Под глубиной промерзания грунта подразумевают толщину слоя земной коры, которая имеет отрицательную температуру в период наиболее холодных малоснежных зим. Нижняя граница зоны промерзания соответствует изолинии 0 градусов Цельсия. Глубина промерзания грунта в Ленинградской области составляет 1 - 1,5 м.
Учёт глубины промерзания при закладке основания и фундамента зданий
Сезонное промерзание грунтов учитывается при закладке фундамента. Нижняя граница фундамента не должна находиться выше нулевой изотермы. Желательно, чтобы она была на 15 - 20 см ниже этого уровня. Такой фундамент называют заглублённым.
Частое промерзание и последующее оттаивание пород могут приводить к их деформациям, что может сказаться на стабильности зданий и сооружений. Непромерзающие породы более стабильны, поэтому именно они и должны быть опорой для основания и фундамента.
Глубина промерзания грунта определяет и предпочтительную конструкцию фундамента. Она может быть винтовой, ленточной, столбчатой, плитной и т.д.
Факторы, влияющие на глубину промерзания
На глубину промерзания грунта оказывают влияние различные факторы. Климатический (погодный) является наиболее существенным, и именно на его основе строятся карты глубины сезонного промерзания грунта. Однако важным является и микроклиматический фактор, который зависит от рельефа местности, плотности застройки, размера населённого пункта (в городах минимальные температуры существенно выше), наличия или отсутствия древесной растительности и т.д.
Большое значение имеют свойства грунта. Различные типы пород промерзают с разной скоростью и деформируются по-разному. Рыхлые, насыщенные водой породы дадут больше деформаций при прохождении цикла промерзания-оттаивания.
Глубина промерзания грунта в Ленинградской области
Климатические условия в нашей стране таковы, что основная часть территории оказывается в зоне промерзающих грунтов, что связано с географическим положением. В Ленинградской области глубина промерзания грунта меньше, чем в среднем по России. Это объясняется расположением города вблизи западных границ РФ, где влияние тёплой Атлантики максимально.
В наиболее благоприятных условиях находится Краснодарский край: там глубина сезонного промерзания минимальна (менее 80 см). Рост глубины промерзания отмечается при движении в северо-восточном направлении, что связано с возрастанием роли Азиатского антициклона, ведущего к выхолаживанию воздуха. В Ленинградской области глубина промерзания грунта составляет 100 – 140 см, увеличиваясь в пределах данных цифр с запада на восток. В будущем глобальное изменение климата может привести к уменьшению этих показателей, однако пока зимы остаются достаточно холодными, несмотря на общий тренд потепления.
Нормативная глубина промерзания грунта (СНиП)
Нормативное промерзание грунтов – легко определяемая величина. Установленные в СНиП нормы и правила по проектированию строительных работ позволяют учесть и исключить основные факторы риска, что дает гарантию долговечности и надёжности возводимых строений. СНиП "Основание зданий и сооружений" представляет собой нормативную правовую базу, предназначенную для проектировщиков, инженеров, частных лиц, архитекторов. Она была создана усилиями геологов и инженеров ещё в советские времена, однако её продолжают успешно применять и в настоящее время. В соответствии с документами 2.02.01-83 и 23-01-99, глубина залегания проектируемого фундамента определяется, исходя из следующих факторов:
- Конструкция и вес здания.
- Функциональное назначение строящегося дома.
- Общая глубина сезонного промерзания для данного региона.
- Гидрологические и геологические условия местности.
- Глубина залегания фундаментов у соседних зданий.
- Особенности рельефа местности.
- Физические характеристики грунта (плотность, пористость, наличие или отсутствие пустот, слоистость грунта и т.д.).
Расчёт глубины промерзания грунта
Глубина промерзания грунта определяется как корень квадратный из суммы среднемесячных температур при условии, что они отрицательные – М, умноженный на коэффициент – К, который является справочной величиной и зависит от типа грунта. Для глины К - 0,23, для мелкого песка – 0,28, для крупного песка – 0,3, для пород, состоящих из крупных обломков – 0,34. Крупнообломочный материал промерзает сильнее, чем мелкозернистый. Также глубина промерзания зависит от содержания воды в грунте: чем её больше, тем быстрее идёт промерзание. Степень деформации грунта определяет показатель вспучивания.
Наиболее выражено морозное вспучивание у глинистых и мелкодисперсных грунтов. В этих случаях объём породы при замерзании может возрастать до 10 процентов. Для каменистых грунтов показатель практически нулевой.
Дополнительные факторы
При расчёте глубины промерзания стоит обратить внимание и на такой показатель, как снежность зим. Наличие снега, как и отопление в доме, уменьшают скорость промерзания, поэтому в реальных условиях этот показатель меньше теоретического на 20 – 40 процентов. Можно ещё больше снизить глубину промерзания, если обложить фундамент с внешней стороны утепляющим материалом. Это позволит уменьшить глубину фундамента и затраты на его сооружение.
Глубина промерзания может увеличиться, если регулярно очищать приусадебный участок от снега, поэтому делать это не всегда рекомендуется.
В местах с особо холодным климатом глубина промерзания может быть больше двух метров. В таком случае сооружение стандартного фундамента может оказаться делом сложным и затратным. В таких случаях прибегают к возведению свайных конструкций или устанавливают неглубокий фундамент в местах, где породы не склонны деформироваться при морозе.
Для определения особенностей грунтов и геологических условий местности нанимают специалистов. Стоимость исследования составляет около 1000 долларов. Многие организации, предлагающие услуги по строительству частных коттеджей, руководствуются общими схемами и не проводят исследований. Однако это может нести риск для строений. Поэтому лучше всё же потратить некоторую сумму, чтобы потом не потерять ещё большую.
