Zjawisko fizyczne

Zjawisko fizyczne pęcznienia gruntu przy przemarzaniu. Woda zamarzając w gruncie zwiększa swoją objętość o 9% (program uprawnienia budowlane na komputer). Wobec ograniczenia przyrostu objętości w kierunku poziomym przez sąsiednie obszary marznącego gruntu można założyć (z pewną przesadą) liniowe zwiększenie objętości lodu ku górze takie samo jak wyżej, tj. 9%.

Jeżeli dla przykładu założymy porowatość gruntu 33% i grubość przemarzniętej warstwy 1 m, to przy całkowitym nasyceniu
wodą gruntu podniesienie jego górnej powierzchni może wynosić co najwyżej 3 cm (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
W rzeczywistości jednak niektóre grunty zawierające drobne frakcje pęcznieją więcej, nieraz na kilkanaście cm, zwłaszcza przy niedużym zagłębieniu zwierciadła wody gruntowej. Tłumaczy się to zjawiskiem fizycznym ruchu wody włoskowatej od środowiska cieplejszego (z głębi) do zimniejszego (w warstwie górnej) i formowaniem się w warstwie przemarzającej soczewek lodowych, pochodzących od tej wody.

Tworzenie się soczewek lodowych zachodzi szczególnie w takich gruntach, w których ilość cząstek mniejszych od 0,02 mm przekracza 10% w stosunku do ciężaru wszystkich cząstek mniejszych od 2 mm (uprawnienia budowlane). Należą więc tu: grunty pylaste, lessy, gliny pylaste i piaszczyste, iły pylaste i piaszczyste i w pewnym stopniu piaski pylaste i gliniaste. Natomiast żwiry i piaski grubo i średnioziarniste nie podlegają tworzeniu się soczewek.

W ciężkich glinach i iłach (zawierających znaczne ilości cząstek mniejszych od 0,002 mm) o konsystencji zwartej, półzwartej, a nawet twardoplastycznej zjawisko tworzenia się soczewek lodowych jest rzadkie ze względu na bardzo powolny ruch woJy włoskowatej (program egzamin ustny).
Jeżeli między warstwą znajdującą się pod fundamentem, skłonną do tworzenia soczewek, i zwierciadłem wody gruntowej znajduje się warstwa gruntu nie podciągająca wody włoskowatej, jak np. żwiru lub grubego piasku, to oczywiście powstrzyma ona tworzenie się soczewek lodowych pod fundamentem.

Przykład tworzenia się soczewek lodowych, gdzie zbyt płytko posadowiony fundament ulega wypieraniu do góry i na zewnątrz (opinie o programie).
Jak znaczne siły powstają w przemarzającym gruncie, można zorientować się, na którym przedstawiono autentyczny wypadek podniesienia o 2,5 cm całego stropu żelbetowego wraz ze słupami i częścią murów. Grunt gliniasty, który uległ przemarznięciu, wypchnął postawione na nim stemple podpierające belki, a uniesiona do góry konstrukcja oddzieliła się szczelinami od fundamentu i ściany zewnętrznej.

Głębokość posadowienia budynków

Głębokość posadowienia budynków ze względu na pęcznienie przemarzających gruntów według projektu normy PN/B-02480 „Grunty budowlane, ich klasyfikacja i bezpieczne obciążanie" (segregator aktów prawnych).
Fundamenty pod ścianami wewnętrznymi budynku przy zabezpieczeniu gruntu pod nimi od zamarzania zarówno podczas użytkowania. (konieczność zabezpieczenia gruntu powinna być w tym przypadku zaznaczona na rysunkach wykonawczych).

Nie zaleca się opierania fundamentów budynków stałych płycie niż 0,5 m w stosunku do poziomu wierzchu podłogi najniższej kondygnacji.
Osiadanie gruntu pod obciążeniem zależy od szeregu czynników, a mianowicie:
- od właściwości strukturalnych gruntu;
- od wielkości obciążenia, sposobu i czasu jego trwania;
- od wymiarów, kształtu i sztywności fundamentu przekazującego obciążenia.

Osiadanie całej budowli nie powinno wywoływać zniekształceń w’ instalacjach wodociągowych, kanalizacyjnych, gazowych itp. ani dostrzegalnych zmian w wyglądzie budowli, ani też niepożądanych zmian w poziomach (np. wyraźnego obniżenia ładowni (rampy) magazynu w stosunku do główki szyny, obniżenia posadzki bramy w stosunku do poziomu ulicy itp.).

Różnica w osiadaniu poszczególnych partii fundamentów tego samego zespołu budowlanego stanowiącego całość konstrukcyjną powinna być tak niewielka, aby nie wywołała szkodliwych naprężeń i odkształceń w budowli (promocja 3 w 1). Projekt normy PN/B-02480 „Grunty budowlane, klasyfikacja i ich bezpieczne obciążenie klasyfikuje budowle ze względu na wrażliwość na osiadanie na 6 klas.