उत्तर संयुक्त राज्य के अधिकांश हिस्सों में सर्दियों के महीनों के दौरान जमीन कई फीट की गहराई तक जम जाती है। इस तरह के ग्राउंड फ्रीजिंग से ऊपर या इसके आस-पास स्थित इमारतों की गर्मी हो सकती है। इसमें शामिल बलों को हल्के ढंग से भरी संरचनाओं के लिए बहुत विनाशकारी हो सकता है और प्रमुख लोगों में गंभीर समस्याएं पैदा कर सकता है।
फ्रॉस्ट हीव कैसे काम करता है
मात्रा में वृद्धि तब होती है जब पानी में बर्फ में परिवर्तन पहले ठंढ के कारण होने के कारण माना जाता था, लेकिन अब यह माना जाता है कि बर्फ अलगाव के रूप में जाना जाने वाला घटना बुनियादी तंत्र है।
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पानी को अनफ़रोज़ेन मिट्टी से फ़्रीज़िंग ज़ोन में खींचा जाता है, जहाँ यह बर्फ की परतों के साथ जुड़ता है, मिट्टी के कणों को अलग करता है और मिट्टी की सतह को गर्म करता है। शारीरिक संयम के बिना हो सकने वाली मात्रा की कोई स्पष्ट सीमा नहीं है। (केवल 3 सप्ताह में तहखाने के फर्श के नीचे विकसित होने में 4 से अधिक की गतिविधियां दर्ज की गई हैं।)
जहां बिल्डिंग लोड के रूप में संयम मौजूद है, दबावों को दबाने से संयम पर काबू नहीं पाया जा सकता है या नहीं, लेकिन वे बहुत अधिक हो सकते हैं: 19 टन / वर्ग फुट मापा गया है, और एक बेड़ा पर सात मंजिला प्रबलित कंक्रीट फ्रेम बिल्डिंग नींव 2 से अधिक में गर्म करने के लिए मनाया गया।
फ्रॉस्ट एक्शन का एक अलग रूप, जिसे 'एडफ्रिंगिंग' कहा जाता है, जब मिट्टी एक नींव की सतह पर जम जाती है। फ्रीजिंग ज़ोन के आधार पर विकसित होने वाले दबावों को नींव में एडफ्रिंगिंग बॉन्ड के माध्यम से प्रेषित किया जाता है, जो उत्थान बलों को सराहनीय ऊर्ध्वाधर विस्थापन के लिए सक्षम बनाता है। यदि कंक्रीट ब्लॉक का निर्माण एक तहखाने की दीवार तनाव के तहत विफल हो सकता है और ठंढ पैठ की गहराई के पास एक क्षैतिज मोर्टार संयुक्त में भाग हो सकता है।
कारकों को नियंत्रित करना
ठंढ कार्रवाई के लिए तीन बुनियादी स्थितियों को पूरा करना चाहिए: मिट्टी को ठंढा होना चाहिए-अतिसंवेदनशील पानी पर्याप्त मात्रा में उपलब्ध होना चाहिए और ठंडा होने की स्थिति में मिट्टी और पानी जमने का कारण होना चाहिए। यदि इन स्थितियों में से एक को समाप्त किया जा सकता है, तो ठंढ हीलिंग नहीं होगी।
फ्रॉस्ट-अतिसंवेदनशीलता मिट्टी के कणों के आकार वितरण से संबंधित है। सामान्य तौर पर, मोटे अनाज जैसे कि रेत और बजरी गर्म नहीं होती है, जबकि मोटे मिट्टी में छोटे अनुपात में मौजूद होने पर भी क्ले, सिल्ट और बहुत महीन रेत बर्फ के लेंस के विकास का समर्थन करेगी। यदि ठंढ-अतिसंवेदनशील मिट्टी स्थित है, जहां वे नींव को प्रभावित करेंगे, तो उन्हें हटाया जा सकता है और उनकी जगह कोबर सामग्री द्वारा ले जाया जा सकता है, ठंढ हीलिंग नहीं होगी।
बर्फ़ीली तल पर जहाँ बर्फ के लेंसों की वृद्धि होती है, वहाँ आवाजाही के लिए अपरिवर्तनीय मिट्टी में पानी उपलब्ध होना चाहिए। बर्फ लेंस के स्थान के संबंध में एक उच्च भूजल तालिका इसलिए ठंढ कार्रवाई का पक्ष लेगी। जहां उचित जल निकासी को निर्धारित किया जाता है, वहां ठंढ-अतिसंवेदनशील मिट्टी में ठंड के क्षेत्र में पहुंचने से रोका जा सकता है।
