Глубина промерзания грунта
Считает нормативную глубину промерзания по формуле СП 22.13330: d₀ умножается на корень из суммы отрицательных температур зимы. Сумма подставляется по городу, тип грунта выбирается списком.
Откуда берётся формула
Нормативная глубина сезонного промерзания считается по СП 22.13330.2016: dfn = d₀ · √Mt, где Mt — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму, а d₀ зависит от грунта. Расчётная глубина df = kh · dfn учитывает, что отапливаемое здание подогревает грунт под собой.
| Грунт | d₀, м | Глубина для выбранного города | Почему так |
|---|
Глубина промерзания по городам
Значения для суглинка и глины при kh = 1,1, то есть для неотапливаемого сооружения. Столбцы с числами сортируются по клику.
| Город | Mt | Суглинок, м | Песок, м | Крупнообломочный, м |
|---|
Зачем знать глубину промерзания и как она считается
Глубина промерзания решает, на какой отметке ставить подошву фундамента. Вода в порах грунта при замерзании расширяется, в пучинистых грунтах к фронту промерзания дополнительно подтягивается влага снизу и намерзает линзами — грунт поднимается и тянет за собой всё, что в нём стоит. За зиму подъём доходит до нескольких сантиметров и идёт неравномерно, поэтому лёгкие фундаменты перекашивает.
Считается глубина по формуле из свода правил: коэффициент грунта умножается на корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур. Корень означает, что вдвое более суровая зима даёт промерзание глубже лишь в полтора раза. Сумма подставляется по городу, коэффициент выбирается по типу грунта, а схема в разрезе показывает результат наглядно. Столбики среднемесячных температур под полями объясняют, из чего сложилась сумма: синие месяцы идут в зачёт, тёплые остаются в стороне.
| Грунт | d₀ | Москва | Новосибирск | Почему так |
|---|---|---|---|---|
| Суглинки и глины | 0,23 | 1,11 м | 1,76 м | Мелкие поры держат воду, промерзание идёт медленно. |
| Супеси, мелкие пески | 0,28 | 1,35 м | 2,14 м | Воды меньше, тепло уходит быстрее. |
| Пески средние и крупные | 0,30 | 1,45 м | 2,29 м | Свободная вода уходит вниз, промерзает сухой скелет. |
| Крупнообломочные | 0,34 | 1,64 м | 2,60 м | Крупные поры почти не держат влагу. |
История: от задачи Стефана до свай на вечной мерзлоте
Математически промерзание описал австрийский физик Йозеф Стефан в 1889 году, разбирая, как нарастает лёд в полярных морях. Задача с подвижной границей между талой и мёрзлой зоной с тех пор называется задачей Стефана, и корень квадратный из времени в её решении — тот же корень, что стоит в строительной формуле.
В России тема стоит острее, чем где бы то ни было: вечная мерзлота занимает около двух третей территории страны. Норильск, Якутск и Воркута строились там, где обычный фундамент растапливает грунт под собой и уходит вниз вместе с домом. Решением стали свайные фундаменты с проветриваемым подпольем: здание поднимают над землёй, холодный воздух проходит под ним, и мерзлота остаётся мёрзлой.
Нормирование глубины промерзания сложилось в советских строительных нормах и перешло в нынешний свод правил почти без изменений. Формула проста намеренно: она даёт консервативную оценку для открытой площадки без снега, а точный расчёт с теплотехникой здания делают отдельно.
Как читать результат и что подставить в коэффициенты
Выберите город и грунт: нормативная глубина посчитается сразу, а таблица ниже покажет, как она изменилась бы при другом грунте. Нормативное значение относится к открытой площадке, очищенной от снега, поэтому в поле под сугробом промерзание всегда меньше — это заложенный запас. Отмостка и расчищенные дорожки вдоль дома снега лишены, и грунт под ними промерзает ближе к расчётной величине, чем газон в двух метрах. Столбчатый и свайный фундаменты к этому чувствительнее ленточного: у них меньше вес, который удерживает конструкцию на месте, и меньше площадь опирания. Утеплённая отмостка и дренаж снимают проблему там, где закапываться на два метра дорого.
Коэффициент теплового режима в поле по умолчанию равен 1,1 — так считают для неотапливаемых сооружений. Для отапливаемого здания он меньше единицы и берётся из таблицы 5.2 свода правил по конструкции пола и температуре внутри; подставьте своё значение оттуда. Дальше пригодятся калькулятор фундамента и калькулятор бетона.
| Формула | d₀ · √Mₜ |
| Типов грунта | 4 |
| Городов в таблице | больше ста |
| Климат посчитан по | ERA5, 1995–2024 |
| kₕ для неотапливаемых | 1,1 |
| Расширение воды при замерзании | около 9 % |
| Вечная мерзлота в России | около двух третей площади |
| Задача Стефана | 1889 год |
Как пользоваться
- Сумма отрицательных температур подставится сама; её можно и ввести руками.
