Карта промерзания грунтом Москвы и области
В разных районах области глубина промерзания грунта будет различной. Это обусловлено отличием видов грунта, климата, уровня грунтовых вод, зеленых насаждений, количества осадков в зимний период, рельефа. Поэтому глубина промерзания постоянно изменяется.
Глубина промерзания грунта в Московской области
В зависимости от всех вышеперечисленных факторов определяется глубина промерзания, которая для Московской области составляет 0,5-1,8 м. Такие разные границы обусловлены разнообразием почв, которые имеют ряд закономерностей:
- плотный грунт промерзает глубже;
- влажная почва промерзает быстро и глубоко;
- сухое основание промерзает меньше.
Нормативные акты не предусматривают единой усредненной глубины промерзания, но обычно для расчетов берут показатель в 1,4 м. Его получают при расчете глубины по формуле из СП, он имеет достаточно большой запас.
В окрестностях Москвы встречаются практически все типы грунтов, кроме IV категории. Поэтому точное значение глубины промерзания грунта может рассчитать только специалист – геолог, геодезист, проектировщик. Приблизительные показатели приведены в нормативных документах. Здесь есть карта промерзания грунта, а также приблизительная глубина для крупных городов.
Где применяются данные о промерзании грунта?
В зависимости от глубины промерзания грунта предусматривается прокладка трубопровода. Также этот показатель учитывают при проектировании фундаментов. Если они будут заглублены недостаточно, будет происходить их промерзание, при этом разрушение произойдет намного быстрее, чем предусмотрено проектом. В грунте содержится вода, которая при замерзании расширяется. Кроме того, в бетонных фундаментах присутствуют поры, которые заполняются влагой и водой. Капиллярные трещины также заполняются влагой, и в результате множественных циклов замораживания и оттаивания (которые происходят в течение одной зимы) происходит значительное снижение прочности. Для свайных стальных фундаментов такие воздействия не так страшны.
Глубина промерзания грунта
Глубина сезонного промерзания грунта (СП 22.13330.2011),
глубина заложения наружных сетей
водоснабжения (СП 31.13330.2012) и канализации (СП 32.13330.2012)
——————————————————————————————————————————
| Населенный пункт | Вид грунта | Нормативная глубина сезонного промерзания грунта,dfn, м * | Глубина заложения труб систем водоснабжения, считая до низа, м ** | ||
| до Ø500 мм | > Ø500 мм | ||||
| Суглинки и глина | |||||
| Супесь, пески мелкие и пылеватые | |||||
| Пески гравелистые, крупные и средней крупности | |||||
| Крупнообломочные грунты | |||||
| * Значения нормативной глубины сезонного промерзания грунта рассчитаны
для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м. (п. 5.5.3 (
СП 22.13330.2011)) Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где dfn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. | |||||
| ** Глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания
в грунт нулевой температуры. При прокладке трубопроводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементов стыковых соединений
должен удовлетворять требованиям морозоустойчивости. (п. 11.40
СП 31.13330.2012) Примечание — Меньшую глубину заложения труб допускается принимать при условии принятия мер, исключающих: замерзание арматуры, устанавливаемой на трубопроводе; недопустимое снижение пропускной способности трубопровода в результате образования льда на внутренней поверхности труб; повреждение труб и их стыковых соединений в результате замерзания воды, деформации грунта и температурных напряжений в материале стенок труб; образование в трубопроводе ледяных пробок при перерывах подачи воды, связанных с повреждением трубопроводов. | |||||
| *** Наименьшую глубину заложения канализационных трубопроводов необходимо определять теплотехническим
расчетом или принимать на основании опыта эксплуатации сетей в данном районе. (п. 6.2.4
СП 32.13330.2012 ) При отсутствии данных минимальную глубину заложения лотка трубопровода допускается принимать для труб диаметром до 500 м — 0,3 м, а для труб большего диаметра — 0,5 м менее большей глубины проникания в грунт нулевой температуры, но не менее 0,7 м до верха трубы, считая от поверхности земли или планировки (во избежание повреждения наземным транспортом). | |||||
Определение глубины сезонного промерзания грунта
Для возможности проектирования фундаментной опоры здания необходимо предварительно определить характеристики грунта, в частности, глубину промерзания. На выбор типа фундамента влияет и пучинистость, то есть грунт, который содержит большое количество воды, при замерзании будет расширяться, вспучиваться, что может привести к сдвигу и разрушению основания строения, появлению трещин на стенах, разрушению всего сооружения.
