Глубина промерзания расчетная: Нормативная глубина промерзания грунта | Расчет сезонного промерзания грунта по СНиПу

Расчет глубины промерзания грунта по снип

Расчет глубины промерзания грунта по СНиП

При строительстве зданий необходимо учитывать глубину промерзания СНиП в грунте. Без этого параметра невозможно точно рассчитать, какой глубины должен быть фундамент здания. Если это не учесть, то в будущем фундамент может деформироваться и повредиться из-за давления грунта при низких температурах.

Строительные нормы и правила

Строительные нормы и правила (СНиП) — это свод правил, регулирующих работу строителей, архитекторов и инженеров. Информация, содержащаяся в этих документах, позволяет построить прочное и надежное здание или правильно проложить трубопровод.

В СССР была создана карта, показывающая глубину промерзания грунта. Она содержалась в СНиП 2.01.01-82. Но этот нормативный акт позже был заменен СНиП 23-01-99, и карта в него не вошла. В настоящее время она доступна только на сайте.

СНиПы, содержащие информацию о глубине проникновения мороза, — 2.02.01-83 и 23-01-99. В них перечислены все условия, от которых зависит степень воздействия мороза на почву:

• цель, для которой было возведено строение;
• характеристики конструкции и нагрузки на фундамент;
• глубина общения;
• положение фундаментов соседних зданий;
• текущий и будущий рельеф строительной площадки;
• физико-механические свойства почвы
• особенности наложения и количества слоев;
• гидрогеологические характеристики территории участка;
• Сезонная глубина, на которой промерзает грунт.

В настоящее время установлено, что использование СНиП 2.02.01-83 и 23-01-99 для определения глубины промерзания грунта дает более точный результат, чем использование значений, взятых с карты, так как учитывается большее количество условий.

Следует отметить, что расчетная степень воздействия низких температур не равна фактической, так как некоторые параметры (уровень грунтовых вод, уровень снежного покрова, влажность почвы, минусовые температурные параметры) не являются постоянными и изменяются во времени.

Расчет уровня почвенного промерзания

Расчет глубины, на которую промерзает почва, производится по формуле, изложенной в СНиП 2.02.01-83: h=√M*k, где М — суммированная среднеабсолютная месячная температура, k — показатель, значение которого зависит от типа почвы:

Калькулятор расчета глубины промерзания грунтов

• глинистые или суглинистые почвы — 0,23;
• песчаные суглинки, алевритовые пески и мелкие пески — 0,28;
• крупные, средние и гравелистые пески — 0,3;
• крупнообломочный — 0,34.

Из приведенных выше данных видно, что степень промерзания грунта прямо пропорциональна увеличению фракции почвы. При работе на глинистых почвах необходимо учитывать еще один фактор, а именно количество содержащейся в них влаги. Чем больше воды в нем содержится, тем выше степень замерзания.

Фундамент дома должен находиться ниже уровня промерзания. В противном случае сила набухания будет выталкивать его вверх.

При расчете этого параметра лучше не полагаться на собственные силы, а обратиться к профессионалам, которые обладают полной информацией обо всех факторах, от которых зависит воздействие низких температур на фундамент здания.

Влияние морозного пучения грунта

Термин «морозная волна» относится к уровню деформации грунта во время оттаивания или замерзания. Это зависит от того, сколько жидкости находится в слоях почвы. Чем больше это количество, тем сильнее будет промерзать почва, поскольку, согласно законам физики, молекулы воды при замерзании увеличиваются в объеме.

Другим фактором, влияющим на морозы, являются климатические условия региона. Чем больше месяцев с температурой ниже нуля, тем сильнее промерзает почва.

Почвы, наиболее подверженные замерзанию, — это илистые и глинистые почвы, которые могут увеличить свой объем на 10% от первоначального объема. Пески менее подвержены морозному пучению, а каменистые и скалистые почвы вообще не подвержены морозному пучению.

Глубина проникновения мороза в грунт, определенная в СНиП, рассчитана с учетом наихудших климатических условий, когда снег не выпадает. Фактический уровень, до которого промерзает земля, меньше, поскольку сугробы и лед действуют как изоляторы тепла.

