Глубина промерзания грунта в городах. Глубина промерзания грунта

08.09.2023

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 =d 0 √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;

d 0 - 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.

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?

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.

Каждую зиму грунт промерзает на некоторую глубину, при этом содержащаяся в грунте вода замерзает, превращается в лед и расширяется, тем самым, увеличивая объем грунта. Этот процесс называется . Увеличиваясь в объеме, грунт действует на фундамент дома, сила этого воздействия может быть очень велика и составлять десятки тонн на квадратный метр поверхности фундамента. Воздействие такой силы может двигать фундамент, нарушая нормальное положение всего здания. Таким образом, промерзание грунта оказывает негативное влияние. Для того, чтобы силы пучения не действовали на основание фундамента, нужно его закладывать на глубину ниже глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта зависит, во-первых, от : промерзают чуть меньше , потому что обладают большей пористостью. Пористость глины колеблется от 0,5 до 0,7, в то время как пористость песка - от 0,3 до 0,5.
Во-вторых, глубина промерзания зависит от климатических условий, а именно от среднегодовой температуры: чем она ниже, тем больше глубина промерзания.

Нормативные глубины промерзания (по данным СНиП) в сантиметрах для разных городов и типов грунта представлены в таблице.

Город	глина, суглинки	пески, супеси
Архангельск	160	176
Астрахань	80	88
Брянск	100	110
Волгоград	100	110
Вологда	140	154
Воркута	240	264
Воронеж	120	132
Екатеринбург	180	198
Ижевск	160	176
Казань	160	176
Кемерово	200	220
Киров	160	176
Котлас	160	176
Курск	100	110
Липецк	120	132
Магнитогорск	180	198
Москва	120	132
Набережные Челны	160	176
Нальчик	60	66
Нарьян Мар	240	264
Нижневартовск	240	264
Нижний Новгород	140	154
Новокузнецк	200	220
Новосибирск	220	242
Омск	200	220
Орел	100	110
Оренбург	160	176
Орск	180	198
Пенза	140	154
Пермь	180	198
Псков	80	88
Ростов-на-Дону	80	88
Рязань	140	154
Салехард	240	264
Самара	160	176
Санкт-Петербург	120	132
Саранск	140	154
Саратов	140	154
Серов	200	220
Смоленск	100	110
Ставрополь	60	66
Сургут	240	264
Сыктывкар	180	198
Тверь	120	132
Тобольск	200	220
Томск	220	242
Тюмень	180	198
Уфа	180	198
Ухта	200	220
Челябинск	180	198
Элиста	80	88
Ярославль	140	154

Фактические глубины промерзания на самом деле будут отличаться от нормативных, приведенных в СНиП, потому что нормативные данные приведены для самого плохого случая - отсутствие снежного покрова. Нормативная глубина промерзания грунта, представленная в этой таблице, - это максимальная глубина. Снег и лед – хорошие теплоизоляторы, и наличие снежного покрова уменьшает глубину промерзания. Под домом грунт так же промерзает меньше, тем более, если дом отапливается круглый год. Таким образом, реальная глубина промерзания земли может быть на 20-40% меньше нормативной.

Промерзание грунта можно уменьшить: для этого грунт вокруг дома утепляют. Лента хорошего утеплителя шириной 1,5-2 метра, уложенная вокруг дома, способна обеспечить минимальную глубину промерзания грунта, окружающего фундамент дома. Благодаря такому приему возможно заложение , которые закладываются на глубину выше глубины промерзания, но благодаря утеплению грунта остаются устойчивыми.

Читайте так же:

Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.
Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.
Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.
Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.
Среднегодовая температура воздуха - это среднее арифметическое значение температур за все месяцы года. От неё зависит необходимость утеплять фундамент и грунт вокруг него, а так же возможность заложения мелкозаглублённого фундамента.

Это один из важнейших параметров, которые необходимо учитывать при заложение фундамента. С учетом этого параметра, принимается решение о конкретной конструкции фундамента – ленточного, столбчатого, плитного, винтового и т.д.

Глубина промерзания грунта — это наибольшая величина, при которой температура почвы будет равна 0 градусам в период наиболее низких температур без снегового покрова по истории многолетних наблюдений.

Почему же так важно знать глубину промерзания

Ответ на этот вопрос следует из школьного курса физики. Всем известно, что вода при замерзании увеличивается в объеме, при этом находясь в толще грунта, она оказывает большое давление на подошву фундамента и пытается вытолкнуть его вверх.

На глубине промерзания температура земли не опускается ниже нуля градусов, следовательно вода не замерзает и не расширяется. По этой причине ленточные и столбчатые фундаменты закладывают на глубину промерзания грунта.

Как определить глубину промерзания грунта

Для частного застройщика, проще использовать старый СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика», где в приложении можно посмотреть карту глубин промерзания грунта. Часть этой карты представлена у нас на сайте чуть ниже.

Земля под фундаментами регулярно отапливаемых зданий промерзает меньше, поэтому нормативную глубину можно уменьшить на 20%. Например, расчетный уровень промерзания грунта в Екатеринбурге составляет 190 см. При условии что вы постоянно будете проживать в своем доме фундамент можно закладывать на глубину ~ 150 см.

Такой параметр как промерзания грунта особенно важен на глинах, суглинках, супесях, т.к. они наиболее подвержены силам морозного пучения.

Глубина промерзания грунта в различных городах России, см.