Определение глубины сезонного промерзания грунта
Заказать
Глубина промерзания грунта для конкретных регионов России
|
Город |
Сезонная глубина промерзания разных типов грунтов (в см.) |
||
|
Глинистого и суглинка |
Песчаного и супеси |
Крупного и гравелистого |
|
|
Ярославль |
143 |
174 |
186 |
|
Архангельск |
156 |
190 |
204 |
|
Челябинск |
173 |
211 |
226 |
|
|
143 |
174 |
186 |
|
Тюмень |
173 |
210 |
226 |
|
Псков |
97 |
118 |
127 |
|
Екатеринбург |
157 |
191 |
204 |
|
Казань |
143 |
175 |
187 |
|
Сургут |
222 |
270 |
290 |
|
Пермь |
159 |
193 |
207 |
|
Саратов |
119 |
144 |
155 |
|
Курск |
106 |
129 |
138 |
|
Санкт-Петербург |
98 |
120 |
128 |
|
Москва |
110 |
134 |
144 |
|
Самара |
154 |
188 |
201 |
|
Нижний Новгород |
145 |
176 |
189 |
|
Рязань |
136 |
165 |
177 |
|
Новосибирск |
183 |
223 |
239 |
|
Ростов на Дону |
66 |
80 |
86 |
|
Орел |
110 |
134 |
144 |
Глубина промерзания грунта в Подмосковье
|
Город |
Сезонная глубина промерзания грунта (в см.) |
|
Дубна |
150 |
|
Талдом |
130 |
|
Сергиев Посад, Александров |
140 |
|
Орехово-Зуево |
130 |
|
Егорьевск |
130 |
|
Коломна |
110 |
|
Ступино |
120 |
|
Серпухово |
100 |
|
Обнинск |
110 |
|
Балабаново |
110 |
|
Можайск |
125 |
|
Волоколамск |
120 |
|
Клин, Солнечногорск |
120 |
|
Звенигород, Истра |
110 |
|
Наро-Фоминск |
125 |
|
Чехов |
120 |
|
Воскресенск |
110 |
|
Павловский Посад, Пушкино, Ногинск |
110 |
|
Дмитров |
140 |
|
Балашиха, Щепково |
150 |
|
Кубинка, Одинцово, Болицыно |
140 |
|
Домодедово, Подольск, Люберцы |
100 |
|
Железнодорожный |
110 |
|
Мытищи, Лобня |
140 |
Как определить реальную глубину сезонного промерзания почвы
Нормативные и настоящие показатели глубины промерзания грунта всегда отличаются, так как каждый год толщина снежного и ледяного покрова на заданной местности различная.
Чтобы точно определить высоту промерзания почвы, используется мерзлотомер – обсадная трубка с внутренним элементом — шлангом с водой и ограничителями, предупреждающими миграцию льда. На шланге имеется сантиметровая шкала. При выполнении измерений прибор погружается в почву на глубину ниже номинального промерзания. В местах, где с мерзлотомером контактирует мерзлая почва, вода в шланге превращается в лед. Через 10-12 часов шланг вынимается из трубки и по шкале определяется реальный уровень промерзания грунта.
Для расчета уровня промерзания грунта используется следующая формула:
d1 = d0 √M, где d1 – глубина промерзания согласно нормативам, d0 – отдельный параметр для каждого типа грунта, M – сумма абсолютных сезонных среднемесячных температур в данном регионе.
Показатели d0 – для песчаной и супесей – 0,28, глинистой почвы и суглинка – 0,23, крупнозернистого песка – 0,3, крупнообломочного грунта – 0,34. Показатели минусовых температур указаны в метеорологических справочниках либо СНиП, описывающих климатические условия конкретной местности.
Тип грунта определяет фирма, занимающаяся геодезическими исследованиями.
Комплекс работ включает
- изучение геологического строения района;
- выезд бригады специалистов на участок для бурения скважин, взятия проб грунта;
- лабораторное исследование образцов для определения слоев земли;
- составление технического отчета с рекомендациями по строительству – выбору материала для стен и типа фундамента.