- Глина промерзает меньше всего, крупнообломочный грунт — глубже всех.
- Для неотапливаемого сооружения коэффициент равен 1,1; для отапливаемого он меньше.
- Схема показывает слой промерзания и положение подошвы фундамента.
Частые вопросы
Как считается глубина промерзания
По формуле из СП 22.13330: dₘₙ = d₀ · √Mₜ. Здесь Mₜ — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму, а d₀ зависит от грунта: 0,23 метра для суглинков и глин, 0,28 для супесей и мелких песков, 0,30 для песков средней крупности и крупнее, 0,34 для крупнообломочных грунтов. Корень в формуле означает, что вдвое более суровая зима даёт промерзание глубже лишь в полтора раза.
Откуда взята сумма отрицательных температур
Среднемесячные температуры посчитаны по реанализу ERA5 Европейского центра среднесрочных прогнозов за 1995–2024 годы: тридцать лет суточных данных сведены в среднюю по каждому календарному месяцу. Для проектной документации сумму берут из СП 131.13330 «Строительная климатология»; значения близки, но при расхождении в документ идёт цифра из свода правил.
Почему глина промерзает меньше песка
Из-за воды. В мелких порах глины её много, а на замерзание каждого килограмма воды уходит 334 килоджоуля скрытой теплоты — фронт промерзания тратит энергию и продвигается медленно. В крупном песке и гравии свободная вода уходит вниз, тратить холод почти не на что, и грунт промерзает глубже.
Что такое расчётная глубина и коэффициент kₕ
Нормативная глубина считается для открытой оголённой площадки. Реальный фундамент стоит под зданием, и если здание отапливается, грунт под ним теплее: расчётная глубина выходит меньше нормативной. Коэффициент kₕ берут из таблицы 5.2 СП 22.13330 по конструкции пола и расчётной температуре внутри помещения. Для неотапливаемых сооружений он равен 1,1.
На какую глубину закладывать фундамент
Общее правило для пучинистых грунтов — подошва ниже расчётной глубины промерзания, чтобы силы морозного пучения не поднимали фундамент снизу. На непучинистых песках и на скальном основании глубина промерзания перестаёт быть определяющей. Мелкозаглублённые и утеплённые плитные фундаменты считаются отдельно: там промерзание убирают утеплителем и дренажом.
Влияет ли снег на промерзание
Сильно влияет. Снег работает как утеплитель: под полуметровым покровом грунт промерзает заметно меньше, чем на расчищенной дорожке или под отмосткой. Нормативная глубина считается для площадки, очищенной от снега, поэтому она с запасом относительно того, что происходит в поле.
Что такое морозное пучение
Вода в порах при замерзании увеличивается в объёме примерно на девять процентов, а в пучинистых грунтах к фронту промерзания дополнительно подтягивается влага снизу и намерзает линзами. Грунт поднимается, и вместе с ним поднимается всё, что в нём стоит: столбы, лёгкие фундаменты, тротуарная плитка. За зиму подъём доходит до нескольких сантиметров и происходит неравномерно.
Похожие инструменты
Рассчитайте объём и примерную массу снега по площади, толщине слоя и плотности. Подходит для планирования уборки и вывоза снега.
ОткрытьКалькулятор стоимости электроэнергииРассчитайте расход электроэнергии бытового прибора и стоимость его работы за день, месяц или год по мощности, времени и тарифу.
ОткрытьКалькулятор газобетонаСчитает газобетонные и пеноблоки на стены: по длине стен, высоте и проёмам — штуки с запасом, кубометры, ряды, вес кладки, клей в мешках и поддоны для любого размера блока и плотности D300–D600. Всё в браузере.
ОткрытьРасчёт забораЛисты и планки по полезной ширине, столбы с учётом углов и проёмов, лаги, бетон на бутование и смета по своим ценам.
ОткрытьКалькулятор веса металлаСчитает вес металлопроката по размерам: круг, квадрат, шестигранник, полоса и лист, круглая и профильная труба, уголок, арматура по ГОСТ 5781, для стали, нержавейки, алюминия, меди и латуни; вес метра, партии и обратный расчёт длины по массе. Всё в браузере.
ОткрытьКалькулятор объёма траншеиРассчитайте объём траншеи и разрыхлённого грунта по длине, глубине, ширине дна и верха. Показывает объём разработки и число машин.
ОткрытьЕщё строительные калькуляторы
Смета и площадь комнаты, обои, плитка и ламинат, стяжка и бетон, кирпич, крыша и забор, кубатура доски и сечение кабеля — в разделе 50 расчётов.