Как правильно рассчитать кубатуру бетона

Перед тем как приступить к созданию фундамента, строителю предстоит определить необходимый для заливки объем бетонной смеси. Если грамотно рассчитать кубатуру бетона, это позволяет избежать неоправданного расхода финансов, предотвратить неприятную ситуацию, когда из-за недостатка материалов приходится останавливать работу, а также защитит от попыток мошенничества при найме бригады.

Общие правила расчета

Рассчитать объем бетона можно с использованием онлайн-калькулятора или, вспомнив школьный курс геометрии, сделать все расчеты самостоятельно.

В качестве исходных данных можно использовать:

• конфигурацию фундамента;
• его параметры: длину, ширину, толщину, глубину.

В бетонной конструкции обязательно присутствует арматура, которая тоже занимает определенный объем. Но поскольку он незначителен (менее 1% от всего фундамента), этой переменной обычно пренебрегают.

Полученное значение объема необходимо увеличить примерно на 10%, поскольку неизбежны потери бетона при его транспортировке, приготовлении и заливке. Кроме того, смесь уплотняется и уменьшается в объеме при штыковании, поскольку из нее удаляется воздух.

Следует быть внимательным при расчетах: как правило, при необходимости срочного заказа дополнительной порции бетона расходы на его приготовление и доставку существенно увеличиваются.

Плитное основание

Плитный фундамент — это один из видов мелкозаглубленных фундаментов, который используется в малоэтажном строительстве в случае сложных грунтов, например, пучинистых или неравномерно оседающих. Он представляет собой монолитную прямоугольную или квадратную плиту толщиной от 0,3 до 0, 5 м.

Чтобы рассчитать куб бетона, достаточно найти произведение следующих величин:

• ширина;
• длина;
• высота.

Если в конструкции фундамента предусмотрены ребра жесткости, объем каждого ребра вычисляется отдельно. Полученные значения суммируются и прибавляются к объему плиты.

Ленточный фундамент

Ленточное основание представляет собой замкнутую железобетонную конструкцию, погруженную в грунт на определенную глубину и проходящую под несущими стенами будущего строения. На сегодняшний день это самый популярный, но и самый сложный для вычислений вид фундамента.

При его расчете оперируют следующими величинами:

1. Длина внешней стороны фундамента (Д).
2. Ширина внешней стороны фундамента (Ш).
3. Толщина внешних (Т) и внутренних (т) элементов конструкции. Как правило, этот параметр берется на 10−30 см больше, чем толщина стены, что будет опираться на данную часть фундамента.
4. Глубина фундамента, зависящая от веса будущей постройки, типа почвы, уровня ее промерзания, особенностей рельефа и климата местности.

Расчеты могут быть выполнены по-разному. Например, объем конструкции, где фундамент проходит под внешними стенами и под расположенной посередине межкомнатной перегородкой, можно рассчитать тремя способами.

Способ первый состоит из следующих этапов:

1. Вычисляется площадь фигуры, образованной внешними стенами фундамента, перемножением величин Д и Ш.
2. Вычисляется объемы пустот, образованных внутренними элементами конструкции. Для этого требуется найти произведение параметров д и ш и удвоить получившееся значение.
3. Вычесть из первого числа второе и умножить полученный результат на показатель глубины фундамента.

Второй способ используется при возведении фундаментов сложной конфигурации или в том случае, когда разные их элементы имеют неодинаковую глубину. Идея метода в том, чтобы разбить сложную фигуру на простые составляющие, вычислить объем каждой из них и найти их сумму. Фундамент условно разбивается на прямоугольные элементы, которые для удобства на чертеже можно обозначить разными цветами.

Далее определяется площадь каждого из прямоугольников как произведение его длины и ширины и умножается на глубину фундамента, после чего полученные значения суммируются.

Суть третьего способа в том, чтобы:

1. Найти площадь поверхности внешних стен фундамента, определив сначала их общую длину. В приведенном примере это будет: 2Ш + 2Д — 4 Т. Полученное значение умножается на толщину Т.
2. Определяется площадь поверхности внутренних стен, как произведение величин ш и т.
3. Полученные значения суммируются и умножаются на глубину фундамента.

Кроме рассмотренного выше прямоугольного фундамента, существуют и другие виды ленточных конструкций. При наличии расширения в нижней части основания, которое может в сечении иметь форму прямоугольника или трапеции, предстоит отдельно подсчитать его объем и прибавить к объему прямоугольной части.

Иногда подошву ленточного фундамента делают более широкой, чем его верхнюю часть, то есть сечение стороны имеет форму равнобедренной трапеции с высотой, равной глубине фундамента. В этом случае порядок подсчетов объема немного меняется.

В соответствии с законами геометрии, площадь равнобедренной трапеции равна площади прямоугольника со сторонами, равными высоте трапеции и ее средней линии.

Площадь трапеции: S = Lh, где L — средняя линия трапеции, вычисляется как сумма длин отрезков AB (точки линии верхушки) и CD (точки линии основания трапеции), разделенная на 2, h — глубина фундамента.

Площадь прямоугольника: S1 = Lh (произведение длин сторон), то есть S1 = S2.

Значит, объем с сечением стороны в виде трапеции ABCD, будет равен объему фундамента с сечением стороны в виде прямоугольника A1 B1 C1 D1, где A1 B1 = C1 D1 = L, A1 C1 = B1 D1 = h.