На стоимость изыскания оказывают влияние количество скважин, погонных метров бурения и взятых образцов.
Компания «GeoCompani» выполняет работы по геодезии любой сложности для клиентов из Москвы и Московской области. Мы гарантируем выгодные цены и сжатые сроки исполнения заказа. Получить консультации специалистов и заказать услуги можно по телефону +7-495-777-65-35.
Почему с нами выгодно сотрудничать
- Рассчитываем глубину сезонного промерзания именно для Вашего участка и грунтов.
- Выпускаем отчет за 10 дней.
- Все образцы сдаются в лабораторию.
- Собственный камеральный отдел.
Глубина и скорость промерзания грунта и их влияние на процессы пучения — SGround.ru
Связь пучения со скоростью, глубиной промерзания
Оглавление:
- Введение
- Скорость промерзания грунта
- Глубина промерзания грунта
- Заключение
- Связанные статьи
1. Введение
Одними из наиболее значимых факторов, определяющих величину поднятия дневной поверхности (степень пучинистости) при промерзании грунтов являются глубина и скорость их промерзания.
Дневная поверхность грунта – жаргонный термин в строительной геологии, обозначающий поверхность современного рельефа. Можно заменить терминами: поверхность земли, уровень земли. В случае если на рассматриваемом участке выполнялась или будет выполняться планировка (насыпь или выемка грунта), то поверхность следует называть «уровень планировки»
Глубина и скорость промерзания грунтов зависит от большого числа факторов: значений отрицательной температуры наружного воздуха в зимний период, от продолжительности зимнего периода, от толщины и плотности снегового покрова и динамики изменения этих показателей в течении зимы, теплопроводности грунта, наличия теплоизолирующих покрытий (бывают как естественные, например, моховый или торфовый слой, так и искусственные), интенсивности воздействия солнечной радиации на конкретный участок поверхности, от смен холодной погоды на оттепели и от положения уровня грунтовых вод.
2. Скорость промерзания грунта
Увеличение объема грунта и величина подъема поверхности земли зависят от скорости промерзания, а скорость, в свою очередь, зависит от значений отрицательной температуры наружного воздуха и теплотехнических свойств грунта.
Экспериментально установлено, что чем меньше скорость промерзания, тем больше величина пучения и, наоборот, при больших скоростях промерзания грунт меньше увеличивается в объеме.
На величину вспучивания оказывает влияние и коэффициент фильтрации глинистого грунта, которой обусловливает подток капиллярной влаги к фронту промерзания. В образцах, замерзающих при большой скорости промерзания, визуально не наблюдается образования ледяных включений в виде прослоек и линз, следовательно, грунт незначительно ухудшает свои физические свойства при оттаивании.
При быстром промерзании в грунте не успевает накопиться влага, поступающая по капиллярам, поэтому он меньше проявляет пучение
При малой скорости промерзания грунта происходит формирование льдистой текстуры за счет постоянного притока влаги по капиллярам из нижележащих слоев талого грунта, сопровождающееся повышенным накоплением ледяных включений в нем. Такие грунты при оттаивании резко ухудшают свои физические свойства. Иногда грунты, имеющие твердую или пластичную консистенцию до промерзания, превращаются в текучее состояние после промерзания и оттаивания.
Наибольшее количество льда в грунтах природного сложения скапливается при промерзании грунта на глубину до 1-1,2 м так как на этих глубинах больше сказывается колебание отрицательной температуры наружного воздуха, например, при смене холодной погоды на оттепели, что позволяет накопить в структуре грунта больше влаги в виде льда
3. Глубина промерзания грунта
Значение глубины промерзания грунтов оказывает большое влияние на вспучивание дневной поверхности грунта. Например, в Забайкалье подъем поверхности грунта достигает 40 см при глубине промерзания суглинистого грунта 2,6-2,8 м, а сильнопучинистый суглинок в Московской области вспучивается на 15 см при глубине промерзания на 1,5 м.
Глубина промерзания грунта может в зависимости от региона РФ и локальных условий меняться в широких пределах: от 0 до 6 м. Максимальные значения глубины промерзания грунтов наблюдаются в Забайкалье, ближе к границе Монголии, преимущественно на песчаных и крупнообломочных грунтах и большей частью на северных склонах.
