Campi termici al confine del granaio. La profondità del congelamento. L'influenza della neve copre la terra.

Invece della prefazione.
Le persone intelligenti e benevoli mi hanno indicato che questo caso dovrebbe essere valutato solo in un setting non stazionario, a causa dell'enorme inerzia termica della terra e per tenere conto della modalità annuale di cambiamento di temperatura. L'esempio eseguito è risolto per un campo termico stazionario, quindi ha ovviamente risultati errati, quindi dovrebbe essere considerato solo come una sorta di modello idealizzato con un numero enorme di semplificazioni che mostra la distribuzione della temperatura in una modalità stazionaria. Quindi, come si suol dire, ogni coincidenza è pura coincidenza.

Come al solito, non fornirò molti dettagli sulle conduttività termiche accettate e sugli spessori dei materiali, mi limiterò a descriverne solo alcuni, riteniamo che gli altri elementi siano il più vicino possibile alle strutture reali - le caratteristiche termiche sono assegnate correttamente e gli spessori dei materiali sono adeguati ai casi reali di pratica edilizia. Lo scopo dell'articolo è quello di ottenere un'idea quadro della distribuzione della temperatura al confine del suolo edile in varie condizioni.

Un po 'di ciò che deve essere detto. Gli schemi calcolati in questo esempio contengono 3 limiti di temperatura, il 1 ° è l'aria interna dei locali dell'edificio riscaldato +20 ° C, il 2 ° è l'aria esterna di -10 ° C (-28 ° C) e il 3 ° è la temperatura nel terreno a una certa profondità a cui oscilla attorno ad un valore costante. In questo esempio, il valore di questa profondità è 8m e la temperatura è +10 o C. Qui qualcuno può discutere con me dei parametri adottati del terzo bordo, ma una controversia sui valori esatti non è l'obiettivo di questo articolo, né il risultato ottenuto reclamare una precisione speciale e la capacità di legarsi a un caso specifico del progetto. Ripeto, il compito è quello di ottenere un'idea di base della distribuzione della temperatura e verificare alcune idee consolidate su questo argomento.

Ora direttamente al punto. Quindi tesi da verificare.
1. Il terreno sotto l'edificio riscaldato ha una temperatura positiva.
2. La profondità di congelamento regolamentare dei terreni (c'è più una domanda che un'affermazione). Si tiene conto della copertura nevosa del suolo quando si convertono i dati sul congelamento in rapporti geologici, perché, di regola, l'area intorno alla casa è sgombra da neve, sentieri, marciapiedi, aree cieche, parcheggi, ecc. Vengono puliti?

Il congelamento del suolo è un processo nel tempo, quindi per il calcolo prendiamo la temperatura esterna pari alla temperatura media del mese più freddo -10 o C. Il suolo viene prelevato dal dato lambda = 1 alla profondità totale.

Fig.1. Schema di calcolo

Fig.2. Contorni della temperatura. Lo schema senza manto nevoso.

In generale, la temperatura del terreno sotto l'edificio è positiva. Alti più vicini al centro dell'edificio, alle pareti esterne dei bassi. L'isolina a temperatura zero orizzontale si riferisce solo alla proiezione dello spazio riscaldato su un piano orizzontale.
Il congelamento del suolo all'esterno dell'edificio (cioè, raggiungendo temperature negative) si verifica in profondità

2,4 metri, che è superiore al valore standard per la regione selezionata in modo condizionale (1,4-1,6 m).

Ora aggiungi 400 mm di neve mediamente pesante con un lambda di 0,3.

Figura 3. Contorni della temperatura. Lo schema con un manto nevoso 400mm.

Isoline di temperature positive spengono temperature negative verso l'esterno, solo temperature positive sotto l'edificio.
Congelamento del suolo sotto il manto nevoso

1,2 metri (-0,4 m di neve = 0,8 m di congelamento del suolo). La "coperta" di neve riduce significativamente la profondità di congelamento (quasi 3 volte).
Apparentemente la presenza di manto nevoso, l'altezza e il grado di compattazione non sono costanti, quindi la profondità media della penetrazione del gelo è compresa nell'intervallo dei risultati ottenuti da 2 schemi (2,4 + 0,8) * 0,5 = 1,6 metri, che corrisponde al valore standard.

Ora vediamo cosa accadrà se le forti gelate colpiscono (-28 ° C) e rimangono abbastanza a lungo per stabilizzare il campo termico, mentre non c'è la copertura nevosa intorno all'edificio.

Figura 4. Schema a -28 su Senza copertura nevosa

Le temperature negative salgono sotto l'edificio, la stampa positiva sul pavimento della stanza riscaldata. Nell'area delle fondazioni si congelano i terreni. A distanza dall'edificio, i terreni si congelano

Profondità del congelamento del suolo

Suolo - la profondità e la velocità del congelamento

La profondità e la velocità del congelamento del suolo sono fattori importanti nel processo di innalzamento del gelo. La profondità e il tasso di congelamento dipendono dal tipo di terreno e dalla sua umidità naturale, dai valori della temperatura esterna negativa e dalla durata del periodo freddo dell'anno.

Dalle osservazioni sulla profondità del congelamento dei terreni, si è constatato che l'argilla umida e il terriccio si congelano di circa il 20% in meno rispetto all'argilla sabbiosa, le sabbie sono fini e limose, mentre le sabbie sono terreni grossolani e grossolani congelano ancor più di argille sabbiose e sabbie limose.

La profondità del congelamento del suolo ha una grande influenza sul rigonfiamento della superficie del suolo. Ad esempio, in Transbaikalia, il rigonfiamento della superficie libera del terreno ha raggiunto 39 cm con una profondità di congelamento del terreno argilloso di 2,8 m, e il terreno franco-macinato nella regione di Mosca si gonfia fino a 15 cm con una profondità di congelamento di 1,5 m.

È stato stabilito sperimentalmente che più bassa è la velocità di congelamento, maggiore è la quantità di sollevamento e, al contrario, a velocità di congelamento più elevate, la quantità di gonfiore del suolo è inferiore.

La quantità di gonfiore è influenzata dal coefficiente di filtrazione del terreno argilloso, che causa l'afflusso della quantità di umidità sul fronte di congelamento. Nei campioni che congelano ad alta velocità di congelamento, la formazione di inclusioni di ghiaccio sotto forma di interstrati e lenti non viene osservata visivamente, quindi il terreno degrada leggermente le sue proprietà fisiche durante lo scongelamento.

La maggior quantità di ghiaccio nei terreni di composizione naturale si accumula quando il terreno si ghiaccia a una profondità di 1-1,2 m, vale a dire dove la fluttuazione della temperatura esterna negativa, ad esempio, quando il freddo cambia al disgelo, è più pronunciata.

