Ở hầu hết các vùng phía bắc Hoa Kỳ, mặt đất đóng băng trong những tháng mùa đông đến độ sâu vài feet. Sự đóng băng mặt đất như vậy có thể dẫn đến sự lô nhô của các tòa nhà nằm phía trên hoặc bên cạnh nó. Các lực liên quan có thể phá hủy rất mạnh các kết cấu chịu tải nhẹ và gây ra các vấn đề nghiêm trọng đối với các kết cấu chính.
Cách hoạt động của Frost Heave
Sự gia tăng thể tích xảy ra khi nước thay đổi thành băng ban đầu được cho là nguyên nhân gây ra hiện tượng băng giá, nhưng ngày nay người ta đã công nhận rằng hiện tượng được gọi là sự phân tách của băng là cơ chế cơ bản.
Tìm nhà thầu sàn và nền móng gần tôi
Nước được hút từ đất chưa đóng băng đến vùng đóng băng, nơi nó bám vào để tạo thành các lớp băng, buộc các hạt đất tách rời nhau và làm cho bề mặt đất phập phồng. Không có sự hạn chế về mặt thể chất, không có giới hạn rõ ràng nào đối với số lượng phập phồng có thể xảy ra. (Những chuyển động vượt quá 4 inch phát triển dưới tầng hầm chỉ trong ba tuần đã được ghi nhận.)
Khi có sự hạn chế dưới dạng tải trọng của tòa nhà, áp lực phập phồng có thể vượt qua hoặc có thể không vượt qua lực cản, nhưng chúng có thể rất cao: 19 tấn / sq ft đã được đo và một tòa nhà khung bê tông cốt thép bảy tầng trên một chiếc bè nền tảng được quan sát để tăng hơn 2 in.
Một dạng khác của tác động băng giá, được gọi là 'đóng băng', xảy ra khi đất đóng băng trên bề mặt móng. Các áp lực chồng chất phát triển ở đáy của vùng đóng băng được truyền qua liên kết đông đặc với nền, tạo ra lực nâng có khả năng dịch chuyển thẳng đứng đáng kể. Nếu được xây bằng khối bê tông, tường tầng hầm có thể bị hỏng khi chịu lực căng và một phần tại mối nối vữa nằm ngang gần độ sâu của băng giá xâm nhập.
Các yếu tố kiểm soát
Để tác động của sương giá xảy ra, ba điều kiện cơ bản phải được thỏa mãn: đất phải dễ bị đóng băng, nước phải có đủ số lượng và điều kiện làm mát phải làm cho đất và nước đóng băng. Nếu một trong những điều kiện này có thể được loại bỏ, sự phập phồng của sương giá sẽ không xảy ra.
Tính nhạy cảm với sương giá liên quan đến sự phân bố kích thước của các hạt đất. Nhìn chung, các loại đất hạt thô như cát và sỏi không gồ ghề, ngược lại đất sét, bùn và cát rất mịn sẽ hỗ trợ sự phát triển của thấu kính băng ngay cả khi có tỷ lệ nhỏ trong đất thô. Nếu đất nhạy cảm với sương giá nằm ở nơi chúng sẽ ảnh hưởng đến nền móng, có thể được loại bỏ và thay thế bằng vật liệu thô hơn, sự phập phồng sương giá sẽ không xảy ra.
Nước phải có sẵn trong đất chưa đóng băng để di chuyển đến mặt phẳng đóng băng, nơi xảy ra sự phát triển của thấu kính băng. Do đó, mực nước ngầm cao so với vị trí của các thấu kính băng sẽ tạo điều kiện cho tác động của băng giá. Ở những nơi có quy định thoát nước thích hợp, nước có thể được ngăn chặn đến vùng đóng băng ở những vùng đất dễ bị sương giá.
Độ sâu của sự đóng băng phần lớn được xác định bởi tốc độ mất nhiệt từ bề mặt đất. Bên cạnh các đặc tính nhiệt của đất, sự mất nhiệt này còn phụ thuộc vào các biến số khí hậu như bức xạ mặt trời, tuyết phủ, gió và nhiệt độ không khí, là đáng kể nhất. Nếu có thể ngăn chặn hoặc giảm sự mất nhiệt, đất nhạy cảm với sương giá có thể không gặp nhiệt độ đóng băng.
ginnifer goodwin đã có con của cô ấy chưa
Chỉ số đóng băng và độ sâu sương giá
Hồ sơ nhiệt độ không khí có thể được sử dụng để đánh giá mức độ nghiêm trọng của đóng băng mặt đất bằng cách sử dụng khái niệm độ ngày. (Nếu nhiệt độ không khí trung bình hàng ngày là 31 độ F thì đây sẽ là một ngày độ độ.) 'Chỉ số đóng băng' chỉ đơn giản là tổng số ngày đóng băng tích lũy trong một mùa đông nhất định.
Frost Action and Foundations
Cách tiếp cận thông thường để thiết kế nền móng để ngăn ngừa thiệt hại do sương giá là đặt nền móng vượt quá độ sâu của sự xâm nhập băng giá tối đa dự kiến để đất bên dưới bề mặt chịu lực không bị đóng băng. Tuy nhiên, một mình biện pháp này không nhất thiết ngăn chặn được thiệt hại do băng giá nếu việc đào được lấp lại bằng đất dễ bị đóng băng, nó có thể dẫn đến thiệt hại do đông kết. Độ sâu đặt móng thường được xác định bằng kinh nghiệm địa phương, như được kết hợp trong các quy định của pháp luật về xây dựng, nhưng trong trường hợp không có thông tin như vậy, có thể sử dụng mối tương quan thể hiện trong biểu đồ trước.
Theo bản chất tự nhiên của chúng, đất dễ bị sương giá không thoát nước tốt, và mặc dù dòng nước ngầm có thể bị ngăn cản nhưng lượng nước có sẵn trong đất không đóng băng thường đủ để tạo ra sự phập phồng đáng kể. Nếu có thể, nên loại bỏ đất dễ bị sương giá và thay bằng vật liệu hạt thô dễ thoát nước. Thực hành thoát nước tốt cũng cần được tuân thủ, bao gồm cả việc lát gạch thoát nước xung quanh chu vi của nền móng.
Tầm quan trọng của thoát nước
Hệ thống thoát nước tốt rất quan trọng với bất kỳ nền móng nào và FPSF cũng không ngoại lệ. Cách nhiệt hoạt động tốt hơn trong điều kiện đất khô hơn.
Đảm bảo rằng lớp cách nhiệt của mặt đất được bảo vệ thích hợp khỏi độ ẩm quá mức thông qua các biện pháp thoát nước âm, chẳng hạn như dốc bậc ra khỏi tòa nhà. Vật liệu cách nhiệt luôn phải được đặt cao hơn mực nước ngầm. Nên rải một lớp sỏi, cát hoặc vật liệu tương tự để cải thiện hệ thống thoát nước cũng như tạo bề mặt nhẵn để đặt bất kỳ vật liệu cách nhiệt cánh ngang nào. Cần có lớp thoát nước tối thiểu 6 inch cho các thiết kế FPSF không được làm nóng. Ngoài chiều sâu móng tối thiểu 12 inch theo yêu cầu của quy chuẩn xây dựng, chiều sâu móng bổ sung theo yêu cầu của thiết kế FPSF có thể được tạo thành từ vật liệu lấp kín, không bị đóng băng như sỏi, cát hoặc đá dăm. Ngoài ra, việc bổ sung chèn lấp thoát nước tự do giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ tiềm năng sương giá
