В интернете можно встретить рекомендации по выбору фундамента в зависимости от материала стен дома. Часто с подобными вопросами обращаются к профессиональным строителям или инженерам, для них такие формулировки кажутся бессмысленными, так как невозможно выбрать абстрактный фундамент по материалу стен. Основание дома должно не только передавать нагрузки на грунт, но и должно соответствовать условиям конкретной местности. В этой статье мы рассмотрим информацию, которую надо собрать перед тем, как обращаться к проектировщику для разработки фундамента.
В другой статье на нашем сайте мы разбираем самые распространенные ошибки, которые допускают при строительстве фундамента статью об ошибках 12 ошибок при строительстве фундамента.
Чтобы понять значение глубины промерзания для фундамента, надо подробнее разобраться в морозном пучении. Этот процесс связан с замерзанием воды внутри грунта, в результате этого образуются ледяные включения в виде линз и прослоек.
Процесс сопровождается расширением и деформацией почвы. Если эти процессы идут под фундаментом, то это может привести к повреждению всей конструкции дома. Напряжения могут возникнуть в отдельных зонах, что вызовет неравномерное поднятие отдельных частей фундамента.
Ключевым параметром при выборе фундамента будет глубина и скорость промерзания. На определенной глубине в толще земли всегда сохраняется положительная температура, то есть вода там не замерзает. Глубина промерзания зависит от ряда факторов: толщины снежного покрова, климата и плотности почвы. СНиПами предусмотрены нормативы, в которых фиксируется глубина промерзаний для разных территорий. Например, в Москве глубина промерзания составляет 1,2 м на глинах и суглинках, на песчаных грунтах – 1,32 м.
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 |
Чтобы силы морозного пучения не действовали на фундамент его опускают ниже глубины промерзания, такие основания называют фундаментами полного профиля.
В некоторых регионах глубина промерзания настолько велика (более 2 м для сибирских регионов), что конструкции полного профиля становятся невыгодными, тогда используют утепление экструдированным пенополистиролом, чтобы разместить фундамент в замерзающей зоне. Утеплитель не даст грунту под домом замерзать.
Увлажнение грунта и территории вокруг фундамента нежелательно, поэтому перед строительством важно установить глубину залегания грунтовых вод. Грунтовые воды по- разному воздействуют на различные типы грунтов. Есть почвы с высоким коэффициентом фильтрации, они легко пропускают воду и не задерживают ее. К таким почвам относятся различные виды песчаных и каменистых грунтов. Глины, суглинки и супеси, наоборот, имеют свойство впитывать воду, что влияет на их пучинистость.
Коэффициент фильтрации для разных типов грунтов
Высоким расположением грунтовых вод считается уровень меньше 2 метров. Это означает, что будет происходить капиллярный подсос из нижних слоев грунта к верхним, в результате этого основание фундамента будет подвергаться влиянию воды.
Для отвода грунтовых вод под фундаментом предусматривают дренаж.
Уровень грунтовых вод можно определить и своими силами.
Например, это можно сделать, замерив уровень воды в колодце или в скважине.
Замеры надо производить с разной периодичностью, так как уровень воды зависит от разных факторов: осадков, таяния снегов, уровня воды в ближайших водоемах.
Более полную картину можно получить, если обратиться за профессиональными исследованиями.
Геология грунта – это комплексное исследование почв в пятне застройки. Многие проектировщики не возьмут заказ на проект фундамента без этих данных. Геология грунта обычно включает целый ряд параметров.
Зная геологию, можно определить степень пучинистости грунтов, по этому параметру почвы подразделяются на сильнопучинистые, среднепучинистые, слабопучинистые и непучинистые.
