Расчет бетона на фундамент: правила и формулы, глубина заложения

Сколько нужно цемента в зависимости от марки бетона

Цемент нужно покупать с показателем на упаковке вдвое больше, чем необходим раствор. Если нужна смесь марки М200, то на мешке сухого вещества должна стоять маркировка М300-400.

Используется для стяжки пола, укрепления уже существующих конструкций и заливки садовых дорожек. Для устройства фундамента М200 не используют. Расчёт производится с помощью калькулятора: высота заливки умножается на кв. метры площади.

Для получения раствора нужна марка цемента М300 в количестве 200 кг.

Применяется для заливки фундаментов при строительстве домов частного сектора, бань, гаражей и хозяйственных построек. Для приготовления раствора М300 используют марку связующего М400 в количестве 300 кг на куб метр.

Используется для возведения фундамента домов и коттеджей с применением арматурного каркаса. Это усиливает прочность конструкции и позволяет строить многоэтажные дома. Марка обладает хорошими характеристиками для выполнения фундаментных работ при строительстве.

На 1 куб. метр раствора М400 уйдёт 300 кг связующего марки М400 или 350 кг М300.

Расчет бетона для фундамента дома.

Фундамент является очень важным и дорогостоящим элементом здания

От того насколько правильно он построен (залит) зависит долговечность и прочность дома или хозяйственной постройки, а учитывая что в зависимости от конкретных условий стоимость ленточного, монолитного, столбчатого фундамента может составить от 20 до 50 процентов стоимости строительства, очень важно правильно рассчитать сколько бетона понадобится для его возведения

Сколько нужно бетона для ленточного фундамента.

При расчете бетона для ленточного фундамента необходимы следующие параметры: длина ленты, ее ширина и высота. За высоту принимается расстояние от подошвы до обреза. Обычно обрез расположен в 50-60 см над поверхностью земли (смотрите рисунок ниже).

При глубине подошвы (части, находящейся под землей) в 160 см и размере его части над землей в 60 см, итог составит 220 см. Глубину заложения монолитного ленточного основания определяют в зависимости от свойств почвы и от марки бетона.

Ширина ленты зависит от веса здания, толщины стен и грунта. В соответствии с нагрузкой, в конструкцию ленты устанавливают необходимое число прутов продольной арматуры нужного диаметра, а также определяют шаг и диаметр хомутов.

Протяженность ленты — это сумма длин всех наружных и внутренних несущих стен дома. Для дома размером 8х10 м. с внутренней несущей стеной протяженностью 10 м, она составит 46 метров:

(10 м + 10 м + 8 м + 8 м = 36 м) + (10 м) = 46 метров.

Расход бетона для заливки основы дома 8х10 м с одной внутренней несущей стеной в 10 м, при ширине ленты 0,5 м и высотой 2,2 м:

46 (Д) х 0,5 (Ш) х 2,2 (В) = 50,6 кубометров.

Расчет бетона для заливки монолитного фундамента на дом.

Монолитное основание – это единая конструкция, выполненная в виде единой бетонной плиты. Строительное опорное сооружение может быть выполнено в виде типового прямоугольника или в виде сложного многоугольника.

Расчёт для прямоугольной конструкции:

V = A*B*C, где A, B, C – стороны прямоугольника.

Объём сложной плоской фигуры:

V = v1 + v2 +…v(n), где v1, v2, v(n) – объёмы составных конструкций, искусственно разбитых на простые фигуры.

То есть сложный многоугольник разбивается на простые фигуры, например, прямоугольник, трапецию, треугольник, площади, которых вычисляются по геометрическим формулам с дальнейшим умножением на толщину фундамента.

Пример расчета для прямоугольной плиты со сторонами 6 и 8 метров и толщиной 0,25 метров:

V = 6м*8м*0,25м = 12мі

Полученные данные можно смело применять для закупа готовой бетонной смеси. При самостоятельном приготовлении раствора необходимо произвести дополнительные расчёты по определению объёма составных частей бетона.