Грунт под фундаментами зданий промерзает меньше, так как зимой он дополнительно подогревается отоплением.

Для предотвращения промерзания грунта можно дополнительно утеплить площадь 1,5-2,5 метра по периметру фундамента дома. Таким образом, можно сделать мелкозаглубленный ленточный фундамент, что также более экономично.

Влияние толщины снежного покрова

В более холодные месяцы снежный покров действует как изолятор и напрямую влияет на глубину промерзания грунта.

Часто бывает, что владельцы счищают снег со своих участков, не понимая, что это может привести к деформации фундамента. Грунт на участке промерзает неравномерно, что приводит к повреждению фундамента дома.

Кустарники, высаженные по периметру здания, могут обеспечить дополнительную защиту от сильных морозов. На них будет скапливаться снег, защищая фундамент от низких температур.

Видео по теме: Реальная глубина промерзания грунта

Как определить глубину заложения ленточного фундамента

Национальные строительные нормы для свайных фундаментов

Водосточная канализация в соответствии со СНиП

Расчет глубины промерзания грунта. Онлайн расчет глубины промерзания грунта для прокладки труб водопровода, канализации и монтажа фундамента.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КАЛЬКУЛЯТОРА

Глубина промерзания грунта принимается как среднегодовое значение максимальной глубины сезонного промерзания грунта (на основе наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, свободной от снега горизонтальной поверхности при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунта.

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта, dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений, должна определяться теплотехническими расчетами. Для районов, где глубина проникновения мороза не превышает 2,5 м, допустимо определять нормативное значение по формуле:

dfn = d0 * √ Mt

где Mt — безразмерный коэффициент, равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных зимних температур в рассматриваемом районе, принимаемых в соответствии со СНиП Строительная климатология и геофизика, или, при отсутствии таких данных для данного пункта или района застройки, в соответствии с результатами наблюдений гидрометеорологической станции, расположенной в аналогичных условиях с районом застройки;

d0 — величина, принимаемая за равную, м, для:

• глина и суглинок — 0,23;
• песчаная глина, мелкий песок и пыль — 0,28;
• Гравий, крупный и средний песок — 0,30;
• Грубообломочные почвы — 0,34.

Значение d0 для почв неоднородного состава определяется как средневзвешенное значение в пределах глубины промерзания.

Глубина заложения наружного водопровода.

Глубина заложения труб, считая до дна, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникновения в грунт при нулевой температуре.

Меньшая глубина захоронения труб может быть приемлемой при условии, что будут приняты меры для предотвращения:

• замораживание арматуры, установленной на трубопроводе;
• недопустимое снижение несущей способности трубопровода в результате образования льда на внутренней поверхности труб;
• Повреждение труб и трубных соединений в результате замерзания воды, деформации грунта и температурных напряжений в материале стенки трубы;
• Образование льда в трубопроводе во время перебоев в подаче воды, вызванных повреждением трубопроводов.

Глубина заложения наружной канализации.

Наименьшая глубина заложения канализационных труб должна определяться на основании тепловых расчетов или приниматься на основании опыта эксплуатации сети в данном районе, в соответствии с п. 6.2.4 СП 32.13330.2012.

При отсутствии данных минимальная глубина заглубления дна трубы для труб диаметром до 500 м может быть принята равной 0,3 м, а для труб большего диаметра — 0,5 м ниже глубины проникновения грунта с нулевой температурой, но не менее 0,7 м до верха трубы, считая от земли или нивелира (во избежание повреждения при переносе грунта).

Расчетная глубина промерзания грунта для фундамента.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта, df, м, определяется по формуле:

df = kh * dfn

где dfn — стандартная глубина промерзания, определяемая по формуле

kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания; предполагается, что

• для наружных фундаментов отапливаемых зданий — в соответствии с таблицей 1;
• для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий kh = 1,1, за исключением районов с отрицательной среднегодовой температурой.

1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетную глубину промерзания грунта для неотапливаемых зданий следует определять в тепловом расчете в соответствии с требованиями СП 25. 13330.2012 Расчетную глубину промерзания грунта следует также определять в тепловом расчете в случае применения постоянной тепловой защиты фундаментов, а также когда тепловой режим проектируемого здания может оказывать существенное влияние на температуру грунта (холодильные склады, котельные и т.п.).
2. Для зданий с нерегулярным отоплением в качестве расчетной температуры воздуха при определении kh используется среднесуточная температура воздуха, учитывающая продолжительность отапливаемых и неотапливаемых периодов в сутки.

