Величина заглубления фундаментов напрямую зависит от глубины промерзания грунта, а значит от вида грунтов, величины их морозного пучения и на участке.
В статье об площадки под строительство дома мы уже касались вопроса о том, что на рынке есть недобросовестные компании, ведущие строительные работы и предлагающие своим заказчикам уже готовые проекты деревянных домов с фундаментами, не проводя при этом предварительных геологических изысканий. От услуг такого застройщика стоит отказаться уже потому, что в зависимости от региона, глубина промерзания грунта по СНиП может разниться, причем довольно существенно.
Ведь глубина, на которую роются траншеи для заливки фундамента или величина заглубления винтовых свай на юге страны намного меньше, чем в Москве и Московской области. Где, в свою очередь, глубина промерзания так же меньше, чем на севере Карелии или в Мурманской области. К тому же Расчетная глубина промерзания грунта должна дополнительно корректироваться с учетом теплотехнического расчета в случае применения постоянной теплозащиты основания.
Далее в этой статье приведены графические и табличные выдержки из нормативных источников как СССР (впрочем, с тех пор ничего в нашем климате не изменилось), так и современной России с зонами сезонного промерзания грунтов, их глубинами, и параметрами на это влияющими.
При расчете фундаментов в Российской Федерации следует руководствоваться указаниями основного документа: СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений», пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83), а так же СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», и еще несколькими руководящими документами. Согласно им,глубина заложения фундамента должна приниматься с учетом:
- назначения и конструктивных особенностей проектируемого сооружения, нагрузок и воздействий на его фундаменты;
- глубины заложения фундаментов примыкающих сооружений, а также глубины прокладки инженерных коммуникаций;
- существующего и проектируемого рельефа застраиваемой территории;
- инженерно-геологических условий площадки строительства (физико-механических свойств грунтов, характера напластований, наличия слоев, склонных к скольжению, карманов выветривания, карстовых полостей и пр.);
- гидрогеологических условий площадки и возможных их изменений в процессе строительства и эксплуатации сооружения;
- сезонных глубин промерзания грунтов .
Расчет глубины промерзания грунта по СНиП
Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она рассчитывается очень просто – h=√М*k. То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе, умноженный на коэффициент, равный:
- для суглинков и глин – 0,23 ;
- для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28 ;
- для песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30 ;
- для крупнообломочных грунтов – 0,34 .
Пример расчета глубины промерзания
Согласно для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так:
| Месяц | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь |
| Температура | -11,6 | -10,7 | -5,4 | 2,4 | 10,0 | 15,0 | 17,2 | 15,3 | 9,4 | 3,2 | -2,9 | -7,9 |
Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5 . Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20 . Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин) и в итоге имеем 1,43 .
h=√38,5 * 0,23 => h=1.43
То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра . Соответственно, например для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м .
Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании.
Морозное пучение грунта и фундамент
Морозное пучение грунта - это свойство, определяющее деформацию грунта в процессе замерзания – оттаивания. Тем больше вспучиванию подвержен грунт при промерзании, чем больше воды в нем накапливается. Говоря научным языком, пучинистый грунт – это дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения.
Сильнее остальных морозному пучению подвержены пылеватые и глинистые грунты, наиболее проводящие и удерживающие влагу (объем грунта может увеличиваться до 10%, то есть при глубине промерзания 1,5 м – на 15 см). Песчаные грунты подвержены пучению гораздо меньше, а каменистые и скальные – практически не подвержены.
Ну и само собой получается, что чем больше в году месяцев с отрицательными температурами, тем глубже будет промерзать грунт.
Так, для справки, выглядит конечная сводная таблица глубин промерзания грунтов по СНиП для ряда городов.
| 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 |
Причем глубина промерзания грунтов по СНиП зависит не только от типа самих грунтов на строительной площадке, но косвенно еще и от толщины снежного покрова.
Поэтому когда вы расчищаете зимой снег на своём участке вы, сами того не подозревая, формируете в одном месте сугробы, а около дома – очищенную поверхность. Тем самым вы своими же руками создаёте неравномерность промерзания грунта на своем участке. А это может неблагоприятным образом сказаться на вашего деревянного дома. Поэтому, дополнительно ко всему, неплохо устроить по периметру дома посадки из кустарника, что так же будет формировать снежный вал над фундаментом и способствовать меньшей глубине промерзания грунта, вплоть до 10-15%.
