Strefy przemarzania gruntu – co należy wiedzieć na ten temat?

Ustalając głębokość posadowienia budynku, a zatem miejsca, w którym usytuowane będą fundamenty, trzeba wziąć pod uwagę głębokość przemarzania gruntu. Do pewnej głębokości woda zawarta w gruncie zamarza pod wpływem ujemnych temperatur. Powstają tzw. wysadziny mrozowe. Stanowią one zagrożenie dla fundamentów, ale również dla elementów instalacji wodno-kanalizacyjnej. Strefy przemarzania gruntu informują nas o tym, na jakiej głębokości dochodzi do zjawiska przemarzania. Na tej podstawie ustala się głębokość posadowienia obiektów.

Czym są strefy przemarzania gruntu?

Przemarzanie gruntu to zjawisko, do którego dochodzi w okresie jesienno-zimowym, a także wczesną wiosną. Na skutek ujemnych temperatur dochodzi do zamarzania wody zawartej w gruncie. Grunt zwiększa przez to swoją objętość, co sprawia, że powstają tzw. wysadziny mrozowe. W związku z tym, jedną z podstawowych zasad wznoszenia obiektów budowlanych jest zasada, że obiekty muszą być posadowione poniżej głębokości przemarzania gruntu. W innym razie, wysadzimy mrozowe mogą prowadzić do uszkodzenia, a nawet zniszczenia elementów konstrukcyjnych. Dotyczy to fundamentów, instalacji wodno-kanalizacyjnej, przewodów gruntowego wymiennika ciepła.

Strefy przemarzania gruntu są istotne jeszcze z jednego, istotnego powodu. Otóż na określonej głębokości gruntu temperatura przez cały rok jest bardzo zbliżona i ulega niewielkim machnięciom. Np. na głębokości ok. 18 metrów pod ziemią w większości regionów naszego kraju temperatura przez cały rok wynosi ok. 10 st. C. Jest to bardzo istotne z perspektywy lokalizacji dla gruntowej pompy ciepła, jak również dla gruntowego wymiennika ciepła.

Strefy przemarzania gruntu w Polsce

Strefy przemarzania gruntu zależą oczywiście od uwarunkowań klimatycznych panujących w danym regionie. Polska mieści się w strefie klimatu umiarkowanego, a pomimo to, w Polsce możemy wyróżnić cztery strefy przemarzania gruntu. Są one zaznaczone na mapie stref przemarzania zgodnej z Polską Normą PN-81/B-03020 [8]. W Polsce występują następujące strefy przemarzania gruntu:

• strefa I – głębokość przemarzania gruntu wynosi 0,8 m. Strefa ta znajduje się przede wszystkim na zachodzie Polski. Na tym obszarze mieszczą się takie miasta, jak np.: Wrocław, Zielona Góra, Poznań, Szczecin Koszalin.
• strefa II – głębokość przemarzania gruntu wynosi 1 metr. Zdecydowana większość naszego kraju znajduje się właśnie w tej strefie, począwszy od środkowej części Pomorza, poprzez centralną Polskę, aż po Śląsk, Małopolskę, Lubelszczyznę i część Podkarpacia.
• strefa III – głębokość przemarzania gruntu wynosi tu 1,20 m. Strefy te występują na południu Polski, głównie na terenach pasma Karpat, obejmującego Bieszczady i Tatry. Także obszar w okolicach Gór Świętokrzyskich znajduje się w tej strefie.
• strefa IV – głębokość przemarzania gruntu wynosi 1,40 m. Strefa ta występuje w najchłodniejszym regionie naszego kraju, czyli na Suwalszczyźnie.

Minusem jest to, że mapa stref przemarzania w Polsce pochodzi jeszcze z lat 70. i nie uwzględnia zmian klimatu. W związku z tym, informacje obecne na tej mapie nie zawsze są aktualne. Na szczęście istnieje dokładniejszy sposób określenia głębokości przemarzania gruntu.

W jaki sposób można sprawdzić dokładną głębokość przemarzania gruntu?

Głębokość przemarzania gruntu to jeden z parametrów, który możemy zaliczyć do warunków wodno-gruntowych. To właśnie na podstawie tych warunków architekci wybierają odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne w kontekście posadowienia budynku oraz innych obiektów i instalacji, które powinny znaleźć się poniżej głębokości przemarzania gruntu. Dokładne warunki wodno-gruntowe występujące na danym obszarze można ocenić poprzez badania geotechniczne gruntu.

Badania te polegają na wykonaniu kilkumetrowych odwiertów i pobraniu próbek gruntu, które następnie są poddawane badaniom laboratoryjnym. Na podstawie tych badań można określić: ułożenie poszczególnych warstw gruntu, skład, zagęszczenie, wilgotność, nośność, głębokość wód gruntowych, jak również głębokość przemarzania gruntu. Takie badania mogą być realizowane przez wykwalifikowanych geologów i geotechników posiadających stosowne uprawnienia. Przeważnie nie są one obowiązkowe w przypadku domów jednorodzinnych, które zwykle są klasyfikowane do I kategorii geotechnicznej, ale mimo to, warto je zrealizować na etapie przygotowań do budowy.

Przemarzanie gruntu a projektowanie domu jednorodzinnego

Głębokość przemarzania gruntu należy wziąć pod uwagę już na etapie projektowania domu. Jest to oczywiście obowiązek architekta odpowiedzialnego za projekt. Jedną z obowiązkowych zmian na etapie adaptacji gotowego projektu może być właśnie zmiana głębokości posadowienia fundamentów. Większość gotowych projektów jest dostosowana do II strefy, która występuje na największym obszarze naszego kraju. Przyjmuje się, że fundamenty powinny być posadowione ok. 20 cm poniżej głębokości przemarzania. A zatem, w przypadku II strefy, dla której ta głębokość wynosi metr, fundamenty, jak również elementy instalacji wodno-kanalizacyjnej są układane na głębokości poniżej 1,20 m.