На сколько промерзает земля

Замерзание почвы – широко распространенное явление. Замерзание влаги в почве, как правило, происходит при температурах ниже 0^оС, поскольку она представляет собой не чистую воду, а раствор солей различных концентраций. Поэтому даже при низких температурах не вся влага находящаяся в почве, замерзает. Прочносвязанная влага и некоторая часть рыхлосвязанной влаги замерзнуть не могут вследствие влияния на них сорбционных сил. Остальная часть влаги вплоть до влаги соответствующей максимальной гигроскопичности замерзает в пределах до —10° С.

Глубина промерзания почвы зависит от многих причин.

Глубина промерзания грунта в Новосибирске

Наиболее важная из них — толщина снегового покрова. Чем она больше, тем меньше глубина промерзания почвы. Все, что влияет на толщину снегового покрова (мощность растительного покрова, микрорельеф и т. п.), влияет на глубину промерзания почвы. Она зависит от наличия торфа и его мощности, от влажности почвы. Чем больше мощность торфа и чем выше влажность почвы, тем меньше глубина промерзания.

Замерзание почвы начинается обычно с наступлением устойчивых отрицательных температур до образования снежного покрова. Иногда снежный покров устанавливается до наступления температур ниже 0^оС и промерзание почвы начинается уже под тонким снеговым покровом.

В дальнейшем мощность промерзшего слоя постепенно нарастает, достигая наибольшей величины в конце января — в феврале.

В феврале или с начала марта, когда снеговой покров еще продолжает оставаться очень мощным или даже нарастает, глубина промерзания начинает уменьшаться вследствие оттаивания почвы снизу. Оттаивание почвы под снегом происходит за счет тепла, находящегося в нижних горизонтах почвы и передаваемого вследствие теплопроводности в верхние ее слои. Такая передача идет непрерывно, но в начале и середине зимы она не может компенсировать потерю тепла, излучаемого из-под тонкого снегового покрова и отдаваемого в сильно охлажденную атмосферу. В конце зимы, когда температуры воздуха становятся выше, а снеговой покров толще и, следовательно, потеря тепла уменьшается, тепло, идущее из нижних слоев почвы, с избытком компенсируя потерю его из верхних слоев, вызывает оттаи­вание почвы снизу.

По Н. А. Качинскому оттаивание может идти двумя путями.

1. Оттаивание, идущее снизу, заканчивается до того, как сойдет снег. Мерзлая прослойка исчезнет у самой поверхности почвы. Этот случай имеет место при мощном снеговом покрове и неглубоком промерзании почвы.

2. Снеговой покров сходит до того, как полностью оттает почва. Оттаивание почвы начинается также снизу, а затем идет одновременно сверху и снизу, и мерзлая прослойка в конце исчезает на той или иной глубине.

Для районов, где среднегодовая температура почвы близка к 0^оС и ниже, характерен третий вариант оттаивания почвы – только сверху, поскольку здесь в глубоких слоях почвы отсутствует запас тепла, который мог бы вызвать оттаивание почвы снизу.

Особое влияние на глубину снежного покрова оказывает лес. В лесу снежный покров всегда более мощный, чем на безлесных пространствах. Поэтому замерзание почвы под лесом либо не наблюдается совсем, либо бывает менее длительным и менее глубоким, причем почва успевает оттаять еще до начала таяния снега. Благодаря этому, а также более медленному таянию снега поглощение почвой талых вод в лесу идет значительно полнее, чем вне его.

Большое влияние а глубину промерзания почвы оказывает лесная подстилка. В опытах с удалением лесной подстилки, глубина промерзания почвы резко возрастала. Существенно влияет на глубину промерзания и состав древостоя. В густых еловых древостоях, где значительное количество снега задерживается на кронах деревьев, вследствие меньшей мощности снегового покрова и большей его плотности глубина промерзания бывает всегда больше.