Наблюдениями за глубиной промерзания грунтов установлено, что влажные глины и суглинки промерзают заметно меньше, чем супеси, пески мелкие и пылеватые, а пески крупные и крупнообломочные грунты промерзают еще больше, чем супеси и пылеватые пески.
Чем более крупные частицы слагают грунт, тем больше будет глубина его промерзания при прочих равных условиях, однако крупнодисперсные грунты не подвержены пучению
Так как глубина промерзания зависит от действительно большого числа факторов, для начала разберемся что на этот счет говорится в нормативной литературе.
В нормативной документации на проектирование фундаментов рассматривается только глубина промерзания грунта. Эта величина рассчитывается по формулам в зависимости от среднемесячных температур в холодный период года и типа грунта без учета всех остальных факторов (не учитывается снеговой покров, солнечная радиация, свойства и влажность грунта и пр.).
Действующий на данный момент норматив в области проектирования фундаментов — СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений гласит:
СП 22.13330.2016 п. 5.5.1 Глубину заложения фундаментов следует принимать с учетом: …- глубины сезонного промерзания грунтов. Выбор оптимальной глубины заложения фундаментов в зависимости от указанных условий необходимо выполнять на основе технико-экономического сравнения различных вариантов.
5.5.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что ее следует определять в соответствии с ГОСТ 24847.
5.5.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение следует вычислять по формуле
, (5.3)
где d0 — величина, принимаемая равной:
- для суглинков и глин 0,23 м;
- супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
- песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
- крупнообломочных грунтов — 0,34 м;
Мt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.
Значение d0для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания. (прим. если промерзает несколько разных слоев то необходимо определять осредненное значение коэффициента d0)
Нормативную глубину промерзания грунта dfn в районах, где >2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.
5.5.4 Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, вычисляют по формуле
, (5.4)
где Kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений Kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;
dfn — нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2 и 5.5.3.
Примечания:
- В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетную глубину промерзания грунта для неотапливаемых сооружений следует определять теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетную глубину промерзания следует определять теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также, если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
- Для зданий с нерегулярным отоплением при определении Kh за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.
dfn — нормативная глубина промерзания, определяемая по СП 22.13330.2016 не учитывает множественные факторы т.к. нормативы нацелены на получение наиболее надежного результата. Эта величина показывает насколько промерзает грунт на свободной от снега поверхности, не прогреваемой солнцем в течении всей зимы (под навесом). Реальная глубина промерзания будет меньше или такой же в зависимости от количества снега и солнечной радиации на поверхности
Таблица 5.2
Для того, чтобы определить реальную глубину промерзания с учетом множества факторов, включая снеговой покров, солнечную радиацию и тепловой режим сооружения необходимо выполнить теплотехнический расчет. Теплотехнические расчеты сложны и трудоемки, а так же требуют большого количества исходных данных. Для отдельных случаев существуют упрощенные расчеты, некоторые из которых приведены в СП 25.13330. Вопросы теплотехники грунтов затрагиваются в этой статье.
4. Заключение
Для правильного учета сил морозного пучения и выбора мер по защите от его воздействия необходимо и достаточно верно определить глубину промерзания грунта. Для этого следует пользоваться расчетами, приведенными в нормативной литературе.
Учет скорости промерзания в расчетах невозможен из-за сложности определения этого показателя и его изменчивости.
Учитывать снеговой покров в надежде что он снизит глубину промерзания не следует, так как после возведения сооружения снег скорее всего будет переноситься ветром от одной части сооружения к другой и с наветренной стороны поверхность грунта будет оголена. Если же сооружение поднято над землей, то под ним будет оголенная поверхность без снега и с температурой наружного воздуха, что так же увеличит глубину промерзания.
Если глубина промерзания грунта больше 2,5 м и если среднегодовая температура в регионе отрицательная, то для определения нормативной глубины промерзания необходимо выполнять теплотехнический расчет.
Так же теплотехнический расчет следует выполнять если, например, применяется утепление грунта.
Для принятия решений по фундаментам используется расчетное значение глубины промерзания, которое в 1,1 больше нормативного для неотапливаемых сооружений и ниже нормативного для отапливаемых сооружений.