Глубина сезонного промерзания грунта – это максимальная глубина, на которую почва может промерзнуть зимой. Этот показатель является одним из самых важных в строительстве, так как определяет границу, ниже которой рекомендуется располагать подошву фундамента и подземные трубопроводы. Также, глубина промерзания является одним из важных факторов, определяющих условия перезимовки зимующих культур, а также определяющих сток талых вод в весенний период. В последнем случае глубина промерзания влияет на увлажнение почвы после схода снежного покрова. Глубокое промерзание препятствует проникновению талой воды в нижние слои почвы.
Существует два вида глубины промерзания
Факторы влияющие на глубину промерзания почвы
Фактическая глубина промерзания зависит от типа почвы, от теплоемкости, теплопроводности и влажности почвы, рельефа, от толщины снежного покрова и наличия растительности, предохраняющих почву от сильного выхолаживания, скорости потока грунтовых вод (чем она больше, тем промерзание меньше).
Но основным фактором являются погодные условия: в малоснежные и очень морозные зимы почва промерзает до 170-250 см, а в теплые и снежные – до 50 см. Снег значительно уменьшает отдачу тепла из почвы в атмосферу, так как содержит много воздуха и обладает в силу этого малой теплопроводностью. Поэтому снежный покров по мере нарастания его мощности замедляет охлаждение почвы и ее промерзание. График зависимости промерзания грунта от толщины снежного покрова При наличии снежного покрова следует вводить коэффициент 0,85 при толщине покрова 0,25 м, коэффициент 0,7 при толщине 0,5 м и 0,65 при толщине 0,75 м.
Влияние толщины снежного покрова на промерзание грунта Для нормативной же глубины промерзания важны тип грунта и сумма среднемесячных отрицательных температур, остальные факторы по умолчанию принимаются наихудшими. Расчет производится по формуле: H = √M*k, где М — сумма среднемесячных отрицательных температур за год, k — коэфициент по каждому из типов грунтов.
Период промерзания и оттаивания
Промерзание почвы зимой нарастает из месяца в месяц и, в большинстве регионов, достигает своего максимума в марте. В начале апреля происходит постепенное оттаивание почвы, которое идет как с низу, так и с верху мерзлого слоя. Полное оттаивание наступает не ранее второй половины мая. В случае возврата холодов верхний талый слой может вновь замерзнуть и тогда на некоторой глубине образуется прослойка не замерзшей почвы. График промерзания грунта в Москве за 2021 год по данным базы climate-energy.ru Тем не менее, на территории огромной площади России (главным образом в Сибири) почва промерзает настолько глубоко, что в летний период грунт успевает оттаять только с поверхности, а глубже остается постоянно мерзлый горизонт, известный под названием вечной мерзлоты.
Для более ясного представления периодов замерзания и оттаивания грунтов в конкеретном регионе можно воспользоваться таблицей температур грунта на различных глубинах по месяцам из книги «Справочник работника газовой промышленности» 1989 года.
Таблица глубины промерзания грунта в крупных городах России
Разнообразие форм рельефа, растительности, почвы на территории России приводит к существенным различиям в глубине промерзания почвы. В средней полосе Европейской части глубина промерзания колеблется в пределах от 1 до 1,5 м, в южных районах — от 40 до 50 см. В Восточной Сибири, где зимы холоднее и снежный покров очень мал, глубина промерзания доходит до нескольких метров. Так, в Калининграде почва промерзает лишь до 0.59 м, а в Якутске до 4.41 м. При этих условиях за летний период грунт успевает оттаять только с поверхности, а глубже остается постоянно мерзлый горизонт, известный под названием вечной мерзлоты.
Ответ: при использовании наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учесть, что она должна определяться не по глубине расположения нулевой температуры, которую обычно сообщают метеорологические станции гидрометслужбы, а по глубине образования твердомерзлого грунта. Последняя обычно расположена выше линии нулевой изотермы (РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ МОСКВА,1978).
Реальная глубина промерзания грунта зависит от многих условий, действующих в определенное время на конкретный участок. Рассмотрим их:
1.Так теплоизоляция участка (дом, утепленная постройка и т.д.) ведет к снижению уровня глубины его промерзания.