Промерзание почвы имеет целый ряд неблагоприятных последствий, в частности: понижение водопроницаемости почв, а следовательно усиление поверхностного стока, снижение теплообеспеченности, вымерзание растений, задержка микробиологических и химических процессов, идущих в почве. В то же время можно отметить и положительные следствия этого процесса, в частности, благоприятное влияние на образование структуры в почве, миграция почвенных животных в нижние слои почвы под влиянием замерзания, способствующая разрыхлению почвы и улучшению ее водопроницаемости.

 

Глубина промерзания грунтов

Грунт — глубина и скорость промерзания

Глубина и скорость промерзания грунтов являются важными факторами в процессе их морозного пучения. Глубина и скорость промерзания зависят от вида грунтов и их природной влажности, значений отрицательной температуры наружного воздуха и продолжительности холодного периода года.

Наблюдениями за глубиной промерзания грунтов установлено, что влажные глины и суглинки промерзают примерно на 20 % меньше, чем супеси, пески мелкие и пылеватые, а пески крупные и крупнообломочные грунты промерзают еще больше, чем супеси и пылеватые пески.

Глубина промерзания грунтов в пределах территории РФ колеблется в широких пределах – от 0,5 до 6 м. Максимальные значения глубины промерзания грунтов наблюдаются в Забайкалье, ближе к границе Монголии, преимущественно на песчаных и крупнообломочных грунтах и большей частью на склонах северной экспозиции.

Глубина промерзания грунта зависит также от снегового покрова, теплоизоляции грунта, наличия покрытий

Величина глубины промерзания грунтов оказывает большое влияние на вспучивание дневной поверхности грунта. Например, в Забайкалье пучение свободной поверхности грунта достигло 39 см при глубине промерзания суглинистого грунта на 2,8 м, а сильнопучинистый суглинок в Московской области вспучается на 15 см при глубине промерзания на 1,5 м.

Значения морозного пучения грунтов зависят от скорости промерзания, а скорость, в свою очередь, зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха.

Экспериментально установлено, что чем меньше скорость промерзания, тем больше величина пучения и, наоборот, при больших скоростях промерзания величина вспучивания грунта меньше.

На величину вспучивания оказывает влияние коэффициент фильтрации глинистого грунта, которой обусловливает подток количества влаги к фронту промерзания. В образцах, замерзающих при большой скорости промерзания, визуально не наблюдается образования ледяных включений в виде прослоек и линз, следовательно, грунт незначительно ухудшает свои физические свойства при оттаивании.

При малой скорости промерзания грунта происходит формирование льдистой текстуры, сопровождающееся повышенным накоплением ледяных включений в нем за счет миграции воды из нижележащих слоев талого грунта. Такие грунты при оттаивании резко ухудшают свои физические свойства. Иногда грунты, имеющие твердую или пластичную консистенцию до промерзания, превращаются в текучее состояние после промерзания и оттаивания.

Наибольшее количество льда в грунтах природного сложения скапливается при промерзании грунта на глубину до 1-1,2 м, т.

Промерзание грунта в разных регионах

е. там, где больше сказывается колебание отрицательной температуры наружного воздуха, например, при смене холодной погоды на оттепели.

Вышерассмотренные факторы обусловливают проявление свойств пучинистых грунтов, выражающееся в увеличении объема при замерзании и уменьшении при оттаивании. Этот процесс причиняет серьезные повреждения фундаментам строящихся зданий и сооружений вообще и в особенности малонагруженным фундаментам в период эксплуатации.

Следовательно, при проектировании фундаментов с применением различных противопучинных мероприятий необходимо знать не только грунтовые условия данной площадки по инженерно-геологическим отчетам, но и основные свойства пучинистых грунтов вообще, а также факторы, обусловливающие силы и деформации морозного пучения.

Обычно в отчетах гидрогеологических изысканий отсутствует детальное описание строения грунтов, их состава и влажности, начиная от дневной поверхности до глубины промерзания, т. е. того слоя грунта, который ежегодно промерзает и оттаивает и в котором протекают физико-механические процессы морозного пучения.

Перейти к началу раздела → Фундаменты на пучинистых грунтах

Чтобы купить пеноблоки от производителя в Московской области или заказать нужный объём, необходимо предварительно связаться с отделом продаж пеноблоков.

