Среднемесячная глубина промерзания грунта

Что влияет на промерзание

Все грунты ведут себя по-разному в одних и тех же условиях. Это всегда учитывают при проектировании оснований и фундаментов на всех территориях в разных регионах. Глубина промерзания грунта для всех пород разная. От чего она зависит:

  • температурный режим местности;
  • наличие и уровень грунтовых и подземных вод;
  • степень пучинистости грунта;
  • плотность основания.

Все эти факторы влияют на величину значения промерзания, индивидуальную для каждого типа почв.

Соответственно, учитывая все условия, выбирают вид фундамента, который сможет обеспечить целостность и прочность всего дома на конкретной территории.

Нормативная глубина промерзания грунта.

Нормативная глубина промерзания грунта — это нормативный технический документ, который регламентирует выполнение архитектурно-строительного проектирования и строительства. Нормативной следует считать такую глубину промерзания грунта, которая уже рассчитана и указана в нормативных документах СНиП.

Таблица глубины промерзания грунта СНиП.

Город

глина, суглинки

пески, супеси

Архангельск

160

176

Астрахань

80

88

Брянск

100

110

Волгоград

100

110

Вологда

140

154

Воркута

240

264

Воронеж

120

132

Екатеринбург

180

198

Ижевск

160

176

Казань

160

176

Кемерово

200

220

Киров

160

176

Котлас

160

176

Курск

100

110

Липецк

120

132

Магнитогорск

180

198

Москва

120

132

Набережные Челны

160

176

Нальчик

60

66

Нарьян Мар

240

264

Нижневартовск

240

264

Нижний Новгород

140

154

Новокузнецк

200

220

Новосибирск

220

242

Омск

200

220

Орел

100

110

Оренбург

160

176

Орск

180

198

Пенза

140

154

Пермь

180

198

Псков

80

88

Ростов-на-Дону

80

88

Рязань

140

154

Салехард

240

264

Самара

160

176

Санкт-Петербург

120

132

Саранск

140

154

Саратов

140

154

Серов

200

220

Смоленск

100

110

Ставрополь

60

66

Сургут

240

264

Сыктывкар

180

198

Тверь

120

132

Тобольск

200

220

Томск

220

242

Тюмень

180

198

Уфа

180

198

Ухта

200

220

Челябинск

180

198

Элиста

80

88

Ярославль

140

154

карта глубины промерзания грунта

СНиП (строительные нормы и правила) – это важнейшие правила для инженеров, проектировщиков и архитекторов. Опираясь на положения и требования СНИП 23-01-99, можно возвести прочное и надежное здание. Карта сезонного промерзания грунтов в России расположенная на странице чуть ниже, была разработана в СССР, но частные застройщики пользуются этими данными и до сегодняшнего дня.

Фото. Последствия морозного пучения грунта

Чтобы решить, нужно ли утеплять ленточный фундамент или водопровод, необходимо точно знать, какая глубина промерзания грунта в регионе. С помощью карты и таблицы промерзания грунта можно определить эту величину, однако данные лучше использовать для справки. При сильных морозах и малом снежном покрове зимой нормативная глубина может оказаться меньше фактического промерзания грунта.

Представленные в таблицах данные по глубине промерзания грунта немного отличаются от реальных. Если провести эксперимент и замерить температуру грунта в холодное время года на произвольно выбранном участке, глубина промерзания может быть на 30% меньше, чем в нормативных таблицах. Особенно на этот показатель влияет фактор отопления здания в холодное время года.

Сильное влияние на глубину промерзания оказывает уровень залегания грунтовых вод в данной местности. Чем выше расположен этот уровень, тем более значительное разрушающее воздействие может оказать замерзшая вода. Большое количество подземных вод делает грунт склонным к вспучиванию. Чтобы снизить нагрузку на фундамент, обеспечить снижение водяной подпитки и степень пучинистости почвы, применяют гидротехнические методы, в частности, обустраивают дренажные системы и глиняные экраны.

