Глубина промерзания грунта по регионам. СНИП

Глубина промерзания грунта почти всегда определяет тип фундамента и степень его погружения в почву. Насколько связаны эти величины и как они влияют друг на друга?

Что влияет на промерзание

Все грунты ведут себя по-разному в одних и тех же условиях. Это всегда учитывают при проектировании оснований и фундаментов на всех территориях в разных регионах. Глубина промерзания грунта для всех пород разная. От чего она зависит:

• температурный режим местности;
• наличие и уровень грунтовых и подземных вод;
• степень пучинистости грунта;
• плотность основания.

Все эти факторы влияют на величину значения промерзания, индивидуальную для каждого типа почв.

Соответственно, учитывая все условия, выбирают вид фундамента, который сможет обеспечить целостность и прочность всего дома на конкретной территории.

Нормативы

Для облегчения работы проектировщиков был создан СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», в котором прописаны нормы расчета разных типов фундаментов. Также разработано приложение к документу в виде карты России, в которой указана нормативная глубина промерзания грунта для каждой территориальной зоны.

Для удобства данные сведены в таблицу, и для некоторых городов значения коэффициентов и глубины промерзания можно взять отсюда:

Пункт 2.25 данного СНиП указывает, от чего зависит глубина заложения фундамента:

• от назначения и особенностей конструкции здания, от величины нагрузки на основание, а также глубину укладки коммуникаций;
• от рельефов местности;
• от инженерно-геологической обстановки;
• от гидрологической ситуации;
• от глубины сезонного промерзания.

Для первых факторов присваивают коэффициенты в зависимости от классификации сооружений. Нормативную величину промерзания определяют как среднее значение максимальных уровней замерзания участка почвы, очищенного от снега и свободного от грунтовых вод за период не менее 10 лет.

Расчет

На основании п. 2.27 СНиП 2.02.01-83* можно провести теплотехнический расчёт нормативной глубины промерзания, если для определяемой местности нет готовых значений. Величина определяется по формуле:

D_fn=d₀√M_t , где

M_t – безразмерный коэффициент, равный общей сумме значений минусовых зимних температур в регионе (по СНиП климатологии и геофизики). Если таковые наблюдения не проводились, то значение берут, исходя из наблюдений метеостанции, находящейся в подобных погодных и климатических условиях с интересующей местностью;

d₀ – величина в метрах, персональная для всех групп грунтов:

• глины и суглинки – 0,23;
• супеси и пылеватые, мелкие пески – 0,28;
• гравелистые, крупные и средней крупности пески – 0,30;
• грунты крупнообломочные – 0,34.

Когда известна нормативная величина, можно произвести расчет глубины промерзания грунта (d_f), которая учитывается непосредственно при определении параметров фундамента:

d_f = k_{h ∙} d_fn , где k_h – коэффициент теплового режима здания. Он определяется по таблице для наружных стен фундамента отапливаемого помещения.

Для наружных и внутренних частей основания неотапливаемых помещений величина k_h = 1,1 (не распространяется на регионы с отрицательной среднегодовой температурой, для таких существует специальный расчет, опирающийся на характеристики вечномерзлых грунтов).

Основные характеристики оснований

Поскольку все грунты имеют разную плотность, структуру, они ведут себя по-разному при воздействии воды и температурных перепадов.

Скалистые породы практически не подвержены структурным изменениям из-за воздействия климатических воздействий, поскольку в их основании – твердый камень. Такие удобно использовать непосредственно в качестве фундамента после предварительного выравнивания и подготовки.

Хрящеватые грунты представляют собой смесь из земли, песка, глины и значительного количества камней, гравия. Их особенность: мало подвержены вымыванию, поскольку хорошо дренажируют вод.

Песчаные грунты являются надежным основанием при условии, что не содержат пылеватых и мелких фракций. В процессе усадки дома происходит значительное уплотнение и проседание грунта, но в нем практически не идут процессы пучения.

Суглинки и супеси подходят для строительства только в некоторых случаях при определенных своих характеристиках. Для таких грунтов крайне важно правильно подобрать фундамент, поскольку при застывании пород происходит значительное их пучение.

Глинистые породы – самые сложные для устройства основания: они расширяются в зимнее время, подвержены активному движению под действием воды. Дом на глинистом грунте может «гулять», потому фундамент нужно подбирать крайне тщательно.