2.На участок, может действовать внешняя температура (пониженная или повышенная). Например, доменная печь (где нибудь на Кузбасе) ведет к уменьшению глубины промерзания расположенного под ней грунта по отношению к соседним участкам, если вообще будет промерзать. И наоборот, стоящий холодильник повысит уровень глубины промерзания.
Таким образом, фактическая глубина промерзания это отдельное понятие. Нормативная глубина промерзания- совершенно другое понятие (см. ниже), не зависящее от влияния внешних факторов (созданных искусственным путем). А также не зависит от снежного или ледяного покрова. См. определение нормативная глубина промерзания в СНИП 2.02.01 — 83 и 2.02.01-83*
Ответ: это глубина промерзания на расчищенном от снега участке (т. е. с более худшими условиями). Так как снег и лед является отличными теплоизоляторами.
Нормативнаяглубина промерзания грунта занесена в карты:
Как расчитать нормативнуюглубину промерзания?
Когда многолетние наблюдения отсутствуют, нормативную глубину промерзания определяют теплотехническим расчетом. А в районах, где глубина промерзания — не > 2,5 м, допускается формула:
Используя СНиП 2.02.-83
Mt (для Владивостока) по таблицам получается /суммируем все отрицательные температуры за год/: 12.6+9.1+2.1+1.0+9.3=34,1;
dfn-для суглинков можно определить по схем-картам (Рис.3.16; Рис.1 и Рис 3), на которых нанесены изолинии нормативных глубин промерзания для данного грунта (d0 = 0,23 м). При наличие в зоне промерзания других грунтов, dfn из карты нужно умножить на величину отношения d0/ 0,23. Где d0 соответствует грунтам вашей строительной площадки.
Если значения dfn, вычисленные по формуле и по карте не совпадают. Нужно руководствоваться расчетными данными.
Глубина промерзания грунта является одним из основных параметров, от которого напрямую зависит величина заглубления фундаментной конструкции. Различные грунты промерзают по-разному, именно поэтому необходимо понимать особенного того места, где намечается застройка. На глубину промерзания грунта так же оказывают влияние морозное пучение и уровень залегания подземных вод.
Глубина промерзания грунта в СНиП.
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
Глубина промерзания грунта по СНиП. м
Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, можно определить даже при отсутствии данных многолетних наблюдений, и выполнять такой расчет необходимо на основе теплотехнических расчетов. В районах, где глубина промерзания грунта не превышает 2,5 метра, ее нормативное значение определяется по формуле:
dfn = d0 * √Mt
Значение d0 для грунтов неоднородного сложения берется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.
Глубина промерзания грунта в Московской области.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта.
Расчетная глубина сезонного промерзания грунта – это величина которая получена путем подсчета всех факторов влияющих на промерзание грунта. df, м, определяется по формуле:
df = kh * dfn
Коэффициент kh при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С
Для того, чтобы возводимое строение было не только уютным, но и достаточно долговечным, при его строительстве нужно учитывать различные технологические нюансы, одним из которых является глубина промерзания грунта. В противном случае, нарушение строительных технологий может привести к возникновению большого количества проблем, итогом которых может стать снос низкокачественной постройки.
Так как основанием любого строительства является надежный фундамент, то на него и возлагаются нагрузки абсолютно всех конструктивных элементов здания. И ошибки, допущенные при его закладке, могут привести к разрушению дома, уже в самом ближайшем будущем. По истечении времени фундамент может проседать, вследствие чего на стенах с большой долей вероятности появятся трещины. Для того чтобы этого не случилось, необходимо учитывать глубину промерзания грунта.
Грунт – это горные породы, почвы, антропогенные организации, представляющие собой сложную геологическую макросистему, которая подвергается постоянным исследованиям.
Промерзанием грунта называют переход почвы из талого состояния в замерзшее. Почва, имеющая отрицательную или нулевую температурную отметку, именуется мерзлым грунтом. Иногда встречаются участки местности, на которых даже в весеннее время не происходит оттаивания почвы. Это так называемые вечномерзлые грунты.