Разница между нормативной и фактической глубиной промерзания

Для облегчения работы проектировщиков был создан СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», в котором прописаны нормы расчета разных типов фундаментов. Также разработано приложение к документу в виде карты России, в которой указана нормативная глубина промерзания грунта для каждой территориальной зоны.

Пункт 2.25 данного СНиП указывает, от чего зависит глубина заложения фундамента:

  • от назначения и особенностей конструкции здания, от величины нагрузки на основание, а также глубину укладки коммуникаций;
  • от рельефов местности;
  • от инженерно-геологической обстановки;
  • от гидрологической ситуации;
  • от глубины сезонного промерзания.

Для первых факторов присваивают коэффициенты в зависимости от классификации сооружений. Нормативную величину промерзания определяют как среднее значение максимальных уровней замерзания участка почвы, очищенного от снега и свободного от грунтовых вод за период не менее 10 лет.

Глубина промерзания СНИП

глубина промерзания грунта

Чтобы правильно рассчитать глубину заложения винтового фундамента для загородного дома, необходимо четко следовать положениям, изложенным в СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» и СНиП 23.01-99 «Строительная климатология». Согласно положениям в этих документах, нормативная величина промерзания грунта зависит от множества факторов и условий, среди которых есть следующие:

  • Назначение и условия эксплуатации здания;
  • Суммарная нагрузка на основание здания;
  • Глубина фундаментов у близлежащих строений;
  • Геологические условия (параметры грунта);
  • Гидрогеологические условия (уровень грунтовых вод);
  • Сезонная величина промерзания почвы.

Тепловые поля под домом на границе «грунт-здание»

H=vМ*k,

M — сумма среднемесячных температур зимой в вашем регионе;k – коэффициент, имеющий различное значение для каждого типа почвы.

мелкие и пылеватые пески – 0,28;средние и крупные пески – 0,3;суглинки и глина – 0,23;крупнообломочный грунт – 0,34.

Не только тип грунта влияет на степень промерзания грунта зимой, но и уровень грунтовых вод на участке. Самое неприятное – если их уровень значительно выше, чем минимальная глубина промерзания грунта. В этом случае следует отказаться от мелкозагубленного фундамента и возвести более надежный, но и более дорогой, вид фундамента, например, утепленный финский фундамент или УШП.

ГПГ — величина, которую без наличия специального оборудования невозможно определить непосредственно перед началом строительства, поскольку ее расчеты требуют предварительного анализа конкретной местности на протяжении более чем 10-ти лет. В строительной практике, для определения глубины промерзания, используются нормативные данные о ГПГ и базовая информация для ее расчета, заложенная в документах СНиП.

До недавнего времени основным документом, в котором были приведены данные о глубине промерзания грунта, являлся СНиП № 20101-82 «Климатология и геофизика строительства», и сопутствующие ему карты разных регионов Российской Федерации. 

внимание!

Важное замечание! С недавних пор данный нормативный документ был разделен на две отдельные справки — СНИП № 20201-83 «Фундаменты зданий о сооружений» и СНИП № 2301-99 «Климатология строительства».

В данный документах приведены среднестатистические показатели глубины промерзания почвы для конкретных регионов РФ, ознакомится с которыми вы можете в таблице 1.1

Город Сезонная глубина промерзания разных видов почвы (см)
Глиняный грунт и суглинок Супеси и мелкие сухие пески Крупные и гравелистые пески
Ярославль 143 174 186
Архангельск 156 190 204
Челябинск 173 211 226
Вологда 143 174 186
Тюмень 173 210 226
Екатеринбург 157 191 204
Сургут 222 270 290
Казань 143 175 187
Саратов 119 144 155
Курск 106 129 138
Санкт-Петербург 98 120 128
Москва 110 134 144
Самара 154 188 201
Нижний Новгород 145 176 189
Рязань 136 165 177
Новосибирск 183 223 239
Ростов на Дону 66 80 86
Орел 110 134 144
Псков 97 118 127
Пермь 159 193 207

Таблица 1.1:  Нормативная глубина промерзания почвы в разных городах России

ГПГ зависит от двух основных факторов — среднестатистических минусовых температур в конкретных регионах и типа грунта.