Глубина промерзания грунта в Москве и Московской области

Промерзание почвы – распространение в почве в холодный период года нулевой и отрицательной температур.

Глубина промерзания зависит от типа почвы, от теплоемкости, теплопроводности и влажности почвы, от обработки почвы, от толщины снежного покрова и наличия растительности, предохраняющих почву от сильного выхолаживания. Глубина промерзания является одним из самых важных параметров при определении глубины заложения фундамента, а значит нахождение этого коэффициента обязательно при любом строительстве.

Максимальная глубина промерзания грунта в Москве = 1.56 метра

Под «максимальной» подразумевается глубина промерзания при наихудших условиях — влажный скальный грунт не покрытый снегом на открытой местности. Для глинистого грунта максимальное значение уменьшается в 1.47 раза, для песков — в 1,2, для гравия — в 1,1:

• Суглинки и глины — 1,05 м
• Мелкий песок, супесь — 1,28 м.
• Крупный песок, гравий — 1,37 м.

Глубина промерзания ависит от суммы среднемесячных отрицательных температур, и рассчитывается по формуле:
H = √M*k, где М — сумма среднемесячных отрицательных температур за год, k — коэффициент по каждому из типов грунтов.

Значения нормативной глубины промерзания в Москве

Таблица нормативной глубины промерзания грунта по СП 131.13330.2018 (актуализация СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»)

	Суглинки и глины	Песок мелкий, супесь	Песок крупный, гравелистый	Крупно обломочные грунты
Москва	1. 05 м	1.28 м	1.37 м	1.56 м
Новомосковский АО	1.15	1.4	1.5	1.7
Троицкий АО	1.18	1.44	1.54	1.74

Внимание. До недавнего времени для расчета глубины промерзания грунта использовался Свод правил СП 131.13330.2012 (СНиП 23-01-99*) утративший силу с 2020 года в связи признанием Приказа Минстроя России от 28.11.2018 N 763/пр, утвердившего новый Свод правил СП 131.13330.2018.

Таблица нормативной глубины промерзания грунта по СНиП 23-01-99 (устаревший)

Значения расчетной глубины промерзания в Москве при различных типах строения

Постройки значительно снижают глубину промерзания. Так, при постоянном проживании в доме с полами по грунту, глубина промерзания грунта снижается почти в два раза.

Тип грунта	Расчетная глубина промерзания грунта (м) при среднесуточной температуре воздуха внутри помещения до
	0º С	5º С	10º С	15º С	20º С и более
Строения без подвалов с полами по грунту
— глина и суглинок	0.99	0.88	0.77	0.66	0.55
— супесь, песок мелкий и пылеватый	1.21	1.07	0.94	0.8	0.67
— песок гравелистый, крупный и средней крупности	1.29	1.15	1	0.86	0.72
— крупнообломочные грунты	1.46	1.3	1.14	0.98	0.81
Строения без подвалов с полами по деревянным лагам
— глина и суглинок	1. 1	0.99	0.88	0.77	0.66
— супесь, песок мелкий и пылеватый	1.34	1.21	1.07	0.94	0.8
— песок гравелистый, крупный и средней крупности	1.44	1.29	1.15	1	0.86
— крупнообломочные грунты	1.63	1.46	1.3	1.14	0.98
Строения без подвалов с полами по утепленному цокольному перекрытию
— глина и суглинок	1.1	1.1	0.99	0.88	0.77
— супесь, песок мелкий и пылеватый	1.34	1.34	1.21	1.07	0.94
— песок гравелистый, крупный и средней крупности	1.44	1.44	1.29	1.15	1
— крупнообломочные грунты	1.63	1.63	1.46	1.3	1.14
Строения с подвалами или с техническими подпольями
— глина и суглинок	0. 88	0.77	0.66	0.55	0.44
— супесь, песок мелкий и пылеватый	1.07	0.94	0.8	0.67	0.54
— песок гравелистый, крупный и средней крупности	1.15	1	0.86	0.72	0.57
— крупнообломочные грунты	1.3	1.14	0.98	0.81	0.65
Строения с неотапливаемыми помещениями
— глина и суглинок	1.21
— супесь, песок мелкий и пылеватый	1.47
— песок гравелистый, крупный и средней крупности	1.58
— крупнообломочные грунты	1.79

