Как рассчитать кубическую площадь фундамента – примеры

Строительство любого дома начинается с фундамента, главного несущего элемента, основания будущей постройки. Вот почему тщательный подход к его выбору, грамотно выполненные расчет и строительные работы обеспечат не только долговечность и устойчивость всего строения, но и дадут значительную экономию материалов, средств, сил и времени.

Ленточный фундамент отлично подойдет для тех домов, где планируется строить гараж и подвал.

Отвечать на вопросы, как рассчитать конструкцию строения, количество строительного материала, объем бетона и его расход, начнем с выбора типа.

Его вид определяется особенностями участка строительства, (рельеф местности, тип почвы, уровень грунтовых вод, глубина промерзания), нагрузкой от дома, и, конечно же, возможностями застройщика. Итак, из чего выбираем?

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Незнание особенностей почвы, на котором планируется возведение, какого-либо здания может привести к тому, что оно начнёт проседать и разрушатся.

Как правило, верхний слой земли имеет значительное количество органичных остатков, что влияет на его неравномерное проседание и усадку. Следовательно, такой слой грунта не может быть использован в виде подушки под основание.

Крупные, средне песчаные почвы и гравийные лучше всего подходят для закладки фундамента. Минимальна, глубина для закладки может быть 0.5 метра. В случае если грунт состоит из мелкого песка или супеска стоит учитывать уровень грунтовых вод. Так как песок, набравшись водой, теряет свои несущие свойства. Также при промерзании такого грунта он может вспучиваться и неравномерно проседать.

Что касается глинистых и супесчаных грунтов, то они имеют хорошие несущие свойства, но при намокании начинают проседать под собственным весом.

Для того чтоб определить на какую глубину необходимо закладывать фундамент нужно руководствоваться следующими особенностями.

• Этажность здания, тип его конструкции, тяжесть стен и перекрытия.
• Величина нагрузок на будущие основание.
• Глубина заложения первоэлемента у соседних зданий (если они присутствуют).
• Геологические и гидрогеологические свойства грунта, на котором планируется строительство.
• Подошва земли под фундамент не должна быть пучинистой.
• Максимальная глубина промерзания грунта в местах, где планируется строительство.

Имея все сведенья вышеописанных особенностей можно определить наиболее подходящую глубину для закладки фундамента.

Материалы, используемые для возведения ленточного фундамента

Монолитная лента под дом представляет собой систему балок, связанных между собой на углах и пересечениях, которые лежат на упругом основании из подстилающих слоев грунта. Грунты способны под воздействием насыщения влагой, промерзания и других внешних факторов периодически увеличиваться или уменьшаться в объеме.

В совокупности с нагрузкой от веса здания это вызывает силы, действующие в разных направлениях на конструкцию фундамента. Для эффективной работы конструкция монолитного ленточного фундамента включает две составляющих – бетон и арматуру, каждая из которых воспринимает нагрузки разного характера.

Бетон, используемый при сооружении ленточных фундаментов, работает исключительно на сжатие и способен при этом выдержать без разрушения воздействие в несколько сотен кг на 1 см². Арматура воспринимает нагрузки в растянутых зонах конструкции и способна выдержать растягивающие усилия в 400-500 Н/мм2 в зависимости от класса.

Прежде чем определить, какой марки бетон нужен для ленточного фундамента, следует уточнить, какие его свойства и характеристики нужно учитывать при подборе нужного материала.

Бетон и его характеристики

Смесь, используемая при сооружении ленточных фундаментов, включает: вяжущее – портландцемент, крупный заполнитель – щебень, мелкий заполнитель – песок и воду. Свойства материала определяются процентным соотношением всех его компонентов. Характеристики бетонной смеси обозначаются буквами и цифрами в соответствии с ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия».

Здесь приведем таблицу расхода всех составляющих бетонной смеси для каждой марки по прочности, которой можно пользоваться при изготовлении бетона собственными силами:

Основная характеристика называется классом или маркой по прочности. Класс материала, в соответствии с международными стандартами, обозначается буквой «B» с цифрами, которые показывают, какую сжимающую нагрузку, измеряемую в мегапаскалях (МПа), может выдержать материал без разрушения. Одновременно, что было принято ранее, по прочности бетон может характеризоваться маркой, обозначаемой буквой «M» с цифрами, которые показывают, какое предельное давление, измеряемое в кг/см², может выдержать материал. В строительной практике пользуются обоими обозначениями.

Приводим таблицу соответствия характеристик материала по прочности.

Кроме марки по прочности, бетон характеризуется также такими показателями, как морозостойкость, водонепроницаемость и удобоукладываемость.