Косвенным фактором, влияющим на ГПГ, является толщина снежного покрова, которым укрыт грунт — чем он толще, тем меньшей будет глубина промерзания. Стоит учитывать, что данные, указанные в нормативных таблицах СНИП, не учитывают толщину снежного покрова, поэтому фактическая величина ГПГ в регионе всегда будет меньшей, чем глубина, указанная в таблице 1.1.

внимание!

Важное замечание! Всем домовладельцам, сталкивающимся с проблемой пучения почвы, стоит помнить о том, что они сами себе могут доставить дополнительных неприятностей, очищая снег и формируя сугробы возле стен дома.

Неравномерное пучение, которое происходит в местах, где почва обладает разной глубиной промерзания, крайне негативно сказывается на состоянии фундамента — из-за различных выталкивающих сил, воздействующих на фундаментную ленту, основание дома перекашивается, в результате чего возникают трещины на стенах и цоколе. Если вы очищаете снег вокруг постройки — делайте это по всем периметру здания, и не формируйте сугробы возле одной из стен дома.

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 проложить трубопровод действительно качественно, грамотно и на долгие годы.

Расчетная глубина промерзания грунта

Dfn=d0√Mt , где

Mt – безразмерный коэффициент, равный общей сумме значений минусовых зимних температур в регионе (по СНиП климатологии и геофизики). Если таковые наблюдения не проводились, то значение берут, исходя из наблюдений метеостанции, находящейся в подобных погодных и климатических условиях с интересующей местностью;

d0 – величина в метрах, персональная для всех групп грунтов:

  • глины и суглинки – 0,23;
  • супеси и пылеватые, мелкие пески – 0,28;
  • гравелистые, крупные и средней крупности пески – 0,30;
  • грунты крупнообломочные – 0,34.

df = kh ∙ dfn, где kh – коэффициент теплового режима здания. Он определяется по таблице для наружных стен фундамента отапливаемого помещения.

Для наружных и внутренних частей основания неотапливаемых помещений величина kh= 1,1 (не распространяется на регионы с отрицательной среднегодовой температурой, для таких существует специальный расчет, опирающийся на характеристики вечномерзлых грунтов).

Расчетная величина ГПГ, согласно нормативам СНИП, определяется по формуле: h = √M*k, в которой:

  • М — сумма максимальных показателей минусовых температур в холодное время года;
  • k — коэффициент, отличающийся для разных видов грунтов.

Величина коэффициента, использующегося в расчетной формуле, составляет:

  • 0,23 — для глинистой почвы и суглинков;
  • 0,28 — для пылеватой и мелкой песчаной почвы, супесей;
  • 0,3 — для средне крупных гравелистых и крупных песков;
  • 0,34 — для почвы с вкраплениями крупнообломочных горных пород.

Для примера, определим расчетную величину ГПГ для Вологды. Данные среднемесячных минусовых температур для этого города мы можем взять в документе СНИП № 2101.99.

Из данной таблицы мы определяем значение M — для этого нам нужно суммировать показатели месяцев, обладающих минусовыми температурами.

  • M = 11,6 10,7 5,4 2,9 7,9 = 38,5.

Что позволяет выполнить расчеты согласно основной формуле, учитывая коэффициент типа грунта, на котором будут выполняться строительные работы. Для примера используем коэффициент суглинистой почвы, он равен 0,23.

В результате мы получаем расчетную величину промерзания суглинистой почвы в Вологде равную 143 сантиметрам. Аналогичным образом расчеты выполняются для любых видов почв в других городах России.

Карта сезонного промерзания грунта России

Карта нормативных глубин промерзания грунтов в России

Стоит отметить, что представленные данные – это нормативные показатели, рассчитанные на основе многолетних измерений. В зависимости от толщины снежного покрова, типа грунта, близости грунтовых вод, данные карты сезонного промерзания почвы могут отличаться от фактических величин. Для примера приведем график зависимости промерзания почвы от толщины снежного покрова.