Грунтовые воды

Это ближайший к поверхности почвы уровень жидкости, расположенный выше водоупорного слоя. Этот слой не дает влаге просочиться вглубь. Его постоянно пополняют дождевые осадки, тающие снега, реки и озера.

Глубина сезонного промерзания грунта зависит и от уровня грунтовых вод. Если они присутствуют в геологическом разрезе, значит, величина промерзания увеличена по сравнению с расчетной для местности, поскольку при определении коэффициентов рассчитывают сухой грунт. Это распространяется на те случаи, когда УГВ выше глубины промерзания.

Для устройства фундамента это является проблемой, поскольку сами воды представляют собой определенную угрозу: в их составе находится множество химических примесей, способных разрушить структуру бетонного камня. Ситуация обостряется в межсезонье: осенью почвы активно наполняются осадками, весной уровень грунтовых вод достигает своего пика из-за таяния снега.

Морозное пучение

Это способность грунтов изменять свою структуру и объем при таянии-замерзании. Она напрямую зависит как от уровня грунтовых вод, так и от способности породы накапливать в себе влагу. Когда почва становится насыщенной, но не пропускает водные потоки, она сильно расширяется при застывании. Данный аспект способен сильно навредить фундаменту дома. Поэтому для каждой породы производят выбор оптимальной конструкции, которая сможет не только выдержать напор влаги (устройство специальной гидроизоляции и применение особых бетонов), но и удержит дом в равновесии и целостности.

Практически не подвергаются пучению скальные породы, потому их применение и устройство считается идеальным.

Глубина промерзания песчаного грунта и хрящеватого, а также их пучинистость, не особо влияют друг на друга: песок и гравий хорошо пропускают воду и не задерживают ее, соответственно, мало расширяются при замерзании;

Глины и суглинки – самые капризные в данном плане породы. Они активно расширяются до 10% объема (если глубина промерзания грунта 1 метр, увеличение составит до 10 см в высоту).

Выбор типа фундамента

Как мы выяснили, все породы основания ведут себя по-разному, поэтому подход к строительству в разных условиях должен быть индивидуальным. Фундамент и глубина промерзания грунта неразрывно связаны друг с другом, поскольку конструкция должна располагаться ниже указанной величины. Именно в таком положении здание будет надежно зафиксировано в пространстве. Пример расчета минимальной глубины заложения фундамента в идеальных условиях без учета уровня грунтовых вод мы уже рассмотрели в пункте "Расчет".

Общие закономерности нужно также знать.

• На глинистых грунтах необходимо использовать свайные фундаменты: они опираются на нижние, более прочные породы, что обеспечит достаточную жесткость опоры.
• На сильно пучинистых основаниях можно устраивать плитные фундаменты. При текучести основания дом будет находиться на «подушке», которая удержит на плаву общую конструкцию.
• На хрящеватых и песчаных грунтах целесообразно устраивать ленточные фундаменты.
  

Защита от грунтовых вод

Допустим, вы определили, какая глубина промерзания грунта в местности предполагаемого строительства. Но при исследовании оказалось, что уровень грунтовых вод оказался выше величины замерзания. Что делать в таком случае?

1. Выберите фундамент без устройства подвала, например, столбчатый. Конечно, если это позволяет конструкция и вес дома.
2. Устройство ленточного мелкозаглубленного фундамента может решить проблему, если масса дома велика. Для монтажа используют водостойкий бетон, предусматривают всестороннюю гидроизоляцию как внешних стен, так и подвала по всему его периметру и полу.
3. Установка дренажной системы позволит искусственно осушать затапливаемый грунт. Это можно произвести как местно (непосредственно у фундамента), так и на всем участке.
   

Как все предусмотреть

Устройство нулевого цикла – ответственный этап работ, от которого зависит прочность и безопасность всего дома.

Если вы не имеете специального образования и технических знаний в данной области, но хотите построить дом, лучшим вариантом станет обращение в специализированную службу, которая произведет как геологические изыскания, так и расчет оснований и фундаментов. Специалисты подберут оптимальный вид конструкции.

Не во всех случаях глубина промерзания грунта при определении степени заложения фундамента является единственным фактором, принимаемым во внимание. Тип основания, подземные воды, конструктивное решение конструкции – обывателю легко запутаться во всех этих нюансах и объединить их в одно целое. Конечно, можно воспользоваться приведенными формулами и закономерностями. В таком случае важно продумать все максимально точно и внимательно. А для большей надежности рекомендуется предусмотреть запасы прочности и глубины заложения фундамента.