Calculator de beton pentru fundații izolate și continue

Cum funcționează calculul

Cum se calculează betonul necesar pentru fundații în România

Fundațiile sunt punctul de plecare al oricărei structuri din beton armat. Înainte de turnare trebuie să se cunoască volumul exact de comandat, altfel betonarea se poate întrerupe la jumătate sau se plătește material în plus. În România, betonul pentru fundații se livrează adesea de la centrale de beton pronto, ceea ce cere o comandă anticipată cu un volum exact. Pentru volume mici se folosește betoniera de șantier, dar și în acest caz volumul trebuie stabilit dinainte.

Calculatorul distinge două tipuri de fundații, cu procese de calcul ușor diferite: fundația izolată și fundația continuă. Pentru o clădire cu ambele tipuri, se calculează separat fiecare categorie, iar volumele se adună.

Tipurile de fundații și formulele de calcul

Fundația izolată are plan pătrat sau dreptunghiular și se așază sub un singur stâlp din beton armat. Volumul de beton se obține înmulțind cele trei dimensiuni (lungime, lățime și grosime, în metri) și apoi înmulțind rezultatul cu numărul de fundații cu aceleași dimensiuni:

V = N × L × C × h

Fundația continuă are dezvoltare liniară și susține un perete structural pe toată lungimea lui. Calculul folosește lungimea totală a peretelui, deci N = 1, iar formula devine L × C × h, unde L este lungimea totală a peretelui.

În ambele cazuri, volumului geometric i se adaugă marja de pierderi, prin factorul (1 + p / 100). Dacă marja este de 10%, volumul se înmulțește cu 1,1. Betonul livrat cu autobetonieră are un control al volumului mai strict, deci marja necesară poate fi mai mică decât la betonul preparat în betonieră de șantier, unde pierderile la descărcare și la punerea în operă sunt, de regulă, mai mari.

Dimensiuni tipice și clasa betonului

Dimensiunile fundației nu au o valoare standard. Depind de încărcările clădirii și de capacitatea portantă a terenului, iar valorile se stabilesc în proiectul de structură, pe baza studiului geotehnic. Exemplele din acest text sunt ilustrative: 1,20 × 1,20 × 0,50 m pentru o fundație izolată și 0,80 m lățime cu 0,40 m grosime pentru o fundație continuă.

Clasa betonului se alege conform SR EN 206, în funcție de clasa de expunere a fundației, adică umiditatea solului, eventualul contact cu apa și agresivitatea chimică a terenului. Pentru fundațiile în contact cu pământul umed, SR EN 1992-1-1 (Eurocodul 2) și SR EN 206 stabilesc clasele minime, iar proiectul de structură le confirmă. Clasa C25/30 oferă o durabilitate bună pentru multe fundații de locuințe, dar clasa finală se stabilește în proiect. În terenurile cu sulfați sau pe litoralul Mării Negre poate fi necesară clasa C30/37, în funcție de condițiile de expunere definite în SR EN 206.

Tabelul următor rezumă utilizarea tipică a claselor discutate mai sus:

Betonul pronto se livrează cu autobetonieră, iar prețul include de obicei transportul până la șantier. Când autobetoniera nu poate ajunge la punctul de turnare, de exemplu pe o străduță îngustă din centrul istoric al Clujului sau al Iașiului ori într-o curte interioară, este necesară o pompă de beton, al cărei cost depinde de înălțimea de pompare și de distanță. La cererea de ofertă se verifică întotdeauna dacă prețul include livrarea până la punctul de turnare sau doar descărcarea la intrarea în șantier.

Greșeli frecvente

Cea mai frecventă greșeală este folosirea dimensiunilor stâlpului în locul celor ale fundației. Un stâlp din beton armat are de obicei secțiunea de 0,25 × 0,25 m sau 0,30 × 0,30 m, dar fundația care îl susține poate avea 1,0 × 1,0 m sau mai mult. Suprafața în plan a fundației poate fi astfel de peste zece ori mai mare decât a stâlpului, ceea ce înseamnă o eroare majoră de buget.