Готовые расчеты количества бетона для монолитного фундамента (при толщине 0,28 м.) таблица:

Площадь	Объем бетона (м3)
фундамент 6х6	10,08
фундамент 6х8	13,44
фундамент 6х9	15,12
фундамент 8х8	17,92
фундамент 10х10	28
фундамент 10х12	33,6

Расчет бетона для столбчатого фундамента.

Чтобы узнать, сколько бетонной смеси нужно для обустройства столбчатого фундамента, необходимо учесть такие величины: глубина столбов и их площадь поперечного сечения. Формула для вычисления площади поперечного сечения столбов зависит от их формы.

Если столбы цилиндрической формы, то площадь рассчитывается по такой формуле 3,14 × r2. Если прямоугольной формы, то длину столба умножают на ширину. Для вычисления кубатуры смеси для одного столба надо площадь его сечения умножить на длину самого столба. Общее количество раствора можно рассчитать, умножив объём одного столба на общее их количество. Готовые вычисления кубатуры бетонной смеси представлены в таблице.

Завершается установка столбов обустройством ростверка, который также заливают бетонной смесью. По своей конфигурации он близок к монолиту. Поэтому методика подсчёта необходимого материала абсолютно не отличается.

Виды фундаментов

При строительстве домов возможно использование оснований 3 типов:

ленточного;
в виде монолитной плиты;
столбчатого.

Для обеспечения прочностных характеристик основания для домов размером 6 на 8 м необходимо использовать фундаментную ленту шириной от 300 мм (на 100-150 мм шире будущих стен), которая выступает на 400-450 мм над поверхностью грунта. Глубина залегания зависит от прочности почвы, климатических условий и наличия грунтовых вод.

Рекомендуемое заглубление основания составляет от 1,5 до 2,5 м, не рекомендуется использовать ленточные конструкции на подвижных грунтах и при промерзании почвы на глубину более 2,5 м.

Монолитная плита, расположенная под зданием, обустраивается из бетона марки не ниже М100. Для повышения прочности в тело конструкции закладывается арматура, возможно применение ребер жесткости (направленных в сторону грунта или пола помещения). Балки имеют сечение в виде прямоугольника или равнобедренной трапеции, допускается расположение элементов в продольном и поперечном направлениях. При использовании трапециевидных ребер рекомендуется соблюдать соотношение длин оснований в пропорции 1,5/1.

Свайный или столбчатый фундамент заливается в предварительно оформленные в почве каналы, расположенные под запроектированными несущими стенами. Сваи имеют заглубление ниже уровня промерзания почвы, наземная часть возвышается над уровнем почвы на 500 мм. Для усиления конструкции используется связующая прямоугольная балка (ростверк) с арматурой в теле, установленная на основании свай. Стены дома устанавливаются на верхнюю часть опор, нижний пояс предотвращает затопление подвального помещения талой или дождевой водой.

Сбор данных для определения вида и конструкции основания

Для определения вида и конструкции опоры строения, собирают и проводят анализ следующих данных:

в местном управлении архитектуры утверждают привязку генплана строительства;
получают копию вертикальной съёмки залегания грунтов в месте привязки генплана;
с помощью СНиП определают снеговую нагрузку.

На основании вертикальной съёмки определают характеристику грунтового основания, его несущую способность. Устанавливают глубину промерзания почвы и уровень грунтовых вод.

Исходя из общей нагрузки на опорную базу, от веса конструкций дома и всей «внутренней начинки здания» с учётом снеговой нагрузки рассчитывают удельное давление на единицу площади фундаментного основания.

Подробнее о глубине промерзания

Показатель сезонного промерзания рассчитывают по формуле — коэффициент теплового режима умножается на глубину промерзания. Чтобы пользователи не оплачивали дорогостоящие проектные работы, рекомендуется просто просмотреть статистические таблицы. В зависимости от температуры уже собраны данные касательно среднего показателя глубины промерзания.

