководствоваться указаниями основного документа: СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83), а так же СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», и еще несколькими руководящими документами. Согласно им,глубина заложения фундамента должна приниматься с учетом:

• назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
• глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
• существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
• инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);
• гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;
• сезонных глубин промерзания грунтов .

Расчет глубины промерзания грунта по СНиП

Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она рассчитывается очень просто – h=√М*k. То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе, умноженный на коэффициент, равный:

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

Пример расчета глубины промерзания

Согласно для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так:

Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5 . Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20 . Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин) и в итоге имеем 1,43 .

h=√38,5 * 0,23 => h=1.43

То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра . Соответственно, например для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м .

Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании.

Морозное пучение грунта и фундамент

Морозное пучение грунта - это свойство, определяющее деформацию грунта в процессе замерзания – оттаивания. Тем больше вспучиванию подвержен грунт при промерзании, чем больше воды в нем накапливается. Говоря научным языком, пучинистый грунт – это дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения.

Сильнее остальных морозному пучению подвержены пылеватые и глинистые грунты, наиболее проводящие и удерживающие влагу (объем грунта может увеличиваться до 10%, то есть при глубине промерзания 1,5 м – на 15 см). Песчаные грунты подвержены пучению гораздо меньше, а каменистые и скальные – практически не подвержены.

Ну и само собой получается, что чем больше в году месяцев с отрицательными температурами, тем глубже будет промерзать грунт.

Так, для справки, выглядит конечная сводная таблица глубин промерзания грунтов по СНиП для ряда городов.

Причем глубина промерзания грунтов по СНиП зависит не только от типа самих грунтов на строительной площадке, но косвенно еще и от толщины снежного покрова.

Поэтому когда вы расчищаете зимой снег на своём участке вы, сами того не подозревая, формируете в одном месте сугробы, а около дома – очищенную поверхность. Тем самым вы своими же руками создаёте неравномерность промерзания грунта на своем участке. А это может неблагоприятным образом сказаться на вашего деревянного дома. Поэтому, дополнительно ко всему, неплохо устроить по периметру дома посадки из кустарника, что так же будет формировать снежный вал над фундаментом и способствовать меньшей глубине промерзания грунта, вплоть до 10-15%.

2013 – 2017, . Все права защищены. При копировании статьи или любого ее фрагмента ссылка на первоисточник обязательна.

Это максимальная величина, при которой температура почвы будет достигать 0 градусов в сезон наиболее низких температур, при этом снеговой покров не учитывается, а сам метод определения глубины промерзания грунта основывается на истории многолетних наблюдений.

Является одним из основных параметров, от которого напрямую зависит величина заглубления фундаментной конструкции. Различные грунты промерзают по-разному, именно поэтому необходимо понимать особенного того места, где намечается застройка. На глубину промерзания грунта так же оказывают влияние морозное пучение и уровень залегания подземных вод.

Глубина промерзания грунта в СНиП.

СНиП Глубина промерзания грунта - это нормативный технический документ, который регламентирует осуществление архитектурно-строительного проектирования и строительства. В данной статье используются данные следующих СНиПов: СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012); СНиП 23-01-99; СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*); СНиП 2.02.01-83

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, можно определить даже при отсутствии данных многолетних наблюдений, и выполнять такой расчет необходимо на основе теплотехнических расчетов. В районах, где глубина промерзания грунта не превышает 2,5 метра, ее нормативное значение определяется по формуле:

dfn = d 0 * √Mt

• Mt - безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, определяется такой коэффициент СНиП по строительной климатологии и геофизике. В случае, когда данные в СНиП отсутствуют, то необходимо вычислить данный коэффициент для конкретного пункта или района с помощью полученных результатов наблюдений гидрометеорологической станции. Такая станция, как правило, располагается в аналогичных условиях с районом строительства;
• d 0 - величина, которая принимается равной, м, для:
• суглинков и глины - 0,23;
• супесей, песков мелких и пылеватых - 0,28;
• песков гравелистых, крупных и средней крупности - 0,30;
• крупнообломочных грунтов - 0,34.

Значение d 0 для грунтов неоднородного сложения берется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта в Московской области.

Глубина промерзания грунта в московской области - это показатель, при которой температура почвы будет достигать 0 градусов в сезон наиболее низких температур исключительно для Москвоской области.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта - это величина которая получена путем подсчета всех факторов влияющих на промерзание грунта. df, м, определяется по формуле:

df = kh * dfn

• где dfn - нормативная глубина промерзания, определяемая;
• kh - коэффициент, который учитывает влияние теплового режима сооружения, применяемый: для наружных фундаментов отапливаемых помещений; а так же для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых помещений kh = 1,1, помимо районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Пояснение

• В районах, где среднегодовая температура отрицательна, расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых помещений должна определяться специальным расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетная глубина промерзания грунта должна определяться теплотехническим расчётом. Точно такой же расчет необходим если планируется применение постоянной теплозащиты основания, либо если тепловой режим проектируемого помещения может заметно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
• Для помещений с нерегулярным отоплением при определении kh за расчетную температуру воздуха необходимо принимать ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

Пояснения:

• Указанные в таблице значения коэффициента kh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента af< 0,5 м; если af 1,5 м, значения коэффициента kh повышают на 0,1, но не более чем до значения kh= 1; при промежуточном значении af значения коэффициента kh определяют интерполяцией.
• К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии - помещения первого этажа.
• При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент kh принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

Важно: По мере укрупнения фракции грунта будет увеличиваться и глубина его промерзания. Глубина промерзания глинистых почв будет зависеть от степени пучинистости, потому что большое количество влаги в слоях земли приводит к повышению показателей морозного пучения. Здесь наглядно работает закон физики - при замерзании молекулы воды расширяются.