I suddetti fattori determinano la manifestazione delle proprietà dei terreni che si sollevano, manifestati in un aumento di volume durante il congelamento e una diminuzione nello scongelamento. Questo processo provoca gravi danni alle fondamenta degli edifici e delle strutture in costruzione in generale, e in particolare alle fondazioni leggermente caricate durante il periodo di funzionamento.

Di conseguenza, quando si progettano le fondazioni con l'uso di varie misure antiscivolo, è necessario conoscere non solo le condizioni del terreno di questo sito dai rapporti geologico-ingegneristici, ma anche le proprietà di base dei terreni in generale, nonché i fattori che determinano le forze e le deformazioni del gelo.

Solitamente, i rapporti di indagine idrogeologica mancano di una descrizione dettagliata della struttura del suolo, della loro composizione e umidità, che vanno dalla superficie alla profondità di congelamento, cioè quello strato di terreno che congela e disgela ogni anno e in cui ha luogo il gelo dei processi fisico-meccanici.

Per stabilire il grado di sollevamento dei terreni argillosi, sono necessari i seguenti indicatori dello strato di congelamento:

  • umidità naturale
  • numero di plasticità
  • composizione granulometrica
  • il livello emergente e di stato stazionario delle acque sotterranee che si verificano fino a 6 m sotto la superficie

Come determinare la profondità del congelamento del suolo

Profondità del congelamento del suolo

Questo è uno dei parametri più importanti che devono essere considerati quando si gettano le fondamenta. Tenendo conto di questo parametro, viene presa una decisione sul design specifico della fondazione: cinghia, colonna, lastra, vite, ecc.

La profondità del congelamento del suolo è il valore più alto a cui la temperatura del suolo sarà 0 gradi durante il periodo delle temperature più basse senza copertura nevosa nella storia delle osservazioni a lungo termine.

Perché è così importante conoscere la profondità del congelamento

La risposta a questa domanda deriva dal corso di fisica della scuola. Tutti sanno che l'acqua durante il congelamento aumenta di volume, mentre si trova nello spessore del terreno, esercita molta pressione sulla base della fondazione e cerca di sollevarla.

Alla profondità del congelamento la temperatura della terra non scende sotto zero gradi, quindi l'acqua non si congela e non si espande. Per questo motivo, le fondazioni di strisce e colonne poggiano sulla profondità del congelamento del suolo.

Come determinare la profondità del congelamento del suolo

Questo valore può essere calcolato dalle formule presentate in SNiP 2.02.01-83 * - "Fondamenti di edifici e strutture" nel paragrafo 2.27. Il calcolo di queste formule è complicato ed è più adatto per il laboratorio che studia il terreno.

Per uno sviluppatore privato, è più semplice utilizzare il vecchio SNiP 2.01.01-82 "Climatologia e geofisica della costruzione", in cui è possibile visualizzare una mappa della profondità del suolo che si congela nell'applicazione. Parte di questa carta è presentata sul nostro sito web appena sotto.

Il terreno sotto le fondamenta di edifici riscaldati regolarmente congela meno, quindi la profondità standard può essere ridotta del 20%. Ad esempio, il livello stimato di congelamento del suolo a Ekaterinburg è di 190 cm. A condizione che viviate costantemente nella vostra casa, la fondazione può essere posata in profondità

Un tale parametro come il congelamento del suolo è particolarmente importante su argilla, terriccio, terriccio sabbioso, poiché sono più suscettibili alle forze del gelo che si sollevano.

La profondità del suolo che si congela in varie città della Russia, vedi

Come si può determinare la profondità del congelamento del suolo in una particolare regione

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La profondità di congelamento del suolo SNIP

La profondità di congelamento del suolo SNIP

Per redigere un supporto di fondazione per la tua casa, prima di tutto devi valutare le caratteristiche del suolo sul tuo sito. Quindi, il livello di congelamento del terreno influenza direttamente il grado di profondità delle fondazioni delle strisce. Inoltre, il terreno di composizione diversa durante il congelamento può variare in dimensioni in modi diversi. Questa caratteristica è chiamata "Heaving". Inoltre, il livello di crescita delle acque sotterranee influisce anche sulla progettazione delle future fondamenta.

Le caratteristiche dei terreni sul sito influiscono direttamente sia sulla progettazione della futura fondazione della casa che sul materiale di fabbricazione. Per capire quale tipo di casa e fondamento può essere costruito sul tuo sito e che non può essere costruito, è prima necessario svolgere un lavoro di esplorazione.

Parte delle caratteristiche della trama del suolo può essere presa dalle tabelle diffuse. Queste caratteristiche includono, per esempio, la profondità del congelamento del suolo SNiP.

Nell'intero territorio dell'ex Unione Sovietica, l'esplorazione geologica è stata effettuata in una sola volta, il che ha determinato quanto l'acqua nel terreno in una regione o in un'altra fosse ghiacciata in inverno. Sulla base dei dati ottenuti, sono state elaborate mappe che hanno permesso di determinare facilmente la profondità del congelamento invernale del suolo in una particolare regione.

Stagionalità del suolo stagionale

In base al valore specifico del congelamento del suolo sul sito, i regolamenti e le regole di costruzione (o SNiP in breve) prescrivono la possibilità di utilizzare una o l'altra variante della costruzione della fondazione e dell'edificio.

Al momento, nel nostro paese sono in vigore le seguenti norme, che descrivono le regole per la costruzione di edifici e strutture:

  • -SNiP 2.02.01-83 * "Fondamenti di edifici e strutture", ci sono anche una serie di manuali per questo, che descrive il processo di progettazione degli edifici.
  • Inoltre, l'impatto del clima sulla costruzione degli edifici è descritto in SNiP 23-01-99.
  • L'essenza delle regole in questi documenti che governano la profondità della fondazione è la seguente:
  • -Quando si costruiscono le fondamenta, è necessario considerare attentamente lo scopo e il design delle strutture progettate, il carico massimo sulla fondazione.
  • -la profondità delle fondamenta dipende anche dalle caratteristiche delle strutture adiacenti e da quanto le strutture ingegneristiche sono sepolte nel terreno.
  • -Inoltre, quando si prepara un progetto di fondazione, è necessario valutare la topografia del sito di costruzione.
  • -un ruolo importante nel determinare la profondità del basamento è giocato dalle caratteristiche fisiche del suolo e dalla sua struttura interna (presenza di vuoti e falde acquifere),
  • -l'idrogeologia influisce anche sulla profondità delle fondazioni. Le acque sotterranee possono modificare in modo significativo il design del tuo edificio.
  • -e, naturalmente, alla profondità della fondazione, secondo i regolamenti edilizi esistenti, la profondità stagionale del congelamento del terreno scodinzolerà.

Come calcolare la profondità del congelamento del terreno, guidata dallo SNiP

Esiste una formula speciale in base alla quale puoi calcolare da sola la profondità di congelamento dei suoli della tua zona.

