Промерзание почвы зимой. Глубина промерзания грунта в подмосковье

На большой территории нашей планеты зимой отмечаются минусовые температуры, при которых происходит замерзание воды находящейся в грунте, на глубину определяемую уровнем похолодания. С понижением температуры воздуха увеличивается и показатель промерзания. Этот фактор имеет большое значение в строительстве, так как он частично определяет уровень заложения фундамента дома , а также укладки трубопроводов, которые транспортируют воду. Существует понятие нормативной глубины грунтового промерзания. Это значение зависит от географического расположения конкретной территории. Для определения этого показателя проводились многолетние наблюдения, согласно которым были зафиксированы средние значения температурного режима. Нужно отметить, что определение данного показателя проводилось при условии отсутствия снежного покрова.

Отличия между глубинами промерзания

На практике реальное значение параметра и нормативное, указывающееся в нормативно-технической литературе, отличаются между собой.

• Дело в том, что фактически вся территория России и многих других стран долгий период времени находится под снежным покровом, а он существенно уменьшает глубину промерзания грунта. Кроме того, при его присутствии увеличивается и показатель влажности, а он также влияет на этот параметр.
• При строительстве дома для проживания не только в теплое время года, но и в холодный период, естественно, устраивается система отопления . Этот фактор также влияет на отметку переохлаждения почвы – она будет по отметке значительно выше нормативной. В то же время в условиях строительства летнего домика, в котором планируется проживание только при теплой комфортной погоде, эта разница не будет иметь принципиального значения. Чтобы сильно не углублять фундамент, можно воспользоваться новыми технологиями существующими в строительстве. Для этого по периметру дома нужно уложить любой подходящий утеплитель защищающий от переохлаждения, тем самым, избавит от необходимости проводить лишние строительные работы. Благодаря такому технологичному приему грунт будет утеплен и уровень подошвы фундамента можно поднять выше, чем это позволяется, исходя из значения нормативной глубины. Таким образом, можно будет не бояться, что зимой произойдёт деформация основания здания. Для большей надежности в строительстве дома можно применить ленточный фундамент , который представляет собой основание из железобетона. Такая конструкция равномерно распределяет и воспринимает нагрузки, является надежным и сравнительно простым сооружением. Ленточный тип основания, при стабильной глубине промерзания, можно сделать мелкозаглубленным .

При строительстве отапливаемого жилого дома расчетная глубина промерзания будет меньше нормативной примерно от 10 до 30% в зависимости от типа пола.

После вышеприведенной информации можно задуматься, пойдет ли на пользу или во вред расчистка снега. С одной стороны, это мероприятие избавит убранную территорию от подтопления во время оттепели, с другой – очищенные участки станут оголенными, а значит, будут более подверженными проникновению в грунт минусовой температуры. Наличие снега в данном случае является полезным явлением. Чтобы его не сдувало с определенных территорий, на участке можно высадить кустарники препятстующие оголению почвы в морозную погоду.

Сезонное промерзание

На разных территориях расположенных в различных поясах, сезонное промерзание грунта определяется согласно СНиП 2.02.01-83*. Специалисты многие годы вели наблюдения и определили средние значения этого параметра. Согласно п. 2.27 глубину промерзания грунта можно вычислить по формуле:

dfn=do∙mt, где

do – коэффициент зависящий от типа почвы.

При глинах и суглинках do=0,23, супесях и мелких песках – 0,28, гравелистых песках и их крупности выше среднего показателя – 0,30, грунтах крупнообломочных – 0,34.

mt – коэффициент, который определяется суммированием наибольших среднемесячных значений минусовых температур в зимний период для конкретного района. Чтобы его определить, нужно воспользоваться таблицей 3 СНиПа 23-01-99*.

Из формулы видно, что на отметку промерзания грунта влияет вид почвы. Для каждой из них принимается свой индивидуальный коэффициент. Если глубина переохлаждения почвы превосходит уровень грунтовых вод, этот факт необходимо учитывать при строительстве. Вода при морозной погоде будет замерзать, увеличиваться в объеме и оказывать давление на почву. Под воздействием льда почва будет двигаться и разрушительно действовать на фундамент. По этой причине основние дома обязательно нужно сооружать ниже глубины промерзания.

Для примера, сезонная глубина промерзания грунта в ленинградской области составляет 1,20 м, в московской области – 1,40 м.

Видео

При начале любого капитального строительства, на стадии создания проекта, всегда учитывается глубина промерзания грунта. Это важно для расчёта материалов для создания фундамента, размер которого зависит от этого показателя. Важно, чтобы основа фундамента располагалась ниже точки замерзания воды в почве. Чем ниже этого уровня будет находиться глубина фундаментной траншеи, тем надёжнее будет всё будущее строение.

