Как можно определить глубину промерзания грунта в конкретном регионе

  • Дата: 22-12-2014
  • Просмотров: 1995
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 14

Промерзание грунтов — резкое изменение физико-механических свойств грунта из-за перехода из одного состояния в другое.

Карта глубин промерзания грунтов

Изображение 1. Карта глубин промерзания грунтов.

Это достаточно сложный процесс, который по-разному протекает в различных видах грунтов. В природных условиях по особенностям промерзания земляного покрова можно выделить 3 основные группы:

  • суглинки и глины (I);
  • супеси, пески — мелкие и пылеватые (II);
  • средние пески, грунты — крупнозернистые и крупнообломочные (III).

Глубина и характер промерзания зависят от ряда метеорологических факторов таких, например, как температура воздуха, растительность, высота снежного покрова, тип грунта и степень его увлажнения. По данным исследований, при одинаковой сумме среднесуточных отрицательных температур воздуха глубина проникания нулевой изотермы для различных типов грунтов различна: для суглинков составляет 135 см; для мелких и пылеватых песков будет 139 см; для крупнообломочных почв составит 177 см. Неодинаковы и температура замерзания, и глубина проникновения в них отрицательной температуры.

Таблица нормативов глубин промерзания

Изображение 2. Таблица нормативов глубин промерзания.

При температуре около 0°С замерзают крупнообломочные грунты, при этом образуются заметные границы талого и мерзлого грунта. Слой, в котором происходит фазовое превращение воды при промерзании мелкодисперсной почвы, называется зоной промерзания, которая полностью разделяет талую и промерзшую почвы. У мелкодисперсных грунтов температура замерзания ниже температуры крупнообломочных. Так происходит, потому что мелкозернистые земляные покровы состоят из мелких пор и повышенного количества связной воды, замерзающей при более низкой температуре, чем происходит замерзание свободной воды. При этом грунтовая вода является связной, плотность которой более единицы, как правило, содержащей растворимые соли. Она испытывает давление от защемленного воздуха, имеет незначительную степень подвижности, чем вода в свободном состоянии. Совокупность указанных свойств понижает температуру замерзания влаги, а вместе с тем и непосредственно грунта.

Описание грунтов

Закладка фундамента — основы дома, составляет около 20 % общей стоимости строительства дома, поэтому важно не допускать ошибок при его закладке, ведь исправление их может обойтись дороже первоначальных затрат на возведение. Частные коттеджи строятся на любом типе почвы, за исключением илов и торфяников. Чтобы определить вид почвы, необходимо использовать информацию локального отделения архитектуры, кроме того, такую информацию можно получить просто от соседей, застройщиков либо от тех, кто копал колодцы для воды вблизи. Чтобы получить наиболее точную и полную информацию о грунте, нужно вырыть пробный колодец-шурф в пару метров глубиной. Прежде чем приступать к закладке фундамента, удаляют растительный слой грунта, который отличается более темным цветом и обилием корней и остатков растений. Толщина такого растительного слоя может быть как несколько сантиметров, так и м. Растительный слой грунта удаляется по площади всей будущей постройки и неравномерно уплотняется. Основной грунт располагается под растительным грунтом.

Схема закладки фундамента в промерзающем грунте

Схема закладки фундамента в промерзающем грунте.

Под строительство лучшим грунтом считается скальный и гравелистый, крупные и средние пески, так как на таких почвах возможна минимальная глубина заложения фундамента. Скальные грунты имеют особенность в том, что не сжимаются, не размываются водой и не промерзают. Поэтому закладку фундамента можно производить сразу на их поверхности. От конструктивных особенностей сооружения будет зависеть глубина заложения фундамента (особенно если планируется цокольное помещение или подвал). Кроме того, на глубину заложения влияет тип грунта, наличие грунтовых вод и глубина промерзания грунта. Участки для строительства следует выбирать с таким уровнем грунтовых вод, который находится значительно ниже глубины промерзания грунта. Если грунтовые воды идут глубже 2 м глубины промерзания грунта, их влияние не учитывается.

Вернуться к оглавлению

Земля — основа фундамента

На почву существенное влияние оказывает уровень подземных вод. Глубина залегания грунтовых вод обязательно должна быть больше глубины промерзания. Иначе можно отметить промерзание вод, вследствие которого происходит пучение почвы. Здесь появляются негативные моменты. Так как земля в результате вспучивания поднимается неравномерно, в зимнюю пору года, происходящие изменения приводят к неравномерному деформированию фундаментов.

Особенно важно узнать глубину промерзания почвы и уровень грунтовых вод, если основной грунт состоит из пылеватых и мелких песков или из глины, супеси и суглинков. Определить такие земли можно, просто опустив комок земли в воду. Если в воде комок легко распадался, такая почва станет проседать под основанием дома при намокании. Это те самые почвы, которые зимой при промерзании вспучиваются и вызывают деформацию фундамента. Определить материал грунта можно самому при помощи «теста». Для этого необходимо взять комочек, скатать цилиндр и свернуть в тор.

Схема залегания подземных вод

Схема залегания подземных вод.

Если получилось — это свидетельствует, что почва глинистая. Когда таким образом свернуть тор не получается, то это суглинок. Если же и цилиндр невозможно сделать — супесь. Грунты, которые имеют в составе ледяные включения, называются мерзлыми.

Как уже говорилось, при строительстве необходимо учитывать фактор глубины промерзания грунта. Именно этот фактор в первую очередь зависит от географического положения местности. Усредненная глубина промерзания для приведенных ниже городов составляет:

  1. Псков, Волгоград, Смоленск, Великие Луки — 1,2 м.
  2. Пенза, Кострома, Саратов, Вологда — 1,5 м.
  3. Москва, Санкт-Петербург, Воронеж, Новгород — 1,4 м.
Вернуться к оглавлению

Определение глубины промерзания почв по регионам

За глубиной промерзания ведутся метеорологические наблюдения специализированными службами, по результатам которых составляются специальные карты. Определение глубины производится на основании вида почвы, ее влажности и продолжительности действия на нее отрицательных температур. Так, опираясь на карту (рис.1), можно определить, что, к примеру, глубина промерзания в Уфе — 1,8 м, а в Крыму — 0,6 м. Но не стоит забывать и об уровне грунтовых вод. Влажные грунты имеют свойство глубже промерзать, поэтому фундамент следует закладывать более глубоко. В таблице сведены данные по нормативной глубине промерзания в разных городах. (Рис.2)

На землях, которые подвержены вспучиванию, глубина заложения фундамента должна превышать глубину промерзания почвы не менее чем на 20 см. Ослабить влияние и выровнять давление от вспучивания почвы можно путем устройства под основанием фундамента песчаной подушки (в 50 см). При этом для упрочнения фундамента следует применить укрепление стальной арматурой или сеткой.

В случаях, когда необходимая глубина заложения ленточного фундамента больше 700 мм, в сухих почвах, благодаря песчаной подсыпке (высота которой до 1/2 высоты фундамента), можно сократить расходы на устройство фундамента. При этом важно соблюдать правильную последовательность работ, а именно: подсыпают в траншею крупный песок послойно — до 15 см каждый слой, после чего его увлажняют, затем тщательно трамбуют.