2013 – 2017, . Все права защищены. При копировании статьи или любого ее фрагмента ссылка на первоисточник обязательна.
(СПб, 2012).
В данной статье представлена информация по расчету заглубления ленточного фундамента в грунт исходя из пучинистости грунтов, уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунта зимой. В продолжении статьи рассказывается о выборе ширины ленточного фундамента исходя из размеров и вида дома.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент является одним из самых широко распространенных видов фундаментов для частного дачного строительства. Мелкозаглубленные монолитные ленточные фундаменты более экономичны и просты в исполнении, по сравнению с затратными глубокозаглубленными ленточными фундаментами - “подземными стенами”, которые для надежности зарывают в землю на глубины, превышающие нормативные глубины промерзания грунта зимой в каждой конкретной климатической зоне.
Мелкозаглубленный монолитный ленточный фундамент состоит из непрерывной полосы армированного бетона , которая распологается центрирванно под несущими стенами или конструкциями дома. Мелкозаглубленный ленточный фундамент воспринимает нагрузку от дома и перераспределяет ее на грунт, не вызывая его дополнительного уплотнения. Несущая способность грунта должна быть больше нагрузок на единицу площади, передваемых мелкозаглубленным ленточным фундаментом от постройки.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент лучше всего устраивать на непучинистых и слабо пучинстых однородных грунтах , с низким уровнем грунтовых вод, на расстоянии от крупных деревьев равном их высоте, на неподтапливаемых территроиях в радонобезопасных районах .
Мелкозаглубленный ленточный фундамент запрещено строить на биогенных органических грунтах (торф, сапорпель, ил), и не рекомендуется строить на неоднородных слоях грунтов , на стыке разных подлежащих грунтов, на чрезывачнойно пучинстых грунтах (пластичный глинистый водонасыщенный грунт, водонасыщенные пылеватые пески), на подтапливаемых территроиях и на участках с очень высоким уровнем грунтовых вод.
Основные геометрические параметры и конфигурация мелкозаглубленного ленточного фундамента зависят от воспринимаемой нагрузки от здания, от свойств грунта (несущая способность, дренажные свойства, пучинстость), климатических условий (глубина промерзания грунта) и применяемых для стротельства фундамента материалов. Перед расчетом ленточного фундамента рекомендуется провести инженерно-геологическое исследование грунта .
Глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента
Минимальная глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента определяется глубиной промерзания грунта, степенью пучинстости грунта и высотой грунтовых вод. Чем больше в грунте воды ближе к поверхности (уровню планировки) и чем больше глубина промерзания грунта, тем сильнее будут силы пучения, воздействующие на мелкозаглубленный фундамент снизу, по касательной и сбоку. Эти силы будут выталкивать мелкозаглубленных фундамент к поверхности и будут сдавливать фундамент. Чтобы снизить степень воздействия этих сил ленточных фундамент придется заглублять. Кроме заглубления на силы морозного пучения можно влиять утеплением грунта, устройством несъемной утепленной опалубки фундамента , полной или частичной заменой грунта, его уплотнением, водоотведением и дренированием.
По строительным нормам Великобритании минимальная глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента на всех типах непучинистых и малопучинстых грунтов (кроме скального и глинистого) равняется 45 см
(The Building Regulations 2010, A1/2, 2E4 - Британские строительные нормы, 2010 год, A1/2, 2E4).
На скальном грунте, при физической невозможности заглубления, ленточный фундамент может быть устроен прямо на поверхности без заглубления. Минимальная глубина закладки мелкозаглубленного ленточного фундамента на глинистых (и других пучинистых) грунтах по Британским нормам составляет 75 см
(оптимальная глубина заложения 90-100 см
).
В случае чрезмерной мягкости, возможной подвижности (пески, супеси, водонасыщенные грунты) и малой несущей способности поверхностных слоев почвы, глубина заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента может быть увеличена до глубин достижения грунтов с хорошими несущими способностями и стабильными характеристиками. Максимальная разумная и экономически оправданная глубина заложения ленточного фундамента - 2,5 метра
.
