Расчет глубины промерзания: Расчет глубины промерзания грунта по Московской, Ленинградской и другим регионам России

Содержание

Глубина промерзания грунта | Твой Дом

Глубина промерзания грунта

Глубина проникновения мороза для регионов России в таблицах и на карте. Рассчитать глубину промерзания для фундаментов ONLINE.

Активация калькулятора
Рассчитать
Результаты расчетов
Ссылка

Исходные данные

* — В соответствии со СНиП 23-01-99 * СП 131.13330.2012 (введен в действие с 2013 года).
Без * — СНиП 23-01-99 (применяется с 2000 года).

Расчетная глубина промерзания для города Москва *

Тип почвы (которая промерзает)Глубина промерзания грунта при среднесуточной температуре воздуха — df, м0⁰C5⁰C10⁰C15⁰C20⁰C

Глина и ил	1	0,89	0,78	0,67	0,56
Песчаный суглинок, алевритовый песок и мелкий песок	1,21	1,08	0,94	0,81	0,67
Крупнозернистый или гравелистый средний песок	1,3	1,16	1,01	0,87	0,72
Грубообломочные почвы	1,47	1,31	1,15	0,98	0,82

Нормативная глубина промерзания для города Москва *

Тип почвы (которая промерзает)Глубина проникновения инея — dn, м

Глина и ил	1,11
Песчаный суглинок, мелкий песок и мелкий песок	1,34
Песок средней крупности, крупный песок или гравий	1,44
Грубообломочные почвы	1,63

Глубина промерзания (df) — это нормативная величина, которая показывает уровень промерзания почвы зимой и определяется по результатам многолетних наблюдений в каждом российском регионе. Нижняя граница этой зоны называется точкой замерзания грунта.

Точка промерзания является одним из важнейших параметров, определяющих глубину заложения фундамента, поэтому определение этого фактора является обязательным при любом строительстве. Знание глубины промерзания позволяет защитить фундамент, так как в зимний период происходит перераспределение напряжений в грунте, грунтовые воды переходят из жидкого состояния в ледяное, их объем увеличивается на 10-15% и начинаются процессы морозостойкости.

Если дно фундамента недостаточно углублено, на стены будет оказываться огромное вертикальное давление, что неизбежно приведет к деформации и нарушению целостности фундамента. С другой стороны, если подошва фундамента находится ниже подошвы фундамента, тангенциальный морозный сток будет воздействовать на боковые стенки, т.е. фундамент будет выталкиваться зимой и снова погружаться летом.

Расчет глубины промерзания грунта

До недавнего времени расчет глубины промерзания производился вручную с использованием SNiP и других нормативных документов — не очень удобно, поскольку приходится перелистывать страницу за страницей, чтобы найти нужный регион/город. Мы предлагаем воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, который позволяет определить стандартную и расчетную глубину промерзания грунта в ОДИН КЛИК — просто выберите населенный пункт и нажмите “Рассчитать”. База данных нашей программы основана на информации СНиП 23-01-99 (СП 131.13330.2012 “Строительная климатология”).

Наш инструмент содержит информацию по всем регионам и городам России, включая: Московская область, Ленинградская область, Нижегородская область, Свердловская область, Ростовская область, Самарская область, Челябинская область, Калининградская область, Пермская область, Хабаровский край, Приморский край, Башкортостан, Татарстан, Крым.

Карта промерзания грунтов СССР

Глубина промерзания грунта по регионам России (карта + таблица)

Город	Глубина промерзания грунта, см
Архангельск	175
Владивосток	180
Вологда	170
Екатеринбург	190
Иркутск	190
Казань	175
Калининград	80
Красноярск	200
Курск	130
Москва	130
Нижний Новгород	155
Новосибирск	220
Омск	220
Орел	130
Пермь	190
Псков	120
Ростов-на-Дону	90
Рязань	130
Самара	165
Санкт-Петербург	120
Саратов	145
Симферополь	70
Сургут	270
Тюмень	210
Хабаровск	190
Челябинск	215
Якутск	240
Ярославль	170

Карта промерзания грунтов Центральной России

Глубина промерзания грунта в Московской области

Глубина промерзания.

ЭКСПЕРИМЕНТ. Часть 1

Город	Глубина промерзания, см
Москва	130
Балашиха	125
Подольск	130
Коломна	115
Серпухов	120
Орехово-Зуево	125
Сергиев Посад	130
Зеленоград	130
Солнечногорск	125

Глубина промерзания грунта в Ленинградской области

Город	Глубина промерзания, см
St.	120
Гатчина	120
Выборг	125
Сосновая роща	120
Кингисепп	120
Луга	115
Волхов	120
Тихвин	120
Свирица	125

Пример расчета глубины промерзания грунта

В СП 22. 13330.2010 “Основания зданий и сооружений” подробно описана процедура расчета глубины промерзания грунта. Мы постараемся кратко проанализировать основные положения и рассмотреть пример.