Город    М    √М Глубина промерзания грунта по СНиП, м
суглинки и глины песок мелкий, супесь песок крупный, гравелистый
Архангельск 46,1 6,79 1,56 1,90 2,04
Вологда 38,5 6,20 1,43 1,74 1,86
Екатеринбург 46,3 6,80 1,57 1,91 2,04
Казань 38,9 6,24 1,43 1,75 1,87
Курск 21,3 4,62 1,06 1,29 1,38
Москва 22,9 4,79 1,10 1,34 1,44
Нижний Новгород 39,6 6,29 1,45 1,76 1,89
Новосибирск 63,3 7,96 1,83 2,23 2,39
Орел 23,0 4,80 1,10 1,34 1,44
Пермь 47,6 6,90 1,59 1,93 2,07
Псков 17,9 4,23 0,97 1,18 1,27
Ростов-на-Дону 8,2 2,86 0,66 0,80 0,86
Рязань 34,9 5,91 1,36 1,65 1,77
Самара 44,9 6,70 1,54 1,88 2,01
Санкт-Петербург 18,3 4,28 0,98 1,20 1,28
Саратов 26,6 5,16 1,19 1,44 1,55
Сургут 93,3 9,66 2,22 2,70 2,90
Тюмень 56,5 7,52 1,73 2,10 2,25
Челябинск 56,6 7,52 1,73 2,11 2,26
Ярославль 38,5 6,20 1,43 1,74 1,86

Не секрет, что строения, возведенные в Советские времена, отличаются прочностью и надежностью. Дело в том, что инженеры закладывали в расчеты самые морозные зимы с отсутствием снежного покрова, поэтому представленные значения являются предельными. Кроме того, в отапливаемом здании почва промерзает не так сильно, потому что отопление в доме согревает верхние слои грунта.

Как мы уже отмечали, все приведенные данные рассчитывались исходя из самых суровых погодных условий. Реальная глубина промерзания грунта будет меньше нормативной на 30%. Можно искусственно сократить глубину промерзания почвы зимой, сделав по периметру фундамента утепленную отмостку, тем самым вы дополнительно защитите основание здания от морозного пучения грунта. (5,00 из 5)

Глубина сезонного промерзания грунта – это все та же нормативная глубина промерзания грунта, так как сезоном промерзания всегда является зимнее время, а как мы говорили ранее, температура промерзания почвы должна достигать 0 градусов.

Для того чтобы определить глубину промерзания грунта лучше всего использовать нормативные документы, которые представлены в СНиП 2.02.01-83* — «Основания зданий и сооружений» в пункте 2.27. Либо воспользоваться формулами для расчета глубины промерзания, грунта которые представлены в СНиП. Подобные расчеты сложны и больше подойдут для лабораторий исследующих почвы.

Если Вы являетесь частным застройщиком, то Вам будет проще использовать СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», где в приложении Вы сможете посмотреть карту глубин промерзания грунта.

В случае если ваше здание будет отапливаться в зимнее время, то почва под таким зданием будет промерзать меньше, и нормативную глубину Вам необходимо будет уменьшить на 20%.

Пример: расчетный уровень промерзания грунта в Липецке составляет 120 см. При условии, что Вы постоянно будете проживать в собственном доме, фундамент следует закладывать на глубину ~ 95 см.

Такой фактор как промерзание грунта будет очень важен на глиняных почвах, суглинках, супесях, так как они наиболее подвержены силам морозного пучения.

Если вы не смогли отыскать Ваш город или населенный пункт в таблице, то следует воспользоваться картой, на которой изображены приблизительные глубины промерзания почв.

Основные характеристики оснований

Поскольку все грунты имеют разную плотность, структуру, они ведут себя по-разному при воздействии воды и температурных перепадов.