Отдел продаж → Стоимость пеноблоков и цены

Добавить страницу в социальные закладки:

Глубина промерзания грунта

Каждую зиму грунт промерзает на некоторую глубину, при этом содержащаяся в грунте вода замерзает, превращается в лед и расширяется, тем самым, увеличивая объем грунта.

Какова глубина промерзания грунта в Московской области?

Этот процесс называется пучением грунта. 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 типа грунта: глинистые грунты промерзают чуть меньше песчаных, 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.

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

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 мелкозаглубленных фундаментов, которые закладываются на глубину выше глубины промерзания, но благодаря утеплению грунта остаются устойчивыми.

Читайте так же:

• Силы морозного пучения грунтов

  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.

• Уровень грунтовых вод

  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

  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

  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

  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.

Дата публикации: 07.10.2010 14:49:25

Это один из важнейших параметров, которые необходимо учитывать при заложение фундамента.

Нормативная глубина промерзания грунта, СНиП

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

Эту величину можно просчитать по формулам, которые представлены в СНиП 2.02.01-83* — «Основания зданий и сооружений» в пункте 2.27. Расчет по этим формулам сложен и подходит больше для лаборатории исследующих почвы.

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.

Ханты-Мансийск	240
Новосибирск, Омск	220
Ухта, Тобольск, Петропавловск	210
Орск, Курган	200
Магнитогорск, Челябинск, Екатеринбург, Пермь	190
Оренбург, Уфа, Сыктывкар	180
Казань, Киров, Ижевск	170
Самара, Ульяновск	160
Саратов, Пенза, Нижний Новгород, Кострома, Вологда	150
Тверь, Москва, Рязань	140
Санкт-Петербург, Воронеж, Волгоград	120
Курск, Смоленск, Псков	110
Астрахань, Белгород	100
Ростов-на-Дону	90
Ставрополь	80
Калининград	70

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

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – это глубина промерзания основания непосредственно около возводимого фундамента. Она изменяется вниз от поверхности грунта и показывает, как изменяются его свойства при отрицательных температурах. Наибольшее влияние на изменение свойств грунта при промерзании оказывает замершая вода, поэтому глубина промерзания напрямую зависит от уровня грунтовых вод (УГВ).

Если глубина промерзания грунта и уровень грунтовых вод не соприкасаются, то грунт является более надёжным.

Глубина промерзания грунта

Если же глубина промерзания ниже УГВ, то возможны резкие изменения в свойствах грунта при перепадах температуры при замерзании и оттаивании.

Значение влияния грунтовых вод на фундамент состоит в том, что многие водонасыщенные глинистые грунты обладают пучинистыми свойствами, т.е. увеличивают свой объем при замерзании посредством образования в них прослоек льда. Замерзание сопровождается подсосом грунтовой воды из ниже лежащих слоев грунта, за счет чего толщина прослоек льда еще больше увеличивается. Это приводит к возникновению сил пучения по подошве фундамента, которые могут вызвать подъем здания. Последующее оттаивание таких грунтов приводит к резкому их увлажнению, снижению их несущей способности, повышению их подвижности и просадкам здания или сооружения.

Наибольшему пучению подвержены грунты, содержащие пылеватые и глинистые частицы. К непучинистым грунтам относят: крупнообломочный грунт с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности — глубина заложения фундаментов в них не зависит от глубины промерзания в любых условиях.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают в соответствии с СП 22.13330.2011 равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов. При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно ГОСТ 25100 переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

Расчёт глубины промерзания грунта

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

d_fn = d_o×√M_t,

где M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d_o – коэффициент, учитывающий тип грунта под подошвой фундамента.

Значение d_o принимают равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м; крупнообломочных грунтов — 0,34 м; для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где d_fn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, определяют по формуле

d_f = k_h×d_fn,

где d_fn — нормативная глубина промерзания, м,

k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения.

Расчетная глубина промерзания грунта должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).

Вы смотрели: Глубина промерзания грунта, расчёт глубины промерзания грунта.