Но каждый сантиметр глубины, на которую погружается фундамент в землю, выливается в огромные суммы расходов при строительстве. Ведь здесь составляющими цены являются стоимость рытья котлована, расценки на построение самого фундамента, цены на материалы для него, их доставку к месту работ. Поэтому, чтобы избежать лишних расходов, но при этом построить надёжное здание, нужно производить точные вычисления, опираясь на данные многолетних исследований климата, схемы расположения разных видов почв по регионам и т.д. Глубина промерзания грунта в разных частях станы регулируется СНиП 23-01-99.

Факторы, влияющие на промерзание почвенного покрова

На глубину промерзания грунта по СНиП влияет не только температурный фактор, а и общеклиматический, а именно:

• Продолжительность холодного периода
• Количество выпавших осадков и т.д.

Все влияющие параметры подробно описаны в СНиПах.

Выдержки из СНиП

Документ «Строительная климатология» был создан для практического использования инженерами бывшего СССР, а дополнен и переработан уже в конце 90-х годов. Согласно ему, глубина промерзания грунта имеет зависимость от:

• Особенностей конструкции строения
• Суммарной нагрузки на основание постройки
• Назначения сооружения
• Глубины прокладки коммуникаций
• Существующего и прогнозируемого ландшафта территории застройки
• Физико-математических особенностей почвы
• Параметров напластований
• Карстовых полостей
• Карманов выветривания
• Сезонной глубины промерзания
• Гидрогеологических особенностей местности застройки

Расчетная глубина грунтового промерзания

Расчет глубины промерзания грунта СНиПом от 2.02.01-83 регламентируется выполнять по следующей формуле: h=√М*k. Здесь h- это искомая величина, М – показатель суммы среднемесячных зимних температур в каком-либо регионе, k – коэффициент для разных видов грунта. Существует перечень типов почв, для которых такой коэффициент рассчитан:

1. Для гравелистых песков, а также их крупных и средних фракций h равен 0,3
2. Для суглинков и обычной глины h составляет 0,23
3. Для песков пылеватых, мелких и для супесей значение h – 0,28
4. Для крупнообломочного грунта h = 0,34

Среднемесячная зимняя температура (M) берётся из таблиц, составленных из данных многолетнего наблюдения за климатом в разных регионах. Эти показатели могут корректироваться на основании новой информации, но за основу берутся всегда значения из СНиПов.

Фактор морозного пучения

Морозным пучением называется свойство, определяющее параметр деформации почвы в моменты её промерзания и полного оттаивания. Прямое влияние на этот показатель оказывает количество содержащейся в грунте влаги. Увеличение её числового показателя способствует более глубокому промерзанию почвенных слоёв.

Вот, последствия некачественной инженерно-геологической работы

Здесь также важен состав почвы. Например, наиболее сильное пучение имеют глинистые и пылеватые почвы. Изменение объёма здесь может достигать у них 10%. В каменистых грунтах воды мало, соответственно деформации при пучении практически нет.

Важен и период длительности морозного сезона. Чем больше поверхность грунта испытывает на себе влияние минусовых температур, тем более глубоко она промерзает.

Созданы карты глубины промерзания грунта для разных регионов, где учтены климатические и почвенные особенности территорий.

Влияние толщины снежного покрова

Перед тем, как определить глубину промерзания грунта, определяется величина выпавших зимних осадков и толщина конечного снежного покрова. Здесь действует правило: чем больше слой снега, тем меньше будет промерзать почва. Поэтому, при проведении снегоочистительных работ, не следует оголять землю около фундаментов построек. Это может способствовать тому, что во время сильных морозов может иметь место неравномерное и значительное промерзание почвенного покрова, что может повлечь деформации фундамента.

Параметры промерзания почвы по регионам

Нормативная глубина промерзания грунта имеет региональную разбивку, которая отображена на специальных картах и занесена в таблицы. По наиболее известным территориям картина промерзания следующая.

Московская область

Глубина промерзания грунта в Московской области имеет величины в пределах от 0,5 метра до почти 2 метров . Здесь влияют все перечисленные выше факторы, доминирующим из которых является состав самой почвы. Почти 80% территории области представлены песками, суглинками, супесями. Эти составы имеют высокий коэффициент пучения.

Также стоит учитывать тот момент, что показатели для районов, расположенных севернее Москвы и южнее её сильно разнятся. Дело здесь не в близости к холодным или тёплым широтам. Являясь большим мегаполисом, столица создаёт своеобразный барьер для холодных потоков с севера, удерживая тепло с юга. Районы, которые территориально находятся на расстоянии полусотни километров друг от друга, но по разные стороны от МКАД, имеют показатели, отличающиеся в разы. Примером могут служить следующие значения:

Северные города

• Дмитров – 160 см
• Дубна – до 210 см
• Клин – около 180 см

Населённые пункты, расположенные к югу от столицы

• Подольск – 40 см
• Серпухов – 60 см
• Люберцы – в среднем 60 см

По границам области значения промерзания выравниваются. Поэтому, на всей территории Московской области принято брать за основу среднюю величину, которая равна 140 сантиметрам.