La profondità di congelamento sarà: radice quadrata, estratta dalla somma delle temperature medie negative mensili, moltiplicata per il coefficiente per un determinato terreno.

  1. -0,23 per argilla e terriccio,
  2. -0,28 per sabbia e terriccio sabbioso,
  3. -0,3 per sabbia grossa,
  4. -0,34 per terreno costituito da detriti di grandi dimensioni.

Indicatori di temperature negative che puoi prendere dai libri di riferimento meteorologici o da SNiPa 23-01-99, che descrive le condizioni climatiche.

Per facilità di calcolo, supponiamo che le temperature negative siano fisse nella tua regione per quattro mesi, a "-10" gradi ciascuna. La quantità totale di indicatori di temperatura negativi sarà "40". La radice quadrata di questo valore sarà "6,32". Moltiplicare per il coefficiente per il terreno argilloso "0,23" e ottenere la profondità di congelamento del terreno argilloso in una regione di 1,45 metri.

Terreno ghiacciato e il suo impatto sulla fondazione

Un'altra caratteristica importante del suolo che influenza il design della struttura di fondazione è il suo afflosciamento. Questo termine determina il grado di espansione dei suoli durante il congelamento invernale dell'umidità in essi. Come sapete, l'acqua durante il congelamento aumenta significativamente di volume, quindi il terreno che contiene una grande quantità di umidità durante il congelamento si espanderà, si gonfierà.

I terreni contenenti sabbia fine o argilla sono i più sensibili a tale espansione. Assorbono l'umidità in modo estremamente efficace, assorbendo una grande massa d'acqua. Di conseguenza, durante il congelamento, il loro volume può aumentare fino al 10 percento. Questa è una quantità piuttosto significativa. Si scopre che con una profondità di congelamento del terreno di 1,5 metri quando gela, il suo volume aumenterà di 15 centimetri.

Per capire il grado di sollevamento del suolo sul tuo sito - leggi la tabella qui sotto.

Tabella - la profondità di congelamento del suolo SNIP

La profondità del manto nevoso influisce anche sulla profondità del gelo. Ovviamente, più spesso è il manto nevoso, migliore è il calore accumulato nel terreno. Tuttavia, questo valore è piuttosto inaffidabile e può variare di stagione in stagione.

Grafico del congelamento del suolo sullo spessore del manto nevoso

Pertanto, la pulizia del sito dalla neve svolge un duplice ruolo. In quei luoghi in cui si piegano cumuli di neve, il valore del congelamento del suolo diminuisce, ma quando si cancella la neve vicino alle fondamenta del proprio edificio, al contrario, si aumenta la profondità di congelamento dei terreni. Di conseguenza, ciò aumenta l'effetto del terreno in espansione congelato sulla fondazione. Forma un cumulo di neve attorno alle fondamenta della tua casa e ridurrai l'influenza del freddo sulle tue fondamenta di circa il 15 percento. E quando arriva la primavera e la temperatura inizia a salire, basta capovolgere la neve dalla casa.

Guida per il costruttore | Caratteristiche del lavoro in condizioni invernali

LAND WORKS

Il suolo ha una struttura trifase costituita da particelle solide (minerali), fase liquida (acqua) e gas di riempimento (aria, gas e vapore acqueo). Il cambiamento della temperatura ambiente ha un effetto significativo principalmente sulla fase liquida - l'acqua, che congela a temperature inferiori a 0 ° C e si trasforma in ghiaccio. Il congelamento dell'acqua nel suolo provoca la trasformazione dell'intero complesso del terreno trifase in un corpo monolitico. Allo stesso tempo, la resistenza a compressione, la rottura, la frantumazione e la cesoiatura del terreno ghiacciato aumentano di un fattore di (2. 5). La resistenza a trazione dei terreni ghiacciati varia solo del 20%.

La velocità e la profondità del congelamento del suolo dipendono dalla natura chimica e mineralogica, dall'umidità, dalla densità, dalla temperatura, dalla composizione meccanica e dal grado di struttura del suolo.

Per i terreni della stessa composizione, la forza nello stato congelato dipende principalmente dalla loro umidità prima del congelamento. Nel solito stato, l'umidità igroscopica della sabbia non supera l'1%, loess (polvere) - 7%, argilla - 17% della massa di sostanza secca. Più terreni saturi con congelamento del gelo attraverso più veloce e ad una maggiore profondità. La profondità del congelamento del terreno dipende dalla durata dell'esposizione a temperature esterne negative, che è caratterizzata dal numero di gradi-giorni di temperatura esterna negativa prima dell'inizio dello sviluppo del suolo (Figura 1).

Fig. 1. Grafico della profondità approssimativa del congelamento del suolo, in funzione della temperatura dell'aria e della durata del congelamento

Le profondità di congelamento normative dei suoli nel territorio dei paesi della CSI raggiungono i 2 m e per i calcoli approssimativi sono accettate conformemente a SNiP 23-01-99. Quando il manto nevoso ha uno spessore superiore a 250 mm, la profondità del congelamento del suolo diminuisce del 15. 30%. Lo scongelamento naturale del terreno dura 20. 40 giorni dopo la cessazione del gelo.

La scelta dei metodi per lo sviluppo dei suoli in inverno è determinata dalle proprietà fisico-meccaniche e dalla profondità del congelamento del suolo, dal volume e dalla posizione dei lavori di sterro, dalle condizioni meteorologiche e idrogeologiche, dalla disponibilità di risorse energetiche, dai macchinari e dai meccanismi. La scelta del metodo di movimento terra in condizioni invernali dipende anche dal fatto che il terreno venga semplicemente rimosso nella discarica o successivamente depositato in un terrapieno, riempito in trincee, ecc.

I terreni ghiacciati hanno una resistenza alla compressione ed è molto difficile comprimerli alla densità richiesta. Grandi zolle congelate di terreno allentate da esplosioni o macchine non sono suscettibili di compattazione con macchine e meccanismi moderni. Senza preparazione preliminare, il terreno ghiacciato può essere sviluppato da un escavatore con una benna da 0,5 m 3 con uno spessore dello strato congelato fino a 25 cm, con un secchio con un volume superiore a 1 m 3 e uno spessore dello strato fino a 40 cm Lo sviluppo di terreni congelati con meccanismi a una profondità di congelamento di oltre 40 cm scheggiatura o taglio in blocchi. La distruzione del terreno ghiacciato da spaccare al costo dell'energia è 10 volte meno del taglio.

Scongelare i terreni ghiacciati dovrebbe essere ad una profondità di 25. 40 cm ad una temperatura di 1.5. 0,5 ° C, poiché a temperature più alte positive, l'umidità rilasciata aumenta la viscosità del terreno e diventa più difficile svilupparle tramite meccanismi. Il 45% della quantità totale di calore viene speso per il calore latente di fusione del ghiaccio quando il terreno si scongela e il ghiaccio entra completamente in acqua quando il terreno ghiacciato si riscalda fino a una temperatura di 2. 3 ° C.