Глубину заложения мелкозаглубленного ленточного фундамента допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если фундамент опираются на пески с подтвержденным отсутствием пучинистости. Другой возможностью отступить от привязки глубины заложения ленточного фундамента к глубине промерзания грунта являются " специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов". (Пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»). То есть горизонтальное утепление грунта и вертикальное утепление мелкозаглубленного ленточного фундамента. Ориентиром из отечественных норм глубин заложения мелкозаглубленного фундамента может служить нижеследующая таблица:
|
Расчетная глубина промерзания условно непучинистого грунта |
Расчетная глубина промерзания слабо пучинстого грунта твердой и полутвердой консистенции |
Глубина заложения фундамента |
|---|---|---|
|
до 2 метров |
до 1 метра |
|
|
до 3 метров |
до 1,5 метров |
|
|
Более 3 метров |
от 1,5 до 2,5 м |
|
|
от 2,5 до 3,5 м |
||
Наличие высоко стоящих грунтовых вод может внести свои коррективы в глубину заложения ленточного фундамента. При высоком уровне грунтовых вод вполне возможно, что мелкозаглубленный ленточный фундамент придется превращать в глубокозаглубленный ленточный фундамент. Для ориентира следует руководствоваться требованиями п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» . Мы приводим ниже таблицу требованиями к глубине заложения фундамента:
Таблица №2. Глубина заложения фундаментов зданий с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод и глубины сезонного промерзания. *
Грунты под подошвой фундамента, залегающие на глубину не менее нормативной глубины промерзания |
Глубина заложения фундаментов в зависимости от глубины расположения уровня подземных вод и глубины сезонного промерзания |
|
|---|---|---|
|
Уровень глубины подземных вод выше уровня глубины промерзания грунта + 2 метра |
Уровень глубины подземных ниже уровня глубины промерзания + 2 метра |
|
|
Скальные, крупнообломочные с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности |
не зависит от глубины промерзания грунта |
|
|
Пески мелкие и пылеватые |
не зависит от глубины промерзания грунта |
|
|
не менее глубины промерзания грунта |
не зависит от глубины промерзания грунта |
|
|
Cуглинки, глины, а также крупно-обломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем |
не менее глубины промерзания грунта |
Не менее ½ глубины промерзания грунта |
* Таблица адаптирована на основании таблицы №2 п. 2.30 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»
Если грунт на вашем участке пучинистый и грунтовые воды стоят высоко, то самое время подумать о применении другого типа фунадмента: свайно-ростверкового фундамента (свайный фундамент с несущими балками). Такой фундамент не боится ни морозного пучения, ни высокого грунтовых вод. Глубина промерзания грунта в России:
Таблица №3 Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов (м)
|
Город |
Суглинки, глины |
Мелкие пески |
Средние и крупные пески |
Каменистый грунт |
|---|---|---|---|---|
|
Владимир |
||||
|
Калуга, Тула |
||||
|
Ярославль |
||||
|
Нижний Новгород, Самара |
||||
|
Санкт Петербург. Псков |
||||
|
Новгород |
||||
|
Ижевск, Казань, Ульяновск |
||||
|
Тобольск, Петропавловск |
||||
|
Уфа, Оренбург |
||||
|
Ростов-на- Дону, Астрахань |
||||
|
Брянск, Орел |
||||
|
Екатеринбург |
||||
|
Новосибирск |
||||
Высота ленточного фундамента
Максимальная высота надземной части монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента при внутреннем заполнении ограниченного лентой пространства грунтом (песком) для устройства полов (перекрытий) по грунту должна быть равна четырем размерам ширины ленточного фундамента.
Высота фундамента над землей = 4 x Ширина фундамента
Надземная часть монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента не может быть больше его подземной части, но может быть сколь угодно меньше подземной части фундамента. Самым распространенным вариантом является глубина заложения монолитного мелкозаглубленного ленточного фундамента и его высота над землей по 45-50 см (если позволяют условия подлежащих грунтов).
Высота надземной части фундамента меньше либо равна его подземной части.
В большинстве случаев при наличии подпола, в ленточном фундаменте требуются продухи для вентиляции подпола .
