Бетон для фундамента: пропорции, марка и другие нюансы

Применение бетона в строительстве и ремонте можно отнести к разделу точных наук – всегда нужно точно знать пропорции и норму смесей. Для этого профессиональные строители задействуют онлайн калькулятор расчета бетона, который можно найти на специализированных веб-ресурсах.

Расчет объема бетона для плитного фундамента

Основные виды фундаментов.

Количество бетонной смеси измеряется по ее объему, а не весу. Поэтому при расчете требуется рассчитать кубатуру материала. Для плиты правильной формы сделать это несложно. Значение определяется перемножением площади и толщины плиты. Но при наличии в конструкции ребер жесткости следует учесть их форму и число. При заливке гладкого плитного основания, взятого для примера дома, его площадь составит 6×8=48 м2. При минимальной толщине плиты 10 см расход бетонной смеси будет равен 48 м2×0,1м=4,8 м3.

Для придания большей жесткости плите в ее конструкции делаются ребра жесткости в поперечном и продольном направлении, разделяя поверхность на прямоугольники. Эти элементы выполняются на нижней поверхности плиты и повышают ее устойчивость к деформациям. Чтобы рассчитать затраты бетона на оборудование ребер, необходимо знать общую их протяженность и площадь сечения каждого.

Схема столбчатого фундамента.

Ребра жесткости располагаются по краям плиты и через равные промежутки посредине. Высота каждого обычно равна толщине плиты, поперечное сечение может быть прямоугольным или в форме трапеции. Ширина прямоугольного усиливающего элемента должна составлять 0,8-1 от толщины основания. При трапецеидальной форме элемента это значение составляет 0,8-1 для верхней стороны и 1,5 – для нижней.

При расчете кубатуры ребер потребуются следующие их параметры:

  • количество;
  • ширина;
  • высота;
  • общая длина.

Виды столбчатого фундамента.

Для рассматриваемого нами объекта размерами 8×6 м примем толщину плиты 0,1 м, число ребер – 6 (3 продольных и 3 поперечных) с шириной и высотой 0,1 м. Общая их протяженность составит 42 м. Требуемый расход бетона для элементов жесткости в этом случае будет равен: 0,1×0,1×42=0,42 м3.

Для такого же количества усиливающих элементов с трапецеидальным сечением рассчитать их объем можно следующим образом. Площадь трапеции равна: s=0,5×(a+b)×h, где а и b – верхняя и нижняя сторона сечения, h – высота ребра. Таким образом, объем трапецеидальных элементов составит: 0,5×(0,1+0,15)×0,1×42=0,525 м3.

Расход бетона на фундамент с прямоугольными ребрами составит: 0,42 м3+4,8 м3=5,22 м3. Для плиты с трапецеидальными элементами: 0,525 м3+4,8 м3=5,325 м3. Аналогичным образом рассчитывается количество бетона, необходимое при заливке плит с другими размерами.

Состав фундаментного бетона

Бетон – это смесь связующего вещества и заполнителя, которые разводятся определенным количеством воды. Для улучшения его качества в него можно добавлять дополнительные ингредиенты.

Цемент

Это главная составляющая часть, от количества которой зависит консистенция. Известно несколько видов цемента. Среди наиболее часто используемых можно назвать такие:

  1. Портландцемент. Время застывания цемента начинается не ранее, чем через 45-50 минут после его замешивания. Окончательно раствор застывает через 5-10 часов.
  2. Шлакопортландцемент. После приготовления раствора он начинает застывать через 1-6 часов, в зависимости от температуры воздуха или параметров цемента.
  3. Пуццолановый. Время затвердения наступает через 1-4 часа, а окончательно цемент застывает по истечении 6-13 часов.
  4. Глиноземистый. Затвердевает через 60 минут, а окончательно застывает не позже, чем через 8 часов.

Вид цемента зависит от компонентов, входящих в него.

Заполнители

Они определяют главный объем раствора. Независимо от марки бетона для фундамента, в него входят такие заполнители:

  1. Песок. Предпочтительно использовать песок после очищения. Величина его фракций колеблется от 1 до 4 мм. Рекомендуется использовать морской, карьерный или речной песок, который предварительно прошел очистку (отделение больших фракций).
  2. Гравий и щебень. От их количества зависит прочность раствора. В процессе приготовления смеси рекомендуется использовать сырье размером фракций от 7 до 40 мм. Показатель сцепления увеличивается в результате шероховатости составляющих.
  3. Вода. Это обязательная составляющая, от которой зависит густота. Использование воды из открытых источников, в которую входят разные примеси, может отрицательно сказаться на прочности смеси.
Читайте также:  Подушка под ленточный фундамент — для чего она нужна?

