Jak určit hloubku zamrznutí půdy?

Zamrzání půdy – přírodní jev, který lze pozorovat v oblastech, kde teploměr klesá pod 0°C. Čím je zima chladnější, tím hlubší vrstvy zemského krytu zamrzají. Během let pozorování a studia této fyzikální vlastnosti byly stanoveny standardy: parametr lze indikovat pomocí tabulek vypočítaných pro každý region. Tato informace je důležitá především pro stavbu: úroveň promrznutí půdy určuje hloubku uložení a typy základů. Pod vlivem negativních teplot se v led nemění půda, ale voda v ní, která výrazně nabývá na objemu. Současně se zvyšuje tlak, který může zničit základy budovy. Abyste se tomu vyhnuli, zvolte nejvhodnější typ základu a jeho hloubku.

Co určuje hloubku zamrznutí půdy (SFD)

Tento parametr je ovlivněn přírodními faktory:

• maximální nízká teplota;
• trvání chladného období;
• přítomnost a tloušťka sněhové pokrývky;
• kolísání teplot během zimních měsíců;
• tepelná vodivost zemského povrchu, která závisí na jeho struktuře a složení;
• přítomnost tepelně izolačních vrstev (mech, rašelina);
• podzemní vody.

Výpočty jsou komplikovány periodickými výkyvy řady ukazatelů, a proto nemohou být absolutně spolehlivé.

Vzorec pro stanovení HGT

Tento ukazatel můžete vypočítat sami – musíte si všimnout záporné průměrné měsíční teploty během chladného období, přibližně od listopadu do března včetně. Průměry se sečtou. Z výsledného čísla se vypočítá druhá odmocnina a výsledek se vynásobí koeficientem založeným na typu složení půdy:

• hlíny, půda s vysokým obsahem jílu – 0,23;
• písčité půdy, jemné hlinitopísčité – 0,28;
• hrubé písky, štěrkové struktury – 0,3;
• struktury se zahrnutím hrubých hornin – 0,34.

Výsledek výpočtu se obvykle získá v metrech.

Rozdíly mezi standardní a skutečnou úrovní zmrazování

Skutečné ukazatele, jak ukazuje praxe, se liší od parametrů předepsaných v normách. Jejich úroveň je ovlivněna přítomností sněhu a ledu, které chrání půdu před chladem a zároveň zůstávají zdrojem vláhy.

Další faktory také významně snižují HGT v konkrétní lokalitě:

• Přítomnost vytápěných budov v okolí.
• Povrchová izolace pro ochranu plodin a různých kulturních rostlin.
• Přítomnost keřů v blízkosti (zadržují sníh, který působí jako tepelně izolační vrstva, a úroveň zamrzání se sníží třikrát).
• Vlhké jílovité půdy promrzají mnohem méně než půdy s vysokým obsahem písku.
• Jemnozrnná struktura je vystavena nízkým teplotám v menší míře než hrubozrnná.

Výsledkem je, že skutečná hloubka je o 20-50% menší než standardní. Ale to jsou relativní údaje. Odborníci doporučují provést tepelně technické výpočty pro každý konkrétní region a lokalitu, i když se jedná o složité a časově náročné řešení.

Určení skutečné hloubky promrznutí půdy na místě

Mezi možnostmi používanými v realitě středních zeměpisných šířek a mírného podnebí, kde příliš mnoho faktorů ovlivňuje hloubku zamrznutí půdy, jsou zaznamenány dvě metody – kopání díry (vizuální zkoumání vrstev země) a použití speciálního měřiče permafrostu .

První způsob je komplikován teplotním režimem díla a také stavem zemských krytů. Druhý pomáhá určit úroveň zamrznutí v konkrétní oblasti bez ohledu na počet aktivních faktorů.

Zařízení sestávající z plášťové trubky s vodní hadicí umístěnou uvnitř je ponořeno do země na 12 hodin. Indikátor HGT je určen hladinou ledu v trubici s centimetrovými značkami. Taková měření se provádějí výhradně v chladném období – při stanovených negativních teplotách vzduchu. Měřič permafrostu je ponořen do standardní hloubky – půda obvykle nezamrzá hlouběji.

Zavádění přírodních tepelně izolačních směsí, izolace jednotlivých ploch v sousedství, výsadba keřů a změna složení a kvality půdy napomáhá snižovat promrzání půdy. Tento problém lze vyřešit přidáním rašeliny, která se také používá k izolaci zahradních pozemků. Společnost BioGrunt také pomůže obnovit úrodnost míst po stavebních pracích: k tomuto účelu se používá zeleninová zemina složená z rašeliny a písku.

Úroveň zamrznutí půdy v konkrétní oblasti se vždy bere v úvahu při instalaci základů, budování studní, pokládání komunikací a dalších prací. V článku se podíváme na to, jak je to s tímto ukazatelem v moskevské oblasti.

13. září ve 18:00

Obecné pojmy

Úroveň promrznutí půdy je hodnota udávající, do jaké hloubky v zimě teplota v půdě klesne pod nulu. Na této úrovni se voda mění v led. Při výpočtu indikátoru se nebere v úvahu přítomnost sněhové pokrývky, to znamená, že měření ukazují hloubku zamrznutí holé země.

Voda se mění na ledové krystaly a zvětšuje svůj objem. Půda pod úrovní GPG se tedy rozšiřuje a úroveň terénu stoupá. Tento jev se nazývá „mrazové zvedání“. Proces může vést k deformaci a posunutí instalovaných konstrukcí, pokud při jejich výstavbě nebyly zohledněny údaje o hloubce zamrznutí půdy v této oblasti. Vodní komunikace položené výše než je nutné riskují zamrznutí při mrazech. V soukromém sektoru bude problém lokální, ale v bytovém domě může způsobit dlouhodobé nepříjemnosti velkému počtu lidí.

K ochraně komunikací a konstrukcí před mrazem je stavitelé zakopou na úroveň pod 100–250 mm od GPG a v případě potřeby také použijí další izolaci.

Úroveň zamrznutí půdy v Moskevské oblasti

HGT ovlivňuje několik faktorů. Hodnota závisí například kromě teploty vzduchu na typu půdy. Hustá půda promrzá do značné hloubky, a pokud je mokrá, pak je hodnota GPG ještě vyšší. Suchá písčitá půda má mírnější zmrznutí.

Na území Moskvy a regionu jsou různé druhy půdy:

• Písčitá hlína. Je to sypká směs písku a drobných jílových částic. Tento typ je nejběžnější v oblasti Moskvy.
• Hlína. Taková zemina 23 sestává z jílu a obsahuje pouze malý podíl písku. Hlína se vyznačuje vysokou hustotou a nízkou plasticitou.
• Rašelina. Nejčastěji se vyskytuje v korytech bývalých nádrží. Jeho hlavní vlastnosti: vysoká drobivost a plasticita.
• Jíl. Hliněné útvary mají nejvyšší hustotu a jsou neplastické. Hloubka zamrznutí půdy je zde nejvyšší.
• Písčito-štěrkovité. Hrubý písek je vysoce drobivý a méně mrzne.

Typ půdy	Normativní PIP
Hlína, hlína	1,11
Písčitá hlína, jemný písek	1,34
štěrkovitý písek	1,44
Hrubá klastická půda	1,63

Tab. 1 Standardní hloubka zamrznutí půdy v moskevské oblasti

Indikátor je také ovlivněn terénem, ​​sněhovou pokrývkou, stávající vegetací, hladinou podzemní vody, typem povrchu a přítomností různých budov nad zemí.

K objasnění dat můžete použít speciální mapu, která zobrazuje typy půd v regionu a odpovídající hodnoty zamrznutí pro každou z nich. Jedná se však pouze o přibližné údaje, protože složení půdy ve vybrané oblasti se může lišit. Pro přesné určení typu půdy a hloubky jejího permafrostu je lepší kontaktovat geologa, který upřesní údaje pro konkrétní oblast.

Průměrná úroveň mrazů v moskevské oblasti se v zimních měsících podle současných norem pohybuje od 65 cm do téměř 1,5 m. Nejnižší úroveň je na jihozápadě, země nejvíce promrzá na severovýchodě. Pozorování ukazují, že i během nejkrutějších zim s nízkou sněhovou hladinou vlhká půda v Moskevské oblasti velmi zřídka překročí hloubku mrazu více než 1,5 metru. Proto projektanti při provádění stavebních výpočtů obvykle berou standardní hodnotu 1,4-1,5. Tento údaj dává vztyčeným konstrukcím dostatečnou rezervu i za nepříznivých podmínek.

Jak měřit hloubku mrazu

Informace o tom jsou odvozeny z průměrných hodnot za posledních deset let meteorologických pozorování. Klima je známé svou proměnlivostí, takže se mění i čísla v SNiP.

Vypočtenou hodnotu zjistíme pomocí vzorce: h = √ M*k.

M – součet absolutních hodnot průměrných měsíčních teplot pod bodem mrazu.

K je koeficient, který je určen typem půdy v dané oblasti. Například pro hlínu je tento koeficient 0,23, pro hlinitopísčité a jemné písčité půdy – 0,28, pro hrubé písčité půdy – 0,3.

GGT lze měřit i fyzicky pomocí speciálního zařízení – měřiče permafrostu.

Zařízení je speciální potrubí, uvnitř kterého je umístěna hadice s vodou. Měření se samozřejmě provádí v zimě. Trubka se umístí do studené půdy do hloubky přibližně rovné očekávané úrovni mrazu a nechá se asi 12 hodin. Při kontaktu se zmrzlou zemí voda v hadici během této doby krystalizuje a vnitřní omezovače brání jejímu promíchání. Je tedy možné určit oblast, na kterou se vlhkost změnila v led. Odpovídající označení umožňuje vypočítat skutečnou GGT. Skutečná hodnota se často liší od vypočítané hodnoty, protože bere v úvahu další místní faktory, které nejsou zahrnuty ve vzorci.

Hloubka zamrznutí půdy je důležitým ukazatelem, který musí vzít v úvahu jak profesionální specialisté, tak soukromí řemeslníci při osobní výstavbě. Zohlednění této hodnoty může být klíčovým faktorem ovlivňujícím dlouhodobý bezproblémový provoz základů a dalších stavebních konstrukcí.