Промерзание Грунта по Регионам России: таблица Областей Подробная инструкция по Защите от Промерзания + видео

Почва, в которой полностью или частично замерзла вода и которая при этом имеет нулевую или отрицательную температуру, называется мёрзлой. Верхние слои, которые замерзают каждый год, а потом оттаивают, называются сезонно-мерзлыми, или активными. Замерзшие слои, залегающие глубже этих слоев и никогда не оттаивающие, называются вечномёрзлыми.

Деятельные (промерзающие) слои почвы систематически пребывают в четырех фазах. Сначала они состоят из минеральных частиц, затем из льда, затем из воды и, наконец, из газа.

Таковы критерии, по которым можно определить эту систему:

• Размер твердых частиц минерального происхождения
• Объёмный вес— Я имею в виду неповрежденную структуру почвы.
• Суммарная влажность
• Пропорциональное количество воды (незамёрзшей)к весу перегноя, находившегося в сухом состоянии.

В ходе исследований эти величины измеряются на практике.

Используя эти данные, можно вычислить другие свойства почвы, а также выяснить, какие ее составляющие входят в состав.

• Очевидно, что процесс промерзания происходит в результате переохлаждения воды, находящейся в почве. Когда вода кристаллизуется в результате тайного выделения тепла, ее температура сначала резко повышается, а затем постепенно снижается или остается неизменной. Часть воды, заключенная в поры почвы, остается незамерзшей.

• 

  Вспучивание грунта иногда видно даже на поверхности

  
  

Температура, при которой начинает промерзать почва, различна. Например, водонасыщенные глины и супеси, а также гравелистые и песчаные почвы замерзают при нулевой температуре, тогда как глина и суглинки, находящиеся в пластичном состоянии, замерзают при температуре 0,3. Твердые глины замерзают при температуре ниже 1.

https://youtube.com/watch?v=lgAJHgBSgdA

Обратите внимание! Из-за этого почва дифференцируется на слои, в которых возникают трещины, скапливается влага, что приводит к увеличению объема. Этот процесс называется «морозным пучением».

• Интенсивность промерзания также влияет на структуру почвы. При многостороннем промерзании насыщенная водой почва становится ячеистой. При постоянном подпитке водой и одностороннем промерзании грунт становится слоистым.
• А если скорость промерзания превышает скорость кристаллизации воды, то образуется твердая монолитная текстура. Именно эта порода обладает наибольшей прочностью, когда замерзает, и сохраняет это непревзойденное качество при оттаивании. А у слоистых и ячеистых структур прочность при оттаивании резко падает, причем ниже, чем при замерзании.

• 

  Деформация фундамента вследствие морозного пучения

  
  

При замерзании воды твердые частицы цементируются между собой, но степень цементации бывает разной. Незначительно цементированный грунт называют сыпучим; если в нем содержится незамерзшая вода, он пластичен; если же он полностью превратился в лед, то твердый.

• В активном слое почвы влага, оставшаяся незамерзшей, устремляется к промерзающему фронту. Это способствует увеличению объемов в верхних слоях и, соответственно, вызывает морозное пучение. Это и есть главная головная боль строителей.

Когда почва пучит, а затем оседает, на конструкции, расположенные в ней, воздействуют определенные силы, и они могут деформироваться. Именно поэтому очень важно при устройстве фундаментов опираться на УРП и закладывать подошву ниже границы замерзающего слоя.

Об этом мы еще поговорим, а пока посмотрим, как разрабатывать почву в зимнее время.

В зимнюю пору очень важно, чтобы деятельный слой не замерзал. Только гравелистые, крупнообломочные и скалистые грунты не нуждаются в этом. Все остальные варианты при низких температурах нуждаются в утеплении, которое производится путем задерживания снега, рыхления почвы, обвалов, утепляющих засыпок или электрообогрева.