Морозостойкость маркируется как «F» с цифрой, означающей количество циклов поперечного замораживания и последующего оттаивания, может выдержать материал данной конструкции без потери прочности. Морозостойкость варьируется в пределах марок F50 – F500.

Водонепроницаемость маркируется как «W» с цифрой, обозначающей способность сопротивления водонасыщению. Для бетона, используемого при сооружении фундаментов, варьируется в пределах W2–W8. Бетон более высоких марок по водонепроницаемости применяется для строительства гидротехнических сооружений.

Удобоукладываемость маркируется как «П» с цифрой, показывающей пластичность в диапазоне П1–П5.

Например, полное обозначение «БСТ В20 П2 F100 W2» согласно ГОСТ 7473-2010 означает, что это смесь из тяжелого бетона, имеющего класс по прочности В20, средней пластичности П2, морозостойкости F100 и нормальной водонепроницаемости W2.

Как проверить бетон на прочность

Согласно требованиям СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции», нагружать конструкции, изготовленные в построечных условиях из монолитного железобетона, можно только после набора материалом 70% проектной прочности. Полную прочность искусственный камень по нормам набирает по истечению 28 суток при положительной температуре не ниже 20 °C.

В реальных условиях ленточный фундамент может набрать 70%-ную прочность, достаточную для продолжения работ по возведению стен, в течение одной-двух недель. Срок набора необходимой прочности зависит от температуры воздуха в течение этого периода.

Приводим таблицу сроков набора прочности бетоном.

Проверка готовой монолитной конструкции на прочность осуществляется несколькими способами:

• испытанием образцов в строительной лаборатории. Образцы материала укладываются в специальные формы в виде кубиков с размером грани 15х15 см, не менее трех из каждой партии поставленной на площадку бетонной смеси. Кубики должны набирать прочность в точно таких же условиях, что и материал, залитый в конструкцию. После установленного срока образцы передаются в лабораторию и испытываются путем сжатия под прессом;
• ударными способами с помощью молотка Кашкарова или молотка системы Физделя. Этими приборами, имеющими рабочую часть в виде стального шарика, наносят удары по поверхности конструкции и после измерения диаметра и глубины вмятины по специальному графику определяют прочность бетона;
• ударным способом с помощью молотка Шмидта (склерометра). Молотком Шмидта также наносят удары по поверхности конструкции, прочность бетона определяют по градуированной шкале на приборе;
• неразрушающими методами с помощью ультразвукового сканирования, для чего используют специальный прибор, генерирующий ультразвуковое излучение, по скорости прохождения которого через толщу монолитной конструкции определяют прочность бетона.

Арматура

Для армирования монолитной ленты используется арматура классов А1 (А240), А3(А400) или А500С и высокопрочная проволока класса Вр1.

Арматура А1 (А240) используется в качестве поперечной (хомутов) в составе пространственных каркасов или при изготовлении плоских сеток. Арматура класса А3 – в качестве рабочих стержней, устанавливаемых по длине ленты в составе пространственных каркасов или перпендикулярно к оси фундамента в составе плоских сеток.

Взамен рабочих стержней класса А3 может применяться арматура класса А500С, которая позволяет использовать сварку при изготовлении каркасов и сеток. Высокопрочная проволока класса Вр1 может использоваться взамен конструктивной арматуры класса А1.

Формула расчёта кубической площади фундамента

Для подсчёта кубической площади первоэлемента используют формулу вычисления объёма. Для которой использую следующие данные:

• Ширина.
• Высота.
• Длина.

Эти данные перемножают между собой и получают кубическую площадь основания. Пример ШхВхД = кубическая площадь. Также стоит помнить, что бетон имеет свойство усадки при высыхании, происходит это вследствие испарения из него воды, так что при расчёте кубической площади стоит учитывать этот фактор. На сколько процентов бетон даёт усадку зависит от марки бетона и узнать эти данные можно из его спецификации.

Для чего нужна кубатура фундамента

Объем несущего основания важно определять по нескольким причинам:

• Во-первых, известный объем фундамента помогает точно определить объем земляных работ и расходы, связанные с этим этапом.
• Во-вторых, по объему фундамента не сложно определить нужное количество бетонной массы и строительных материалов, которые потребуются для приготовления раствора.
• В-третьих, зная объем фундамента, можно легко рассчитать расход материалов, которые потребуются на опалубку, создание армирующего каркаса и прочие мероприятия.

В строительстве при расчетах параметров фундамента за основную единицу принимают объем, а не массу, так как 1м3 бетонной смеси разных марок имеет разный вес. Для определения кубатуры фундамента сложной формы конструкцию делят на более простые фигуры.