Каждый из этих компонентов в процессе приготовления бетона должен использоваться в определенном количестве.

Дополнительные компоненты

Их использование не является обязательным, но наличие модификаторов позволяет придать определенные свойства, отражающиеся на качестве бетона во время эксплуатации строения. Среди дополнительных компонентов, которые применяются чаще других, можно назвать такие:

  1. Компоненты, обладающие свойством ускорять либо замедлять процесс затвердения раствора.
  2. Пластификаторы.
  3. Суперпластификаторы.
  4. Компоненты, придающие свойство выдерживать низкие температуры.

Используя модификаторы, важно строго придерживаться рецептуры, в которой указаны пропорции. Это связано с тем, что чрезмерное количество дополнительных ингредиентов может отрицательно сказаться на бетонной монолитности.

Расчет бетона для фундамента

Расчет необходимого объема для заказа товарного бетона в миксерах можно рассчитать самим, в зависимости от геометрии фундамента:

  • для ленточного фундамента определяем поперечное сечение и вычисляем площадь: ширину фундамента на высоту фундамента. Ширина фундамента под баню варьируется от 30см до 50см,в зависимости от грунтов: чем слабее грунты,тем больше должна быть ширина подошвы фундамента. Высота фундамента-это глубина заложения в землю и плюс высота над уровнем земли. Затем полученную площадь умножаем на длину всего фундамента,для этого вычисляем периметр ,для бани из бревен 20-24 см и размерами 3х5м конструктивно принимаем фундамент сечением 400х500мм. Тогда объем бетона составит 3,2 м3
  • для столбчатого фундамента также высчитывается поперечное сечение столбика,умножается на его высоту (глубину залегания +высоту над уровнем земли).Полученный объем бетона на один столбик пересчитываем с учетом количества бетонных столбиков. Например, сделали опалубку для столбика сечением 300х300мм и глубиной на и высотой над уровнем земли еще на 200мм,значит объем бетона на один столбик составит 0,153 м3
  • для свайных фундаментов надо рассчитывать количество бетона для свай отдельно и для ростверка отдельно,так как заливать их бетоном нужно в разный период времени. Для расчета объема сваи применяется формула расчета площади круга 3,14*R в квадрате, и умножается на высоту сваи. Объем ростверка считается по формуле расчета ленточного фундамента.
  • расчет объема бетона для плитного фундамента ,соответственно, считается как для плиты: площадь умножается на высоту,если он без ребер жесткости. Например,для плиты размерами 6х6м и высотой 200мм,объем бетона составит 7,2 м3

То есть,для подсчета объема бетона применяются геометрические формулы.

Сколько надо бетона на фундамент

При расчете бетона для заливки фундамента могут быть небольшие погрешности,потому что считаете вы на бумаге,в идеале. А на самом деле,опалубку сделали где-то чуть-чуть пошире на 1-2см, увели углы на 3см и так далее.

Поэтому бетон заказывать необходимо немного больше,процентов на 5-10, с учетом также некоторых потерь при выгрузке и остатков на стенках миксера.

Но,также продумайте и вариант,если у вас останется лишний бетон,куда вы его сможете применить,чтобы не выливать его на землю. Например,приготовьте опалубку для ленточного фундамента забора или для сливной ямы…

Осадка фундамента

Ещё одной жестко нормируемой величиной при расчёте ленточного фундамента является его осадка. Её определяют методом элементарного суммирования, для которого вновь понадобятся данные из отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Формула определения средней величины осадки по схеме линейно-деформируемого слоя (приложение Г СП ).

Схема применения методики линейно-деформируемого слоя.

Исходя из опыта строительства и проектирования известно, что для инженерно-геологических условий, характерных отсутствием грунтов с модулем деформации менее 10МПа, слабых подстилающих слоев, макропористых ИГЭ, ряда специфичных грунтов, то есть при относительно благоприятных условиях расчёт осадки не приводит к необходимости увеличения ширины подошвы фундамента после расчёта по несущей способности. Запас по расчётной осадке по отношению к максимально допустимой обычно получается в несколько раз. Для более сложных геологических условий расчёт и проектирование фундаментов должен выполняться квалифицированным специалистом после проведения инженерных изысканий.

Читайте также:  Опалубка для ленточного фундамента своими руками

Какие нагрузки влияют на фундамент?

На фундамент дома влияют различные нагрузки: постоянные и временные, возникающие в силу каких-либо обстоятельств.