ठंड की गहराई काफी हद तक मिट्टी की सतह से गर्मी के नुकसान की दर से निर्धारित होती है। मिट्टी के ऊष्मीय गुणों के अलावा, यह ऊष्मा हानि सौर विकिरण, हिम आच्छादन, वायु और वायु तापमान जैसे जलवायु जलवायु पर निर्भर करती है, जो सबसे महत्वपूर्ण है। यदि गर्मी के नुकसान को रोका जा सकता है या कम किया जा सकता है, तो ठंढ-अतिसंवेदनशील मिट्टी ठंड के तापमान का अनुभव नहीं कर सकती है।
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बर्फ़ीली सूचकांक और ठंढ गहराई
डिग्री-डे अवधारणा का उपयोग करके हवा के तापमान रिकॉर्ड को जमीनी ठंड की गंभीरता का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। (यदि दैनिक औसत वायु तापमान 31F है तो यह एक डिग्री-दिन होगा।) 'फ्रीजिंग इंडेक्स' किसी दिए गए सर्दियों के लिए डिग्री-फ्रीज का कुल जमा दिन है।
फ्रॉस्ट एक्शन और फ़ाउंडेशन
ठंढ क्षति को रोकने के लिए नींव के डिजाइन के लिए पारंपरिक दृष्टिकोण अपेक्षित अधिकतम ठंढ पैठ की गहराई से परे नींव रखने के लिए है ताकि असर सतह के नीचे की मिट्टी जम न जाए। यह अकेला उपाय है, हालांकि, जरूरी नहीं कि ठंढ क्षति को रोका जा सकता है यदि खुदाई ठंढ-अतिसंवेदनशील मिट्टी के साथ बैकफ़िल्ड है, तो यह adfreezing से नुकसान हो सकता है। जिन नींवों को रखा जाना चाहिए, वे सामान्य रूप से स्थानीय अनुभव द्वारा निर्धारित की जाती हैं, जैसा कि भवन निर्माण में शामिल होता है, लेकिन ऐसी जानकारी के अभाव में पूर्ववर्ती चार्ट में दिखाए गए सहसंबंध का उपयोग किया जा सकता है।
उनके स्वभाव से, ठंढ-अतिसंवेदनशील मिट्टी अच्छी तरह से नहीं बहती है, और हालांकि भूजल के प्रवाह को रोका जा सकता है, क्योंकि अपरिवर्तनीय मिट्टी में उपलब्ध पानी की मात्रा अक्सर महत्वपूर्ण हीलिंग का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त है। जहां संभव हो सके, ठंढ-अतिसंवेदनशील मिट्टी को हटाने के लिए अच्छा अभ्यास है और इसे मोटे दानेदार सामग्री से बदलना है जो नाली में आसान है। नींव की परिधि के आसपास जल निकासी टाइल की व्यवस्था सहित, अच्छे जल निकासी अभ्यास का भी पालन किया जाना चाहिए।
जल निकासी का महत्व
किसी भी नींव के साथ अच्छा जल निकासी महत्वपूर्ण है और एफपीएसएफ कोई अपवाद नहीं है। इंसुलेशन ड्रेटर मिट्टी की स्थिति में बेहतर प्रदर्शन करता है।
सुनिश्चित करें कि भूमि इन्सुलेशन ध्वनि जल निकासी प्रथाओं के माध्यम से अत्यधिक नमी से सुरक्षित रूप से संरक्षित है, जैसे कि इमारत से ग्रेड को ढलान करना। इन्सुलेशन को हमेशा भूजल तालिका के स्तर से ऊपर रखा जाना चाहिए। बेहतर जल निकासी के साथ-साथ किसी भी क्षैतिज विंग इन्सुलेशन के प्लेसमेंट के लिए एक चिकनी सतह प्रदान करने के लिए बजरी, रेत या इसी तरह की सामग्री की एक परत की सिफारिश की जाती है। बिना हीट वाले एफपीएसएफ डिजाइन के लिए न्यूनतम 6 इंच की नाली की परत की आवश्यकता होती है। बिल्डिंग कोड द्वारा आवश्यक 12-इंच न्यूनतम नींव की गहराई से परे, एक FPSF डिजाइन द्वारा आवश्यक अतिरिक्त नींव की गहराई को कॉम्पैक्ट, गैर-ठंढ अतिसंवेदनशील भराव सामग्री जैसे कि बजरी, रेत, या कुचल रॉक से बनाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, फ्री-ड्रेनिंग बैकफ़िल को जोड़ने से फ्रॉस्ट हील पोटेंशियल को कम या कम करने में मदद मिलती है