Il terrapieno invernale, di regola, viene eseguito da un fronte stretto, dopo aver riscaldato il terreno ghiacciato viene effettuato in aree limitate senza interruzioni (tutto il giorno). In caso di interruzioni forzate nel lavoro di macchine movimento terra e di meccanismi che superano il tempo di inizio congelamento del suolo, il luogo di lavoro deve essere isolato e, se necessario, riprendere il riscaldamento. Per ragioni tecniche ed economiche, i metodi di riscaldamento superficiale del terreno ghiacciato e il suo sviluppo con escavatori convenzionali con una benna da 0,25 soddisfano i requisiti più richiesti per la produzione di lavori di sterro invernale in condizioni di costruzione. 0,5 m 3 o meccanismi e strumenti elettrificati.

Sulla profondità del suolo gelido

Ogni persona sa qual è la base di un edificio. Questa è una struttura su cui ogni struttura poggia sulla costruzione. La funzione principale di questo design è quella di aumentare la resistenza e la durata della casa stessa. La cosa principale è capire fin dall'inizio proprio su quale suolo verrà eretta la casa in questo o quel caso.

Qual è la profondità del congelamento del suolo secondo SNiP?

Di seguito sono riportate le profondità standard di congelamento del suolo secondo SNiP, per alcune regioni del nostro paese:

  • Novosibirsk e Omsk sono 2.0 m;
  • Tobolsk - 2,1 m;
  • Perm, Chelyabinsk e Ekaterinburg - 1,9 m;
  • Orenburg Kazan e Iževsk - 1,7 m;
  • Uralsk - 1,6 m;
  • Saratov, Penza, Kostroma, Nizhny Novgorod, Vologda - 1,5 m;
  • Novgorod, Mosca, San Pietroburgo, Tver e Voronezh - 1,4 m;
  • Smolensk, Pskov, Kursk e Volgograd - 1,2 m;
  • Astrakhan e Rostov-on-Don - 1,0 m;
  • Kaliningrad e Krasnodar - 0,7 m.

Varietà del suolo

  1. Suoli di tipo roccioso.
  2. Varietà di terreno cartilagineo.
  3. Tipo di terreno sabbioso, nella stessa specie è terreno argilloso.
  4. Terriccio sabbioso e terriccio.

Terreno roccioso

Il nome del terreno in questo caso è applicato in modo condizionale. È solo una pietra che non è esposta all'umidità e non si ghiaccia. In condizioni climatiche normali, le proprietà di questa sostanza non cambiano. Quando si lavora con tali terreni, la disposizione delle fondazioni viene eseguita direttamente sulla superficie. Sebbene si trovi sul territorio della Federazione Russa, questo tipo di superficie è piuttosto raro.

Varietà di suolo cartilaginea

Questa è argilla e sabbia mescolata con piccole pietre e macerie in grandi quantità. In questo caso, non c'è sfocatura e compressione. Tale materiale è durevole e affidabile. Su tali terreni, la fondazione deve essere posata a una profondità di almeno cinquanta centimetri. Non dipende da quale profondità di congelamento è tipica per la composizione. Su questo tipo di terreno puoi costruire un edificio con dimensioni impressionanti. Quel suolo cartilagineo è considerato il più comune.

Tipo di terreno sabbioso e argilloso

Tipo di terreno sabbioso Sono caratterizzati da una piccola profondità di congelamento. In un materiale simile, l'acqua è passata abbastanza bene. Compressione e tamponamento si verificano sotto carico. La profondità di posa delle fondamenta in questi casi è 40 - 70 centimetri.

Il terreno argilloso non è l'ambiente più favorevole per la costruzione di una casa. Tali terreni vengono lavati e compressi e si gonfiano quando si congelano. È necessario utilizzare i parametri di progettazione se la costruzione viene eseguita in un ambiente con elevata umidità. Il gonfiore è il processo in cui l'umidità inizia ad espandersi e congelarsi dopo che penetra nel terreno. Quindi, c'è una certa pressione e influenza sulle fondamenta, le fondamenta stanno cercando di spingerlo letteralmente fuori. C'è un'alta probabilità che la base esploda semplicemente. Trovare la base sotto il livello di congelamento è la condizione principale che deve essere soddisfatta per evitare che ciò accada.

Terriccio sabbioso e terriccio

Quando le particelle di argilla si mescolano alla sabbia, questo tipo di terreno viene creato. Le particelle di argilla si trovano nei sedimenti sabbiosi dal 3 al 10%, nelle argille - dalle 10 alle 30.

Profondità e livello. Come calcolarli?

Il congelamento a una certa profondità è un processo che di solito si verifica all'interno del terreno in inverno. L'acqua all'interno della sostanza congela, si trasforma in ghiaccio e inizia ad espandersi. Per questo motivo, il suolo stesso aumenta di volume. Questo processo ha anche ricevuto il nome di sollevamento. La normale posizione di tutti gli edifici può deteriorarsi quando ciò accade. È per questo motivo che la fondazione viene posata a una profondità inferiore rispetto alla profondità di congelamento.

Il tipo di terreno diventa il fattore determinante quando si tratta di tale profondità. Ad esempio, rispetto alla sabbia, l'argilla si congela molto meno. Ciò è dovuto al fatto che sono sempre stati caratterizzati da un'elevata porosità.

Inoltre, è importante tenere conto di quali condizioni climatiche si sviluppano in una particolare regione. La profondità del congelamento del suolo aumenta con il diminuire della temperatura media durante l'anno.

Approssimativamente entro 1,2 metri si trova la profondità del congelamento del suolo nella maggior parte delle città del nostro paese. Quindi la profondità di posa delle fondamenta è entro un metro e mezzo. Questo è abbastanza per soddisfare tutti i requisiti e le regole necessarie. È improbabile che il terreno sia molto freddo sotto l'edificio residenziale, che è costantemente in funzione. Se, ad esempio, in estate viene costruita una casa di campagna, in genere non si può tenere conto della profondità di penetrazione del gelo.

Inoltre, il congelamento del suolo può essere stagionale. È determinato da quale temperatura tiene in media per tutta la stagione. Di solito questa situazione dura non più di 12 mesi. In effetti, l'intera parte europea della Federazione Russa ha familiarità con questo concetto. A volte si formano dei cosiddetti voli, quando lo strato ghiacciato non ha completamente il tempo di scongelarsi durante l'estate durante la discesa dei corpi idrici.

Qual è il tasso di congelamento?

I valori delle temperature dell'aria negative sono forse il fattore principale che determina la velocità di congelamento del terreno in determinate condizioni. Sono stati effettuati numerosi esperimenti che hanno confermato che il tasso di rigonfiamento è maggiore se il tasso di congelamento è inferiore. C'è una dipendenza di questi indicatori nella direzione opposta.

