Так или иначе я касался этой темы в прошлых публикациях, сейчас сделаю небольшое итоговое резюме.
1. В просторечье называется "глубина промерзания", но "по-научному" правильнее говорить "нормативная глубина промерзания". "Нормативная" - значение с заданной обеспеченностью - некоей величиной, гарантирующей вероятность достоверности данных. Коэффициент обеспеченности (в долях единицы) показывает, в какой доле случаев показатели окажутся не больше (или не меньше, в зависимости от измеряемого параметра) указанной величины. В строительстве для различных параметров встречались значения коэффициента обеспеченности 0,85...0,98. Какой коэффициент конкретно применен для значения нормативной глубины промерзания нам сейчас не так важно. Главное, что для достижения почти 100% надежности, к нормативным значениям добавляются множители, называемые коэффициентами надежности или коэффициентами условий работы, "перекрывающими" те 2...15% случаев, когда реальные значения окажутся хуже нормативных. Нормативные значения, умноженные на такие коэффициенты уже зовутся "расчетными значениями".
Коэффициент условий работы, превращающий нормативную глубину промерзания в расчетную, может быть как меньше, так и больше единицы - зависит от теплового режима здания. И для неотапливаемых зданий, а также для зданий с холодными подпольями, он равен 1,1. То есть для гарантированного непопадания подошвы фундамента в сверхнормативное промерзание надо углубиться еще на 10%. При этом не стоит думать, что величина пучения уменьшается пропорционально глубине и 10% внизу - не страшно. Как раз на на нижней границе промерзания может формироваться зона наибольшего пучения (здесь рассказано почему)
Для отапливаемых зданий, из-за перенаправления тепловых потоков и изменения формы тепловых полей коэффициент условий работы для различных условий примыкания отапливаемых помещений к грунту может быть равным 0,4...1,0. То есть расчетная глубина промерзания под зданием в этих случаях может быть в 2 раза меньше нормативной. Правда, если только здание с круглогодичным отоплением. Опять же к зданию могут примыкать холодные пристройки и террасы, для которых тепловой режим несколько иной.
2. Соблюдение условий по заглублению низа фундамента ниже расчетной глубины промерзания, описанных в первом пункте, избавляет от воздействия т.н. "нормальных сил морозного пучения". Слово "нормальные" обозначает не "адекватность", а действие по нормали к поверхности. В нашем случае этой поверхностью является подошва фундамента (или горизонтальная проекция нижнего конца сваи). Но есть еще и касательные силы морозного пучения, то есть, действующие по касательной. Они возникают за счет трения (смерзания) между боковыми поверхностями фундаментных конструкций и грунтом. Проще говоря, пучащийся грунт "цепляет" за бока фундамент. Интенсивность касательных сил намного меньше, чем нормальных, но действуют они на большой поверхности, особенно когда заглубление значительное - вплоть до того, что в ряде случаев может так получиться, что фундамент, заглубленный ниже глубины промерзания, пучит больше, чем малозаглубленный.
У свай суммарная боковая поверхность маленькая, но и здесь расслабляться не стоит. Дело том, что касательным силам морозного пучения противостоит собственный вес сваи и надфундаментных конструкций а также силы трения сваи по грунту, распложенному ниже глубины промерзания. Но если здание легкое, то, учитывая незначительность веса свай, самый большой вклад в сопротивление касательным силам может оказать только трение по грунту. Но когда, следуя поверхностной логике, сваи заглубляют только на глубину промерзания, площадь зацепления за непромерзший грунт оказывается практически равной нулю, и сваи "благополучно" начинают "гулять" вместе с промерзающим основанием.
Чтобы избавиться или компенсировать воздействия касательных сил морозного пучения применяют ряд мероприятий:
1. Обратная засыпка котлована несвязным непучинистым грунтом - при этом надо понимать, что при ширине пазух до 120 см касательные силы уменьшаются в разы, но не полностью.
2. Примерно то же, но гораздо реже, применяется в отношении свай.
3. Заглубление свай (и фундаментов) ниже глубины промерзания с таким расчетом, чтобы трения по боковой поверхности хватило для компенсации воздействия касательных сил морозного пучения (а не просто до границы промерзания).
4. Применение анкерных устройств (уширение свай в нижней части).
5. Покрытия, снижающие смерзание и трение между грунтом и фундаментом (сваей) в промерзающей толще.