Ханты-Мансийск	240
Новосибирск, Омск	220
Ухта, Тобольск, Петропавловск	210
Орск, Курган	200
Магнитогорск, Челябинск, Екатеринбург, Пермь	190
Оренбург, Уфа, Сыктывкар	180
Казань, Киров, Ижевск	170
Самара, Ульяновск	160
Саратов, Пенза, Нижний Новгород, Кострома, Вологда	150
Тверь, Москва, Рязань	140
Санкт-Петербург, Воронеж, Волгоград	120
Курск, Смоленск, Псков	110
Астрахань, Белгород	100
Ростов-на-Дону	90
Ставрополь	80
Калининград	70

Если вы не нашли свой город или населенный пункт в таблице, то можно воспользоваться картой, на которой изображены примерные глубины промерзания почв.

Глубина промерзания грунта является одной из основных характеристик, учитываемых при выборе конструктива фундамента строящегося дома. Но к сожалению среди частных застройщиков не редко случаются ошибки при попытках учесть значение этой характеристики. А именно: например, человек услышал, что ленточный фундамент нужно делать не выше глубины промерзания для его климатической зоны. Он заходит в интернет, вводит в поисковик фразу «какая глубина промерзания, к примеру, в Московской области» находит какую-то цифру (около 1,3-1,4 метра) и начинает копать траншею на эту глубину. При этом он не догадывается, что найденное им значение — это нормативная глубина промерзания.

Но ведь при определении геометрических характеристик фундамента нужно учитывать не нормативное значение, а расчётное, которое определяется с учётом различных коэффициентов, характеризующих такие параметры, как конструкция цокольного перекрытия в доме и средняя температура в помещении в холодное время года. Ведь сам по себе отапливаемый дом прогревает грунт вокруг себя, и промерзание по его периметру порой значительно меньше нормативной величины. И это можно будет увидеть ниже.

Чтобы узнать нормативные и расчётные значения глубины промерзания грунта в различных условиях, выберите ниже Ваши страну, регион и город и нажмите на кнопку «Определить глубину промерзания». Результаты будут представлены в виде двух таблиц. Если интересующего Вас населенного пункта в списке нет, выбирайте ближайший и желательно находящийся севернее от Вас.

Таблица 1 заполняется на основании формулы из СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d fn = d 0 ∗√M t ,

где d fn — нормативная глубина промерзания,м;

d 0 — величина, учитывающая тип грунта и равная для глин и суглинков — 0,23 м; для супесей и мелких и пылеватых песков — 0,28 м; для песков средней крупности, крупных и гравелистых — 0,30 м; для крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

M t — безразмерный коэффициент, который определяется по СП 131.13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-01-99*) как сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в конкретном регионе.

Примечание: СНиП допускает использование данной формулы при глубинах промерзания до 2,5 метров. При большем промерзании, а также в высокогорных районах с резкими перепадами рельефа и нестабильными климатическими условиями значение d fn должно уточняться специальным теплотехническим расчётом. В рамках данного калькулятора мы на нём не останавливаемся.

Таблица 2 расчётных глубин промерзания (d f) заполняется на основании формулы из того же СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d f = k h ∗d fn ,

где k h — коэффициент, который учитывает тепловой режим в помещении в холодное время года. Значения его для отапливаемых помещений показаны в следующей табличке:

Для неотапливаемых помещений коэффициент k h = 1,1

Это максимальная величина, при которой температура почвы будет достигать 0 градусов в сезон наиболее низких температур, при этом снеговой покров не учитывается, а сам метод определения глубины промерзания грунта основывается на истории многолетних наблюдений.

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
Город	суглинки и глины	песок мелкий. супесь	песок крупный. гравелистый
Архангельск

Екатеринбург



Нижний Новгород
Новосибирск



Ростов-на-Дону


Санкт-Петербург



Челябинск
Ярославль

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 = d 0 * √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 0 - 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 d 0 для грунтов неоднородного сложения берется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта в Московской области.

Глубина промерзания грунта в московской области - это показатель, при которой температура почвы будет достигать 0 градусов в сезон наиболее низких температур исключительно для Москвоской 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

где dfn - нормативная глубина промерзания, определяемая;
kh - коэффициент, который учитывает влияние теплового режима сооружения, применяемый: для наружных фундаментов отапливаемых помещений; а так же для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых помещений kh = 1,1, помимо районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Пояснение

В районах, где среднегодовая температура отрицательна, расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых помещений должна определяться специальным расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетная глубина промерзания грунта должна определяться теплотехническим расчётом. Точно такой же расчет необходим если планируется применение постоянной теплозащиты основания, либо если тепловой режим проектируемого помещения может заметно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
Для помещений с нерегулярным отоплением при определении kh за расчетную температуру воздуха необходимо принимать ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

Таблица значений влияющих на тепловой режим помещений.

Особенности сооружения
Особенности сооружения	0	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту
на лагах по грунту
по утепленному цокольному перекрытию
с подвалом или техническим подпольем

Пояснения:

Указанные в таблице значения коэффициента kh относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента af< 0,5 м; если af 1,5 м, значения коэффициента kh повышают на 0,1, но не более чем до значения kh= 1; при промежуточном значении af значения коэффициента kh определяют интерполяцией.
К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии - помещения первого этажа.
При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент kh принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

Важно: По мере укрупнения фракции грунта будет увеличиваться и глубина его промерзания. Глубина промерзания глинистых почв будет зависеть от степени пучинистости, потому что большое количество влаги в слоях земли приводит к повышению показателей морозного пучения. Здесь наглядно работает закон физики - при замерзании молекулы воды расширяются.