В общем виде все типы нагрузок на фундамент можно классифицировать по четырем основным направлениям:

Важное место в проектировании основания для будущей постройки занимает расчет площади подошвы

  • масса всех элементов конструкции возводимого дома;
  • так называемая полезная масса, состоящая из всех предметов мебели и интерьера, которые будут находиться в здании;
  • фундаментальные нагрузки или масса самого фундамента;
  • временные нагрузки, которые зависят от климатических условий местности, где строится здание – количество осадков в виде дождя и снега, сила и скорость ветра.

Как замесить бетон

Как уже говорилось, данные манипуляции можно выполнить и вручную. Для этого потребуется подготовить емкость. Например, подойдет старая ванна, корыто или любое другое изделие. Также нужна штыковая лопата и грабарка.

Приготовление смеси будет выглядеть следующим образом:

  • Насыпаем в подготовленную емкость необходимое количество цемента и песка.
  • Интенсивно смешиваем все составляющие при помощи лопаты до однородного состояния. На это потребуется время и силы.
  • Заливаем чистую воду и снова все перемешиваем.
  • Добавляем щебень и повторно все смешиваем.

Кто-то, наоборот, сначала смешивает песок и щебень. После этого в сухой смеси делают борозды, которые наполняются цементом. Все компоненты тщательно перемешиваются. После этого составу придается форма конуса и медленно вливается вода. После очередного перемешивания бетон готов.

Важно! Если вы все же готовите раствор вручную, то его нужно использовать как можно быстрее. Даже если все компоненты очень хорошо перемешаны раствор начнет расслаиваться намного быстрее. Если в таком виде залить его в качестве основания для дома, то оно не будет обладать всеми необходимыми характеристиками.

Для механического смешивания потребуется бетономешалка. Ее можно купить, взять в аренду или даже смастерить самостоятельно. В этом случае приготовление раствора значительно упрощается:

Как замесить бетон
  • Засыпаем в миксер нужное количество цемента.
  • Смачиваем его водой и перемешиваем. Так повторяется несколько раз, пока не получится масса, напоминающая эмульсию.
  • Добавляем песок и снова ждем, пока все не перемешается до однородного состояния.
  • На завершающем шаге засыпаем гравий и прочие наполнители и присадки.

Как видите, даже техника смешивания компонентов может быть разной. Поэтому нельзя сказать точно, что есть один единственный вариант пропорций бетонной смеси. Все зависит от конкретных условий и даже от типа фундаментального основания.

Как самостоятельно определить тип грунта на участке

Индивидуальные жилые дома имеют сравнительно небольшие размеры и вес, который могут воспринимать все грунты, за исключением илов и торфяников. Поэтому их можно строить без проведения специальных геологических изысканий, самостоятельно обследовав грунт в пределах строительной площадки.

Для этого отрывают пробный колодец — шурф размером 0,8х0,8 и глубиной 2,0-2,5 м. По мере заглубления через 0,5 м берут пробы грунта, маркируют и размещают отдельно друг от друга в какие либо емкости, исключив попадания на них осадков (складируют в помещении, под навесом) и испарения из него влаги (изолируют, например полиэтиленовой пленкой).

Для определения вида грунта собственными силами, можно провести простые тесты:

1. Небольшую порцию грунта обильно смачивают водой, затем из полученной массы, между ладоней рук скатывают жгут (Ø12-15 мм, длиной 10-15 см) и загибают в кольцо. Кольцо из супеси рассыпается на мелкие фрагменты, из суглинка на 2-3 части, из глины — кольцо остается целым;

2. Для определения коэффициента пористости: из тестируемого грунта вырезают кубик размером 10х10х10 см и взвешивают. Полученная величина является объемной массой грунта в естественном состоянии. Затем этот грунт измельчают и уплотняют, удаляя из кубика воздушные поры. Затем измеряют объем полученной массы грунта, т.е. находят объемную массу грунта без пор. Коэффициент пористости (Е) определяется по формулам:

E=1–Y0/Y;

Y0=G/V0;

Y=G /V1

где Y0, Y – объемный вес грунта в естественном и уплотненном состоянии, G-вес единицы объема грунта, V0 и V1 — объем грунта в естественном и уплотненном состоянии. Y–кг/см3, G–кг, V–см3.

При вырезании кубика из грунта он может рассыпаться. Ничего страшного — объем известен и нам нужен только вес. Объем грунта без пор можно определить мерным стаканом или другой мерной емкостью.

Пример: исходные данные — грунт суглинок, V0=1000 см3; G=2,01 кг; Y0= 2,01 кг : 100 см3= 0,0201 кг/см3.