Это далеко не полный список способов защиты почвы от промерзания, применяемых в строительстве. Эти меры должны быть предприняты осенью, до первых заморозков, а если речь идет не о поверхности, а о днищах котлован или траншей, то они должны быть предприняты сразу же после того, как будет вынута почва. О некоторых методах, применяемых в настоящее время, мы вкратце расскажем.

Изменение структуры почвы путем разрыхления, которое может происходить на глубине полутора метров, – один из самых действенных способов защиты почвы. При этом на ее поверхности образуются гребни, задерживающие снег. Он укрывает землю, как покрывало, и не дает ей промерзать.

• 

  Навесное оборудование на экскаватор, предназначенное для рыхления грунта

  
  

Даже в самые холодные зимы глубина промерзания разрыхленного грунта в два раза меньше, чем твердого. Поэтому метод рыхления используется до разработки супесей и суглинков во вторую половину зимы. Сначала почва на поверхности котлована рыхлится и разбрасывается экскаватором.

• Для защиты небольших поверхностей от замерзания используются натуральные теплоизоляционные материалы: солома, опилки, листья, шлак. Строители все чаще предпочитают быстротвердеющий пенный полистирол, в котором много пор, что обеспечивает наилучшую теплоизоляцию поверхности. Слой в 40–50 см может отсрочить начало замерзания на несколько месяцев, а потом и на весну.

• 

  Опилки – отличная защита грунта от промерзания

  
  

Затем выкапывают глубокую траншею в отвале и засыпают ее грунтом из новой траншеи. Последняя траншея, расположенная за котлованом, полностью засыпается. Разрыхленная земля задерживает снег, и, когда приступают к строительству зимой, он легко вынимается, потому что на поверхности только ледяная корка.

• В южных районах, а также в некоторых районах Средней полосы, где зимой температура на поверхности не опускается ниже 15 градусов, часто применяют химическую защиту. Для этой цели используются химические соли (хлористый калий и натрий). Их помещают на поверхность или углубляют на 10–15 см.
• При наличии плотной глинистой почвы растворы этих солей можно инъецировать в почву. Однако следует заметить, что эти соли могут оказывать агрессивное воздействие на заглубляемые конструкции, увеличивая электропроводность грунтов. Таким образом, применение этого способа защиты грунтов от замерзания и оттаивания ограничено.

Не следует забывать о том, что строительство, проводимое зимой без подготовки почвы, чревато последствиями. Именно поэтому частные дома обычно строятся летом и до наступления холодов подводят под крышу.

Для того чтобы избежать воздействия силы пучения на фундамент, очень важно точно определить глубину закладки. При проектировании зданий учитывается все: тип и структура почвы, ее несущая способность, климат. Кроме того, отметку промерзания необходимо сопоставлять с глубиной залегания грунтовых вод.

Единственный вид почвы, который не требует заглубления фундамента, – это скальный грунт. Он почти не промерзает, потому что в нем нет воды. Во всех других случаях фундамент должен быть заглубленным, а на какую отметку, зависит от гидрогеологических условий местности.

• 

  Глубина заложения фундамента относительно УПГ

  
  

В тех местах, где грунтовой воды нет, а также в песчаных почвах, где она не задерживается и быстро уходит в глубину, ленточные фундаменты заглубляют по меньшей мере на 70 см. В других типах грунтов основание фундамента должно находиться по меньшей мере на 20 сантиметров ниже уровня промерзания.

• Иными словами, если в данной местности УПМ составляет 1,7 м, то фундамент должен быть заложен на 1,9 или 2 м. При таком расположении сопротивление почвы уравнивается с давлением фундамента, в противном случае сила вспучивания может вытолкнуть его на поверхность. В любом случае нельзя судить об отметке закладки фундамента, основываясь только на усредненных показателях.

В каждом конкретном случае требуется всесторонняя оценка, в том числе и для частного строительства. Грунты, условно разделенные на слабые и нормальные, не могут служить надежным фундаментом для зданий и сооружений. Хотя, конечно, эти определения относительны, не так ли?