Il coefficiente di filtrazione dei suoli argillosi può anche influenzare la quantità di gonfiore del terreno. Questo determina quanta umidità penetra fino al limite di congelamento.

Quando il tasso di congelamento è piuttosto piccolo, si forma una trama di ghiaccio. E questo processo è accompagnato dall'aumento del numero di inclusioni di ghiaccio. Ciò è dovuto al fatto che l'acqua sale dagli strati inferiori. Quando questi tipi di terreno vengono scongelati, le loro proprietà fisiche si deteriorano. In alcuni casi, se il terreno aveva uno stato solido o plastico prima del congelamento, dopo lo scongelamento e il congelamento, lo stato potrebbe diventare attuale.

Quando il terreno si ghiaccia a una profondità di 1-1,2 metri, vengono aggiunti i valori più alti nella quantità di ghiaccio. In ogni caso, se il terreno stesso è di composizione naturale. Questo accade dove le fluttuazioni di temperatura negative sono maggiori. Questo di solito accade quando il tempo cambia, arriva un disgelo e così via.

Suoli in inverno

Ci sono diversi fattori che devono essere presi in considerazione quando si tratta di congelare i terreni. Questo è:

  1. Il livello delle acque sotterranee, che si trovano fino a sei metri sotto la superficie.
  2. Livello delle acque sotterranee
  3. Composizione granulometrica
  4. Numero di plasticità
  5. Umidità naturale

Protezione del terreno contro il congelamento

Attualmente vengono utilizzate diverse tecnologie grazie alle quali il suolo può essere protetto dal congelamento. Tutto dipende da quanto dovrebbe durare il lavoro di scavo. E su quali condizioni si sviluppano in una particolare area per quanto riguarda il clima.

La cosa principale è prendere tali misure prima che arrivino le gelate. Ma dopo che le piogge autunnali sono già finite. Ad esempio, il metodo di allentamento del suolo superficiale è molto diffuso. Inoltre, il materiale viene riscaldato con materiali speciali. O effettuare trattamenti chimici con sostanze speciali.

Una struttura allentata con vuoti d'aria a terra si ottiene quando la superficie viene arata e poi strigliata. L'inizio del congelamento del suolo viene rimosso di un mese e mezzo a causa del fatto che questi fattori sono combinati con il manto nevoso, che si forma naturalmente. I ripper speciali vengono utilizzati a una profondità di 30? 35 centimetri. L'erpicatura viene effettuata a 15-20 centimetri.

La preparazione contro il congelamento è necessaria per i terreni, se non altro perché rende il lavoro di terra nel periodo invernale molto più economico. Anche la schiuma o la schiuma a presa rapida riscaldante sono considerate una tecnologia promettente che aiuta a risolvere il problema con il massimo risultato e il minimo costo dei fondi. In alcuni casi, l'uso di sostanze chimiche speciali diventa l'unica soluzione possibile. Non devi preoccuparti, non ci sarà corrosione dei componenti principali dell'edificio.

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Profondità del congelamento del suolo

Fattori di congelamento del suolo

La profondità del congelamento del suolo e la velocità dipendono dal tipo di suolo e dalla loro umidità naturale. Oltre ai valori delle temperature negative, all'umidità dell'aria, al numero di fluttuazioni stagionali della temperatura, alla durata del tempo freddo in un anno.

Osservando la profondità del congelamento dei suoli, è stato registrato che le argille e le argille hanno un congelamento del 20% in meno rispetto alle sabbie di varie frazioni, argille sabbiose e sabbie di polvere.

La profondità del suolo che si congela sul territorio della Federazione Russa va da - 50 cm a 600 cm. I più grandi valori della profondità del congelamento dei suoli sono raggiunti in Transbaikalia, principalmente su rocce rocciose grossolane e suoli sabbiosi.

Di grande importanza nella profondità del congelamento dei terreni è l'altezza del manto nevoso, l'isolamento termico del terreno. La profondità del congelamento del suolo ha un grande effetto sul gonfiore nell'intervallo di tempo del giorno. Ad esempio, in Transbaikalia, il rigonfiamento della superficie libera del terreno raggiunge i 40 cm. Con una profondità di congelamento del terreno argilloso 280 cm Il terriccio fuso della regione di Mosca si gonfia fino a 15 cm.

Velocità di congelamento del suolo

I valori di gonfiore del gelo dipendono dalla velocità di congelamento e la velocità di congelamento dei suoli dipende dai valori delle temperature dell'aria negative. È stato stabilito sperimentalmente che più lenta è la velocità di congelamento, maggiore è la quantità di espansione e, viceversa, a tassi elevati di congelamento, la quantità di espansione del suolo è inferiore. L'entità del rigonfiamento del suolo è fortemente influenzata dal coefficiente di filtrazione del terreno argilloso, che determina l'accesso della quantità di umidità al confine di congelamento. In campioni di rocce che si congelano ad un tasso di congelamento elevato, la formazione di inclusioni di ghiaccio sotto forma di lenti non viene osservata visivamente e, pertanto, il terreno degrada leggermente le sue proprietà fisiche quando il terreno si scongela.

Durante una bassa velocità di congelamento del suolo, si forma una struttura di ghiaccio, accompagnata da un aumento dell'accumulo di inclusioni di ghiaccio dovuto all'aumento di acqua dagli strati inferiori del terreno. Tali terreni durante lo scongelamento ne deteriorano drasticamente le proprietà fisiche. Talvolta i suoli che hanno uno stato solido o simile a una piastra prima del congelamento, si trasformano nello stato corrente dopo il congelamento e lo scongelamento.

I maggiori valori nella quantità di ghiaccio nei suoli della composizione naturale si accumulano quando il terreno si ghiaccia a una profondità di 1-1,2 m, dove la fluttuazione della temperatura dell'aria negativa influisce sul tempo, quando il tempo cambia durante un disgelo e viceversa.

Valori e fattori del suolo in inverno

Questi valori di congelamento determinano la manifestazione delle proprietà dei terreni di sollevamento, a causa dell'aumento del volume di congelamento e una diminuzione durante lo scongelamento. Questo processo di ripetizione annuale porta a gravi danni alle fondamenta degli edifici in costruzione, e in particolare alle basi leggermente cariche di strutture leggere durante il loro funzionamento.

Quando si costruiscono le fondamenta con l'uso di varie misure di controspalla, è necessario tenere conto non solo delle condizioni del terreno, ma anche delle proprietà fondamentali del suolo in generale e della forza di deformazione durante il congelamento.

I principali fattori di congelamento del suolo che devono essere considerati sono: umidità naturale, numero di plasticità, distribuzione delle dimensioni delle particelle, livello delle acque sotterranee, livello delle acque sotterranee fino a 6 m sotto la superficie.

