米国北部のほとんどの地域では、冬の間、地面は数フィートの深さまで凍ります。このような地面の凍結は、その上または隣接する建物の隆起につながる可能性があります。関与する力は、軽負荷の構造物を非常に破壊し、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。
凍上のしくみ
当初は凍上の原因と考えられていた水が氷に変わることによる体積増加が原因でしたが、現在では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。
私の近くのスラブと基礎の請負業者を探す
水は凍結していない土壌から凍結ゾーンに引き込まれ、そこで付着して氷の層を形成し、土壌粒子を押し離して土壌表面を隆起させます。身体的拘束がなければ、発生する可能性のあるヒービングの量に明らかな制限はありません。 （わずか3週間で地下階の下で発達する4インチを超える動きが記録されています。）
建物の荷重という形で拘束が存在する場合、ヒービング圧力は拘束を克服する場合と克服しない場合がありますが、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、7階建ての鉄筋コンクリートフレームがいかだに建てられています。基礎は2インチ以上隆起していることが観察されました。
土が基礎の表面に凍結すると、「凍結防止」と呼ばれる別の形態の凍結作用が発生します。凍結ゾーンの基部で発生するヒービング圧力は、凍結結合を介して基礎に伝達され、かなりの垂直変位が可能な揚力を生成します。コンクリートブロックで構成されている場合、地下壁は張力を受けて破損し、霜の浸透の深さ近くの水平モルタル目地で一部になる可能性があります。
制御因子
凍結作用が発生するためには、3つの基本条件が満たされている必要があります。土壌は霜に弱い水が十分な量で利用可能である必要があり、冷却条件によって土壌と水が凍結する必要があります。これらの条件のいずれかを取り除くことができれば、凍上は発生しません。
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土は隆起しませんが、粘土、シルト、非常に細かい砂は、粗い土に少量存在する場合でも氷レンズの成長をサポートします。基礎に影響を与える場所にある霜に弱い土壌を取り除き、より粗い材料に置き換えることができれば、凍上は発生しません。
氷レンズの成長が起こる凍結面に移動するために、凍結していない土壌に水が利用可能でなければなりません。したがって、氷のレンズの位置に関して高い地下水位は、凍結作用に有利に働きます。適切な排水が規定されている場合、霜に弱い土壌では水が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率によって決まります。土壌の熱特性に加えて、この熱損失は、日射、積雪、風、気温などの気候変数に依存します。これは最も重要です。熱の損失を防ぐか減らすことができれば、霜に弱い土壌は凍結温度を経験しないかもしれません。
実話に基づく映画netflix
凍結指数と霜の深さ
気温記録は、度日概念を使用して、地面の凍結の重大度を測定するために使用できます。 （1日の平均気温が31度の場合、これは1度日となります。）「凍結指数」は、特定の冬の凍結度日の累積合計です。
フロストアクションと基礎
霜害を防ぐための基礎の設計に対する従来のアプローチは、座面の下の土が凍結しないように、予想される最大霜浸透の深さを超えて基礎を配置することです。ただし、この対策だけでは、発掘が霜に弱い土壌で埋め戻された場合、必ずしも霜害を防ぐことはできず、凍結による損傷につながる可能性があります。基礎を配置する深さは、通常、建築細則に組み込まれているように、現地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、前のグラフに示されている相関関係を使用できます。
その性質上、霜に弱い土壌は十分に排水されません。地下水の流入は妨げられるかもしれませんが、凍結されていない土壌で利用できる水の量は、多くの場合、かなりの隆起を生み出すのに十分です。可能であれば、霜に弱い土壌を取り除き、排水しやすい粗い粒状の材料と交換することをお勧めします。基礎の周囲に排水タイルを設置するなど、適切な排水慣行に従う必要があります。
排水の重要性
良好な排水はどのファンデーションでも重要であり、FPSFも例外ではありません。断熱材は、より乾燥した土壌条件でより良く機能します。
建物から勾配を傾斜させるなどの健全な排水方法により、地面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ます。断熱材は常に地下水面の高さより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、排水を改善し、水平方向の翼の断熱材を配置する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インチの排水層が必要です。建築基準法で要求される12インチの最小基礎深さを超えて、FPSF設計で要求される追加の基礎深さは、砂利、砂、砕石などの圧縮された、霜の影響を受けにくい充填材で構成されている場合があります。さらに、自由排水の埋め戻しを追加すると、凍上の可能性を最小限に抑えるか、なくすのに役立ちます