Длина здания на ленточном фундаменте
Протяженные здания следует разрезать по всей высоте на отдельные отсеки, длина которых принимается: для слабопучинистых грунтов до 30 м, среднепучинистых - до 25 и, сильнопучинистых - до 20 м, чрезмерно пучинистых - до 15 м. (ВСН 29-85 «Проектирование мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных сельских зданий на пучинистых грунтах»)
Глубину заложения фундаментов определяют с учетом вида грунтов, величины их сезонного промерзания, расположения уровня грунтовых вод, особенностей эксплуатации и конструкции дома. Для глин, суглинков и супесей, а также щебенистых, галечниковых и гравийных с глинистым наполнителем грунтов глубину заложения фундаментов принимают не менее величины глубины промерзания. При этом глубина промерзания для неотапливаемых помещений берется на 10% больше среднестатистической, для отапливаемых - на 20 - 30% меньше. Под внутренние стены отапливаемых помещений глубину промерзания можно в расчет не принимать, при условии, что с момента начала строительства и до заселения дома грунт промерзать не будет. То есть, строительство осуществляется за один теплый сезон, или будут приняты меры против промерзания грунта.
Ширина фундамента
Ширина фундаментов в плане зависит от толщины стен с необходимыми теплосберегающими свойствами. Вес кирпичных строений довольно большой, поэтому часто минимальной ширины фундаментов, обусловленной толщиной стен, бывает недостаточно. Площадь основания фундаментов определяют по несущей способности грунта и тем нагрузкам, которые будут приходиться на это основание в процессе эксплуатации дома. Несущую способность грунтов можно определить по таблице 1.
Таблица 1. Несущая способность грунтов
| Виды грунтов | Несущая способность в Н/см 2 при глубине в м |
|
| 1 - 1,5 | 2 - 2,5 | |
| Супеси | 10 - 20 | 20 - 30 |
| Суглинки | 9 - 25 | 10 - 30 |
| Глины твердые | 20 - 40 | 25 - 60 |
| Глины пластичные | 8 - 25 | 10 - 30 |
| Пески гравелистые и крупные | 26 - 39 | 50 - 60 |
| Пески средней крупности | 19 - 30 | 40 - 50 |
| Пески мелкие маловлажные | 15 - 25 | 30 - 40 |
| Пески мелкие и очень влажные | 10 - 20 | 20 - 30 |
| Щебенистые и галечниковые с песчаным заполнением пор | 20 - 35 | 40 - 45 |
| Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из горных кристаллических пород | 37 - 44 | 50 |
| Дресвяные и гравийные грунты, образовавшиеся из осадочных горных пород | 20 - 25 | 35 - 40 |
|
Рисунок 1. Геологическая карта Подмосковья.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Более подробно с характеристиками грунтов и их воздействие на фундамент вы можете ознакомиться в цикле статей "Грунт - несущая основа фундаментов":
Нагрузки на основание дома
Нагрузки, приходящиеся на основание дома, складываются из многих составляющих. Это вес конструктивных элементов, природные воздействия (вес снегового покрова на крыше), эксплуатационные нагрузки (вес мебели, людей, бытовой техники и т.п.). Вес основных конструктивных элементов фундамента и стен дома определяют, исходя из строительного объема и удельного веса используемых материалов. Остальные нагрузки, приходящиеся на основание дома, можно определить, исходя из усредненных данных, приведенных в таблице 2.
Таблица 2. Усредненные нагрузки от конструктивных элементов дома, природных и эксплуатационных факторов
| Конструктивные элементы дома и природные факторы | Нагрузки на основу дома, кг/м 3 |
| Элементы крыши: | |
| Кровля из листовой стали | 20 - 30 |
| Рулонное покрытие | 30 - 50 |
| Асбоцементные листы | 40 - 50 |
| Черепица гончарная | 60 - 80 |
| Перекрытия: | |
| Чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м 3 | 70 - 100 |
| Чердачное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 500 кг/м 3 | 150 - 200 |
| Цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м 3 | 100 - 150 |
| Цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 500 кг/м 3 | 200 - 300 |
| Железобетонное монолитное | 250 - 350 |
| Бетонные плиты пустотные | 350 |
| Вес снегового покрова: | |
| Для средней полосы РФ | 100 |
| Для южных регионов РФ | 50 |
| Для северных регионов РФ | 190 |
| Эксплуатационные нагрузки: | |
| Для цокольного и межэтажного перекрытия | 210 |
| Для чердачного перекрытия | 510 |
Силы морозного пучения
Самыми опасными силами, действующими на фундаменты малоэтажных строений, являются силы морозного пучения . В тяжелых пучинистых грунтах, где присутствуют водонасыщенные глины, суглинки, супеси, они достигают 100 - 150 кПа, а вертикальные перемещения поверхностного слоя грунта при его промерзании на 1 - 1,5 м составляют 10 - 15 см. В результате действия этих сил в зимний период фундаменты поднимаются вверх, а весной снова опускаются на место. Неравномерность подъема и опускания дома приводит к перекосу стен и образованию трещин, "залечить" которые порой бывает невозможно. Поэтому конструкция фундамента должна быть такой, чтобы исключить вертикальное перемещение конструкций дома в зимний период. Избавиться от действия пучинистых грунтов поможет засыпка котлована непучинистыми материалами, как показано на рисунке 3.