Livello di congelamento del suolo nella regione di Leningrado

Il livello di congelamento del suolo nella regione nord-occidentale, in particolare nella regione di Leningrado, può raggiungere i 150 cm Nelle zone settentrionali della regione e della Carelia, a causa di un forte calo della temperatura dell'aria a valori negativi e dell'assenza di neve che scende a questo livello, il suolo può raggiungere i 170 cm. Quando si costruiscono le fondamenta, è necessario tenere conto delle condizioni di temperatura della zona e delle condizioni del terreno. Quando si installano pile a vite, è necessario "approfondire" con il margine necessario sotto il livello di congelamento del terreno.

Congelamento del suolo in diverse regioni

Livelli di congelamento del suolo in diverse regioni

I livelli di congelamento del suolo (UHF) che vedi nella tabella sottostante sono dati medi ottenuti da osservazioni a lungo termine. Sono la base per la progettazione di fondazioni e le prestazioni dei calcoli di ingegneria del calore.

In questo articolo descriveremo come cambiano le proprietà fisiche dei terreni durante il congelamento, cosa succede loro durante lo scongelamento. Imparerai a conoscere il fenomeno del gelo e come influenza le strutture sepolte. Coloro che decidono di iniziare a costruire da soli, queste informazioni, insieme alle nostre raccomandazioni, aiuteranno ad evitare molti errori.

Caratteristiche del congelamento stagionale

Un terreno in cui l'acqua è completamente o parzialmente congelata e che allo stesso tempo ha una temperatura zero o negativa, è considerato congelato. Gli strati superiori, che congelano ogni anno e poi si scongelano, sono chiamati congelati stagionalmente o attivi. I suoli congelati, che giacciono più in profondità di questi strati e non si scongelano mai, sono permafrost.

Come fanno le proprietà dei terreni durante il congelamento e lo scongelamento

Gli strati di terreno attivi (congelati) sono sistematicamente suddivisi in quattro fasi differenti. Prima sono le particelle minerali, poi il ghiaccio, poi l'acqua - e l'ultimo stadio: il gas.

E con quali criteri questo sistema ha caratterizzato:

  • La proporzione di particelle solide di origine minerale
  • Peso alla rinfusa - che significa struttura del suolo indisturbata
  • Umidità totale
  • Quantità proporzionale di acqua (non congelata), relativa al peso del suolo, che è allo stato secco.

Nel condurre ricerche, questi valori sono determinati empiricamente.

L'utilizzo di questi dati ti consente di calcolare altre proprietà del suolo, oltre a scoprire il contenuto dei singoli componenti in esso contenuti:

  • La temperatura alla quale il terreno inizia a congelarsi non è la stessa. Ad esempio: terriccio saturo d'acqua e terriccio sabbioso, oltre a ghiaia e sabbia, congelare a temperatura zero. Per argille e argille che si trovano in uno stato di plastica, è necessario -0,3 gradi. Le argille dure si congelano a una temperatura inferiore di -1 grado.
  • È chiaro che il processo di congelamento è associato al super raffreddamento dell'acqua presente nel terreno. Quando la cristallizzazione dell'umidità, come risultato del calore latente, la sua temperatura inizialmente aumenta bruscamente. Inoltre, il processo continua già ad una temperatura leggermente decrescente o costante. Una parte dell'acqua racchiusa nei pori del terreno e non si congela.

Il gonfiore del terreno è talvolta visibile anche in superficie.

Fai attenzione! Per questo motivo, il terreno è differenziato in interstrati, si verifica il cracking, l'umidità si muove e, di conseguenza, il volume aumenta. Questo processo è chiamato "swell gelido".

  • Quando l'acqua si congela, le particelle solide del terreno vengono cementate insieme, ma il grado di cementazione può essere diverso. I terreni leggermente cementati sono chiamati scorrevoli; se contengono acqua non congelata - plastica; Bene, se l 'acqua è completamente trasformata in ghiaccio - solido.
  • L'intensità del congelamento ha anche un effetto sulla struttura del suolo. Con il congelamento multilaterale di terreni saturi d'acqua, la loro struttura è cellulare. Con la costante ricarica dell'acqua e, di conseguenza, il congelamento su un solo lato, il terreno diventa stratificato.
  • Bene, se il tasso di congelamento supera il tasso di trasformazione dell'acqua in cristalli, si forma una trama monolitica solida. È questo tipo di terreno che ha la maggiore resistenza, essendo congelato e mantiene questa qualità insuperabile durante lo scongelamento. Nelle strutture stratificate e cellulari, durante lo scongelamento, la forza diminuisce bruscamente e diventa inferiore a prima del congelamento.

Deformazione del fondale dovuta al gelo che si solleva

  • Nello strato attivo del terreno, l'umidità, che è rimasta scongelata, si sposta sul fronte di congelamento. Questo è ciò che aiuta ad aumentare il volume negli strati superiori e, di conseguenza, provoca il gonfiore gelido. Questo fenomeno è il principale mal di testa per i costruttori.

Una volta che il terreno sbuffa, e poi dà un sorso, le strutture situate in esso sono esposte a determinate forze e possono essere deformate. Questo è il motivo per cui, quando si costruiscono le fondamenta, è così importante concentrarsi sull'UPG e posizionare le suole al di sotto del limite dello strato di congelamento.

Ne parleremo più in dettaglio, ma per ora consideriamo come lo sviluppo del suolo si svolge in inverno.

Modi per proteggere il terreno dal congelamento

È molto importante durante la costruzione in inverno, per proteggere lo strato attivo dal congelamento. Solo ghiaia, grana grossa e terreni rocciosi non ne hanno bisogno. Tutte le altre opzioni, a basse temperature, richiedono l'isolamento, che viene prodotto trattenendo la neve, allentando il terreno, il terrapieno, il materiale di riempimento termoisolante o un dispositivo di riscaldamento elettrico.

E questo non è un elenco completo di modi per proteggere i suoli dal congelamento, usati nella costruzione. Queste attività dovrebbero essere svolte in autunno, prima che arrivino le prime gelate. Se non stiamo parlando della superficie della terra, ma del fondo delle fosse o delle fosse, allora le misure per proteggerle dovrebbero essere prese immediatamente dopo che il terreno è stato rimosso. Alcuni dei metodi usati oggi, descriveremo brevemente qui sotto.

Allentando e riscaldando

Cambiando la struttura del terreno allentandolo, che può essere fatto a una profondità di un metro e mezzo, è uno dei modi più efficaci per proteggere il terreno. Allo stesso tempo sulla superficie del terreno si formano le creste, che ritardano la neve. A proposito, copre meglio il suolo di una coperta e non gli permette di congelare.