A doua greșeală este ignorarea betonului de egalizare. Dacă proiectul prevede un strat de beton slab sau de mortar de nivelare pe fundul excavației, acesta trebuie inclus în calcul. Volumul se calculează cu aceeași formulă, cu h egal cu grosimea prevăzută în proiect. De exemplu, pentru zece fundații de 1 × 1 m cu un strat de 0,10 m, se adaugă 1,0 m³.

A treia greșeală este neglijarea marjei de pierderi la cofrajele improvizate din lemn. La cofrajele din scânduri, toleranța dimensională poate adăuga un volum suplimentar, iar o marjă mai mare decât cea standard este justificată. La cofrajele metalice calibrate, marja se poate reduce.

A patra greșeală este comanda fără verificarea proiectului. Dimensiunile dintr-o schiță sau din memorie nu sunt neapărat cele aprobate, iar diferența se plătește de obicei la șantier, nu la birou.

Verificarea betonului la turnare

Volumul comandat trebuie însoțit de controlul calității la livrare. Pe șantier se poate efectua încercarea de tasare cu conul Abrams, conform SR EN 12350-2, pentru verificarea consistenței, și se pot prelua epruvete pentru încercarea la compresiune, conform SR EN 12390-3. Modul și frecvența controlului sunt stabilite în SR EN 206 și în documentele de execuție. Lipsa acestor verificări poate complica recepția lucrării, indiferent de volumul calculat.

Când se consultă un inginer structurist

Volumul calculat aici este volumul geometric al fundației. Este o estimare utilă pentru bugetul comenzii, dar nu înlocuiește proiectul de structură. Inginerul stabilește dimensiunile fundației pe baza studiului geotehnic (încercări penetrometrice standard, SPT, și analiza granulometrică), a încărcărilor clădirii (permanente, utile și, unde este cazul, seismice, conform SR EN 1998, Eurocodul 8) și a armăturii minime cerute de SR EN 1992-1-1.

Pentru lucrările supuse autorizării în România, potrivit Legii nr. 50/1991 privind autorizarea executării lucrărilor de construcții, proiectul de structură trebuie elaborat de un inginer cu drept de semnătură. Folosirea unui calculator de volume pentru a stabili fundațiile, fără un proiect aprobat, este un risc structural și poate atrage sancțiuni. Lucrările scutite de autorizație pot să nu necesite proiect, dar consultarea unui inginer înainte de săpătură este recomandată.

Când nu este potrivit acest calculator

Calculatorul nu este potrivit pentru radiere (plăci continue sub întreaga construcție), pentru fundații pe piloți sau pentru terenuri problematice, cu tasări mari, umiditate ridicată sau pământuri moi. În aceste situații, volumul și armătura depind de calcule care nu sunt cuprinse aici. Calculatorul nu acoperă nici plăcile și grinzile din beton armat, pentru care există calculatoare separate. Dacă există grinzi de fundare sau alte elemente din beton, acestea se calculează separat și se adaugă la comandă.

Exemplu complet

Pentru 8 fundații izolate de 1,0 × 1,0 × 0,40 m, cu o marjă de 5%, volumul de bază este 8 × 1,0 × 1,0 × 0,40 = 3,20 m³, iar volumul de comandat este 3,20 × 1,05 = 3,36 m³. Această cantitate încape într-o singură încărcătură de autobetonieră de 7 m³. Dacă aceeași lucrare se toarnă cu betonieră de șantier, cu o marjă mai mare, volumul de comandat crește, iar numărul de șarje se stabilește pe șantier. Calculatorul afișează separat volumul de bază, volumul cu marjă și numărul de autobetoniere, ceea ce ajută la verificarea rezultatului înainte de comandă.

Planificarea turnării

Pentru lucrările cu mai multe fundații, betonarea se planifică astfel încât fiecare încărcătură să fie folosită fără întreruperi lungi. Betonul care stă prea mult în autobetonieră își pierde lucrabilitatea, iar acest lucru afectează calitatea finală. Calculul volumului total ajută la alegerea numărului de încărcături și a ordinii de turnare.