Strefa przemarzania gruntu ma istotny wpływ na posadowienie fundamentów, instalacji wodno-kanalizacyjnych oraz gruntowych wymienników ciepła wykorzystywanych w pompach ciepła. Projektując te instalacje, trzeba zwrócić uwagę na granice przemarzania gruntu w miejscu, gdzie prowadzona jest inwestycja.

Głębokość przemarzania gruntu – od czego zależy?

Głębokość przemarzania gruntu jest to odległość od powierzchni gruntu do poziomu, do którego sięgają ujemne temperatury. Ich wartość jest różna w różnych częściach kraju, a zależy między innymi od:

  • ukształtowania terenu – ma wpływ na podatność na działanie czynników zewnętrznych, takich jak promieniowanie słoneczne. W dużej mierze zależy to od tego, czy dany teren jest płaski czy pofałdowany, zakryty czy odsłonięty;
  • zagospodarowania i sposobu użytkowania terenu – chodzi tu o intensywność i rodzaj roślinności porastającej teren, sposób zabudowy i rodzaj utwardzenia terenu;
  • właściwości gruntu – jego porowatość, skład mineralny, układ warstw, wilgotność oraz stopień nasycenia, jak również poziom zwierciadła wód gruntowych;
  • mikroklimat terenu – a dokładniej związane z danym terenem temperatury powietrza, grubość pokrywy śnieżnej, średnia prędkość wiatru oraz intensywność opadów deszczu. Nie bez znaczenia jest również promieniowanie słoneczne oraz jego zmienność w czasie.

Czym są wysadziny mrozowe i jakie są skutki ich powstawania?

Wysadziny mrozowe to określenie zjawiska polegającego na podnoszeniu się powierzchni gruntu (zwykle nierównomiernego) w wyniku zamarzania wody znajdującej się w gruncie. Jest ono konsekwencją zmiany gęstości wody w procesie zamarzania, co skutkuje zwiększeniem objętości. Wysadziny są szczególnie niebezpieczne dla budowli wtedy, gdy podczas zamarzania gruntu warstwy lodu pojawiają się pod fundamentem. Intensywność i skala występowania tego zjawiska najczęściej jest związana z wysokim poziomem wód gruntowych oraz ze strukturą gruntu. Największe ryzyko występowania wysadzin występuje w gruntach o dużym udziale glin i iłów.

Kwestia przemarzania gruntu może mieć obojętny wpływ na obiekty budowlane, jeśli:

  • zastosowane są odpowiednie warstwy izolacyjne zapobiegające zamarzaniu;
  • głębokość posadowienia fundamentu znajduje się poniżej strefy przemarzania gruntu;
  • grunt jest niewrażliwy na przemarzanie.

Strefy przemarzania gruntu w Polsce

W celu ułatwienia pracy projektantom zostały określone strefy przemarzania gruntu w Polsce. Mapa stref przemarzania została przedstawiona w normie PN-81-B-03020. Wprawdzie norma ta została wycofana w 2010 roku (obecnie zastępują ją normy PN-EN 1997-1 i PN-EN 1997-2), jednak do chwili obecnej nie została opublikowana nowa mapa określająca głębokość przemarzania, w związku z czym punktem odniesienia do tej pory jest mapa przedstawiona w wycofanej normie.

W Polsce wyróżnia się cztery strefy przemarzania gruntu:

  • I strefa – obejmuje zachodnią część Polski. Głębokość przemarzania gruntu wynosi tu 0,8 m, natomiast zalecana głębokość układania instalacji wodno-kanalizacyjnych wynosi 1 m;
  • II strefa – obejmuje największy obszar kraju, od Pomorza Środkowego do Przedgórza Karpackiego i Lubelszczyzny. Głębokość przemarzania wynosi 1 m, natomiast głębokość układania instalacji 1,35 m;
  • III strefa – obejmuje głównie Przedgórze Karpackie, część województwa podlaskiego oraz warmińsko-mazurskiego, a także okolice Kielc. Głębokość przemarzania wynosi tu 1,2 m, natomiast głębokość układania instalacji 1,6 m;
  • IV strefa – obejmuje obszar Suwalszczyzny i stanowi obszar o największej głębokości przemarzania, która wynosi 1,4 m. Głębokość układania przewodów wynosi tu 1,85 m.

Głębokość przemarzania a fundamenty

Głębokość przemarzania ma istotny wpływ na posadowienie fundamentów. O ich posadowieniu decyduje głównie architekt, który po zapoznaniu się z warunkami geologicznymi w miejscu inwestycji oraz ze strefą głębokości przemarzania określa, na jakiej głębokości zostaną posadowione fundamenty. Powstałe w strefie przemarzania wysadziny mrozowe mogą powodować uszkodzenia obiektów na skutek nierównomiernego przemieszczenia się fundamentów. W związku z tym zaleca się, by na gruntach wysadzinowych dolny poziom fundamentu znajdował się poniżej strefy przemarzania gruntu.

Głębokość przemarzania a instalacje

Od głębokości przemarzania gruntu zależy głębokość, na jakiej układa się przewody instalacji wodociągowej, kanalizacyjnej oraz rur gruntowego wymiennika ciepła w instalacjach pompy ciepła. Problemem w przypadku tych instalacji, podobnie jak w przypadku fundamentów, są wysadziny mrozowe. Mogą one wpłynąć na zaburzenie pierwotnego przebiegu przewodów poprzez zmianę spadków (co w konsekwencji może prowadzić do zatorów), jak również uszkodzenie rur, co w dalszym przebiegu może prowadzić do rozszczelnienia instalacji. W związku z tym zaleca się układać przewody instalacji poniżej lokalnej głębokości przemarzania.