Фактор морозного пучения
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.
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.
Предлагаем ознакомиться Виды отмосток вокруг дома технология
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%.
Под термином «морозное пучение» понимается уровень деформации грунта во время оттаивания или замерзания. Он зависит от того, какое количество жидкости содержится в слоях почвы. Чем больше этот показатель, тем сильнее промерзнет почва, поскольку по физическим законам при замерзании молекулы воды увеличиваются в объеме.
Еще одним фактором, влияющим на пучение при морозах, являются климатические условия региона. Чем больше месяцев с минусовой температурой, тем значительнее промерзает земля.
Больше всего подвержены морозному пучению пылеватые и глинистые грунты, они могут увеличиться в размере на 10% от своего изначального объема. Меньше подвержены пучению пески, совсем отсутствует это свойство у каменистых и скалистых.
Глубина грунтового промерзания, указанная в СНиП, рассчитывалась с учетом наихудших климатических условий, при которых снег не выпадает. Фактический уровень, на который промерзает земля, меньше, так как сугробы и лед играют роль теплоизоляторов.
Земля под фундаментом зданий промерзает меньше, так как в зимний период ее дополнительно согревает отопление.
Воздействие пучения грунта на плитный фундамент
От теории к практике
Ранее вы имели возможность ознакомиться с перечнем факторов, принимаемых во внимание в процессе проектирования фундамента, а также получили теоретическое представление об основных расчетных мероприятиях на этапе планирования основания. Теперь вам предлагается узнать, как проводится определение оптимальной глубины заложения на практике
На что обращаем внимание?
Ранее приводился довольно обширный перечень факторов, определяющих оптимальную глубину заложения фундамента
На практике застройщики обращают внимание лишь на некоторые из них. Об этом в таблице
Таблица. Факторы, определяющие глубину заложения
| Факторы | Пояснения |
|---|---|
Инженерно-геологические | В ходе изучения инженерно-геологических условий определяется слой грунта, способный взять на себя функции естественного несущего основания для опорной конструкции. На практике при определении глубины заложения придерживаются нижеперечисленных правил: — глубина заложения – от 50-70 см; — заглубление опорной конструкции в естественный несущий слой – от 10-20 см; — по возможности опорное основание закладывается ниже по отношению к грунтовым водам. Соблюдая это правило, застройщик избавляет себя от необходимости сооружения водоотлива. При этом будут отсутствовать нарушения природной структуры почвы. Если возможность заглубиться ниже уровня грунтовых вод ввиду каких-либо обстоятельств отсутствует, прибегают к обустройству водоотлива, шпунтованного крепления стенок ямы, в результате чего величина суммарных затрат на проведение необходимых земляных работ существенно возрастает. |
Климатические | Среди значимых климатических факторов, имеющих наибольшее значение при установлении глубины заложения опорных конструкций различного назначения, выделяют, во-первых, глубину промерзания почвы на участке, во-вторых, особенности оттаивания грунта, связанные, прежде всего, с уровнем прохождения подземных вод. Некоторые типы грунтов в процессе промерзания поддаются пучению, т.е. увеличивают свой объем. В подобных условиях фундамент строения должен быть заложен строго ниже точки глубины промерзания. К появлению упомянутого морозного пучения приводит преимущественно перемещение влаги, содержащейся в нижележащих грунтовых слоях, к фронту промерзания. Ввиду этого, большое значение при определении оптимальной глубины обустройства опорной конструкции должно уделяться показателю уровня прохождения подземных вод в холодный период года. К категории пучинистых относятся пылевато-глинистые грунты и разновидности грунтов, состоящие из мелкого и пылеватого песка. При выполнении строительных работ на таких почвах, глубину обустройства опоры определяют по показателю уровня промерзания, если подземные воды проходят менее чем на 200 см ниже точки промерзания. |
Конструктивные | Среди значимых конструктивных особенностей возводящегося строения, влияющих на итоговое значение глубины заложения основания, выделяют: — наличие цокольных/подвальных помещений и их габариты; — наличие приямков и их размерные характеристики; — наличие и габариты опорных конструкций для различного оборудования, к примеру, банной печи; — наличие подземных коммуникаций и их габаритные характеристики; — характер нагрузок, поступающих на опорную конструкцию, и их величину. Как правило, при наличии подземных помещений опорные конструкции заглубляют на 50 см ниже пола таковых. В случае обустройства столбчатой опорной конструкции, упомянутый показатель может увеличиваться до 150 см. |
Что влияет на данный параметр
Разные внешние факторы влияют на то, как глубоко промерзают почвы. Особенности погоды сильно сказываются на данном показателе. На основе изменения климата создают карты, указывающие глубину грунтового промерзания при смене сезонов.
На уровень промерзания оказывает влияние особенность рельефа в конкретной местности, плотность расположения сооружений относительно друг друга, большой или маленький населенный пункт (в большом городе минимальное значение температуры гораздо выше), наличие лесопосадок.
Важным фактором считается особенности грунта. Разные типы почвы замерзают при разной температуре с разницей во времени промерзания, при этом степень деформации будет различной.
Рыхлые почвы, пропитанные влагой, наиболее сильно деформируются во время смены циклов замерзания и оттаивания.
Какой глубины должен быть фундамент под дом
Определить самостоятельно, какой глубины должен быть фундамент, можно только оперируя точными цифрами и полученными в ходе геодезии данными. Строительство любого сооружения начинается именно с работ нулевого цикла.