Величина глубины, на которую промерзает грунт, напрямую влияет на заглубление фундаментной конструкции. Все виды грунтов промерзают по-разному, поэтому важно понимать особенного того места, где намечается застройка. На глубину промерзания влияю также , уровень залегания подземных вод.
В последнее время многие компании, оказывающие услуги по строительству деревянных домов «под ключ», предлагают клиентам типовые проекты с одинаковой стоимостью. Это не очень правильный подход, не принимающий во внимание требование СНиПов и технических регламентов. Пример – глубина, на которую роют траншеи или ввинчивают сваи, в Москве должна быть одной, а на юге России – совершенно другой. Кроме того, должно приниматься во внимание утепление будущего фундамента и ряд иных, не менее важных моментов.
Строительные нормы и правила (СНиП) – нормативно-правовая база для инженеров, строителей, проектантов, архитекторов и индивидуальных застройщиков. Опираясь на основные положения и требования этой документации, можно возвести действительно качественное и долговечное строение.
Глубина промерзания грунта, карта которой расположена ниже, была разработана инженерами и геологами еще в Советском Союзе, но ей успешно пользуются и сегодня
Чтобы грамотно рассчитать фундамент, необходимо руководствоваться положениями, изложенными в СНиПах 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», 23-01-99 «Строительная климатология» и рядом других технических регламентов. Согласно этим документам, нормативная глубина промерзания грунта СНиП зависит от следующих условий:
- Назначение здания;
- Конструктивные особенности и суммарная нагрузка на основание;
- Глубина, на которой проложены инженерные коммуникации и заложены фундаменты близлежащих строений;
- Существующий и планируемый рельеф зоны застройки;
- Инженерно-геологические условия проекта (физико-механические параметры грунта, характер напластований, число слоев, карманы выветривания, карстовые полости и др.);
- Гидрогеологические условия местности строительства;
- Сезонная глубина грунтового промерзания.
Глубина промерзания грунта в московской области
Расчетная глубина грунтового промерзания
Согласно СНиП 2.02.01-83 глубина промерзания грунта рассчитывается по формуле:
h=√М*k, а точнее – корень квадратный из суммы абсолютных среднемесячных температур (зимой) в определенном регионе. Полученное число умножают на k – коэффициент, который для каждого типа почвы имеет различное значение:
- суглинки и глина – 0,23;
- супеси, мелкие и пылеватые пески – 0,28;
- крупные, средние и гравелистые пески – 0,3;
- крупнообломочный грунт – 0,34.
Рассмотрим расчет глубины, на которую промерзает почва, на конкретном примере:
Для примера выбран город Вологда, среднемесячные температуры для которой взяты из СНиП 23-01-99 и выглядят следующим образом:
| Месяц | Месяц | Температура в градусах Цельсия | |
| Январь | -11,6 | Июль | 17,2 |
| Февраль | -10,7 | Август | 15,3 |
| Март | -5,4 | Сентябрь | 9,4 |
| Апрель | 2,4 | Октябрь | 3,2 |
| Май | 10,0 | Ноябрь | -2,9 |
| Июнь | 15,0 | Декабрь | -7,9 |
Опираясь на вышеупомянутую формулу, необходимо сложить все минусовые температуры. Число М равняется 38,5. При извлечении квадратного корня получилось 6,2. Почва в этом регионе – суглинки и глина, поэтому коэффициент равен 0,23. Путем перемножения двух чисел находят нормативную глубину промерзания грунта в Вологде. Она равна 1,43 метра. Если в какой-то части области встретятся песчаные почвы с песком крупной фракции, итог будет иным: 6,2 * 0,3 = 1,86 м.