Под опорой, загруженной весом дома, грунт уплотняется и становится слабопучинистым. Если возведение фундамента и дома выполняется в один сезон, то глубину заложения фундамента на пучинистых грунтах можно уменьшить на 30-40 см. относительно расчетной глубины промерзания. Этот прием используют в регионах с глубиной промерзания более 2х метров. Для дополнительного уменьшения глубины бурения, вокруг дома выполняют грунтовую подсыпку. 

Температура грунта в Москве по месяцам

Для лучшего понимания как происходит промерзание и оттаивание грунтов можно ознакомиться с данными приведенными в книге «Справочник работника газовой промышленности» 1989 года. В таблице переведены средние значения температуры грунта по месяцам по данным вытяжных термометров на глубине 0,4 0,8 метра.

Средняя температура почвы в Московской области в зависимости от глубины

Средняя многолетняя температура почвы на глубинах (по вытяжным термометрам) по СП 20. 13330.2016 (Приложение Г, таблица Г.1).

Нормативы

 20-01-2021

Сообщить о ошибке (Ctrl+Enter)

Температура окружающей среды — под землей

Температура окружающей среды — под землей

Морозная глубина

Глубина промерзания может быть довольно точно рассчитана, поскольку она обычно напрямую связана с количеством градусо-дней замерзания для данного географического местоположения. Точная глубина промерзания будет варьироваться в зависимости от конкретного типа и состояния почвы, высоты над уровнем моря, а также других переменных. На следующей карте показано количество градусо-дней с морозом в Канаде по зонам. Он предоставлен Министерством окружающей среды Канады. В приведенной ниже таблице указана средняя глубина промерзания в метрах для любого заданного количества градусо-дней с замерзанием. Сверившись с картой, а затем с таблицей, можно получить среднюю глубину промерзания.

Нормальный индекс замерзания в градусо-днях

Индекс замораживания	Приблизительно Морозная глубина в метрах	Индекс заморозки	Приблизительно Морозная глубина в метрах	Приблизительно Морозная глубина в футах
400	0,66	2000	1,98	6,5
450	0,71	2050	2,01	6,6
500	0,76	2100	2,04	6,7
550	0,81	2150	2,07	6,8
600	0,86	2200	2. 10	6,9
650	0,91	2250	2,13	7,0
700	0,96	2300	2,16	7.1
750	1,00	2350	2,19	7,2
800	1,05	2400	2,22	7,3
850	1,09	2450	2,25	7,4
900	1,14	2500	2,28	7,5
950	1,18	2550	2,31	7,6
1000	1,21	2600	2,34	7,7
1050	1,25	2650	2,36	7,7
1100	1,29	2700	2,39	7,8
1150	1,32	2750	2,42	7,9
1200	1,36	2800	2,45	8,0
1250	1,39	2850	2,48	8. 1
1300	1,43	2900	2,51	8,2
1350	1,47	2950	2,52	8,3
1400	1,50	3000	2,54	8,3
1450	1,54	3050	2,56	8,4
1500	1,57	3100	2,59	8,5
1550	1,62	3150	2,62	8,6
1600	1,66	3200	2,64	8,7
1650	1,70	3250	2,67	8,8
1700	1,74	3300	2,69	8,9
1750	1,78	3350	2,72	8,9
1800	1,82	3400	2,74	9,0
1850	1,86	3450	2,77	9,0
1900	1,90	3500	2,79	9. 1
1950	1,94	и более	2,80	9,2

Температура почвы

Температура почвы на данной глубине будет варьироваться в зависимости от типа почвы, содержания влаги и т. д. Следующая таблица, предоставленная Министерством окружающей среды Онтарио, может использоваться в качестве приблизительного ориентира для определения температуры почвы. Обратитесь к приведенной ниже карте, чтобы получить градусо-дни с индексом промерзания для изучаемой местности, а затем постройте график, чтобы получить приблизительную температуру почвы на заданной глубине.