Полученные данные: V1=301 см3. Y=2,01 кг : 301см3=0,0667 кг/см3.

Рассчитываем Е=1-Y0/Y=1–(0,0201 кг/см3 : 0,0667 кг/см3)=-0,3=0,7.

Коэффициент пористости Е=0,7.

3. Показатель текучести определить более сложно, но существуют такие критерии: при нулевой текучести лопата в глину почти не входит, при текучести = 1 глина прилипает к лопате намертво.

Определение других видов грунтов, приведенных в таблицах ДБН, не составляет особого труда. Если возникают сомнения в определении вида грунта, нужно принимать значение расчетного сопротивления грунта сжатию в сторону уменьшения, т.е. перестраховаться и сделать подошву фундамента несколько шире, чем нужно.

При встрече на участке строительства биогенных (торфяников, илов и пр.) засоленных, набухающих либо просто непонятных грунтов необходимо приостановить строительство и пригласить специалистов.

Грунт считается упругопластическим материалом. Под действием нагрузки, не превышающей определенного значения, он способен сжиматься и расправляться после ее снятия. Расчет фундамента на такую нагрузку называется расчетом по несущей способности грунта.

При увеличении нагрузки происходит необратимое смятие грунта. Расчет в таком случае называется расчетом на деформацию грунта. Его могут выполнить только квалифицированные специалисты, при наличии инженерно-геологических исследований грунтов на участке.

Как вычислить куб раствора для свайного фундамента

Указанная выше таблица марок бетона поможет рассчитать норму смеси для любого фундамента, в том числе и для свайного основания, так как в ней все значения составляющих выводятся не только в килограммах, но и в литрах.

Для расчёта общего норматива раствора, используемого в свайном фундаменте, следует вычислить мерный диапазон смеси для каждой сваи, а затем сложить все результаты. Формулы используются те же, что и при расчёте материала для пола или стен.

Сваи часто бывают круглыми, поэтому расчёт ведётся по площади сечения:

Как вычислить куб раствора для свайного фундамента

S = π*D*H*K

π — 3,14, D – диаметр сваи, H — высота сваи, K — количество.

По этой формуле рассчитывается любой мерный норматив для свай. Для квадратных столбов фундамента расчёты – такие же.

Приложение: Быстрый и точный расчет компонентов для самостоятельного приготовления бетона для заливки ленточного фундамента

Ниже расположен калькулятор, который позволит быстро рассчитать необходимое количество ингредиентов для приготовления нужного количества бетона.

Калькулятор позволяет провести расчет двумя путями:

  • Первый — определение количества ингредиентов для приготовления конкретного объема раствора – это может пригодиться, скажем, для планирования загрузки бетономешалки известной разовой производительности.
  • Второй вариант – позволяет определить общее количество бетона для заливки всего ленточного фундамента. В этом случае речь, скорее, будет идти о тех объемах ингредиентов, которые необходимо приобрести или приготовить на рабочей площадке для самостоятельного приготовления раствора.

Калькулятор рассчитывает две наиболее часто используемые марки раствора – М200 и М300, которые изготавливаются из цемента ПЦ-400.

В расчетах фигурирует «народная» единица измерения — ведро. Имеется в виду ведро с емкостью в 10 литров.

Калькулятор расчета необходимых составляющих для приготовления бетона под заливку ленточного фундамента

Перейти к расчётам

Расчет бетона для плитного фундамента

Для плитного фундамента перемножается высота, длина и ширина

Определить объем цельной плиты легко: для этого перемножаются ее ширина, длина и толщина. Последняя не должна иметь значение меньше 0,1 м, иначе основание не сможет выдержать веса постройки. Для сарая или бани подойдет фундамент в 15 см. Для жилого дома это значение будет больше. Вместе с тем, делать плиту слишком массивной (толще 0,4 м) также нецелесообразно.

Расчет бетона для плитного фундамента

Чтобы основание было прочнее, его часто снабжают продольными (а иногда, в дополнение к ним, и поперечными) ребрами жесткости. Их объем рассчитывают отдельно и суммируют со значением для самой плиты. Поскольку элементы усиления имеют форму трапеции, потребуется рассчитать ее площадь: S=h1*(x+y)*0,5, где x и y – основания фигуры (обычно они имеют соотношение 3:2), а h1 – высота ребра. Суммарный объем жестких деталей находится так: V1=S*l*n (n – число укрепителей). Это значение суммируют с кубатурой плиты и затем умножают на коэффициент 1,02.