По мере укрупнения фракции грунта возрастает глубина его промерзания. А глинистые почвы еще зависят от степени пучинистости, потому что большое число влаги в слоях земли приводит к повышению показателя морозного пучения. Здесь срабатывает закон физики – при замерзании молекулы воды расширяются.
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 |
| 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.
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%.
Можно сократить глубину, на которую данная почва промерзает зимой. Для этого поверхность по периметру фундамента на 1,5-2,5 метра дополнительно утепляют. Это позволяет устраивать мелкозаглубленное ленточное основание, требующее для своего строительства более скромных вложений.
Влияние толщины снежного покрова
Согласно СНиП, значение глубины промерзания также зависит от толщины снежного слоя, который лежит зимой на данном грунте. График такой зависимости хорошо иллюстрирован на нижеприведенном графике.
Это обстоятельство идет логически вразрез с общепринятой процедурой очистки участка вокруг дома от снежных сугробов. Люди, стремясь навести порядок, сами того не осознавая, создают на своем участке зону неравномерного промерзания почвы. Это может повредить фундамент, земля под которым может сильно промерзнуть и начать деформировать основание.
Советом для создания дополнительного утепления фундамента может стать посадка по периметру дома невысокого кустарника, который будет собирать на себе снежный вал для защиты основания от холода.
Нормативная глубина промерзания грунта: СНИП обновлено: Февраль 26, 2018 автором: zoomfund
Читайте по темеЭто архитектурно-строительная конструкция, которая играет очень важную роль при строительстве дома. От его устойчивости и прочности зависят долголетие всего здания, а также гарантия от всевозможных тяжелых и дорогостоящих ремонтов цокольной части стен, отмостки и самого фундамента. Из-за слабого, некачественно сделанного фундамента даже самая эффектная, красивая архитектура может оказаться в плачевном состоянии и потеряет свой вид. В результате неправильного возведения фундамента происходит разрушение дома, которое начинается снизу от грунта и сверху от кровли. Многие случаи из практики строительства и эксплуатации загородных малоэтажных зданий указывают на существенные проблемы, возникающие после определенного периода эксплуатации дома. К ним относятся: потеря домом тепла, появление плесени, сырости и трещин. Все эти проблемы являются результатом многих причин, в том числе и неправильно выбранного месторасположения данного дома на участке.
Избыточная теплопотеря приводит к большим расходам на топливо и на ремонт не только ограждающих конструкций стен, кровли, перекрытий, заделки трещин, швов и стыков, но и на необходимый ремонт самого фундамента. Если потеря тепла связана с разрушением гидро и теплоизоляции, то дополнительные усилия на их восстановление могут быть незначительными, но когда проблема касается самого основания, фундамента, то затраты на его ремонт могут быть очень существенны.
Вывод: прежде чем приступать к возведению личного дома своими силами, необходимо ознакомиться со всеми строительными процессами в последовательном цикличном порядке. Как правило, начинают строительство снизу вверх. При этом следует знать и помнить многие тонкости строительного дела и мастерства, а главное – заранее определиться в организации строительного плана на своем участке. То есть провести весь соответствующий комплекс подготовительных работ, заготовить и разместить на участке строительные материалы, конструкции и детали в том порядке, в каком они должны вами использоваться согласно имеющемуся проекту дома.
Трудности и сложности, возникающие при строительстве дома, нередко связаны с физическими явлениями окружающей среды и природно-климатическими условиями, такими как: температура и влажность воздуха, осадки (снег, дождь), ветер и его основное направление (так называемая «роза ветров»), его сила и напор, давление на стены и кровлю. Учет этих факторов при проектировании и строительстве направлен на обеспечение оптимального микроклимата внутри дома, при котором организм человека не испытывает физического и психологического дискомфорта.