Информация представлена отдельно по грунту с подвальным и без подвального помещения. Пользователь, со своей стороны, должен учитывать ограничения по фундаменту. Если рассматривать конструкции длиною более 5 метров, вводится погрешность. В некоторых случаях здание примыкает к другому фундаменту, тогда формула меняется.

Просчёт помещения с подвалом считается более трудоемким. При оценке средней температуры рекомендуется округлять ее в меньшую сторону. По ГОСТу есть правила расчета параметра промерзания в районах, где средняя температура является отрицательной. В формуле вводится дополнительная постоянная — коэффициент теплозащиты. Это связано с тем, что в сооружении может быть установлены котельная. За счет работы отопительного оборудования изменяется уровень промерзания почвы и первоначальные расчеты окажутся не правдивыми.

Расчет ленточного фундамента под дом – калькулятор

Для определения объема бетонного состава и расчета потребности в материалах важно учитывать следующие моменты:

длину основы, которая должна соответствовать периметру здания;
ширину ленты, которая должна превышать толщину стен на 10–15 см;
уровень заглубления в почву, соответствующий характеристике грунта.

Расчет ленточного фундамента

Перемножив указанные значения, получим объем фундаментной ленты, соответствующий кубатуре бетона. Зная массу кубометра железобетона, равную 2,4–2,5 т, несложно получить вес основания. Для этого необходимо умножить общую кубатуру на вес одного кубометра основы. При выполнении расчетов вручную, присутствует небольшая погрешность, составляющая 6–8%

Важно точно выполнить расчет раствора на фундамент

Пропорции раствора: делаем правильно

Согласно стандартным техническим условиям на строительные смеси, пропорции компонентов берутся следующие: 1 часть портландцемента, 3 части песка, 1 часть технической чистой воды. Наполнители добавляются в пропорциях 3-7:1 – величины зависят от требований к составу.

Удобоукладываемость, пластичность, подвижность бетонной смеси, прочность и другие эксплуатационные характеристики, по которым определяется марка бетона, зависят от качества цемента, его марки и длительности хранения, степени очистки песка и загрязнённости воды, а также от параметров наполнителей.

Песок

Такой параметр, как подвижность бетонной смеси, зависит от состава песка: мелкофракционный и грязный сыпучий материал сделает смесь вязкой, а затвердевший материал – хрупким и быстро разрушающимся. И наоборот – сыпучка средней или крупной зернистости в сочетании с щебнем средней фракции и высокой маркой цемента значительно усилит свойства конструкции.

Расчётная марка бетона зависит не только от качества песка. На качество продукции влияют и марки цемента – чем выше цифра в обозначении, тем прочнее будет застывший материал. Так, тяжелый бетон марок М800-М900 может работать даже под водой.

Разновидности песка:

Карьерная сыпучка– добыча ведётся открытым способом. Примеси – глина, почва, скалистые породы. Фракции — 0,6-3,5 мм;
Речной — добывается со дна рек и других пресных водоемов. Примесей не имеет. Фракции — 2-5 мм;
Морской — примесей не имеет, размер зёрен — 2-5 мм;
Дробленый — получают измельчением кварцевых горных пород.

В таблице указываются распространённые классы и группы песка для строительства и ремонтных работ – эти данные позволяют правильно рассчитать объем бетона:

Класс и группа	Фракция
≈ 10 мм	≈ 5 мм	≤ 0,15 мм
I класс
Повышенной крупности	0,5	5,0	5,0
Крупный	0,5	5,0	5,0
Средний	0,5	5,0	5,0
Мелкий	0,5	5,0	10,0
II класс
Очень крупный и повышенной крупности	5,0	20,0	10,0
Крупный и средний	5,0	15,0	15,0
Мелкий и очень мелкий	0,5	10,0	20,0
Тонкий и очень тонкий	Не разрешается	Не нормируется

Стандартно для получения определённой марки цемента применяется сыпучий строительный материал следующих фракций:

Мелкие зёрна — 0,6-1,5 мм;
Среднезернистый — 2-2,8 мм;
Крупный — 3-3,5 мм.

