A la majoria de zones del nord dels Estats Units el sòl es congela durant els mesos d’hivern a una profunditat de diversos peus. Aquesta congelació del terreny pot provocar aixecaments d'edificis situats a sobre o adjacents. Les forces implicades poden ser molt destructives per a estructures amb poca càrrega i causar greus problemes a les principals.
Com funciona Frost Heave
Al principi es va pensar que l’augment de volum que es produeix quan l’aigua canvia a gel és la causa de l’aixecament de gelades, però ara es reconeix que el fenomen conegut com a segregació de gel és el mecanisme bàsic.
Trobeu contractistes de lloses i fonaments a prop meu
L’aigua s’extreu del sòl sense congelar a la zona de congelació on s’uneix formant capes de gel, forçant les partícules del sòl i fent que la superfície del sòl s’aixequi. Sense restricció física no hi ha cap límit aparent a la quantitat d’alçament que es pugui produir. (S'han registrat moviments de més de 4 polzades que es desenvolupen sota plantes soterrani en només tres setmanes.)
Quan hi ha restricció en forma de càrrega d’edifici, les pressions elevadores poden superar o no la restricció, però poden ser molt elevades: s’ha mesurat 19 tones / peus quadrats i s’ha construït un bastidor de formigó armat de set pisos sobre una bassa. es va observar que la base va elevar més de 2 polzades.
Una forma diferent d’acció de gelades, anomenada “congelació d’anuncis”, es produeix quan el sòl es congela a la superfície d’un fonament. Les pressions d'elevació que es desenvolupen a la base de la zona de congelació es transmeten a través de l'enllaç de congelació fins a la base, produint forces elevadores capaces de desplaçaments verticals apreciables. Si es construeix amb bloc de formigó, una paret del soterrani pot fallar sota tensió i formar part d’una junta de morter horitzontal a prop de la profunditat de penetració de les gelades.
Factors controladors
Perquè es produeixi una gelada, s’han de complir tres condicions bàsiques: el sòl ha de ser sensible a les gelades. L’aigua ha d’estar disponible en quantitats suficients i les condicions de refrigeració han de provocar la congelació del sòl i de l’aigua. Si es pot eliminar una d’aquestes condicions, no es produirà una gelada.
La susceptibilitat a la gelada està relacionada amb la distribució de la mida de les partícules del sòl. En general, els sòls de gra gruixut, com ara les sorres i les graves, no s’eleven, mentre que les argiles, els llims i les sorres molt fines donaran suport al creixement de les lents de gel fins i tot quan es presentin en petites proporcions als sòls gruixuts. Si els sòls sensibles a les gelades situats on afectaran els fonaments es poden eliminar i substituir per un material més gruixut, no es produirà una elevació de gelades.
Cal disposar d’aigua al sòl sense congelar per desplaçar-se cap al pla de congelació on es produeix el creixement de les lents de gel. Per tant, una capa freàtica elevada respecte a la ubicació de les lents de gel afavorirà l’acció de les gelades. Quan es prescriu un drenatge adequat, es pot evitar que l’aigua arribi a la zona de congelació en sòls sensibles a les gelades.
La profunditat de congelació està determinada en gran mesura per la taxa de pèrdua de calor de la superfície del sòl. A més de les propietats tèrmiques del sòl, aquesta pèrdua de calor depèn de variables climàtiques com la radiació solar, la capa de neu, el vent i la temperatura de l'aire, que és la més significativa. Si es pot prevenir o reduir la pèrdua de calor, és possible que els sòls sensibles a les gelades no experimentin temperatures de congelació.
la princesa Kate està embarassada de nou?
Índex de congelació i profunditat de gelada
Es poden utilitzar registres de temperatura de l’aire per mesurar la gravetat de la congelació del terreny mitjançant el concepte grau-dia. (Si la temperatura mitjana diària de l'aire és de 31 ° F, serà d'un grau dia.) L'índex de congelació és simplement el total acumulat de graus-dies de congelació d'un hivern determinat.
Frost Action i fonaments
L’enfocament convencional per al disseny de fonaments per evitar danys per gelades és situar la fonamentació més enllà de la profunditat de la màxima penetració esperada de gelades de manera que el sòl sota la superfície portant no es congeli. Aquesta mesura, però, no prevé necessàriament els danys per gelades si l’excavació s’omple de terra susceptible a les gelades, cosa que pot provocar danys per congelació. Les profunditats en què s’han de col·locar els fonaments es determinen normalment per l’experiència local, tal com s’incorpora als estatuts de la construcció, però en absència d’aquesta informació es pot utilitzar la correlació que es mostra al gràfic anterior.
Per la seva naturalesa, els sòls susceptibles a la gelada no drenen bé i, tot i que es pot evitar l’entrada d’aigua subterrània, la quantitat d’aigua disponible al sòl sense congelar és sovint suficient per produir un aixecament significatiu. Sempre que sigui possible, és una bona pràctica eliminar el sòl susceptible a les gelades i substituir-lo per material granular gruixut que sigui fàcil de drenar. També s’hauria de seguir una bona pràctica de drenatge, inclosa la disposició de rajoles de drenatge al voltant del perímetre dels fonaments.
Importància del drenatge
Un bon drenatge és important amb qualsevol fonament i FPSF no és una excepció. L’aïllament té un millor rendiment en condicions de sòl més secs.
Assegureu-vos que l’aïllament del sòl estigui protegit adequadament de la humitat excessiva mitjançant pràctiques de drenatge acústic, com ara inclinar la rasant de l’edifici. L’aïllament s’ha de col·locar sempre per sobre del nivell del nivell freàtic. Es recomana una capa de grava, sorra o material similar per millorar el drenatge i proporcionar una superfície llisa per a la col·locació de qualsevol aïllament horitzontal de les ales. Es requereix una capa de drenatge mínima de 6 polzades per als dissenys FPSF sense escalfar. Més enllà de la profunditat mínima de fonamentació de 12 polzades que requereixen els codis de construcció, la profunditat de fonamentació addicional requerida per un disseny FPSF pot estar formada per material de farciment compactat i no susceptible a les gelades, com ara grava, sorra o roca triturada. A més, afegir un rebliment de drenatge lliure ajuda a minimitzar o eliminar el potencial d’alçada de gelades
Torneu a Fonaments poc profunds protegits contra les gelades