Инсоляция – облучение поверхностей стен и кровли дома прямыми лучами солнца, оказывает значительное влияние на архитектурно-планировочное решение дома. Инсоляция оказывает световое, тепловое и биофизическое воздействие на человека. Воздействие инсоляции на человека и окружающую среду двойственно… С одной стороны, инсоляция благоприятна, без нее не обойтись; с другой стороны, чрезмерная солнечная активность (радиация) вызывает световой дискомфорт, перегрев и ультрафиолетовую пере облученность, диктующие применение солнцезащитных устройств. Эти свойства инсоляции очень хорошо используют архитекторы в процессе проектирования того или иного дома, особенно загородного. Они проектируют на фасадах (с южной стороны) разнообразные по форме конструкции: специальные солнцезащитные устройства в виде козырьков разнообразной формы, навесов, крытых террас, лоджий, балконов, декоративных экранов-отражателей (вертикальных и горизонтальных), опускающихся и поднимающихся маркизов и т. п. Применяемые конструкции не только закрывают стены дома от прямых солнечных лучей, благодаря чему часть сооружения находится в тени, но эти плоскости еще и украшают дом, делают его архитектурные мотивы более выразительными и живописными. Если дом строится на юге, где много солнца, то его архитектура может быть очень разнообразна и эффектна. Но необходимо помнить, что при проектировании и сооружении дома надо соблюдать условия разумной достаточности. Ведь излишняя затененность большими карманами, нишами, а также избыточное озеленение ведут к быстрому образованию сырости, плесени, мелким трещинам на внешних плоскостях дома, и в результате происходит разрушение основания сооружения, его фундамента.
Многие строительные материалы имеют пористую структуру и, следовательно, могут пропускать сырость и влагу, которые по скрытым от глаз капиллярным сосудам поднимаются вверх и опускаются вниз, что, безусловно, влияет на состояние фундамента. Основание дома может разрушаться и в том случае, если грунт сильно переувлажнен, в частности от воздействия грунтовой влаги. Если фундамент дома был сделан тяжелым, то последуют его просадки, разрушение гидроизоляции, отмостки и т. д. Как правило, фундамент начинает разрушаться с той стороны, где грунт основания переувлажненный, где преобладает затененность и нет проветривания.
Важно помнить, что очень часто, в практике бывают ситуации, когда торопливость в быстром завершении строительства дома, нехватка и замена одного строительного материала другим, различные просчеты и ошибки при возведении постройки приводят к тому, что жилой дом к началу эксплуатации начинает разрушаться. В результате вся нагрузка падает на основание дома, его фундамент. Поэтому тщательно подготовленное основание и грамотно выполненный фундамент обеспечат надежность эксплуатации любого дома - как одноэтажного садового, так и многоэтажного современного особняка.
Регионы страны отличаются по своим природно-климатическим условиям, поэтому в зависимости от этого в период зимних холодов грунты могут промерзать на различную глубину, что приводит к их вспучиванию. Особенно подвержены таким изменениям глинистые грунты, лёсс, супеси и пылеватые пески. Грунты под весом возведенного дома проседают, в результате чего цельность строительных конструкций нарушается. Чтобы не допустить подобного, еще на стадии закладывания фундамента нужно принять особые меры, а именно:
- укрепить грунт, уложив песчаный слой или введя цемент либо битум;
- провести дренажные работы;
- обеспечить защиту от неравномерного увлажнения грунта в котловане или траншее;
- сократить сроки возведения фундамента из водостойких материалов, при этом пространство между фундаментов и стенками котлована или траншеи необходимо засыпать грунтом в максимально короткие сроки.
Для нечерноземной полосы России характерны пучинистые грунты, к которым относятся глины, суглинки, супеси и мелкие пески. Непучинистые (средне- и крупнозернистые пески, гравелистые пески, крунообломочные и скалистые породы) встречаются гораздо реже.
Рассчитывая, конструируя и закладывая фундамент, необходимо помнить, что силы пучения при пониженных температурах действуют снизу вверх по касательной на боковые стороны фундамента, составляет 6-10 тонн на 1 кв.м. и практически всегда превосходят вертикально направленные силы, возникающие под весом самой конструкции дома (это особенно характерно для легких зданий).
Чтобы не допустить морозного пучения или уменьшит его силу, при закладке фундамента следует:
- выполнить боковые поверхности фундамента с наклоном;
- обработать боковые поверхности фундамента составом, препятствующим их смерзанию с грунтом;
- утеплить отмостку, что сократит глубину промерзания грунта. Отмостка представляет собой полосу земли, которая покрыта изолирующим материалом. Основное назначение отмостки - препятствование проникновению влаги под фундамент;
- проложить дренаж для осушения грунта.
Глубина траншеи, которую необходимо отрыть для закладки фундамента, зависит от целого ряда обстоятельств:
- глубина промерзания грунта;
- структура грунта;
- наличие и уровень грунтовых вод;
- природно-климатические условия , определяющие глубину промерзания грунта.