Соотношение уровня грунтовых вод и степени пучинистости
Разновидность грунта | Максимальная глубина грунтовых вод, расположенных ниже нормативной глубины промерзания. | ||||
Глина | Суглинок | Супесь | Песок | Крупнообломочные | |
Сильнопучинистый | 1 м | 1 м | 0,5 м | — | — |
Среднепучинистый | 2 м | 1,5 м | 1 м | 0,6 м (пылеватые пески) | — |
Слабопучинистый | 3 м (пластич. меньше 0,28) | 2 м (пластич. больше 0,12) 2,5 (пластич. меньше 0,12) | 1,5 м (пластич. больше 0,12) | 1 м (пылеватые и мелкозернистые) | — |
Непучинистый | — | — | — | Крупные и средние пески при любом уровне грунтовых вод | При любом уровне грунтовых вод |
Крупнообломочными грунтами называют грунты, в которых больше половины массы частиц
имеет фракцию не меньше 2 мм, например, гравийные и щебнистые грунты.
Этот параметр необходим для определения сопротивления грунта, несущая способность отражает то, какой вес способно выдержать основание. На несущую способность влияет тип грунта и его уплотнение.
Несущая способность грунтов
От несущей способности будет зависеть площадь опирания подошвы. Если грунт слабый, то соответственно нужно увеличивать площадь основания. Особенно этот параметр актуален для ленточных фундаментов, когда ширина ленты будет зависеть от качества основания.
Если уплотнение грунта выполнено с нарушениями,
то основание не будет обладать достаточной несущей способностью.
Про ошибки, которые часто допускают при уплотнении читайте в статье
8 ошибок при уплотнении грунта.
Полный сбор нагрузок от здания делают уже по проекту, но даже до этапа составления рабочего проекта важно понимать примерную конфигурацию постройки. Например, важны такие параметры, как площадь, этажность, тип кровли и т.
д. По этим условиям можно прикинуть примерную нагрузку на фундамент и соотнести ее с типом и особенностями грунта.
Особенности ландшафта оказывают существенное влияние на расположение дома и на проектирование фундамента. Наличие водоемов, холмов, низин или уклона нужно будет учесть. Например, фундамент с сильным уклоном сделает монолитный фундамент очень дорогим, а уклон к дому потребует дополнительных земляных работ для отведения вод от основания дома.
Параметр, о котором часто забывают при сравнении вариантов. Нужно учитывать не только техническую составляющую, но и экономическую. В зависимости от региона некоторые фундаменты будут стоить дороже. Например, сборный фундамент потребует аренды автокрана, для этого на участке должна быть возможность для подъезда техники.
84 м| Тип грунта | Расчетная глубина промерзания грунта (м) при среднесуточной температуре воздуха внутри помещения до … | ||||
| 0º С | 5º С | 10º С | 20º С и более | ||
| Строения без подвалов с полами по грунту | |||||
| — глина и суглинок | 1. 66 |
1.47 | 1.29 | 1.1 | 0.92 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 2.02 | 1.79 | 1.57 | 1.35 | 1.12 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 2.16 | 1.92 | 1.68 | 1.44 | 1.2 |
| — крупнообломочные грунты | 2.45 | 2.18 | 1.91 | 1.63 | 1.36 |
| Строения без подвалов с полами по деревянным лагам | |||||
| — глина и суглинок | 1.84 | 1.66 | 1.47 | 1.29 | 1.1 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 2. 24 |
2.02 | 1.79 | 1.57 | 1.35 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 2.4 | 2.16 | 1.92 | 1.68 | 1.44 |
| — крупнообломочные грунты | 2.72 | 2.45 | 2.18 | 1.91 | 1.63 |
| Строения без подвалов с полами по утепленному цокольному перекрытию | |||||
| — глина и суглинок | 1.84 | 1.84 | 1.66 | 1.47 | 1.29 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 2.24 | 2.24 | 2.02 | 1.79 | 1. 57 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 2.4 | 2.4 | 2.16 | 1.92 | 1.68 |
| — крупнообломочные грунты | 2.72 | 2.72 | 2.45 | 2.18 | 1.91 |
| Строения с подвалами или с техническими подпольями | |||||
| — глина и суглинок | 1.47 | 1.29 | 1.1 | 0.92 | 0.74 |
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 1.79 | 1.57 | 1.35 | 1.12 | 0.9 |
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 1.92 | 1. 68 |
1.44 | 1.2 | 0.96 |
| — крупнообломочные грунты | 2.18 | 1.91 | 1.63 | 1.36 | 1.09 |
| Строения с неотапливаемыми помещениями | |||||
| — глина и суглинок | 2.03 | ||||
| — супесь, песок мелкий и пылеватый | 2.47 | ||||
| — песок гравелистый, крупный и средней крупности | 2.64 | ||||
| — крупнообломочные грунты | 2.99 | ||||
| Все документы, на которые ссылается сайт, представлены только для ознакомления. Для приобретения обращайтесь в специализированные организации ©2023 [email protected] |
Когда земля замерзает, она превращается в гидравлический таран, сокрушающий или скручивающий все на своем пути.
