- ul. Leśna 24, 82-204 Warzenko
- info@schalform.com
- Kim Jesteśmy
- Producenci Szalunków
- Typologia Szalunków
- Technologia Betonu
- Rusztowania
- Obudowy wykopów
- Boscaro
- Aktualności
- Kontakt
Jednym z podstawowych zadań deskowania, oprócz nadania świeżej mieszance betonowej żądanego kształtu wykonywanej konstrukcji, jest przeciwdziałanie, równoważenie i bezpieczna dystrybucja sił generowanych przez napierającą na niego świeżą mieszankę betonową. Są to siły o znacznych wartościach, których ignorowanie lub niewłaściwe rozpoznanie może doprowadzić do awarii deskowania.
Istota oddziaływania pochodzącego od parcia mieszanki, które działa prostopadle do powierzchni deskowania, a także czynniki mające wpływ na jego wartość, zostały opisane w poście dotyczącym parcia mieszanki betonowej. Za dystrybucję i wzajemne zrównoważenie sił generowanych przez nacisk betonu w deskowaniu odpowiadają ściągi szalunkowe, a także inne elementy, których zadaniem jest spięcie dwóch, naprzeciwległych ścian deskowania. Może się jednak okazać, że różne uwarunkowania na budowie uniemożliwiają zastosowanie dwustronnego deskowania, bądź wymagają wykonania całkowicie szczelnej, pozbawionej otworów przegrody betonowej. W takich przypadkach nie ma możliwości wykorzystania ściągów szalunkowych do zrównoważenia sił pochodzących od parcia mieszanki betonowej.
Cechą charakterystyczną deskowania jednostronnego, odróżniającą go od rozwiązania ze ściągami, jest realizacja sposobu przeniesienia parcia mieszanki betonowej za pomocą zewnętrznego podparcia, skutecznie zabezpieczającego ściankę deskowania przed przewróceniem.
Najczęściej rozwiązania te wykonuje się w przypadku wykonywania płyt fundamentowych, przegród w sąsiedztwie istniejących ścian (np. rozbudowy lub tzw. plomby), które uniemożliwiają zastosowanie deskowania z dwóch stron, a także w przypadkach, kiedy wymagana jest szczelność przegrody z uwagi na nieprzepuszczalność wody lub kiedy względy optyczne nie pozwalają za stosowanie ściągów przelotowych. Deskowanie jednostronne stosuje się również w przypadku wykonywania ścian oporowych w wykopach, przy skałach lub ściankach szczelinowych. Szczególnym zastosowaniem deskowania jednostronnego jest wykonywanie tuneli wewnątrz wydrążonej skały.
Podparcie deskowania jednostronnego realizuje się za pomocą zestawu trójkątnych ram wsporczych, zwanych kozłami oporowymi, przylegających bezpośrednio do deskowania na całej jego wysokości. Siły pochodzące od parcia mieszanki betonowej, napierając na deskowanie, dążą do jego przewrócenia. Przeciwdziała temu niezmienna geometrycznie rama, która zakotwiona do podłoża generuje na jego powierzchni reakcje podporowe – wyrywające (V1) oraz dociskające (V2). Zamocowanie kozła w podłożu (płycie fundamentowej lub stropowej), wykonane pod kątem 45°, zabezpiecza konstrukcję przed przesunięciem spowodowanym poziomą wypadkową (H). Pod wpływem działania obciążenia konstrukcja kozła ulega odkształceniu i odchyla się od pionowej ściany (f), dlatego, aby zminimalizować ten wpływ każdorazowo należy pochylić kozioł w kierunku ściany o wartość 2/3 wyznaczonego z obliczeń, przewidywanego odchylenia. (rys. 2)
Wartości sił dociskających (V2) oraz wyrywających (V1), a także reakcję w kotwie (Z) oraz odchylenie kozła (f) wyznacza się za pomocą obliczeń statycznych. Dobierając w odpowiedni sposób parcie mieszanki oraz rozstaw kozłów, możliwe jest, dla zadanej wysokości deskowania, odpowiednie zaprogramowanie wartości reakcji podporowych. Przykładowe wartości sił dociskających, wyrywających oraz kotwiących, w zależności od zmiennych parametrów betonowania oraz rozmieszczenia kozłów, przedstawiono w tabeli 1. Szczegółowe dane dotyczące reakcji dociskowych i zrywających dla rozwiązań typowych dostarczane są w formie tabel lub nomogramów przez dostawcę rozwiązania. Rozwiązania nietypowe wymagają indywidualnej analizy statycznej.