Основными причинами промерзания грунта является влажность и понижение температуры окружающей среды. Объем воды при замерзании увеличивается примерно на 10 процентов, что, соответственно, и приводит к поднятию грунтов. Количество образовавшегося льда и степень поднятия грунта зависят от температурного режима и уровня промерзания почвы. Иными словами в холодный период времени земля старается как можно больше вытеснить из себя фундамент постройки. Весной происходят обратные действия. Когда льды и снега начинают таять, грунт пытается втянуть фундамент как можно глубже внутрь себя.
Замерзание земли в осенне-зимний период и есть сезонное промерзание грунта. Ежегодно верхний слой почвы замерзает и оттаивает. Сезонное промерзание грунта происходит практически по всей территории бывшего СССР.
Глубина промерзания грунта – это максимальная глубина, на которую почва обычно промерзает в зимний период времени.
Нормативная глубина промерзания грунта – это глубина, которая является средней из самых рекордных показателей ежегодных (сезонных) промерзаний грунтов на открытой и не заснеженной местности. Обычно расчеты нормативной глубины промерзания грунта основываются на наблюдениях за показателями не менее чем десятилетнего срока промерзания земли на определенной территории.
Нормативная глубина промерзания грунта зачастую намного отличается от реальной глубины. Происходит это от того, что нормативные данные промерзания почвы вычисляются в условиях отсутствия снега на местности, и как следствие, низкой влажности почвы. Снег со льдом – это не только хороший источник влаги, но и отличный очаг термоизоляции. Вывод: чем больше снежного покрытия на территории, тем меньшей будет глубина промерзания грунта. Следовательно, при постройке жилого помещения, отапливающегося в зимний период, глубина промерзания грунта значительно уменьшится. И, наоборот, при строительстве сооружения, в котором не планируется установка отопительных приборов, глубина промерзания грунта увеличится. Отсюда следует, что при строительстве отапливаемого помещения, уровень реального промерзания почвы меньше нормативного процентов на 20-30.
Самой распространенной ошибкой является полная убежденность некоторых строителей в том, что чем глубже основать фундамент, тем более устойчивым будет данное строение. Это мнение в корне неверно. Нельзя допускать того, чтобы предельная глубина промерзания грунта находилась намного выше цокольного уровня фундамента, потому как перенапряжение мощностей в этих районах при больших заморозках может стать разрушительным для дома.
Еще одним фактом деформации фундамента являются морозные пучения, то есть увеличение (поднятие) объемов почвы в момент ее промерзания. Чем выше уровень влаги в земле, тем сильнее увеличиваются ее объемы во время замерзания. Чтобы избежать негативных последствий, связанных с пучением (подъемом) грунтов, специалисты рекомендуют заливать фундамент немного ниже сезонного уровня промерзания почвы. Для этого перед началом строительства дома на пучинистом грунте необходимо узнать точные данные о промерзании почвы данной местности.
Перед строительством капитального жилого дома обязательно нужно учитывать все внутренние и внешние природные факторы, одним из которых является сезонное промерзание грунта на застраиваемой местности.
Глубина промерзания грунта является одним из основных факторов, который учитывается, при заложении фундамента. Именно данный фактор влияет на принятие решения о свойствах и самой конструкции фундамента.
На глубине промерзания грунта температура почвы не опускается ниже 0 градусов, по этой причине вода не замерзает и не расширяется. Следовательно, ленточные и столбчатые фундаменты закладывают на глубину промерзания грунта.
Нормативная глубина промерзания грунта.
Таблица глубины промерзания грунта СНиП.
Глубина сезонного промерзания грунта.
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
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.
График зависимости промерзания грунта от толщины снежного покрова 
Влияние толщины снежного покрова на промерзание грунта 
График промерзания грунта в Москве за 2021 год по данным базы climate-energy.ru 
Ответ: при использовании наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учесть, что она должна определяться не по глубине расположения нулевой температуры, которую обычно сообщают метеорологические станции гидрометслужбы, а по глубине образования твердомерзлого грунта. Последняя обычно расположена выше линии нулевой изотермы (РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ МОСКВА,1978).