При замерзании воды ее объем увеличивается на 9%. Он может перемещать опоры, фундаменты и трубопроводы в земле.
Линия промерзания является критической областью любой внешней конструкции, от нефтепроводов до заборов на заднем дворе. Чтобы предотвратить смещение замерзших труб и фундаментов, подрядчики и домашние мастера должны понимать, что такое линия промерзания и уровень промерзания в вашем районе. В этом посте вы узнаете, как определить глубину промерзания и как быстро оттаять мерзлую землю, если вам нужно копать в разгар зимы.
Начнем с основного определения линии мороза.
Что такое морозная линия?Линия промерзания – это средняя глубина промерзания грунта каждый год. Чем суровее зимы, тем глубже морозы, и тем глубже нужно прокладывать водопроводные трубы и цементные фундаменты. Также известная как глубина промерзания грунта, линия промерзания простирается от верхней части почвы до средней глубины, но оттаивает в теплое время года.
Линии промерзания отличаются от вечной мерзлоты в северных районах Канады и Аляски.
Вечная мерзлота – это подповерхностный слой вечномерзлых грунтов.
При замерзании вода расширяется. Если вы когда-нибудь забудете банку газировки в морозилке, она вздуется и лопнет. То же самое с водопроводными и канализационными трубами, проложенными выше уровня промерзания.
В Международном санитарно-техническом кодексе указано, что « Трубопровод системы наружного водоснабжения должен быть установлен не менее чем на 6 дюймов (152 мм) ниже линии промерзания и не менее чем на 12 дюймов (305 мм) ниже уровня земли. ”
Выше линии промерзания земля может вздыматься, сдвигая все, что в ней находится, или замораживать содержимое труб. Чтобы избежать этих проблем, зная уровень промерзания в вашем районе, вы можете построить глубину промерзания ниже уровня земли, чтобы поддерживать проходимость труб, уровень настила и устойчивость фундамента.
Насколько глубоко промерзает земля? Приведенная ниже карта линий промерзания представляет собой эмпирическое правило для определения глубины промерзания для нижних 48 штатов.
Карта линии льда [https://nsidc.org/cryosphere/frozenground/whereis_fg.html]
Проконсультируйтесь с местными строительными нормами или у инспектора, чтобы получить более точный ответ о том, насколько глубок мороз в вашем районе. Они могут показать вам карту максимальной глубины промерзания и указать правильную глубину, на которую вам нужно копать фундаменты и трубы.Вы можете увидеть еще одну интерактивную карту, на которой показаны линии замерзания по штатам, наведя указатель мыши на штат.
Существуют ли какие-либо формулы или расчеты для оценки глубины линии промерзания?Некоторые уравнения позволяют оценить или предсказать глубину промерзания. К сожалению, это расчеты уровня кандидата наук, как, например, это Прогнозное моделирование замерзания и оттаивания морозоустойчивых почв.
Некоторая информация и данные, которые используются для расчета глубины промерзания или оттаивания, включают
Лучший способ узнать уровень промерзания для вашего региона — позвонить в местное агентство строительных норм и правил.
У них будет самая точная информация.
Мерзлый грунт может быть твердым, как бетон. Вручную лучше всего пробить верхний слой киркой, но она будет очень медленной и непрактичной для длинных траншей. Существуют различные варианты двигателей для Bobcat, экскаваторов-погрузчиков и экскаваторов. Тем не менее, мерзлый грунт является тяжелым испытанием для машин и их операторов.