Столбчатая и комбинированная основа

Столбчатый фундамент — это отдельно стоящие железобетонные столбики круглого или квадратного сечения. Чтобы посчитать объем бетона для такого основания, необходимо:

1. Определить количество опор.
2. Найти площадь сечения каждой из них. Для круглых столбов вычисления выполняются по формуле площади круга: S = πr², для квадратных — как произведение величин сторон.
3. Умножив площадь сечения на глубину фундамента, найти объем бетона, необходимого для заливки одной опоры.
4. Умножить полученное значение на количество опор.

Таким же методом определяется объем бетона для свайного фундамента, который используется при строительстве легких сооружений на пучинистых грунтах или при глубоком залегании несущего слоя. Если свайный фундамент укреплен ростверком — конструкцией в форме параллелепипеда, то дополнительно подсчитывается и необходимый для него объем, как это делается для ленточного фундамента.

В случае комбинированного фундамента в конструкции присутствуют элементы столбчатого и ленточного фундамента. При расчетах определяется:

• объем бетона для заливки столбчатых элементов;
• объем бетона для заливки ленточных элементов;
• полученные значения суммируются.

Каким бы способом ни выполнялись вычисления объема бетона, не нужно забывать прибавлять к результату величину, составляющую 10% от полученного значения и округлять до целых в сторону увеличения.

Помощь онлайн-калькулятора

Если нет желания часами сидеть за вычислениями, можно воспользоваться найденным в интернете онлайн-калькулятором, который не только выполнит все расчеты, но и предоставит дополнительные данные о количестве материала для опалубки и арматуры, необходимых объемах компонентов бетонной смеси.

Для выполнения расчета потребуется предоставить программе следующие данные:

1. Тип фундамента: плиточный, ленточный, столбчатый, комбинированный.
2. Параметры конструкции: длина, ширина, толщина внутренних и внешних элементов, глубина.
3. Предполагаемая марка бетона. Эти данные потребуются для определения количества компонентов смеси.

После введения данных калькулятору потребуется всего несколько секунд, чтобы выполнить максимально точно все расчеты, сэкономив время и нервы. Кроме того, вероятность ошибки в этом случае минимальна при условии, что начальные значения были введены правильно.

Недостатком онлайн-калькулятора является ограниченность выбора возможных конфигураций фундамента, поэтому он неприменим для сложной конструкции. Но если разбить ее на более простые элементы, то вычисления могут быть выполнены автоматически.

Количество компонентов для смеси

Готовый бетон не всегда выгодно покупать, поскольку он имеет короткий срок реализации. В большинстве случаев домашние строители предпочитают приобретать сухие компоненты и изготавливать бетонную смесь самостоятельно. При покупке необходимо оперировать весовыми единицами, а не мерами объема.

Следовательно, перед строителем, наконец-то вычислившим необходимый объем бетона, теперь стоит новая задача — определить, сколько понадобится для его создания стройматериалов, а именно:

1. Цемента — основного, вяжущего элемента смеси, способного при соединении с жидкостью образовывать пластичную массу.
2. Щебня — наполнителя, препятствующего усадке цементно-песчаной стяжки, от которого зависит прочность бетона.
3. Песка, формирующего текучесть бетона, то есть его способность заполнять собой мельчайшие щели, распределяясь равномерно по всему объему.
4. Воды, которая обеспечит реакцию гидратации, в процессе чего и образуется цементный камень.

Самостоятельный расчет количества ингредиентов довольно сложен, поскольку необходимо учесть множество факторов, в частности: марку используемого цемента, фракцию щебня и форму его зерен, сорт песка, его чистоту и влажность, а также не забыть, что при добавлении воды объем сухих ингредиентов уменьшается примерно на треть за счет уплотнения.

В среднем вес кубометра тяжелого бетона варьируется в пределах от 1800 до 2500 кг, в зависимости от вышеперечисленных факторов.

При этом вес его отдельных компонентов следующий:

• щебень — от 1150 до 1300 кг;
• песок — от 600 до 750 кг;
• цемент — от 250 до 450 кг;
• вода — от 150 до 200 кг (литров).

Для получения точных значений можно воспользоваться онлайн-калькулятором либо таблицами, где обычно используется аббревиатура ВЦ. Это водоцементное соотношение — отношение массы воды к массе цемента. ВЦ — одна из важнейших характеристик бетона, определяющая его прочность. Можно найти и таблицы, указывающие соотношение компонентов смеси.

Задавая исходные данные онлайн-калькулятору или выбирая нужную строчку в таблице, следует учитывать следующее:

1. Марка бетона. В частном строительстве для создания фундамента, как правило, используется бетон М200 или М250. Для особо ответственных элементов конструкции, а также в случае грунтов, насыщенных влагой, предпочтение отдается маркам М300 и М350.
2. Марка цемента: самым экономичным вариантом будет использование при создании бетонной смеси определенной марки цемента, для которого соответствующий параметр выше в 1,5−2 раза. Самые предпочтительные варианты — М400 и М500. Не следует путать марку цемента и марку бетона — это разные вещи, характеризующие различные материалы. Первый параметр определяет прочность цемента, а второй — устойчивость к сжатию бетонной смеси.

Размер зерна щебня или гравия подбирается таким образом, чтобы он не превышал 1/5 минимального параметра конструкции (для плоских плит — 1/3) и половины расстояния между прутьями арматуры. Щебень отличается от гравия, прежде всего, остроугольной формой зерна и шероховатой поверхностью, благодаря чему обеспечивается более прочная сцепка с другими элементами смеси, чем при использовании округлых и гладких зерен гравия.

Если правильно посчитать кубатуру бетона, это поможет избежать ошибок в определении количества бетона, а также компонентов бетонной смеси.