Расчет количества бетона для плитного, столбчатого и ленточного фундаментов

Фундамент равномерно распределяет нагрузки от веса здания на грунт и придает прочность всему сооружению. Выбор типа и конструкции фундамента и расчет количества материалов осуществляют на этапе проектирования.

Выбор типа фундамента

Тип фундамента выбирают исходя из веса здания и характеристик грунтов. Применение слишком мощных оснований приводит к увеличению количества бетона для фундамента и стоимости строительства. Если здание построено на недостаточно прочном основании, оно может деформироваться и даже разрушиться.

• Под тяжелые кирпичные здания строят заглубленные ленточные фундаменты, обладающие хорошей прочностью и жесткостью. Их подошва опирается на грунт ниже глубины промерзания, поэтому конструкция остается неподвижной при морозном пучении грунта.
• Под легкие деревянные и каркасные дома возводят столбчатые фундаменты. Они работают так же, как ленточные основания, но имеют меньшие несущую способность и площадь опоры.
• При большой глубине промерзания грунта строительство заглубленных фундаментов становится экономически невыгодным. В этом случае применяют мелко-заглубленные ленточные, столбчатые и плитные основания. На них воздействуют меньшие силы морозного пучения, а при подвижках грунта фундаменты перемещаются вместе с ним.
• По сравнению с другими мелко-заглубленными основаниями для устройства плит требуется большее количество бетона для фундамента. Из-за этого они применяется только на слабых неоднородных грунтах и при высоком уровне почвенных вод. Область применения плитных фундаментов ограничивается зданиями без подземной части.

Если результаты расчетов показали, что для дома на данном участке подходят несколько типов фундаментов, нужно сравнить несколько вариантов и выбрать самый экономичный из них.

Расчет количества бетона

Расчет количества бетона для фундамента позволяет определить стоимость строительства и правильно составить заказ на приобретение материалов. Последнее особенно важно, поскольку бетонировка должна вестись непрерывно и простои могут повлиять на прочность основания. Для каждого типа фундаментов расчет ведется по своей методике.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент состоит из полос прямоугольного сечения, расположенных под наружными и внутренними стенами. Чтобы выполнить расчет бетона для фундамента, нужно умножить общую длину полос на их ширину и глубину. В качестве примера возьмем фундамент глубиной заложения 0,8 метра и высотой цоколя 0,4 м, изображенный на чертеже. Цоколь бетонируется заодно с подземной частью, поэтому при расчете его объем нужно учитывать.

Данный фундамент состоит из двух полос длиной 8,1 м, трех полос - 5,3 м и одной полосы - 5,4 м. Общая длина равна 37,5 м. Для изготовления ленточного основания потребуется 37,5х0,4х1,2=18 м³. Чтобы фундамент не выдавливало из почвы силами морозного пучения, его подошву часто делают шире верхней части. Объем ленточного основания трапецевидного сечения рассчитывают по формуле:

V=(a+b)hl/2,

где a и b - ширина подошвы и верхней части, h - высота, l - общая длина полос. Если выполнить подошву фундамента из нашего примера шириной 50 см, для него потребуется (0,4+0,5)х1,2х37,5/2=20,25 м³ бетонной смеси.

Следует заметить, что если внутренние стены не являются несущими, под них закладывают фундаменты меньшего сечения. Это обстоятельство нужно учесть в расчетах.

Столбчатый фундамент

В состав столбчатого фундамента входят столбы и балка, связывающая их. Столбы расположены под стенами по углам здания и на расстоянии около двух метров друг от друга.

Для расчета бетона для фундамента следует вычислить объем каждого столба и умножить результат на их количество. Объем балки рассчитывают по методике, указанной для ленточных фундаментов. Полученные результаты суммируют.

Для дома, имеющего размеры, указанные на чертеже, необходимо забетонировать 22 столба. Предположим, что сечение столбов и балки равно 40х40 см. Тогда для столбов потребуется 0,4х0,4х1,2х22=4,224 м³, для балки - 0,4х0,4х37,5=4 м³ бетона. Общая потребность составит 8,224 м³ бетона.

Объем столбов круглого сечения рассчитывают по формуле V=3,14хD²хH/4, где D - диаметр, H - высота столба. Если опору высотой 1,2 метра предполагается изготовить из трубы диаметром 200 мм, залитой бетоном, потребуется 3,14х0,2х0,2х1,2=0,037 м² смеси.

Плитный фундамент

При расчете бетона для фундамента в виде плиты прямоугольной формы, нужно умножить ее длину на ширину и толщину. Фундамент более сложной формы делят на прямоугольные и треугольные участки и вычисляют объем каждого из них.

Площадь треугольного участка определяют по формуле S=bh/2, где b - длина одной из сторон, h - длина линии, проведенной перпендикулярно из противоположного угла на эту сторону. Объем вычисляют умножением площади поверхности на толщину плиты.

Примем толщину плиты равной 30 см. В этом случае для плитного основания под дом из нашего примера потребуется 8,1х6,1х0,3=14,823 м³ бетона.

Иногда плиту усиливают ребрами жесткости прямоугольного или трапецевидного сечения, расположенными с нижней стороны. Они увеличивают несущую способность фундамента и уменьшают боковые перемещения.

Предположим, что ребра сечением 30х30 см расположены по периметру и осям симметрии. Их общая длина равна 2х8,1+7,7+3х5,3=39,8 м. Для выполнения ребер потребуется 0,3х0,3х39,8=3,582 м бетона. Общая потребность в бетоне составит 3,582+14,823=18,405 м.

Стоимость бетона

Для устройства оснований применяют бетон марок 200 - 350. Стоимость кубометра бетона для фундамента колеблется в пределах 4 - 5 тысяч рублей.

Если бетонную смесь готовить на месте, можно существенно сэкономить. Для самостоятельного приготовления бетона потребуются бетоносмеситель и наличие электрической сети напряжением 220 вольт.

Для приготовления одного куба бетона марки 200 расходуется:

• 325 кг цемента стоимостью 1360 рублей,
• 0.43 м³ песка - 100 рублей;
• 0.9 м³ щебня - 480 рублей.

Общие расходы составят 1940 рублей.

В литературе количество цемента для бетона указывается в кубах, а продается он килограммами. Чтобы перевести кубы в килограммы нужно умножить объем на удельный вес цемента, равный 1300 кг/м³.

Анализ результатов расчетов

Для удобства анализа результаты расчета бетона для фундамента можно поместить в таблицу.

Тип фундамента	Количество бетона для фундамента, куб. м	Стоимость товарного бетона, тысяч руб.	Стоимость бетона при приготовлении собственными силами, тысяч руб.
Ленточный	18	72	34
Столбчатый	8,2	32,8	15,08
Плитный	18,4	73,6	35,7

Данные показывают, что затраты на столбчатый фундамент более чем в два раза ниже, чем на ленточный, а при приготовлении бетона собственными силами стоимость бетона снижается вдвое. Для полноты анализа можно посчитать расходы на бетон для мелко-заглубленных фундаментов. Они окажутся существенно меньше и разница увеличивается с увеличением глубины промерзания грунта.

В погоне за экономией не следует забывать, что на первом месте стоит соответствие фундамента весу здания и характеристикам грунтов. Применять легкие дешевые фундаменты можно только в случае, если их пригодность подтверждена расчетами.