Например, для прорезания мерзлого грунта цепной землеройной машине требуются твердосплавные зубья, стоимость которых составляет около 5 долларов США. Подрядчики сообщают, что замена 90 зубов в день не редкость, стоит 450 долларов. Замена всей цепи может стоить 1500 долларов плюс трудозатраты и время простоя.
Лучше всего сначала оттаять землю, используя одеяла для оттаивания земли.
Одеяла для оттаивания грунта могут проникать в глубину линии промерзания Холодная погода может иметь серьезные негативные последствия для строительных работ, копания траншей, работы на кладбище и т.
д. Лучшим решением для быстрого оттаивания мерзлого грунта являются грунтооттаивающие одеяла Powerblanket.
Одеяло для оттаивания земли имеет нагревательные элементы, которые нагреваются до 150°F (65,5°C), и использует стандартную электрическую вилку. Тепло проникает на глубину от 12 до 18 дюймов каждые 24 часа, в зависимости от температуры почвы и окружающей среды.
Утепленные бетонные покрытия отличаются от покрытий для оттаивания грунта, поскольку они не имеют нагревательных элементов. Они просто задерживают окружающее тепло в земле и уменьшают передачу тепла от воздуха к земле.
Powerblanket экономит время и деньги Строительные проекты не могут позволить себе ждать, пока оттает земля. Пробираться сквозь затвердевшую ото льда землю тяжело и человеку, и машине. Одеяла для оттаивания грунта Powerblanket экономят много часов труда. Например, на одном кладбище в Айдахо глубина промерзания грунта составляла 14 дюймов. Использование Powerblanket для оттаивания земли сэкономило часы копания.
Одеяла для оттаивания грунта Powerblanket бывают разных размеров, которые вы можете сравнить здесь.
Время — деньги. Не тратьте время на ожидание, пока земля оттает. Powerblanket вас прикроет.
Одеяла с подогревом для оттаивания земли
Изморозь грунта возникает, когда грунт содержит воду, а температура грунта падает ниже 0° C (32° F). Более половины всей суши в Северном полушарии ежегодно замерзает и оттаивает, что называется сезонной мерзлотой. Четверть суши в Северном полушарии имеет подземный слой, который круглый год остается замороженным. Если земля остается мерзлой не менее 2 лет подряд, она называется вечной мерзлотой.
Что вызывает промерзание почвы? Когда земля промерзает, вода между камнями, почвой и галькой и даже внутри камней замерзает и становится пористым льдом.
Итак, официально земля замерзает, когда вода в земле становится льдом.
Глубина промерзания (или линия промерзания) — это самая глубокая точка, до которой замерзают грунтовые воды. Глубина промерзания варьируется в зависимости от линии промерзания в каждом месте и может иметь большое влияние на многие методы строительства. Например, любые бригады, копающие грунт для доступа к инженерным сетям или готовящие землю для заливки бетона, должны знать о своей местной глубине промерзания.
При замерзании грунтовые воды увеличиваются в объеме на 9%. По этой причине чувствительные к давлению конструкции, такие как водопроводные и канализационные линии, должны быть закопаны ниже глубины промерзания, чтобы избежать разрывов. Когда вода превращается в лед, она может расширяться с огромной силой и вызывать вздутие земли. В районах с холодным зимним периодом промерзание грунта может привести к повреждению дорог. Например, вода, превращающаяся в лед под дорогами, иногда создает морозное пучение.
Расширяющийся лед толкает дорогу вверх и образует горб, который позже, после оттаивания, создаст выбоины и провалы в проезжей части.
Линия замерзания меняется в зависимости от продолжительности холодного воздуха. Чем дольше будет холодный период, тем глубже промерзнет земля. Но глубина промерзания ограничена, потому что глубоко внутри Земля теплая.
Что влияет на линию замерзания?Большая часть тепла Земли исходит от Солнца (рис. 1). Земля хранит много солнечного тепла, а остальное отражает в воздух. Снег и лед имеют светлый цвет и отражают больше тепла. Океанская вода и голая земля отражают меньше тепла, вместо этого поглощая его. Этот перенос тепла между землей и воздухом называется поверхностным потоком энергии.