  • Anche nell'inverno più freddo, la profondità del congelamento del suolo allentato è la metà di quella del denso. Pertanto, il metodo di allentamento viene utilizzato prima dello sviluppo del terriccio sabbioso e del terriccio, effettuato nella seconda metà dell'inverno. In primo luogo, il terreno sulla superficie della fossa futura viene allentato e disperso con un escavatore.

Attacchi all'escavatore, progettati per allentare il terreno

  • Quindi, scavano una profonda trincea nella discarica, che viene riempita di terra da una nuova fossa durante il successivo affondamento. L'ultima penetrazione, che è già fuori dalla fossa, è completamente riempita. Il terreno allentato trattiene la neve, e quando la costruzione inizia in inverno, è facilmente rimosso, poiché sulla superficie è presente solo una crosta ghiacciata.
  • Se è necessario proteggere le piccole superfici dal congelamento, vengono utilizzati materiali isolanti naturali per questo scopo: paglia, segatura, foglie, scorie. Recentemente, i costruttori preferiscono sempre di più il polistirolo espanso ad indurimento rapido. L'abbondanza di pori nella schiuma contribuisce al miglior isolamento termico della superficie. Uno strato di 40-50 cm, è in grado di posticipare l'inizio del congelamento per un paio di mesi - e poi c'è la primavera.

Segatura - eccellente protezione del terreno dal gelo

  • Nelle regioni meridionali e in alcune zone della fascia centrale, dove la temperatura sulla superficie del suolo non scende sotto i -15 gradi in inverno, viene spesso usato un metodo di protezione chimica. A questo scopo, uso di sali tecnici (cloruro di potassio o sodio). Sono posizionati sulla superficie o si approfondiscono di 10-15 cm.
  • In presenza di terreni argillosi densi, le soluzioni di questi sali vengono persino iniettate nel terreno. Tuttavia, vale la pena notare che i sali sono in grado di influenzare in modo aggressivo le strutture sommerse, aumentando la conduttività dei terreni. Pertanto, l'uso di questo metodo per proteggere i terreni dal congelamento e dallo scongelamento è limitato.

Va ricordato che la costruzione effettuata in inverno senza un'adeguata preparazione del terreno è irta di conseguenze. Ecco perché, d'estate, vengono costruite case private, in estate, e cercano di portare l'edificio sotto il tetto al gelo.

Caratteristiche delle basi del dispositivo

Per evitare gli effetti delle forze di sollevamento sulle fondamenta, è estremamente importante determinare correttamente la profondità delle sue fondamenta. Nella progettazione di edifici e strutture, tutto è preso in considerazione: il tipo e la struttura del suolo, la sua capacità portante e il particolare clima dell'area. Eppure, il segno del congelamento del suolo è necessariamente paragonato al livello delle falde acquifere (vedi Come conoscere il livello della falda freatica nel sito: istruzioni), poiché l'area in cui si intersecano è la più pericolosa in termini di gelo.

Cosa determina il marchio di profondità

L'unico tipo di terreno che non richiede il fondamento delle fondamenta è roccioso. Praticamente non si congela, poiché non contiene acqua. In tutti gli altri casi, la fondazione dovrebbe essere approfondita e su quale marchio dipende dalle condizioni idrogeologiche specifiche dell'area.

  • Dove non ci sono acque sotterranee nelle vicinanze, così come su terreni sabbiosi, in cui non si attarda in superficie e si fa rapidamente in profondità, le fondamenta del nastro si approfondiscono di almeno 70 cm. In tutti gli altri tipi di terreno, la fondazione dovrebbe essere almeno 20 cm sotto il segno del congelamento.

Profondità della fondazione in relazione alla UPG

  • Cioè, se l'UPG nell'area è 1,7 m, allora la fondazione dovrebbe essere approfondita di 1,9-2 m. Con questa disposizione, la resistenza del terreno è equalizzata dalla pressione su di esso del fondamento. Altrimenti, le forze di rigonfiamento sono in grado di spingere la fondazione in superficie. In generale, è impossibile giudicare il livello di posa delle fondamenta, basato su alcuni indicatori medi.

In ogni caso è necessaria una valutazione completa della situazione, e questo vale anche per le costruzioni private. I suoli sono convenzionalmente suddivisi in deboli e con una normale capacità portante. Di conseguenza, il primo non può fungere da base affidabile per edifici e strutture, mentre il secondo può farlo. Anche se, naturalmente, queste definizioni sono relative.

Cosa considerare quando si gettano le fondamenta

In natura, non c'è praticamente nessun suolo uniforme, poiché le rocce in esso sono depositate a strati. Molto spesso, senza contare, naturalmente, il terreno roccioso, solo gli strati superiori hanno una bassa capacità di carico. Sono loro che cambiano il loro volume e le loro caratteristiche di forza sotto l'influenza di fattori climatici.

  • La costruzione a pochi piani è spesso condotta in aree dove predominano terreni sedimentari piuttosto sciolti. Se c'è un progetto, lo sviluppatore deve solo attenersi ai suoi consigli. Solitamente sorgono problemi in cui il lavoro viene svolto senza documentazione di progetto.
  • Il proprietario, che ha deciso di costruire qualcosa sulla sua trama, dovrebbe almeno studiare l'esperienza di lavorare con i vicini, o prima scavare una piccola buca per vedere quale sia la struttura del terreno e chiedere consiglio agli esperti. Va inoltre ricordato che la base del dispositivo sul marchio "corretto" non garantisce sempre l'assenza di problemi.
  • A volte, al contrario, è meglio non attraversare lo strato attivo e organizzare le fondamenta di un recesso poco profondo. Il fatto è che il fenomeno del sollevamento del gelo è direttamente correlato alla migrazione dell'umidità sotterranea e la sua intensità dipende dalla presenza di acqua nel terreno. Se si scopre che il GWL è pericolosamente vicino alla superficie, allora su terreni solidi è meglio fare un nastro di fondazione poco profondo o una lastra monolitica, e su quelli deboli - usare pile.
  • È molto pericoloso affrontare il terreno sabbioso. Sotto il peso del peso dell'edificio in costruzione, è fortemente compattato e, come risultato, dà una brutta copia. Inoltre, sia la compattazione che la contrazione avvengono in modo non uniforme e abbastanza rapidamente. Di conseguenza, non avranno il tempo di costruire una casa, poiché profonde fessure sono andate lungo le fondamenta e la facciata. Sulle sabbie è meglio non disporre le basi delle strisce, ma privilegiare le fondamenta delle pile.

Dispositivo schematico della scanalatura superficiale del nastro di fondazione

Fai attenzione! Spesso nella sabbia ci sono impurità di particelle di argilla, che hanno una grande influenza sul comportamento del suolo. L'argilla tende a impregnarsi, e quindi i suoli saturi diventano mobili, perdono la loro capacità portante.