Закладка надежного, прочного фундамента — это один из важнейших этапов возведения долговечного строения, будь то капитальный дом, баня, летний домик или сарай. Затраты на строительство такого основания обычно составляют 15—30 % от общей стоимости работ, однако исправление допущенных при его возведении ошибок обойдется во много раз дороже. Результатом неправильного выбора типа фундамента или нарушения технологии его строительства в лучшем случае может стать перекошенное крыльцо, треснувшие стекла на веранде или плохо открывающиеся двери и окна. От того, какой глубины должен быть фундамент дома, зависит очень многое, в том числе и безопасность проживания в нем без риска обрушения несущих конструкций.
Разумеется, большие расходы совсем не являются гарантией прочности. Некоторые состоятельные застройщики делают мощный фундамент, заглубленный по всему периметру на глубину промерзания, не жалея на это ни труда, ни средств, даже если предполагается строить относительно легкий дом. Затратный подход к выбору фундамента, уместный для многоэтажного дома, в индивидуальном строительстве не всегда оправдан. Более того, если сам дом легкий (брусовый, щитовой, каркасный), такая глубина фундамента под дом может оказаться ошибочной: в первую же зиму пучинистые силы грунта его неравномерно поднимут.
При выборе глубины фундамента для дома следует делать расчет на основе сбора нагрузок от конструкции здания и данных инженерно-геологических изысканий. К последним относятся исследования свойств и состава грунта, взятого из пробуренных на участке шурфов, и химический анализ воды. При постройке деревянных домов глубина таких скважин должна составлять 5 м, для кирпичных и каменных домов — 7—10 м. При этом скважин требуется как минимум четыре, хотя бы по углам будущего строения. Стоимость этих работ и экспертиз, как правило, невелика по сравнению с общей стоимостью строительства, а в сравнении с бюджетом исправления ошибок и подавно. На практике же такие расчеты проводят крайне редко и просто выбирают типовой готовый проект. Но без привязки к конкретным местности и грунту это фактически выброшенные деньги. Узнать по ним, какая глубина фундамента дома необходима в каждом конкретном случае, не реально.
Что делать, чтобы не допустить промерзания
В настоящее время используется несколько технологий, благодаря которым грунт может быть защищён от промерзания. Всё зависит от того, за какой срок должны быть выполнены земляные работы. И от того, какие условия складываются в той или иной местности относительно климата.
Главное — следует предпринимать такие меры до того, как наступят заморозки. Но после того, как осенние дожди уже закончились. Например, широко распространён метод поверхностного рыхления грунтов. Кроме того, материал утепляют специальными материалами. Или проводят химическую обработку с помощью специальных веществ.
Рыхлая структура с воздушными пустотами получается, когда поверхность вспахивается, а в дальнейшем проводится боронование. Начало промерзания отдаляется на полтора месяца из-за того, что эти факторы сочетаются со снежным покровом, который образуется естественным путём. Специальные рыхлители используются на глубине до 30−35 сантиметров. Боронование проводится на 15−20 сантиметров.
Подготовка против промерзания нужна грунтам хотя бы потому, что это делает земляные работы в зимний период гораздо более экономичными. Утепление быстротвердеющей пеной или пенопластом тоже считается перспективной технологией, которая помогает решить проблему с максимальным результатом и минимальными затратами денежных средств. В некоторых случаях использование специальных химикатов становится единственно возможным выходом. При этом не стоит волноваться, коррозии основных строительных компонентов не будет.
Заливка
Обустраивая незаглубленный фундамент своими руками, особое внимание важно уделить заливке. В первую очередь определяют высоту ленты. Если высота опалубки совпадает с проектной высотой фундаментного основания, дополнительных мер не требуется
Если высота опалубки совпадает с проектной высотой фундаментного основания, дополнительных мер не требуется.
Если края опалубки выше необходимого уровня, проводят измерения и на нужной высоте натягивают шнуры, предварительно проверив их горизонтальность и расстояние от арматурного каркаса. Заливку производят, ориентируясь на эти шнуры.
Для заливки рекомендуется заказать миксер с бетоном – это позволит без перерывов заполнить смесью всю ленту
Заливку важно выполнять в нескольких местах, а не с одного угла – это упростит распределение смеси внутри опалубки
Бетон выравнивают по контрольным шнурам или по верхнему срезу опалубки, а затем удаляют пустоты, для чего используют вибратор или арматурный прут, которым придется многократно проткнуть материал по всему объему опалубки. Также применяется метод «простукивания» — для этого молотком ударяют по щитам опалубки во многих местах, чтобы волна вибрации заставляла воздушные пузыри подниматься на поверхность.
Обустраивая фундамент под свой дом или хозяйственную постройку, можно готовить бетонную смесь самостоятельно, используя мобильную бетономешалку с электроприводом
При этом важно соблюдать пропорции воды, цемента и наполнителя при приготовлении смеси и не делать больших перерывов при заливке ленты по частям
После удаления воздуха бетон прикрывают пленкой, чтобы он не терял влагу, которая необходима для полного схватывания цементной составляющей и набора прочности. В жаркую погоду поверхность бетонной ленты следует периодически увлажнять.
Когда бетон наберет прочность, опалубку можно снять и приступить к возведению строительных конструкций, предварительно выполнив гидроизоляцию фундаментного основания.
Глубина промерзания 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.
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.
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.
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
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.
Значение d0 для грунтов неоднородного сложения берется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.