Скалистые породы практически не подвержены структурным изменениям из-за воздействия климатических воздействий, поскольку в их основании – твердый камень. Такие удобно использовать непосредственно в качестве фундамента после предварительного выравнивания и подготовки.

Хрящеватые грунты представляют собой смесь из земли, песка, глины и значительного количества камней, гравия. Их особенность: мало подвержены вымыванию, поскольку хорошо дренажируют вод.

Песчаные грунты являются надежным основанием при условии, что не содержат пылеватых и мелких фракций. В процессе усадки дома происходит значительное уплотнение и проседание грунта, но в нем практически не идут процессы пучения.

Суглинки и супеси подходят для строительства только в некоторых случаях при определенных своих характеристиках. Для таких грунтов крайне важно правильно подобрать фундамент, поскольку при застывании пород происходит значительное их пучение.

Глинистые породы – самые сложные для устройства основания: они расширяются в зимнее время, подвержены активному движению под действием воды. Дом на глинистом грунте может «гулять», потому фундамент нужно подбирать крайне тщательно.

Глубина промерзания грунта в московской области

Карта промерзания грунта Московской области и Москвы

Этот факт идет вразрез с принятой у жителей частных домов процедурой очистки снежных сугробов вокруг дома. Стремясь убрать снег с участка, они, сами того не подозревая, создают условия для промерзания почвы. Все это может привести к повреждению фундамента из-за пучения почвы – земля под основанием дома может промерзнуть и привести к деформации фундаментной плиты.

График. Зависимость промерзания грунта от толщины снегового покрова

Защита от грунтовых вод

Это ближайший к поверхности почвы уровень жидкости, расположенный выше водоупорного слоя. Этот слой не дает влаге просочиться вглубь. Его постоянно пополняют дождевые осадки, тающие снега, реки и озера.

Глубина сезонного промерзания грунта зависит и от уровня грунтовых вод. Если они присутствуют в геологическом разрезе, значит, величина промерзания увеличена по сравнению с расчетной для местности, поскольку при определении коэффициентов рассчитывают сухой грунт. Это распространяется на те случаи, когда УГВ выше глубины промерзания.

Учет глубины промерзания

Для устройства фундамента это является проблемой, поскольку сами воды представляют собой определенную угрозу: в их составе находится множество химических примесей, способных разрушить структуру бетонного камня. Ситуация обостряется в межсезонье: осенью почвы активно наполняются осадками, весной уровень грунтовых вод достигает своего пика из-за таяния снега.

Допустим, вы определили, какая глубина промерзания грунта в местности предполагаемого строительства. Но при исследовании оказалось, что уровень грунтовых вод оказался выше величины замерзания. Что делать в таком случае?

  1. Выберите фундамент без устройства подвала, например, столбчатый. Конечно, если это позволяет конструкция и вес дома.
  2. Устройство ленточного мелкозаглубленного фундамента может решить проблему, если масса дома велика. Для монтажа используют водостойкий бетон, предусматривают всестороннюю гидроизоляцию как внешних стен, так и подвала по всему его периметру и полу.
  3. Установка дренажной системы позволит искусственно осушать затапливаемый грунт. Это можно произвести как местно (непосредственно у фундамента), так и на всем участке.
    фундамент и глубина промерзания грунта

Фактор морозного пучения

Это способность грунтов изменять свою структуру и объем при таянии-замерзании. Она напрямую зависит как от уровня грунтовых вод, так и от способности породы накапливать в себе влагу. Когда почва становится насыщенной, но не пропускает водные потоки, она сильно расширяется при застывании. Данный аспект способен сильно навредить фундаменту дома.

Практически не подвергаются пучению скальные породы, потому их применение и устройство считается идеальным.

Глубина промерзания песчаного грунта и хрящеватого, а также их пучинистость, не особо влияют друг на друга: песок и гравий хорошо пропускают воду и не задерживают ее, соответственно, мало расширяются при замерзании;

Глины и суглинки – самые капризные в данном плане породы. Они активно расширяются до 10% объема (если глубина промерзания грунта 1 метр, увеличение составит до 10 см в высоту).