  • Se il terreno stesso è argilloso, le sue proprietà dipendono dalla quantità di sabbia ruvida o ghiaia. Più impurità sono tali, maggiore è la forza del suolo e la probabilità di transizione verso uno stato plastico è ridotta. Non c'è una tale minaccia anche quando il serbatoio di argilla è piuttosto spesso.
  • Questo terreno è molto resistente e ha una certa resistenza all'acqua. Se l'acqua sotterranea si trova al di sotto di tale livello, non sarà in grado di alzarsi vicino alla superficie. Ma in pratica, più spesso è necessario affrontare terreni eterogenei, in cui strati argillosi si alternano a sabbia o rocce grossolane.
  • Gli strati di argilla del petalo hanno la resistenza più bassa - non sono solo deformati, ma rimangono in tale stato per molto tempo. Uno strato sottile non può servire come base affidabile per la fondazione, e la sua base deve essere posata, sebbene non molto, ma inferiore. Altrimenti, il risultato sarà lo stesso della sabbia: la struttura sta sbandando, le strutture sono deformate.

Casa di blocchi di cemento su una fondazione di metallo

  • La conclusione è questa: se non si dispone di un quadro idrogeologico completo del sito su cui verrà costruita la casa, non è sempre possibile valutare correttamente la situazione, se la sabbia o l'argilla è presente negli strati superiori, è meglio decidere sulla costruzione delle fondamenta dei pali metallici. Per edifici bassi di solito sono abbastanza della loro lunghezza 2,5-3 m.
  • Passano facilmente attraverso strati di suolo deboli, e non appena il palo si blocca e non si avvita, significa che si è impigliato nel forte strato. Questa base è la più affidabile e non presenta alcun gonfiore gelido. Non importa che il suo seminterrato sia così impresentabile. È facile da fissare montando una falsa parete di pannelli di polipropilene che imitano pietre o mattoni intorno al perimetro della griglia.

A proposito, il congelamento del terreno, che si trova sotto la base della casa e adiacente alla fondazione, dipende anche da quanto calda è la cantina o la parte sotterranea dell'edificio. Se non ci sono correnti d'aria, il piano interrato viene riscaldato e al piano terra ci sono i pavimenti riscaldati, quindi il terreno sotto l'edificio non si congela.

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Commenti

Il congelamento del suolo dovrebbe essere preso in considerazione quando si costruisce una casa con un seminterrato, poiché tutti i terreni argillosi si sollevano, e se la fondazione è posta sopra la profondità del suolo, le forze di gelo possono portare a deformazioni della casa. Per ridurre la profondità della penetrazione del gelo, è necessario riscaldare la zona cieca con argilla espansa.

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Velocità di congelamento del suolo

(tempo di innevamento prima neve e l'inizio di forti gelate, la loro durata, temperatura esterna), proprietà del suolo, compresa la sua umidità, la natura della copertura superficiale, la portata delle acque sotterranee (più è, meno congelamento). I terreni con pori riempiti di umidità solo in una certa misura, i terreni sono densi, finemente porosi, a parità di tutte le altre condizioni, si congelano più profondamente e più rapidamente di quelli sciolti e secchi, poiché la conduttività termica del primo è maggiore.

La massima profondità di congelamento del suolo è solitamente di umidità del 30-40%; con il suo ulteriore aumento, la profondità del congelamento diminuisce a causa di un aumento del calore latente di congelamento. Poiché la conduttività termica delle fondazioni di pietra è maggiore della conduttività termica del terreno, quindi, come confermato dalle osservazioni pratiche, se la larghezza della fondazione di pietra è superiore a 0,5 m, il terreno sottostante può congelare al di sotto della profondità di congelamento normale per i terreni della zona.

La copertura protettiva superiore sotto forma di neve, erba fitta, foglie secche o aghi contribuisce alla diminuzione della profondità del gelo. La presenza nell'area aperta di venti forti e prolungati, che soffia neve, aumenta la profondità di congelamento.

Il tasso di congelamento del suolo dipende dalla temperatura di congelamento, dalle dimensioni dei pori e, in particolare, dall'umidità del suolo. Più piccoli sono i pori, più è connessa l'acqua nel terreno dalle forze di attrazione capillare e molecolare e minore è la temperatura e il periodo più lungo richiesto per il congelamento del terreno. Il congelamento in caso di svenimento di condizioni uguali si verifica più intensamente, più bassa è l'umidità del suolo, maggiore è la sua distribuzione granulometrica (cioè più grandi sono i pori), la roccia principale è più densa e il gas organico e i residui di aria sono meno nel terreno.
Nella produzione di lavori di scavo, la profondità della penetrazione del gelo viene stabilita misurandola in natura. Per considerazioni preliminari, la profondità del congelamento è considerata pari al valore medio del suo massimo in base alle osservazioni delle stazioni meteorologiche nell'area di costruzione negli ultimi 15-20 anni.

I dati approssimativi sulla profondità del congelamento del terreno a seconda della temperatura dell'aria e della durata della sua azione sono mostrati in Fig. 2. Le curve di congelamento forniscono valori approssimativi della profondità di congelamento dei terreni con umidità media (25-30%) con una superficie priva di copertura nevosa. In presenza di manto nevoso, è necessario introdurre un fattore di 0,85 per uno spessore di copertura di 0,25 m, un coefficiente di 0,7 per uno spessore di 0,5 m, e 0,65 per uno spessore di 0,75 m.
Lo scongelamento del terreno avviene gradualmente, procede simultaneamente dall'alto e dal basso e dura parecchio tempo. Lo scongelamento completo avviene non prima della seconda metà di maggio.

Fluttuazioni nell'umidità del suolo. Congelamento e scongelamento del terreno associato al movimento delle acque sotterranee. L'orizzonte della falda acquifera, leggermente rialzato in autunno, diminuisce in inverno e si innalza bruscamente all'inizio dello scongelamento. Le acque sotterranee possono entrare in contatto con la superficie inferiore del terreno ghiacciato e, a causa della temperatura relativamente alta (4-6 °), accelerano notevolmente lo scongelamento.

Dopo un breve innalzamento della primavera, il livello della falda acquifera diminuisce, e il disgelo rallenta ancora un po '.

Durante tutto il periodo autunno-inverno, il movimento dell'umidità tra le zone di terreno ghiacciato e scongelato è sempre nella direzione da strati caldi a freddi del suolo, causato da una serie di fenomeni fisici

Fig. 2. La dipendenza della profondità di congelamento del suolo sulla durata del congelamento a diverse temperature esterne
La linea tratteggiata mostra un esempio di determinazione della profondità di congelamento del suolo per 40 giorni in tre fasi di congelamento, compresi 25 giorni a -5 °, 10 giorni a -10 e 5 giorni a -15 °. La profondità di congelamento è

0,75 m e si compone di tre valori separati corrispondenti ai tre stadi: 0,42 + 0,23 + 0,10 = 0,75 m