Рисунок 1. На этой диаграмме показано, как атмосфера Земли и земля отражают и поглощают солнечную энергию.
— Авторы и права: Центр атмосферных исследований НАСА
Тепло также исходит изнутри Земли.
Ядро Земли очень горячее, и его тепло движется к поверхности. Тепло от вулканов, рек, озер и других источников также может распространяться через землю. Это тепло сохраняет некоторые области незамерзающими, даже если температура поверхности низкая.
Вообще, более глубокая вечная мерзлота очень старая. Один исследователь обнаружил, что самой глубокой части вечной мерзлоты под заливом Прадхо на Аляске более 500 000 лет.
Градиент температурыКогда температура земли падает ниже 0° C (32° F), она замерзает; однако температура земли может отличаться от температуры воздуха над ней. Этот температурный градиент означает, что слои в глубине земли могут быть холоднее или теплее, чем слои вблизи поверхности.
Верхний слой почвы может реагировать на условия на поверхности, но нижние слои могут меняться не так быстро. В теплый летний день поверхность земли поглощает тепло и становится горячее воздуха. Но температура в нескольких футах под землей может быть намного ниже, чем на воздухе.
Зимой наоборот; поверхность земли охлаждается, но слой глубоко под землей может оставаться теплее, чем поверхность. Верхний слой земли препятствует перемещению тепла между холодным воздухом и более глубокими слоями земли, изолируя себя.
Замерзание грунта зависит не только от колебаний температуры, сезонных изменений и местоположения. Снег, почва, растения и другие аспекты местного ландшафта также влияют на мерзлоту.
СнегТолстый слой снега действует как одеяло, чтобы тепло не покидало землю. Только тонкий слой земли промерзнет под толстым слоем снега.
Тип почвы Некоторые почвы промерзают легче, чем другие. Светлые почвы промерзают раньше и остаются мерзлыми дольше, чем темные. Светлые почвы и скалы отражают солнечный свет, сохраняя землю более прохладной. Рыхлые почвы, такие как песок, имеют больше места для воды, и лед образуется легче. В плотных почвах с мелкими частицами не так много места для воды.
Глина, например, не так легко замерзает, как песок.
Торф образуется, когда мертвые растения не полностью разлагаются. Грунт под торфом обычно холоднее, чем грунт, не покрытый торфяным слоем. Зимой торф промерзает и позволяет теплу уйти из-под земли. Поскольку тепло уходит, образуется больше мерзлого грунта и вечной мерзлоты.
РастенияЛетом растения охлаждают почву под ними, потому что они блокируют попадание солнечного света на землю. Вечнозеленые деревья особенно охлаждают землю. Вечнозеленые деревья не сбрасывают листву зимой. Это означает, что деревья блокируют солнечный свет от нагревания земли. Кроме того, их ветки блокируют попадание снега на землю под ними. Голая земля легче теряет тепло. Вечная мерзлота часто образуется под вечнозелеными деревьями.
Склоны Склоны холмов и гор могут воздействовать на мерзлоту и вечную мерзлоту. Если склон получает больше солнечного света из-за того, как он обращен, земля будет теплее и с меньшей вероятностью промерзнет.
В Северном полушарии склоны, обращенные на юг, к солнцу, получают больше солнечного света, чем тенистые склоны, обращенные на север. В Южном полушарии все наоборот.
Крутые склоны могут содержать мерзлый грунт. Крутизна склона влияет на то, сколько солнечного света он получает. На крутые склоны не так много прямых солнечных лучей, поэтому они холоднее. Крутые склоны плохо удерживают снежный покров, поэтому голая земля теряет больше тепла. Направление ветра также влияет на образование мерзлого грунта. Если склон обращен к ветру, земля теряет больше тепла. Кроме того, ветер сдувает снег, и земля становится еще холоднее.
Озера и рекиОзера и реки являются источниками тепла в холодных местах. Вода теплее окружающего воздуха и может согревать землю под ней зимой. Озера и реки могли не иметь под собой мерзлого грунта. Или у них может быть более толстый активный слой по сравнению с близлежащей землей.
Powerblanket Ground Frost Solutions«Ваши одеяла просто превосходны.