Щебень

Стандартные параметры щебня – лещадность (удлинённость и плоскостность зёрен), уровень морозостойкости, степень прочности и радиоактивность.

По происхождению щебень бывает:

Гранитным. Особенности: Высокая прочность, морозоустойчивость, низкая лещадность и радиоактивность;
Гравийным. Особенности параметров: Минимальная радиоактивность;
Известняковым. Особенности: Низкая прочность.

Характеристики любой марки цемента зависят от свойств и размеров щебня. Классификация щебня по фракциям бывает следующая:

Мелкие зёрна — 5-20 мм;
Средние — 20-40 мм;
Крупный щебень — 20-70 мм, 40-70 мм;
Отсев и щебневая смесь размером 0-5 мм (гранитная крошка), 0-20 мм, 0-40 мм.

Расчет бетона на ленточный фундамент, как самый популярный вариант

Ленточный фундамент считается самым распространенным типом для частного дома в один или два этажа. Он подойдет даже для кирпичных строений, характеризующихся достаточно большим весом, только в этом случае потребуется соорудить более основательную опору, увеличив ее ширину и уровень углубления в грунт.

Ввиду популярности ленточной технологии вопрос относительно ее расчета также становится актуальным. На первый взгляд может показаться, что рассчитать кубатуру бетона на ленточный фундамент сложно. Но, придерживаясь общепринятых формул, вы легко справитесь с решением задачи. Определите следующее:

ширина ленты – обычно составляет 20-40 см. Все зависит от особенностей здания и блоков или панелей, из которых жилье возводится. Чем тяжелее сооружение, тем прочнее и основательнее должен быть фундамент;
высота – определяется с учетом подземной и наземной части. В общей сложности обычно получается около 50 см. В некоторых регионах приходится углублять основание на 1,5 м при Н наземного слоя 0,5 м, тогда берется в расчет 1,9 м;
протяженность ленты – посчитать ее легко. Это общая совокупность стен. Учитываются и несущие, и дополнительные конструкции. Например, если наш дом 6х6 и имеет одну внутреннюю стену, искомая цифра – 30 м. Мы сложили периметр и параметры внутренней стенки.

Перемножив перечисленные величины, вы обретаете возможность легко и просто рассчитать сколько кубов бетона нужно на фундамент. Так, если вы имеете: 0,4 м, 30 м, 1,9 м, соответственно, бетона потребуется 22,8 м3.

Упростить процесс расчета можно, воспользовавшись специальным калькулятором. Сюда введите запрошенные параметры, после чего увидите готовый результат буквально через пару секунд.

Решив рассчитать сколько бетона нужно для заливки на калькуляторе, вы получаете несколько весомых преимуществ.

Во-первых, это быстрее. Один момент, и у вас в наличии интересующая цифра. Самостоятельно производить подсчеты дольше. Во-вторых, в точности показаний не может быть сомнений, потому как калькулятор работает по строго установленному алгоритму. Главное – верно задать исходные данные. На первый взгляд может показаться, что и самостоятельно разобрать простые примеры несложно. Но, часто мы забываем переводить сантиметры в метры, допускаем другие неточности, вычисляя ошибочные цифры.

Вопрос относительно того, каким образом сделать расчеты объема бетона нужного для заливки фундамента, решен. Но, схожая задача возникнет перед нами снова, когда дело дойдет до внутренних работ в доме, выравнивая пол.

Факторы, определяющие глубину заложения основания

При возведении бетонных и железобетонных оснований учитывается 3 основных фактора:

Геологические условия.
Глубина промерзания почвы.
Особенности возводимой конструкции.

Разберем каждый аспект более детально.

Геологические условия

Уровень промерзания грунта – это, пожалуй, самое важное, от чего зависит глубина заложения фундамента. Однако прежде всего на строительном участке определяются две не менее важные характеристики почвы:

Отметка расположения несущего слоя грунта.
Уровень залегания почвенных вод.