Кроме качества грунта, необходимо знать глубину его промерзания. Глубина фундамента должна быть больше глубины промерзания грунта, которая для средней полосы составляет 80-100 см.
Глубина закладки фундамента зависит также от уровня грунтовых вод. При низком уровне грунтовых вод (больше глубины промерзания плюс 2 м) рекомендуется фундамент закладывать не менее полуметра. При более высоком уровне грунтовых вод (до 2 м глубины промерзания) рекомендуется фундамент закладывать на глубину промерзания и устанавливать его на подушку из песка и гравия.
Минимальное заглубление фундамента - 0,5 м для песчаных грунтов, для глинистых грунтов - 0,7 м.
Минимальная толщина - 50 см из бутового камня, из бутобетона - 35 см.
Таблица для определения глубины закладки фундамента при малоэтажном строительстве:
| Тип грунта | Горизонт грунтовых вод относительно расчетной глубины промерзания |
Глубина закладки фундамента |
| Скальные | Не имеет значения | Независимо от глубины промерзания |
| Щебень, галька, крупно- и среднезернистые гравелистые пески, гравий | Не имеет значения | Независимо от глубины промерзания - 0,5 м |
| Глины, супеcи, суглинки, пылеватые и мелкозернистые пески | Горизонт грунтовых вод находится на расчетной глубине промерзания или выше нее | Не меньше, чем расчетная глубина промерзания |
Глубина промерзания грунта зависит от природно-климатической зоны, на территории которой строится дом. Поскольку территория России располагается в Северном полушарии, то на большей ее части наблюдается промерзание грунта зимой, хотя, естественно, она будет различной, например, в Архангельской и Саратовской областях. Для каждой географической зоны существует нормативная глубина промерзания. Это такая глубина, на которой зимой отмечается температура 0°С, а для глинистых и суглинистых грунтов -1°С. В ходе многолетних наблюдений в местах, очищенных от снега, было установлено ее среднее значение. Оно было принято за точку отсчета. Глубина промерзания грунтов колеблется от 80 см на юге до 240 см на севере.
Расчетная глубина промерзания под закладку фундамента жилого дома, который зимой постоянно отапливается, может быть уменьшена по сравнению с нормативной на определенную величину, если пол располагается на:
- грунте - на 30%;
- лагах - на 20% (лаги – это бревна или металлические балки, кладутся горизонтально и служат опорой для пола);
- применить вертикальное армирование для связывания верхней и нижней поверхности фундамента;
- балках - на 10%.
Близкие грунтовые воды и повышенная вследствие этого влажность относятся к основным факторам, влияющим на глубину промерзания грунта зимой. По законам физики, вода при замерзании увеличивается в объеме (примерно на 10%), что вызывает пучение слоев грунта в пределах глубины промерзания. В результате происходят выталкивание фундамента зимой и противоположный процесс - затягивание - весной, что по периметру фундамента идет с различной интенсивностью, т.е. неравномерно. Подобные обстоятельства могут повлечь за собой деформацию фундамента и трещинообразование, а в последствии даже разрушение. Сила вспучивания настолько велика (приблизительно 120 кН на 1 кв.м.), что может приподнять практически любой дом, но неодинаково на разных участках. Единственный выход - грамотная закладка фундамента.
Иногда строители перестраховываются и закладывают фундамент (даже при незначительной глубине промерзания грунта) на глубину более 1 м. При этом подошва фундамента находится на слоях непромерзающего грунта. Это может быть оправдано при повышенной нагрузке (более 120 кН на погонный метр ленточного фундамента), когда строится кирпичный или каменный дом высотой 2-3 этажа. При возведении стен из относительного легких строительных материалов (бруса, вспененного бетона и т.п.) нагрузка на каждый погонный метр не превышает 40-100 кН. Деформацию фундамента при пучении могут вызвать силы трения, действующие со стороны прилегающих слоев грунта. Помимо этого, если возведенная постройка достаточно легкая, несущая способность заглубленного фундамента используется только на 10-20%. Следовательно, 80-90% материалов и средств, которые будут вложены в работы нулевого цикла, тратятся нерационально, практически впустую.
! Тематические статьи и материалы, размещенные на сайте www.сайт носят исключительно информационный характер и никоим образом не являются руководством к действию. Пожалуйста, при строительстве дома, ремонте и отделке обращайтесь к профессионалам!