В природе почти не бывает однородной почвы, потому что породы залегают в ней слоями. Чаще всего, за исключением скальных пород, только верхние слои имеют низкую несущую способность. Именно они изменяются под влиянием климатических факторов.

• 

  Скальный грунт – лучшее основание для фундамента

  
  

Индивидуальное малоэтажное строительство обычно ведется в районах, где преобладает осадочная почва. Если у застройщика есть проект, ему достаточно просто следовать его рекомендациям. Проблема обычно возникает там, где работа ведется без проектной документации.

• Иногда, наоборот, активный слой лучше не пересекать и возводить фундамент для мелкого заглубления. Ледяная пучина напрямую связана с миграцией подземной воды, и ее интенсивность зависит от глубины залегания воды в грунте. Если окажется, что УГВ в опасной близости от поверхности, на твердых почвах лучше сделать мелкозаглубленный фундамент или монолитную плиту, на слабых – сваи.
• Опаснее всего работать с песчаным грунтом. При нагрузке от веса здания он сильно уплотняется и дает осадку, причем происходит это неравномерно и очень быстро, так что фундамент и фасад дома начинают давать глубокие трещины еще до того, как его построят. На песке лучше не делать ленточных фундаментов, а делать свайные.

• 

  Схематичное устройство фундаментной ленты мелкого заглубления

  
  

Хозяин, решивший что-то построить на своем участке, должен, по крайней мере, изучить опыт работы с соседями или сначала вырыть небольшой шурф, чтобы выяснить, какова структура почвы, и обратиться за советом к специалисту. Не следует забывать и о том, что фундамент, поставленный на «правильную» отметку, не всегда безопасен.

Обратите внимание! В песках часто встречаются примеси глины, которые оказывают огромное влияние на поведение почвы. Глина размокает, и насыщенная ею почва становится подвижной и теряет свою несущую способность.

• Такой грунт очень прочен и обладает определенной водоупорностью. Если грунтовая вода залегает ниже этого пласта, то она уже не сможет подняться так близко к поверхности. Но на практике чаще всего встречаются неоднородные грунты, в которых глинистые слои чередуются с песком и крупнообломочными породами.
• Лепестковые прослойки глины обладают наименьшей прочностью, они не только деформируются, но и остаются в таком состоянии долгое время. Тонкий слой глины не может служить надежным основанием для фундамента, поэтому его подошва должна быть ненамного ниже. В противном случае результат будет таким же, как и на песке: здание кренится, конструкции деформируются.

• 

  Дом из бетонных блоков на металлическом фундаменте

  
  

Если же почва сама по себе глинистая, то ее свойства зависят от того, сколько в ней грубых песчаных и гравийных примесей. Чем больше этих примесей, тем прочнее грунт и тем меньше вероятность того, что он станет пластичным. Такая опасность не грозит, если пласт достаточно толстый.

• Вывод: если вы не представляете себе полную гидрогеологическую картину участка, на котором вы собираетесь строить дом, — а это не всегда возможно, — то при наличии в верхнем слое песка и глины лучше всего использовать металлические свайные фундаменты. Для малоэтажного здания обычно хватает двух-трех метров.
• Они легко проходят сквозь слабые слои почвы, а если сваи застопорились и не вкручиваются, значит, они зацепились за какой-то твердый слой. Такой фундамент надежнее всего, и он не поддастся никакому морозу. Это легко исправить, поставив по периметру ростверка фальшивую стену из полипропилена, имитирующую кирпичную или каменную кладку.

Между прочим, промерзание почвы под фундаментом и под ним зависит от того, насколько тёплыми будут подвалы и подпольные помещения. Если в подвале нет сквозняков, то он отапливается, а если на первом этаже есть тёплые полы, то почва под зданием не будет промерзать.