В разных регионах, а тем более в разных широтах, глубина промерзания почвы может сильно отличаться. Климатические факторы, гранулометрический состав почвы и площадь поверхности над ней оказывают большое влияние на эту величину. Однако, поскольку все они участвуют в формировании глубины промерзания, их можно объединить в одно выражение.

Нормативная глубина промерзания грунта (формула): df = d0 × √Mt

Расчетная глубина промерзания (формула): df = d0 × √Mt × kh

ГЛУБИНА ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТА

df — глубина проникновения мороза;
d0 — коэффициент, зависящий от типа почвы:

грубообломочные почвы — 0,34;
крупнозернистый песок — 0,3
мелкие рыхлые пески и супеси — 0,28
глины и суглинки — 0,23;

Mt — сумма среднемесячных отрицательных температур для данной местности;

kh — коэффициент среднесуточной температуры поверхности над землей.

Первая формула позволяет рассчитать глубину промерзания грунта без учета поверхности над ним, т.е. мы получим нормативное значение для данной местности. Но, например, при расчете глубины промерзания фундамента коэффициент kh используется для поправки на среднесуточную температуру (°C) прилегающей территории, т.е. это и будет расчетное значение.

Конструктивные особенности здания

значения kh для температур, °C

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. При прокладке трубопроводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементы стыковых соединений должны соответствовать требованиям по морозостойкости согласно п. 11.40 СП 31.13330.2012.

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.

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.).
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 Мороза

- Местный
- Графический
- Авиационный
- Морской
- Реки и озера
- Ураганы
- Суровая погода
- Огненная погода
- Солнце/Луна
- Долгосрочные прогнозы
- Прогноз климата
- Космическая погода
- Прошлая погода
- Дни обогрева/охлаждения
- Месячная температура
- Записи
- Астрономические данные
- Цунами
- Наводнения
- Береговые опасности
- Лесные пожары
- Холод
- Торнадо
- Качество воздуха
- Туман
- Жара
- Ураганы
- Молнии
- Безопасное катание на лодках
- Отбойные течения
- Грозы
- Космическая погода
- Солнце (ультрафиолетовое излучение)
- Кампании по безопасности
- Ветер
- Засуха
- Зимняя погода
- Беспроводные оповещения о чрезвычайных ситуациях
- Брошюры
- Готовая к погоде нация
- Совместные наблюдатели
- Ежедневный брифинг
- Статистика повреждений/смертей/травм
- Прогнозные модели
- Портал данных ГИС
- Погодное радио NOAA
- Публикации
- SKYWARN Storm Spotters
- StormReady
- TsunamiReady
- Уведомления об изменении службы
- Новости NWS
- События
- Социальные сети
- Паблики/брошюры/буклеты
- Контакты для СМИ NWS
- О NWS
- Организация
- Стратегический план
- Приверженность разнообразию
- Для сотрудников NWS
- Международные
- Национальные центры
- Карьера
- Свяжитесь с нами
- Глоссарий

Моделирование замерзания почвы: Оригинальная модель

Моделирование промерзания грунта: Оригинальная модель Модель промерзания почвы описана здесь больше не реализуется в этой первоначальной форме.

Он был модифицирован для выполнения замораживания и оттаивания с помощью замораживающих линз.

Первоначальная модель промерзания почвы была модифицированной версией модели, разработанной Jumakis (van Rooij, 1987) был включен в CropSyst. Суточный кумулятивный индекс замерзания (CFI) для дня d (C-дней) рассчитывается как:

CFI _d = D · CFI _d-1 – T _ср · е ^{(-0,4 · S · D _сд )}

где 9-1) – коэффициент уменьшения снега.

0,8	, если T _avg < 0 (периоды замерзания)
0,5	, если T _avg > 0 (периоды оттаивания)

Dsd (см) высота снежного покрова на земле в день d.

CFI является мерой доступной «силы замораживания климата». CFI_d это инициализируется определенным отрицательным значением в начале зимы, чтобы представляют собой отставание между климатическими морозными условиями и началом фактическое промерзание почвы. По мере преобладания температуры замерзания CFI_d становится меньше сначала отрицательный, а затем положительный, что указывает на возможность замерзания почвы.

Чтобы рассчитать глубину промерзания, индекс промерзания, необходимый для промерзания каждого слоев почвы (RFIl) необходимо рассчитать и сравнить с CFI_d. Потому что наличие слоя снега на почве снижает скорость проникновения мороза необходимо определить теплопроводность снега. Это делается по следующему уравнению:

k _sn = (22,7 · ρ _sn – 0,46) · 10 ⁵

где

k_sn(кал/(см . с . Кл)) – теплопроводность снега.
ρsn (0,1 г/см3) – плотность снега или одна десятая плотности снега. вода.