В качестве несущей прослойки признается грунт, стойкость которого равна или превышает 150 кПа. При этом, согласно строительным правилам, фундамент должен погружаться в него хотя бы на 20 см. Общая же высота конструкции должна быть не менее 0,5 м.

При высоком уровне почвенных вод обустраивается дренаж фундамента Источник santehcentr.by

Грунтовые воды на участке могут подниматься достаточно высоко – намного выше глубины промерзания. При этом строительные нормы обязывают делать закладку фундамента ниже этого значения. Таким образом, получается, что основание дома окажется в воде.

Чтобы исключить негативные последствия переувлажнения, бетонная конструкция гидроизолируется, по периметру с наружной части обустраивается дренажная система. Так как если подошва основания, заглубленного ниже уровня промерзания, защищена от выталкивания при сезонном пучении почвы, то боковые поверхности все равно могут подвергаться разрушающему воздействию этих сил.

Глубина промерзания почвы

Глубина заложения фундамента зависит от уровня промерзания грунта. Объясняется это прежде всего тем, что поверхностные слои почвы, в которых возводится основание дома, зачастую насыщенные влагой, при наступлении холодов расширяются в объеме. Причем величина увеличения может достигать 10 %. В результате поверхностный слой грунта начинает расширяться и при этом далеко не равномерно.

Глубина заложения основания зависит от типа грунта Источник strojdvor.ru

Если фундамент при этом будет находиться в таком слое, на него начнет воздействовать выталкивающая нагрузка. В большинстве случаев это приводит к образованию трещин, разрывов и деформации как самого основания, так и стен дома. Единственный способ избежать этого – заложить фундамент ниже уровня промерзания.

Особенности возводимой конструкции

Минимальная глубина заложения фундамента находится в прямой зависимости от следующих особенностей конструкции возводимого сооружения:

Подвала или цоколя.
Водо- или газопровода, электрокабелей и других подземных коммуникаций.
Отдельное основание под котел, бойлер и иное оборудование.
Тип и сила нагрузок, оказываемых на фундамент – масса стен, ветер, снеговые залежи и т. д.

На сухих стабильных грунтах в большинстве случаев достаточно мелко или средне заглубленного ленточного фундамента Источник betonzone.com

Формула для расчета площади фундамента

В наших расчетах мы будем использовать следующее неравенство:

S>a×F/(b×R), где S – минимальное расчетное значение площади подошвы основания, см2; a – коэффициент надежности (запаса), который принимается равным 1,2; F – нагрузка на основание со стороны построенного на нем дома, значение получается при проведении расчета нагрузки на фундамент; b – коэффициент условий работы, который зависит от типа грунта на строительном участке и конструкции дома. Так, b=1, если дом будет каменным (жесткая конструкция), а грунт – преимущественно пластичная глина; b=1,1 – для деревянных и каркасных сооружений, длина которых больше высоты в 4 раза, грунт – глина пластичная; b=1,2, если соотношение длины здания к высоте меньше 1,5, грунт – глина слабопластичная (или песок небольшой влажности, пылеватый) либо для жестких построек на песчаном грунте; b=1,3 – для любых домов, если грунт – мелкие пески; b=1,4 – для любых длинных построек, если грунт – крупный песок; R – расчетное сопротивление грунта, кг/см2 (данные таблицы, представленной ниже, актуальны при условии, что фундамент будет заглублен на 1,5…2 м.) Но как быть, если мы планируем возводить основание мелкого заглубления на глубину h? В этом случае необходимо сделать поправку по формуле, приведенной ниже: R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение. В данном случае расчетное сопротивление будет меньше, ведь с увеличением глубины ввиду уплотнения грунта его несущая способность увеличивается.

Теперь, независимо от типа фундамента, вы можете подсчитать минимальную его площадь, от которой уже легко отталкиваться в дальнейших расчетах, например, проводя расчет прочности.