Соответствующие ссылки

• Национальный архив климатических данных и информации
• Канадские климатические нормы или средние значения за 1971–2000 годы
• Климатические данные Канады

Институт климатических исследований Северной Каролины

На рисунке показано значение FDD для каждого дня в течение Холодный сезон 1976–1977 годов в Эшвилле, Северная Каролина, Метеостанция ASOS регионального аэропорта. Индекс замерзания воздуха (AFI) за этот год, рассчитанный как разрыв между местным максимальные и минимальные ППД в начале и конце холодного сезона, было 290.

Во многих районах страны правильное проектирование и строительство зданий зависят от точных расчетов того, насколько глубоко промерзнет земля зимой. Глубина промерзания почвы также имеет важное значение для гидрологии, сельского хозяйства и даже захоронений. Поскольку глубина промерзания определяется как интенсивностью, так и продолжительностью минусовой погоды, наблюдаемое за последние несколько десятилетий потепление, вероятно, меняет характер промерзания почвы.

В новой газете в Журнал прикладной метеорологии и климатологии под названием « Расчет и оценка индекса замерзания воздуха для периода климатических норм 1981–2010 гг. В Соединённых Штатах» , группа авторов из Национальных центров экологической информации (NCEI) NOAA, включая Рокки. Билотта из ERT Inc., Джесси Белл из Совместного института климата и спутников Северной Каролины, Итан Шепард из STG Inc. и Энтони Аргес из NOAA NCEI представляют новую версию индекса замерзания воздуха NOAA (AFI), который может быть используется для оценки максимальной глубины промерзания почвы. Они обнаруживают значительное снижение AFI для 1981-2010 по сравнению с 1951-1980 годами, что соответствует тенденциям изменения климата, наблюдаемым за этот период времени.

Оценка глубины промерзания почвы затруднена, потому что прямые измерения глубины промерзания не являются широко доступными, а те, которые доступны, датируются не очень давно. Но поскольку глубина промерзания тесно связана с температурой воздуха, индекс, который измеряет, как часто и насколько температура воздуха остается ниже точки замерзания в течение зимы, может служить полезным вспомогательным показателем глубины промерзания.

AFI, представленный в документе, основан на «градусо-днях с морозом» — количестве градусов, на которое средняя температура в данный день выше точки замерзания (положительные значения FDD) или ниже точки замерзания (отрицательные значения FDD). Например, если средняя температура в каком-либо месте составляет 42°F (на 10°F выше точки замерзания), значение FDD для этого дня равно 10. Для среднесуточной температуры, которая достигает только 20°F, значение равно –12 FDD.

AFI за данный год рассчитывается как текущая сумма FDD за этот год, начиная с 1 августа и заканчивая 31 июля следующего года — период, сосредоточенный вокруг одного холодного сезона. Для большинства районов страны AFI неуклонно увеличивается в течение первых нескольких месяцев этого периода, поскольку средние дневные температуры, как правило, выше точки замерзания, а соответствующие положительные значения FDD увеличивают значение текущей суммы AFI.

С наступлением холодного сезона дни ниже нуля дают отрицательные значения FDD, которые снижают значение текущей суммы AFI. Затем AFI снова начинает увеличиваться, когда возвращается теплая погода, и FDD снова становятся положительными.

Разрыв между пиковым значением AFI в начале холодного сезона и самым низким значением AFI, наблюдаемым в конце холодного сезона, служит мерой интенсивности этого холодного сезона — чем больше разрыв, тем интенсивнее морозы в эту зиму. . В теплых районах страны, где средние температуры почти всегда выше нуля, ИАИ будет очень низким или нулевым. В более холодных районах страны долгие интенсивные зимы приводят к AFI от 1000 и более.

Сравнивая средние значения за 1981-2010 и 1951-1980 годы, Билотта и его соавторы обнаружили, что ИАИ значительно снизился для большей части страны. Изучая зимы с «двухлетней повторяемостью», то есть суровые зимы, обычно наблюдаемые каждые два года, AFI снизился более чем на 10 % для более чем 80 % станций, в то время как только 2 % станций показали увеличение на 10 %.