Расчет объема фундамента выполняется по определенной схеме, которая зависит от типа фундамента.

Как рассчитать

Для каждого вида первоэлемента присутствует свой способ вычисления необходимого объёма бетона. Также для подсчёта необходимо знать тип грунта и его несущие свойства. Расчёт объёма первоосновы для каждого из видов производится следующим образом:

• Монолитной плиты. Для вычисления плиточного основания необходимо знать площадь возводимого здания и толщину заливаемого первоэлемента. Имея эти значения достаточно перемножить их между собой для получения необходимого количества кубов бетона. Также если в конструкции первоосновы предусмотрены ребра жёсткости необходимо рассчитать объем каждого ребра и прибавить их к общему количеству кубических метров фундамента.
• Ленточного основания. Для подсчёта объёма ленточного первоэлемента достаточно разделить его на условные стены. После чего высчитать их объем, умножив их ширину на высоту и длину. Полученные результаты необходимо суммировать между собой. Таки образом будет известно, сколько кубическим метров бетона необходимо для закладки ленточной первоосновы.
• Столбчатого основания. Подсчёт объёма свайного первоэлемента производится следующим способом, объем одного свая умножается на их количество, в результате получается необходимое количество бетона. Единственной сложностью при вычислении свайного фундамента это калькуляция объёма одного столба, так как их форма может быть как цилиндрическая, так и пятиугольная. Подсчёты объёма несложных цилиндрических форм производятся следующим образом: площадь круга (3,14*R^2, где R – это радиус сваи, половина его диаметра) основания столба умножается на его высоту.

Также при калькуляции объёма первоосновы могут возникать более сложные вычисления. Например, когда на одном объекте используется несколько видов фундамента. В таких случаях необходимо произвести отдельный расчёт каждого из видов, после чего суммировать полученные результаты.

Особенности при вычислении объема бетона

Подсчёт необходимого объёма бетона.
Сколько бетонной смеси потребуется для заливки данного основания, результат получить просто. Параметры плиты (длина, ширина, высота) перемножаются между собой. Иногда, фундамент может иметь некоторые отклонения. Они непосредственно могут влиять на расход бетона.

Вернуться к оглавлению

Например

Для устойчивости и твердости плиты, по ее краям делают ребра жесткости. Они размещаются на нижней поверхности основания, чтобы верхняя ее часть была гладкой. Для них тоже необходим бетон. Определить его объем можно, зная площадь сечения и общую протяженность ребер жесткости. К такой плите необходим другой подход. К уже известной величине объема необходимо добавить произведение общей длины, высоты, ширины ребер жесткости. По каждому случаю расчет надо проводить индивидуально.

Если ребра имеют вид трапеции, то площадь поперечного сечения этой фигуры умножаем на общую длину ребер.

Вернуться к оглавлению

Пример расчёта

Допустим, необходимо произвести закладку ленточного основания под одноэтажный жилой дом длиной 10 метров и 6 шириной на ровном участке. При этом почва гравийная и минимальная глубина первоэлемента может быть 0.5 метра. Ширина фундамента также планируется 0.5 метра.

Следовательно, имеются все необходимые данные для того что произвести расчёт который состоит из следующих этапов:

1. Необходимо узнать общую длину закладываемого фундамента. Для этого необходимо длину и ширину здания суммировать между собой. Пример Д 10мх2 = 20м и Ш 6мх2 = 12 м, 20м+12 м = 32 м общая длина основания.
2. Имея общую длину первоэлемента можно произвести расчёт кубической площади, умножив его высоту на ширину и длину. Пример 0,5м х 0,5м х 32м = 8 метров кубических.

Исходя из результатов примера, следует, что для закладки фундамента под дом размерами 10 на 6 метров приблизительно (так как неизвестен процент усадки бетона) необходимо 8 кубометров бетона.

В случае если будет использоваться на то же дом плиточное основание, то расчёт будет следующий:

1. Нужно узнать общую площадь первоосновы, для этого длину здания умножаем на его ширину. Пример Д 10м х Ш 6м = 60 метров квадратных.
2. Полученный результат общей площади фундамента необходимо умножит на его толщину. Пример 60 м2 х Т 0,5м = 30 метров кубических.

Как видно из примеров, процедура расчёта кубической площади основания не содержит в себе чего-то сверх естественного, так что его расчёт сможет произвести любой человек, не имеющий архитектурного образования.

Основание монолитной плиты

Определение объема материалов на плитное основание
Монолитное основание – это большая прямоугольная плита, погруженная на конкретную глубину в почву.

