Расчет глубины промерзания грунта — Строим баню или сауну

Расчет глубины промерзания грунта — Строим баню или сауну

Расчет глубины промерзания грунта — Строим баню или сауну
СОДЕРЖАНИЕ
0

Выдержки из СНиП

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.

h = 4,98*0,28 ≈ 1,4 м ; для супесей и мелких песков

h = 4,98*0,3 ≈ 1,5 м для крупных и средних песков.

В жилом отапливаемом здании глубина промерзания грунта (hж) будет меньше, с учетом поправочного коэффициента. (hж=h*k)

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.
Месяц Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
Температура -11,6 -10,7 -5,4 2,4 10,0 15,0 17,2 15,3 9,4 3,2 -2,9 -7,9

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 ={amp}gt; h=1.43

глубина промерзания грунта

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.

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 которой расположена ниже, была разработана инженерами и геологами еще в Советском Союзе, но ей успешно пользуются и сегодня.

Глубина сезонного промерзания грунта
Глубина сезонного промерзания грунта

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.
Расчет глубины промерзания грунта - Строим баню или сауну
Глубина промерзания грунта в московской области

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.

Глубина промерзания грунта

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.

Предлагаем ознакомиться:  Кабель для бани купить в Москве недорого - продажа, стоимость. Заказать кабель для бани цена в интернет магазине

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.

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

Глубина промерзания грунта СНиП для различных городов России.

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

dfn = d0 * √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 — 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.

Расчет глубины промерзания грунта - Строим баню или сауну

Значение d0 для грунтов неоднородного сложения берется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта в Подмосковье

Как свидетельствуют отзывы опытных строителей, свыше 80% грунтов в Москве и области представлены пучинистой почвой — суглинком, глиной, песками, супесями. При строительстве домов на таких грунтах крайне важно учитывать глубину их промерзания, поскольку фундамент, заложенный выше требуемого уровня, не будет обладать ожидаемой от него надежностью и долговечностью.

ГПГ в Подмосковье варьируется достаточно сильно — от 90 до 200 сантиметров. Такие колебания обусловлены разной плотностью грунтов — чем большая плотность, и чем выше уровень залегания грунтовых вод, тем сильнее будет промерзать почва.

Среднестатистической расчетной величиной ГПГ, учитываемой при строительстве зданий в Подмосковье, принято считать 140 сантиметров. Более детальные показатели для разных городов Подмосковья вы можете увидеть в таблице 1.2.

Город Сезонная глубина промерзания почвы (см)
Дубна 150
Талдом 130
Сергиев Посад, Александров 140
Орехово-Зуево 130
Егорьевск 130
Коломна 110
Ступино 120
Серпухово 100
Обнинск 110
Балабаново 110
Можайск 125
Волоколамск 120
Клин, Солнечногорск 120
Звенигород, Истра 110
Наро-Фоминск 125
Чехов 120
Воскресенск 110
Павловский Посад, Ногинск, Пушкино 110
Дмитров 140
Пушкино, Щепково, Балашиха 150
Одинцово, Болицыно, Кубинка 140
Подольск, Домодедово, Люберцы 100
Железнодорожный 110
Мытища, Лобня 140

Таблица 1.2:  Глубина промерзания грунта в Московской области

внимание!

ВниманиеПочему пучение способно разрушить ваше будущее строение: как обезопасить себя.

Расчетная глубина промерзания грунта

Согласно СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*) —  глубина промерзания грунта рассчитывается по следующей 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.
Схема промерзания грунта под фундаментом
Схема промерзания грунта под фундаментом
Месяц Температура в градусах Цельсия Месяц Температура в градусах Цельсия
Январь -11,6 Июль 17,2
Февраль -10,7 Август 15,3
Март -5,4 Сентябрь 9,4
Апрель 2,4 Октябрь 3,2
Май 10,0 Ноябрь -2,9
Июнь 15,0 Декабрь -7,9

Опираясь на вышеупомянутую формулу, необходимо сложить все минусовые температуры. Число М равняется 38,5. При извлечении квадратного корня получилось 6,2. Почва в этом регионе – суглинки и глина, поэтому коэффициент равен 0,23. Путем перемножения двух чисел находят нормативную глубину промерзания грунта в Вологде. Она равна 1,43 метра. Если в какой-то части области встретятся песчаные почвы с песком крупной фракции, итог будет иным: 6,2 * 0,3 = 1,86 м.