Термическое сопротивление снега определяется по формуле:

r _sn = D _s / K _sn · SEDF

где

r_sn ((см . с . Кл)/кал) – термическое сопротивление снега.
Ds (см) высота снежного покрова на земле.
SEDF — уменьшение эффекта снега с коэффициентом глубины, который рассчитывается ежедневно и умножается на термическое сопротивление снега и результирующую значение добавляется к общему сопротивлению всех слоев вместе. Этот Коэффициент уменьшения определяется как: SEDF = e ^{-SIF · F _d} где

Термическое сопротивление каждого слоя грунта предоставлено:

r _l = ΔZ _l / K _l где

r_l ((см . с . Кл)/кал) – термическое сопротивление слоя грунта.
Zl (см) – толщина слоя грунта.
Kl (кал/(см . с . Кл)) – теплопроводность слоя грунта.

Для замораживания слоя l тепловое сопротивление необходимо преодолеть все предыдущие слои, прежде чем фронт замерзания достигнет это, где снег обрабатывается как слой со своим снежным тепловым сопротивление. Тогда требуемый индекс замерзания определяется как:

ЗПИ _л =

[ л _л +

с · CFI

2 · фд

]

где

RFIl (C-days) – требуемый индекс замерзания для промерзания слоя l.
Ll (кал/см3) – скрытая теплота, выделяющаяся при промерзании слоя l рассчитывается по объемному содержанию воды в слое (WCl) и скрытой теплота плавления (80 кал/см3) как: L _l = 80 · wc _l
Кл (кал/(см3 . Кл)) – теплоемкость. 90 191 CFI (C-days) — кумулятивный индекс замерзания.
fd (дней) – количество морозных дней.
Zl (м) – мощность l-го слоя грунта.
Rtot ((см·с·C)/кал) – общее тепловое сопротивление, определяемое по формуле: R _tot = r _sn + r ₁ + r ₂ · · · [ r _нл / 2 ]
r_sn – термическое сопротивление снежного слоя.
r_1, r_2 … r_nl — сопротивления каждого слоя грунта.

Частный случай требуемого индекса промерзания для промерзания первого слоя грунта рассчитывается по следующему уравнению:

RFI _{1 =}

л ₁ · ΔZ ₁

84 400

[

р ₁

+ р _н

]

где

RFI1 (C-дни) — индекс замерзания, необходимый для замерзания слоя 1.
л1 (кал/см3) — скрытая теплота, выделяющаяся при замерзании слоя 1 (см. уравнение 14.4.1).
WC1 – объемная влажность первого слоя почвы.
r_1 ((см . с . Кл)/кал) – термическое сопротивление первого грунта слой.

Определяется необходимый индекс промерзания для всего почвенного профиля (RFIt). как сумма необходимого индекса промерзания для каждого слоя почвы:

ЗПИ _т =

нл
Σ
л=1

ЗПИ _л

Значение CFI_d за текущий день сравнивается с RFI накапливается слой за слоем. Глубина промерзания определяется слоем, где кумулятивный RFI становится больше, чем CFI. Точка фронта промерзания в этот слой определяется линейной интерполяцией.

14.4.2 Теплоемкость почвы

Теплоемкость в уравнении 14.4.1 должна учитывать индивидуальное компонентов в почве и, таким образом, может быть рассчитана путем добавления взвешенного тепла способность каждого из различных компонентов почвы к общему теплу вместимость:

C = X _s · C _s + X _w · C _w + X _a · C _a где

Кл (кал/(см3 . Кл)) – объемная теплоемкость.
Xi (-) – объемная доля компонента i.
Ки (кал/(см3 . Кл)) – объемная теплоемкость компонента i.
с – твердая составляющая.
а — воздушная составляющая.
w – водная составляющая.

Значения объемной удельной теплоемкости составляют 0,46, 0,45, 0,0003, 1,0 для твердого минерального материала, льда, воздуха и воды соответственно. Воздух компонент в расчетах не учитывался из-за его малого вклада к полной удельной теплоемкости.

Теплопроводность почвы

Теплопроводность в уравнении 14.4.1 рассчитывается по формуле:

К =	Σ М _и · Х _и · К _и Σ М _и · Х _и

где

К (кал/(см·с·Кл)) – коэффициент теплопроводности.
i – компонент в почве.
Xi – объемная доля компонента i.
Ки (кал/(см·с·Кл)) – удельная теплопроводность компонент я.
M_i – отношение среднего градиента температуры каждого минорного компонент и соответствующее количество в среде, через которую проходит наиболее тепло передается.

Значение M_i может быть рассчитано в зависимости от формы и размера частицы и их взаимное расположение. В условиях, когда гранулы имеют эллипсоидальную форму и расположены так далеко друг от друга, что не не влияют друг на друга, можно использовать следующее выражение для расчета этот параметр:

М _{и _а} =

1/3

1 +

к _i

к ₀ + 1

· Г _а

M _i = M _{i _a} + M _{i _b} + M _{i _c} где

Ga – коэффициент деполяризации эллипсоида в направлении ось а.

Саргорстрой