Пример расчета площади основания

Предположим, мы решили строить сруб, представленный на рисунке ниже. Исходные данные: сруб 9×3×3 м, деревянный, общая масса (нагрузка на основание) ≈20 000 кг, грунт – пески средней крупности и плотности (R=3,5), коэффициент условий работы принимаем равным 1,3. Фундамент будет заглублен на 1,5 метра для придания постройке устойчивости. Получаем, что S>20000×1,2/3,5×1,3, S>5275 см2 или S>0,53 м2. Принимаем площадь равной 0,54 м2.

на участке имеется существенный уклон, который весьма дорого устранить;
грунт и нежесткая конструкция сруба позволяют воспользоваться таким основанием;
это один из самых дешевых вариантов, который можно сделать своими руками, не прибегая к задействованию тяжелой строительной техники. Да и бетон для фундамента можно приготовить прямо на участке, ведь его объем для столбчатого основания невелик

Рассчитываем количество опор

Принимаем к установке столбы с размерами опоры 0,3×0,3 м. Получается, что площадь подошвы каждого такого столбика будет равной 0,09 м2. Нам потребуется: 0,54/0,09 =6 столбов. Расчет толщины фундамента проводится исходя из условий строительства и проекта дома – об этом мы поговорим в одной из следующих статей.

Грунтовые воды

Уровень положения грунтовых вод напрямую влияет на заложение проектируемого фундамента и состояние грунта. Определить уровень грунтовых вод возможно такими способами:

получить данные по гидрогеологическим изысканиям в районе участка у отдела архитектуры;
пробурить шурф самостоятельно;
узнать у соседей, построившихся ранее на прилегающем участке.

Уровень грунтовых вод носит сезонный характер, поэтому расчёт ведётся по максимальному значению в пиковый, весенний период (СНиП 22.13330.2016). В зависимости от положения грунтовых и паводковых вод, глубины естественного промерзания изменяется нормируемое заложение подошвы основания.

Когда пиковый подъём грунтовых вод превышает глубину промерзания, рекомендуется возводить мелко заглублённый ленточный фундамент с применением технологий по укреплению основания, дренажа.

Формула для вычислений

Необходимое количество бетона должно соответствовать параметру опалубки. Поэтому чтобы произвести расчет кубатуры бетона для забивки фундамента необходимо знать геометрические размеры формы. Вооружившись рулеткой замеряем уже поставленную форму, и опираемся на нужные параметры:

ширину;
высоту;
длину.

Как показывает многолетняя строительная практика, опираясь в расчетах на уже готовую опалубку можно получить более точные вычисления, нежели руководствуясь сухими цифрами рабочих чертежей. К тому же производя повторные измерения можно выявить ошибки в монтаже формы для фундамента и вовремя их устранить.

В случае простых фигур формула расчета имеет следующий вид:

(Д х Ш) В = V

При выполнении подсчетов величины следует приводить в единую систему расчетов – см, м. В отношении бетона чаще всего используется параметр – м3, реже литры. При переводе единицы измерения между величинами используется пропорция: 1 м3 бетона = 1000 л. При этом плотность состава не оказывает влияния на количественные показатели. Смесь уплотненная, например, вибрацией, по своей кубатуре соответствует литражу, как и изготовленные по обычным технологиям материалы для бетонирования.

В случае строительства фундамента сложной конфигурации объект условно расчленяется на простые фигуры – параллелепипеды или иные простые элементы (круги, цилиндры и т.д.). Производится расчет для каждого элемента по отдельности, полученные значения суммируются.

Вывод

Перед строительством здания необходимо определить, какие строительные материалы и инструменты потребуются. При закладке основания следует произвести подсчеты метража арматурного каркаса и количества бетонной смеси. Эту задачу легко решить, если у вас есть проект строения или примерное представление о том, какими будут параметры дома

Не имеет значения, как вы будете изготавливать требуемую массу бетона, важно рассчитать нужное количество состава. Определить это совсем несложно, достаточно лишь произвести нехитрые вычисления

Точные подсчеты позволят вам быстро и качественно заложить основание для будущей конструкции. Прочная основа обеспечит долговечность и устойчивость здания.

Расчет количества бетона для заливки фундамента