А это значит, что расчет объема плиты займет минимум времени, ведь уже по готовым чертежам несущих стен можно просчитать длину, ширину и толщину конструкции.

Для примера: длина фундамента 12 метров, ширина 7 метров, толщина 0,6 метра. В результате объем плиты будет следующим: 12*7*0,6=50,4 м3.

Но этот объем не совсем отвечает действительности, ведь в любой монолитной плите есть армирующая сетка. Можно также посчитать суммарный объем всех прутьев и обвязки и отнять ее от суммарного объема фундамента.

Но в частном строительстве таких подробных расчетов никто не делает, ведь суммарный объем арматуры редко когда составляет более 1 кубометра.

Ориентировочная стоимость

Для того чтоб рассчитать ориентировочную стоимость закладки фундамента необходимо разбить процесс работ на этапы:

1. Земляные работы. Стоимость земляных работ в среднем составляет 150 рублей за кубический метр.То есть за канаву глубиной 0,5 м и шириной 0,5 м для ленточного первоэлемента под дом 10 на 6 метров придётся заплатить 1200 рублей. Пример Д 10мх2 =20м и Ш 6м х 2 = 12м, 20м + 12м = 32м, Д 32м х Ш 0,5м х Ш 0,5 м = 8 кубометров земли которые умножаем на стоимость работы 8х150 = 1200 рублей.
2. Укладка песчаной подушки. После того как яма будетготова необходимо изготовить песчаную подушку по всему периметру фундамента толщиной 0,2 метра. Следовательно, 32мх0,5м х 0,2м = 3,2 кубометра песка. Приблизительная стоимость песка составляет 600 рублей за куб 600х3,2 = 1920 рублей. Также нужно учитывать стоимость работы, которая составляет 100 рублей за куб выходит 1920+320 = 2240 рублей.
3. Укладка щебёночного основания. Щебень для фундамента также укладывается по всему его периметру толщиной 0,2метра. Из предыдущих расчётов известно, что при такой толщине необходимо 3,2 кубометра щебня. Стоимость щебня с доставкой ориентировочно 1500 рублей, а стоимость его укладки 150 рублей за куб. В результате получается 4980 рублей за работу и щебень.
4. Установка опалубки. Для опалубки, как правило, используют обрезную доску толщиной не менее 0,2 миллиметра и брус 50 х 50 мм для распорок. При высоте опалубки в 0,5 м и ширине доски в 30 см и длине 6 метров понадобится 16 штук. Стоимость одной доски приблизительно составляет 200 рублей за штуку, получается 3200 плюс 700 рублей за брус итого 3900 за опалубку.
5. Заливка бетоном. Как известно из предыдущих расчётов для заливки фундамента необходимо 8 кубометров. Стоимость одного кубического метра бетона марки М 300 составляет 4200 рублей. Получается что затраты на бетон составят 33600 рублей.

Рассчитав приблизительную стоимость работы и материалов можно подвести итог, 1200+2240+4980+3900+33600 = 45920 рублей выйдет ориентировочная стоимость ленточного основания.

Советы эксперта

Если вы строите свое жилье и фундамент под него собственными силами, то для получения бетона нужных марок по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости следует заказать его на бетонном заводе с доставкой на место строительным миксером. При изготовлении бетонной смеси в условиях промышленного производства гарантирована точная дозировка всех компонентов.

Каждая партия материала должна сопровождаться паспортом с указанием всех характеристик. Кроме того, при поставке заводского бетона нужно из каждой партии отобрать и сформировать образцы – кубики по методике, описанной в статье, которые после твердения можно испытать в строительной лаборатории для проверки заявленной марки по прочности.

Если вы изготавливаете бетонную смесь самостоятельно на стройплощадке, то необходимо точно выдерживать пропорции всех компонентов, указанные в таблице в статье.

Определяем толщину плиты

Для этих расчетов необходимо знать:

• расстояние между арматурами;
• величину бетона над арматурными сетками (нижней и верхней);
• толщину арматуры.

Обычно оптимальная величина приблизительно 250 мм. Отталкиваются от того, что расстояние между двумя сетками арматуры в среднем 70 мм. Если добавить с двух сторон толщину защитного слоя по 50 мм, и толщину стального каркаса, проведя несложные вычисления, видим, что толщина бетонной плиты будет колебаться от 200 до 300 мм.

Толщина плит определяется, исходя из общих нагрузок сооружения и характеристикой почвы. Поэтому данные размеры оптимальны только для твердого и равномерного грунта. Когда размеры плиты подсчитаны, вычисляют величину подушки.

Вернуться к оглавлению