Глубина промерзания грунта в Москве разнится по районам города. В целом, эти величины ниже, чем средние показатели по области. Это связано с более высокой средней зимней температурой в черте города. Большая плотность отапливаемых построек, коммуникаций, наземного и подземного транспорта, населения существенно повышают температуру окружающей среды и поверхности земли. Это позволяет при строительстве брать за основу менее значительные величины при проектировании глубины фундаментов.

Ленинградская область

Средняя глубина промерзания грунта в Ленинградской области несколько выше, чем в Московской области. Этот показатель здесь составляет 1,5 метра . При том, что регион находится значительно севернее и в более сыром климате, отличие, как видно, незначительно. Это связано с доминированием на территории регионе более плотных каменистых почв. Они хуже впитывают влагу и, как следствие, меньше промерзают.

Новосибирск

Глубина промерзания грунта в Новосибирске имеет два основных показателя, привязанных к составу почвы:

• Глины, а также суглинки могут промерзать на 2,2 метра
• Супеси и пески, соответственно, на 2,42 метра

Такие значительные величины рассчитывались для ситуаций, когда полностью имеет место отсутствие снежного покрова, что бывает иногда случается в этом регионе. В реальности, зимы в Новосибирске не всегда малоснежные. При расчётах фундаментов зданий может учитываться также то, отапливаемые эти строения или нет. В любом индивидуальном случае, проектировщики вносят свои коррективы.

Другие города России

Для тех, кто живет в других регионах, мы подготовили таблицу, где можно посмотреть глубину промерзания грунта в таблице. В таблице представлены крупные города России и имеет все необходимые параметры. Здесь Вы найдете глубину промерзания для таких городов как: Архангельск, Вологда, Екатеринбург, Казань, Курск, Нижний Новгород, Новосибирск, Орел, Пермь, Псков и другие города

Заключение

Как видно, перед тем, как узнать глубину промерзания грунта, нужно принять во внимание множество показателей, изучить нормативные документы и карты. Для правильного расчёта всегда следует проводить исследование почв, иметь в наличии характеристики конечного сооружения, учитывать близость коммуникаций, других объектов и много другого. Это под силу только высокопрофессиональным проектным организациям с большим опытом работы. Пренебрегать услугами таких компаний не следует, поскольку ошибки могут иметь трагические последствия, чему примером многочисленные факты обрушения конструкций

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.

Глубина промерзания грунта является одной из основных характеристик, учитываемых при выборе конструктива фундамента строящегося дома. Но к сожалению среди частных застройщиков не редко случаются ошибки при попытках учесть значение этой характеристики. А именно: например, человек услышал, что ленточный фундамент нужно делать не выше глубины промерзания для его климатической зоны. Он заходит в интернет, вводит в поисковик фразу «какая глубина промерзания, к примеру, в Московской области» находит какую-то цифру (около 1,3-1,4 метра) и начинает копать траншею на эту глубину. При этом он не догадывается, что найденное им значение — это нормативная глубина промерзания.

Но ведь при определении геометрических характеристик фундамента нужно учитывать не нормативное значение, а расчётное, которое определяется с учётом различных коэффициентов, характеризующих такие параметры, как конструкция цокольного перекрытия в доме и средняя температура в помещении в холодное время года. Ведь сам по себе отапливаемый дом прогревает грунт вокруг себя, и промерзание по его периметру порой значительно меньше нормативной величины. И это можно будет увидеть ниже.

Чтобы узнать нормативные и расчётные значения глубины промерзания грунта в различных условиях, выберите ниже Ваши страну, регион и город и нажмите на кнопку «Определить глубину промерзания». Результаты будут представлены в виде двух таблиц. Если интересующего Вас населенного пункта в списке нет, выбирайте ближайший и желательно находящийся севернее от Вас.

Таблица 1 заполняется на основании формулы из СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d fn = d 0 ∗√M t ,

где d fn — нормативная глубина промерзания,м;

d 0 — величина, учитывающая тип грунта и равная для глин и суглинков — 0,23 м; для супесей и мелких и пылеватых песков — 0,28 м; для песков средней крупности, крупных и гравелистых — 0,30 м; для крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

M t — безразмерный коэффициент, который определяется по СП 131.13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-01-99*) как сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в конкретном регионе.

Примечание: СНиП допускает использование данной формулы при глубинах промерзания до 2,5 метров. При большем промерзании, а также в высокогорных районах с резкими перепадами рельефа и нестабильными климатическими условиями значение d fn должно уточняться специальным теплотехническим расчётом. В рамках данного калькулятора мы на нём не останавливаемся.

Таблица 2 расчётных глубин промерзания (d f) заполняется на основании формулы из того же СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d f = k h ∗d fn ,

где k h — коэффициент, который учитывает тепловой режим в помещении в холодное время года. Значения его для отапливаемых помещений показаны в следующей табличке:

Для неотапливаемых помещений коэффициент k h = 1,1

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.

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.

1. -0,23 для глины и суглинка,
2. -0,28 для песка и супесей,
3. -0,3 для крупнозернистых песков,
4. -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.