Pod wpływem ujemnych temperatur woda w gruncie zamarza, co może uszkodzić konstrukcję budynku, a także elementy instalacji wodociągowej i kanalizacyjnej. Dlatego w trakcie planowania budowy istotna jest znajomość głębokości przemarzania gruntu na poszczególnych obszarach Polski.

Ze względu na ryzyko wystąpienia wysadzin mrozowych fundamenty wielu budynków oraz prowadzenie instalacji wodno-kanalizacyjnych powinno przeprowadzać się poniżej głębokości, do której sięgają ujemne temperatury w gruncie. Odpowiednią wysokość posadowienia fundamentów i instalacji, a tym samym głębokość przemarzania gruntu na danym obszarze można wyznaczyć dzięki orientacyjnej mapie stref przemarzania gruntu i badaniom geotechnicznym gruntu.

Od czego zależy głębokość przemarzania gruntu?

W warunkach zimowych może dochodzić do spadku temperatury gruntu poniżej 0 stopni Celsjusza. W konsekwencji znajdująca się tam woda, zamarzając, będzie zwiększać swoją objętość, powodując wysadziny. Z tego powodu spód fundamentu musi się znajdować niżej niż największa głębokość przemarzania, która zależy od strefy klimatycznej. Duży wpływ na głębokość i szybkość przemarzania gruntu na danym obszarze mają zmienne zjawiska klimatyczne (siła wiatru, intensywność opadów, ujemne temperatury), zmienne zjawiska dotyczące podłoża gruntowego (jego rodzaj, struktura, skład, stan, poziom wód gruntowych) oraz ukształtowanie i zagospodarowanie terenu. Warto wiedzieć, że głębokość przemarzania gruntu jest również zmienna w czasie. Aby ułatwić określenie stopnia zamarzania wody w gruncie, poszczególne obszary Polski zostały podzielone na strefy i odnotowane w normie głębokości przemarzania gruntu – PN-81/B-03020 – obowiązującej do 2010 roku, a następnie zastąpionej przez Eurokod 7. Wyznaczone strefy kraju pozostały jednak niezmienne.

Głębokość przemarzania gruntu w Polsce – strefy

W Polsce głębokość przemarzania gruntu wyznaczają cztery strefy. Ich określenie ułatwia pracę projektantom obiektów budowlanych. W pierwszej strefie obejmującej głównie tereny zachodnie i północno-zachodnie kraju zamarzanie wody w gruncie występuje na głębokości do 0,8 m. W drugiej strefie znalazło się centrum i górzysta południowo-zachodnia część Polski, gdzie głębokość przemarzania gruntu wynosi 1 m. Trzecia strefa to przede wszystkim południowo-wschodnia część kraju, Góry Świętokrzyskie i północny wschód oprócz krańcowego północno-wschodniego narożnika kraju. Na tym terenie mróz sięga głębokości do 1,2 m. Czwarta strefa obejmuje północno-wschodnie krańce Polski, gdzie woda w gruncie zamarza na głębokości do 1,4 m.

Posadowienie domu na głębokości poniżej poziomu przemarzania gruntu chroni budynek przed uszkodzeniami powodowanymi wysadzinami mrozowymi. Jest to zjawisko unoszenia budynku przez zamarzający grunt, w następstwie czego z reguły następuje nierównomierne jego osiadanie wiosną, kiedy grunt zaczyna rozmarzać.

Przy projektowaniu budynku na określonym obszarze należy sugerować się podanymi wartościami, jednak zalecane jest również wykonanie badań geotechnicznych gruntu. Podana w normie PN-81/B-03020 i Eurokodzie 7 głębokość przemarzania gruntu na danym obszarze powinna stanowić dla projektantów wyznacznik do zwiększenia głębokości posadowienia fundamentów i elementów instalacji wodno-kanalizacyjnych o co najmniej 20 cm.

Głębokość przemarzania gruntu a zalecenia budowlane

Projektując obiekt budowlany, architekt musi liczyć się z głębokością przemarzania gruntu na danym terenie, gdyż jej zignorowanie może prowadzić do wysadzin mrozowych. Od głębokości, na której zamarza woda w gruncie, zależy przede wszystkim głębokość posadowienia fundamentów oraz prowadzenia instalacji wodno-kanalizacyjnych, czyli przewodów zewnętrznych, przyłączy oraz rur. Zależy od niej również głębokość posadowienia zbiorników wodnych, szamb czy oczyszczalni ścieków. Wydawać by się mogło, że ścieki o dodatniej temperaturze nie powinny stanowić problemu, jednak umiejscowione w zbiornikach zalegają i tym samym wychładzają się i zamarzają. Aby temu przeciwdziałać, zaleca się lokowanie zbiorników bezodpływowych, takich jak szamba lub przydomowe oczyszczalnie ścieków, poniżej wyznaczonej strefy przemarzania. Poniżej tej strefy powinno się również posadowić fundamenty ze względu na ryzyko wysadzin mrozowych prowadzących do przemieszczania się i uszkodzeń fundamentu. W przypadku nieprawidłowego ulokowania elementów instalacji wodociągowej i kanalizacyjnej i wystąpienia wysadzin mrozowych zostanie zaburzony pierwotny przebieg przewodów. Konsekwencją mogą być zatory, uszkodzenia rur i wydostawanie się ścieków na zewnątrz. Zbiorniki ściekowe mogą się przemieszczać w gruncie i tym samym tracić swój poziom, co z kolei prowadzi do nieprawidłowego przepływu ścieków. Natomiast w strefie przemarzania, dość płytko, nawet na głębokości 50–60 cm, można budować płyty fundamentowe. Dzięki dobremu ociepleniu w postaci grubych warstw płyt termoizolacyjnych o niskim współczynniku przewodzenia ciepła i płyt styropianu nie zagrażają im konsekwencje przemarzania gruntu.