При замерзании воды ее объем увеличивается на 9%. Если в бутылке есть воздух, он сжимается, высвобождая место за счет роста давления. Но в полной бутылке воздуха меньше, чем 9%, и место высвобождается уже за счет деформации бутылки.
Бутылочное стекло не может деформироваться без разрушения, а пластик способен немного растягиваться. Замерзшую бутылку распирает, ее дно может стать выпуклым. Но прочность пластика, как правило, позволяет выдержать возросшее давление.