Предлагаем ознакомиться:  Каркасная баня (207 фото): проекты размером 3х4, пошаговая инструкция строительства своими руками, отзывы владельцев
Правильное и неправильное заложение основания относительно уровня промерзания грунта
Правильное и неправильное заложение основания относительно уровня промерзания грунта

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.

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.

Глубина сезонного промерзания грунта

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.

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.
Таблица значений влияющих на тепловой режим помещений.

Особенности сооружения

Коэффициент kh при расчетной среднесуточной 
температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С

5

10

15

20 и более

Без подвала с полами, устраиваемыми:

         

по грунту

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

на лагах по грунту

1

0.9

0.8

0.7

0.6

по утепленному цокольному перекрытию

1

1

0.9

0.8

0.7

с подвалом или техническим подпольем

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

Пояснения:

  • Указанные в таблице значения коэффициента kh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента af{amp}lt; 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.

Морозное пучение грунта и фундамент

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.

Последствия морозного пучения грунта и неграмотно устроенного основания
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
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
Предлагаем ознакомиться:  Расчет дымовой трубы своими руками

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.

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.

График зависимости промерзания грунта от толщины снежного покрова

График зависимости промерзания грунта 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 фундаменте вашего деревянного дома.

Как определить реальную глубина промерзания грунта

внимание!

Внимание! Фактические и нормативные показатели ГПГ всегда будут отличаться между собой из-за ряда сопутствующих факторов, таких как толщина снега и льда, которыми укрыт грунт.

Рис. 1.4:  Нормативная глубина промерзания грунта в РФ (данные на 2006 год)

Для определения реальной глубины промерзания используется специальный прибор — мерзлотомер. Данное устройство представляет собою обсадную трубку, внутри которой размещен наполненный водой шланг с внутренними ограничителями передвижения льда. На шланг нанесена сантиметровая разметка.

Мерзлотомер погружается в грунт на глубину, равную фактической величине ГПГ (все измерения проводятся в холодное время года). Вода в трубке мерзлотомера превращается в лед на участке, где с прибором контактирует промерзшая почва.

Рис. 1.5:  Фактическая глубина промерзания почвы в РФ

Спустя 10-12 часов после погружения устройства в почву шланг с водой изымается из обсадной трубки и по замершему участку воды определяется реальная глубина промерзания почвы.

Влияние толщины снежного покрова

глубина промерзания грунта в московской области

Согласно СНиП, значение глубины промерзания также зависит от толщины снежного слоя, который лежит зимой на данном грунте. График такой зависимости хорошо иллюстрирован на нижеприведенном графике.

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.

При дополнительном утеплении ленточного мелкозаглубленного фундамента ему не страшны морозные деформации
При дополнительном утеплении ленточного мелкозаглубленного фундамента ему не страшны морозные деформации

Для того, чтобы создать дополнительное утепление фундамента, как совет, поможет высадка невысокого кустарника вокруг дома по периметру, который сможет собирать на себя снежный вал и будет защищать ваш фундамент от холода.

Наши услуги

Статьи по теме

Полезные материалы

partnery-02

Из данного материала вы узнаете, что такое морозное пучение грунта и какую опасность оно представляет для фундамента.

partnery-02

Испытание грунтов — это этап строительства, предшествующий проектированию фундамента. Испытание грунтов производится на плотность и на сдвиг.

partnery-02

При проектировании свайных фундаментов зданий и инженерно-технических сооружений выбор типа используемых железобетонных конструкций необходимо производить максимально тщательно.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector