Как определить глубину промерзания грунта
Глубина промерзания грунта зависит от того, насколько холодная зима, из чего сложен участок и есть ли рядом тёплый дом. Калькулятор считает её по формуле свода правил СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» и показывает две цифры: нормативную и расчётную.
- Найдите среднюю месячную температуру воздуха для своего района. Она есть в таблице средней месячной и годовой температуры свода правил по строительной климатологии (СП 131.13330) или у ближайшей метеостанции.
- Сложите без минуса все месяцы ниже нуля. Это и есть Mt. Можно выбрать «Введу температуры зимних месяцев», и калькулятор сложит их сам.
- Выберите вид основания. Его видно в шурфе или в отчёте об инженерно-геологических изысканиях. Если слои разные, свод правил велит брать среднее d0 с учётом толщины каждого слоя.
- Укажите, отапливается ли здание, какие в нём полы и какая зимой температура воздуха в помещении у наружного фундамента. Без подвала смотрят первый этаж, с подвалом сам подвал.
Формула и таблица глубины промерзания
Нормативную глубину промерзания грунта считают по формуле dfn = d0 × √Mt. Она относится к открытой ровной площадке, с которой убран снег, при подземных водах ниже границы промерзания. Чем крупнее частицы, тем больше d0 и тем глубже уходит мороз.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| d0: суглинки и глины | 0,23 м | СП 22.13330.2016, п. 5.5.3 |
| d0: супеси, пески мелкие и пылеватые | 0,28 м | СП 22.13330.2016, п. 5.5.3 |
| d0: пески гравелистые, крупные и средней крупности | 0,3 м | СП 22.13330.2016, п. 5.5.3 |
| d0: крупнообломочные грунты | 0,34 м | СП 22.13330.2016, п. 5.5.3 |
| kh для неотапливаемого здания | 1,1 | СП 22.13330.2016, п. 5.5.4 |
| Наибольшая глубина, для которой годится формула | 2,5 м | СП 22.13330.2016, п. 5.5.3 |
Расчётная глубина промерзания учитывает тепло дома: df = kh × dfn. Для неотапливаемого здания kh равен 1,1, то есть земля рядом с ним промерзает даже глубже, чем на открытом месте. Для дома с отоплением kh берут по таблице 5.2.
| Здание | 0 °C | 5 °C | 10 °C | 15 °C | 20 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| Без подвала, полы по грунту | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Без подвала, полы на лагах по грунту | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Без подвала, полы по утеплённому цокольному перекрытию | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| С подвалом или техническим подпольем | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
Значения kh даны для фундамента, край которого выступает от наружной грани стены меньше чем на 0,5 м. Если вынос 1,5 м и больше, kh увеличивают на 0,1, но не выше 1,0. При выносе от 0,5 до 1,5 м kh находят интерполяцией. Промежуточную температуру округляют вниз: при 18 °C берут 15 °C.
Пример расчёта
Сумма зимних температур Mt = 55,3, на участке суглинок, дом без подвала с полами по грунту, внутри 20 °C. Нормативная глубина: 0,23 × √55,3 = 0,23 × 7,44 = 1,71 м. Коэффициент kh = 0,5, расчётная глубина промерзания: 0,5 × 1,71 = 0,86 м.
Та же зима для других грунтов даёт 2,08 м у супеси, 2,23 м у крупного песка и 2,53 м у крупнообломочного грунта. Последняя цифра больше 2,5 м, и для неё свод правил требует теплотехнического расчёта по СП 25.13330.
Где ошибаются при расчёте
- Путают нормативную и расчётную цифру. Нормативная относится к голой площадке без дома. Под тёплым домом земля у стены промерзает меньше, под баней без отопления больше.
- Берут kh тёплого дома для стройки. Пока дом не отапливают, основание под ним промерзает как на открытом месте. Свод правил требует зимой не допускать промерзания основания: временно топить подвал или укрывать грунт утеплителем.
- Считают по формуле там, где она не работает. Формула годится, пока нормативная глубина не больше 2,5 м. В горных районах, где рельеф и климат резко меняются на коротком расстоянии, нужен теплотехнический расчёт.
- Не учитывают подземные воды. Формула дана для случая, когда вода ниже границы промерзания. Высокая вода и мокрое основание усиливают пучение.
Глубина заложения фундамента
Расчётная глубина промерзания ещё не равна заложению фундамента. Отметку подошвы наружного фундамента отапливаемого дома выбирают по таблице 5.3 СП 22.13330.2016: она зависит от того, что лежит под подошвой, и от уровня подземных вод.
- Под скальными и крупнообломочными грунтами с песчаным заполнителем, гравелистыми, крупными и средними песками заложение от промерзания не зависит. Такой грунт должен лежать не меньше чем до dfn.
- Под мелкими и пылеватыми песками подошву кладут не выше df, если вода ближе чем df + 2 м от поверхности.
- Под супесями подошву кладут не выше df. Только у твёрдой супеси при воде глубже df + 2 м заложение от промерзания не зависит.
- Под суглинками и глинами подошву обычно кладут не выше df. Только у твёрдых и полутвёрдых суглинков и глин при воде глубже df + 2 м достаточно 0,5 df.
Фундамент можно сделать мельче, если заменить пучинистый грунт непучинистым на глубину промерзания или утеплить основание. Такие фундаменты называют малозаглубленными, для них нужен расчёт деформаций морозного пучения.