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.

Фото. Последствия морозного пучения грунта и неграмотно устроенного основания

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»

Город М √М Глубина промерзания грунта по СНиП, м
  суглинки и глины песок мелкий, супесь песок крупный, гравелистый
Архангельск 46,1 6,79 1,56 1,90 2,04
Вологда 38,5 6,20 1,43 1,74 1,86
Екатеринбург 46,3 6,80 1,57 1,91 2,04
Казань 38,9 6,24 1,43 1,75 1,87
Курск 21,3 4,62 1,06 1,29 1,38
Москва 22,9 4,79 1,10 1,34 1,44
Нижний Новгород 39,6 6,29 1,45 1,76 1,89
Новосибирск 63,3 7,96 1,83 2,23 2,39
Орел 23,0 4,80 1,10 1,34 1,44
Омск      1,80 2,20 2,40-2,70
Пермь 47,6 6,90 1,59 1,93 2,07
Псков 17,9 4,23 0,97 1,18 1,27
Ростов-на-Дону 8,2 2,86 0,66 0,80 0,86
Рязань 34,9 5,91 1,36 1,65 1,77
Самара 44,9 6,70 1,54 1,88 2,01
Санкт-Петербург 18,3 4,28 0,98 1,20 1,28
Саратов 26,6 5,16 1,19 1,44 1,55
Сургут 93,3 9,66 2,22 2,70 2,90
Тюмень 56,5 7,52 1,73 2,10 2,25
Челябинск 56,6 7,52 1,73 2,11 2,26
Ярославль 38,5 6,20 1,43 1,74 1,86

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.

Грунт под фундаментом дома промерзает также не так глубоко, потому что отопление в холодные месяцы частично согревает верхние слои земли. Поэтому, реальная глубина промерзания грунта ниже нормативной от 20 до 40%.

Можно сократить глубину, на которую данная почва промерзает зимой. Для этого поверхность по периметру фундамента на 1,5-2,5 метра дополнительно утепляют. Это позволяет устраивать мелкозаглубленное ленточное основание, требующее для своего строительства более скромных вложений.

Выбор типа фундамента

Как мы выяснили, все породы основания ведут себя по-разному, поэтому подход к строительству в разных условиях должен быть индивидуальным. Фундамент и глубина промерзания грунта неразрывно связаны друг с другом, поскольку конструкция должна располагаться ниже указанной величины. Именно в таком положении здание будет надежно зафиксировано в пространстве. Пример расчета минимальной глубины заложения фундамента в идеальных условиях без учета уровня грунтовых вод мы уже рассмотрели в пункте «Расчет».

Общие закономерности нужно также знать.

  • На глинистых грунтах необходимо использовать свайные фундаменты: они опираются на нижние, более прочные породы, что обеспечит достаточную жесткость опоры.
  • На сильно пучинистых основаниях можно устраивать плитные фундаменты. При текучести основания дом будет находиться на «подушке», которая удержит на плаву общую конструкцию.
  • На хрящеватых и песчаных грунтах целесообразно устраивать ленточные фундаменты.
    глубина сезонного промерзания грунта

Как все предусмотреть

Глубина и скорость промерзания грунта и их влияние на процессы пучения

Устройство нулевого цикла – ответственный этап работ, от которого зависит прочность и безопасность всего дома.

Если вы не имеете специального образования и технических знаний в данной области, но хотите построить дом, лучшим вариантом станет обращение в специализированную службу, которая произведет как геологические изыскания, так и расчет оснований и фундаментов. Специалисты подберут оптимальный вид конструкции.

Не во всех случаях глубина промерзания грунта при определении степени заложения фундамента является единственным фактором, принимаемым во внимание. Тип основания, подземные воды, конструктивное решение конструкции – обывателю легко запутаться во всех этих нюансах и объединить их в одно целое. Конечно, можно воспользоваться приведенными формулами и закономерностями.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector