Strefy przemarzania gruntu

Określenie maksymalnej głębokości przemarzana gruntu jest jednym z podstawowych elementów prawidłowego projektowania większości obiektów budowlanych. Przemarzanie gruntu to okresowe zjawisko zamarzania wody w gruncie.

Przemarzanie gruntu może prowadzić do powstawania wysadzin mrozowych, polegających na podnoszeniu się ku górze powierzchni gruntu, spowodowanego zamarzaniem występującej w nim wody.

 

Głębokość (i prędkość) przemarzania gruntu zależy od:
 

  • zmiennych zjawisk zewnętrznych związanych z klimatem, głównie ujemnej temperatury powietrza, struktury i grubości pokrywy śnieżnej, siły wiatru, wielkości i intensywności opadów deszczu oraz innych jak np. promieniowanie słoneczne, a także czasu i zmienności występowania tych zjawisk;
  • stałych i zmiennych zjawisk związanych z podłożem gruntowym, rodzaj (porowatość i skład mineralny), struktura (układ warstw), skład granulometryczny oraz stan gruntu (wilgotność i stopień nasycenia), a także poziomu zwierciadła wód gruntowych;
  • ukształtowania terenu (płaski/pofałdowany, odsłonięty/zakryty) i jego podatności na działanie czynników zewnętrznych klimatycznych, promieniowania słonecznego i innych;
  • zagospodarowania i sposobu użytkowania terenu: intensywność i rodzaje roślinności, intensywność i sposób zabudowy, sposób utwardzenia powierzchni i inne.

 

Głębokość przemarzania może się zmieniać w czasie w zależności od tego, w jakim stopniu jednocześnie występują wymienione powyżej zjawiska i sytuacje.

Dlatego rzeczywista głębokość przemarzania może być różna w przypadku różnych obiektów, zlokalizowanych nawet niedaleko od siebie.  

Dla ułatwienia pracy projektantom w odpowiednich normach określane są strefy przemarzania gruntu, wraz z przyporządkowanymi do nich maksymalnymi głębokościami przemarzania.

W Polsce, ostatni raz, strefy przemarzania gruntu zostały określone w normie PN-81/B-03020 (mapa). Norma ta została wycofana w 2010 roku i zastąpiona Eurokodem 7 (PN-EN 1997-1 i PN-EN 1997-2). Jednak do tej pory nie została opublikowana nowa mapa określająca strefy przemarzania gruntu w Polsce lub sposób określania głębokości przemarzania dla celów projektowania obiektów budowlanych.

 

 

W Polsce występują cztery strefy przemarzania gruntu:

 

 

Zasięg stref przemarzania gruntu
 

Zasięg stref przemarzania gruntu w Polsce

Mapa z zasięgiem stref przemarzania gruntu oraz przyporządkowane do nich głębokości przemarzania (hz) w Polsce według PN-1981/B-03020.

 

 

Głębokość stref przemarzania gruntu w Polsce
 

głębokość stref przemarzania gruntu w Polsce

 

Zaleca się powiększanie głębokości przemarzania w przypadku przewodów wodociągowych, kanalizacyjnych i drenaży

 

Zasięg poszczególnych stref przemarzania w Polsce, jak też przyporządkowane do nich głębokości przemarzania, zmieniały się na przestrzeni lat. Jednak zawsze podstawą ich określania był czynnik temperaturowy, ale bez uwzględnienia wpływu czasu, nie mówiąc o innych zjawiskach i czynnikach.

Dlatego podawane są zalecenia powiększania głębokości przemarzania w przypadku przewodów wodociągowych, kanalizacyjnych i drenaży, w zależności od ich średnicy o 0,4 do 0,2 m poniżej głębokości przemarzania gruntu, a nawet o 1/3 w stosunku do wartości z normy.

 

Istnieje wiele modeli określania głębokości przemarzania gruntu, w różnych stopniu uwzględniających wpływ różnych zjawisk i czynników. Zostały one opracowane dla określonych obszarów i ich stosowanie do innych obszarów może być dyskusyjne, a na pewno będzie obarczone błędem trudnym do oszacowania.

Najczęściej podstawą wzorów służących do określania głębokości przemarzania jest wskaźnik mrozowy (ang. Air Freezing Index - AFI). Podstawą obliczania wskaźnika mrozowego jest to najczęściej suma średnich ujemnych temperatur dobowych w okresie zimy. Należy jednak zaznaczyć, że sposób określania tego wskaźnika różni się w poszczególnych krajach.

 

W Polsce przeprowadzane były obserwacje i pomiary na podstawie których można stwierdzić że w niektórych regionach strefy i głębokości przemarzania są większe niż te podane w PN-1981/B-03020. Jednocześnie zaobserwowano, że na innych obszarach głębokości przemarzania są mniejsze.

 


 

locja.pl 25 marca 2019
Normy i przepisy budowlane:
Logowanie
Normy i przepisy budowlane
Nasi autorzy