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フロストヒーブと基礎

フロストヒーブの作品 米国北部のほとんどの部分では、地面は数フィートの深さに冬の間に凍結します。 このような地面の凍結は、その上またはそれに隣接する建物の隆起につながる可能性がある。 関係する力は、軽負荷の構造物に対して […]
フロストヒーブの作品

米国北部のほとんどの部分では、地面は数フィートの深さに冬の間に凍結します。 このような地面の凍結は、その上またはそれに隣接する建物の隆起につながる可能性がある。 関係する力は、軽負荷の構造物に対して非常に破壊的であり、主要な構造物に深刻な問題を引き起こす可能性があります。

フロストヒーブの仕組み

水が氷に変わったときに起こる体積の増加は、最初はフロストヒーブの原因であると考えられていましたが、氷の偏析と呼ばれる現象が基本的なメカニズムであることが認識されています。

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水は、凍結していない土壌から氷の層を形成するために付着する凍結ゾーンに引き出され、土壌粒子 物理的な拘束がなければ、発生する可能性のあるヒービングの量には明らかな制限はありません。 (4インチ以上の動き。 わずか3週間で地下の床の下で開発が記録されています。)

建物の負荷の形で拘束が存在する場合、ヒービング圧力は拘束を克服してもしなくてもよいが、非常に高くなる可能性があります:19トン/平方フィートが測定され、いかだ基礎上の鉄筋コンクリート造の7階建ての建物が2インチ以上隆起することが観察された。

土壌が基礎の表面に凍結すると、”adfreezing”と呼ばれる霜の作用の異なる形態が発生します。 凍結地帯の基盤で成長する隆起圧力はadfreezing結束を通って基礎に送信され、相当な縦の変位が可能な隆起力を作り出す。 コンクリートブロックの組み立てられたら地階の壁は張力の下で失敗し、霜の浸透の深さの近くの横の乳鉢の接合箇所で部分するかもしれません。

制御要因

霜の作用が発生するためには、土壌が霜に敏感でなければならない、水が十分な量で利用可能でなければならない、冷却条件が土と水を凍結させなければならないという三つの基本的な条件を満たさなければならない。 これらの条件のいずれかを排除することができれば、霜の隆起は発生しません。

霜感受性は、土壌粒子のサイズ分布に関連しています。 一般に、砂や砂利などの粗粒の土壌は隆起しませんが、粘土、シルト、非常に細かい砂は、粗い土壌に小さな割合で存在しても氷レンズの成長を支えます。 基礎に影響を与える場所にある霜の影響を受けやすい土壌を除去し、より粗い材料に置き換えることができれば、霜の隆起は発生しません。

水は、氷レンズの成長が起こる凍結面への移動のために、凍結されていない土壌で利用可能でなければならない。 従って氷レンズの位置に関する高い地下水テーブルは霜の行為を支持する。 適切な排水が規定されている場合、水は霜の影響を受けやすい土壌の凍結ゾーンに到達するのを防ぐことができます。

凍結の深さは、主に土壌表面からの熱損失の速度によって決定される。 土壌の熱特性に加えて、この熱損失は、太陽放射、積雪、風、気温などの気候変数に依存し、これが最も重要です。 熱の損失を防止または低減することができる場合、霜の影響を受けやすい土壌は凍結温度を経験しない可能性があります。

凍結指数と霜の深さ

気温の記録は、度-日の概念を使用して地面の凍結の重症度を測定するために使用することができます。 (毎日の平均気温が31Fの場合、これは一度の日になります。)”凍結指数”は、単に与えられた冬の凍結度日数の累積合計である。

霜の作用と基礎

霜の損傷を防ぐための基礎の設計への従来のアプローチは、座面の下の土壌が凍結しないように、予想される最大霜の浸透の深さを超えて基礎を配置することです。 しかし、この措置だけでは必ずしも霜の損傷を防ぐわけではなく、掘削が霜の影響を受けやすい土壌で埋め戻されると、凍結による損傷につながる可能性があります。 基礎が配置されるべき深さは、通常、建物の細則に組み込まれているように、地元の経験によって決定されますが、そのような情報がない場合は、前の表に示されている相関関係を使用することができます。

その性質上、霜の影響を受けやすい土壌はよく排水されず、地下水の流入を防ぐことができますが、凍結されていない土壌で利用可能な水の量は、 可能であれば、霜の影響を受けやすい土壌を除去し、排水が容易な粗い粒状材料と交換することをお勧めします。 良好な排水の練習はまた、基礎の周囲に排水タイルの提供を含め、従うべきである。

排水の重要性

良い排水は、任意の基礎とFPSFも例外ではありませんが重要です。 絶縁材はより乾燥した土の状態でよりよく行います。

建物からグレードを傾斜させるなど、健全な排水慣行を通じて、地上の断熱材が過度の湿気から適切に保護されていることを確認してください。 断熱材は、常に地下水テーブルのレベルの上に配置する必要があります。 砂利、砂、または同様の材料の層は、改善された排水のためだけでなく、任意の水平翼断熱材の配置のための滑らかな表面を提供するために推奨されます。 非加熱FPSF設計には、最低6インチのドレイン層が必要です。 建築基準法によって必要な12インチの最低の基礎深さを越えてFPSFの設計によって必要な付加的な基礎深さは砂利のような密集させた、非霜の敏感な さらに、自由流出の埋め戻しを加えることは霜の隆起の潜在性を最小にするか、または除去するのを助ける

霜保護された浅い基礎へのリターン

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