parcie mieszanki betonowej [kN/m2] | wartość siły wyrywającej V1 [kN] | wartość siły dociskającej V2 [kN] | wartość wypadkowej siły poziomej H [kN] | wartość siły kotwiącej Z [kN] | wielkość odchylenia kozła od ściany f [mm] |
30 | 19,9 | 52,35 | 81,0 | 106,96 | 2,4 |
35 | 23,69 | 57,00 | 91,00 | 120,06 | 2,7 |
40 | 27,39 | 60,75 | 100,00 | 131,73 | 2,9 |
45 | 30,90 | 63,67 | 108,00 | 141,99 | 3,0 |
50 | 34,14 | 65,87 | 115,00 | 150,85 | 3,3 |
55 | 37,07 | 67,44 | 121,00 | 158,33 | 3,5 |
60 | 39,67 | 68,51 | 126,00 | 164,52 | 3,6 |
65 | 41,9 | 69,17 | 130,00 | 169,45 | 3,7 |
70 | 43,74 | 69,54 | 133,00 | 173,16 | 3,8 |
(tabela 1) Przykładowe wartości sił reakcyjnych w przypadku deskowania jednostronnego o wysokości 3,3m, betonowanego ze zmiennym parciem, podpartego tym samym rodzajem kozłów oporowych, rozmieszczonych w rozstawie 1m.
rozstaw kozłów [m] | wartość siły wyrywającej V1 [kN] | wartość siły dociskającej V2 [kN] | wartość wypadkowej siły poziomej H [kN] | wartość siły kotwiącej Z [kN] | wielkość odchylenia kozła od ściany f [mm] |
1,0 | 31,32 | 26,70 | 70,00 | 89,73 | 1,5 |
1,25 | 39,15 | 33,38 | 87,5 | 112,16 | 1,88 |
1,5 | 46,98 | 40,05 | 105 | 134,60 | 2,25 |
1,75 | 54,81 | 46,73 | 122,5 | 157,03 | 2,6 |
2,0 | 62,64 | 53,40 | 140 | 179,46 | 3,0 |
2,25 | 70,47 | 60,08 | 157,5 | 201,90 | 3,4 |
2,5 | 78,30 | 66,75 | 175,00 | 224,33 | 3,75 |
(tabela 2) Przykładowe wartości sił reakcyjnych uzyskanych w przypadku deskowania jednostronnego o wysokości 2,4m, betonowanego mieszanką o stałym parciu 50kN/m2, ze zmiennym rozstawem kozłów oporowych. Warto zwrócić uwagę na wartości sił kotwiących dla rozstawu powyżej 2,0m. Wartości powyżej 180kN oznaczają, że należy stosować kotwy o średnicy powyżej 15mm lub nie przekraczać rozstawu kozłów powyżej 2,0m.
Projektując rozmieszczenie kozłów oporowych w deskowaniu należy każdorazowo sprawdzić, czy wartość siły dociskowej V2 nie jest większa od nośności podłoża. W przypadku niespełnienia tego warunku powinno się zmniejszyć parcie mieszanki za pomocą odpowiednich parametrów betonowania lub rozważyć zagęszczenie kozłów (zmniejszenie ich rozstawów).
W przypadku ustawiania kozłów na płytach stropowych, w miejscach występowania sił dociskowych, konieczne jest dodatkowe podparcie, dystrybuujące siły docisku do fundamentów (rys. 3). Nie należy jednocześnie zapominać o zweryfikowaniu nośności istniejącej przegrody, do której dostawiana jest nowa ściana żelbetowa, szczególnie w przypadku ścian szczytowych. Jeżeli jej nośność jest niewystarczająca, potrzebne jest wówczas jej dodatkowe podparcie.
Nie wolno doprowadzić do sytuacji, w której wartość siły V1 <0, co oznacza, że kozioł jest wyrywany. W takim przypadku konieczne jest zmniejszenie rozstawu kozłów bądź ich dodatkowe balastowanie.
Mocowanie kozłów w podłożu realizuje się za pomocą stalowych, prowadzonych pod kątem 45°, gwintowanych prętów (tzw. gwint „Dywidag”), o średnicach 15, 20, rzadziej 26,5mm, analogicznych do ściągów szalunkowych. Najczęściej są one zaokrąglone (pętla kotwiąca) lub pofalowane (kotwa falista), rzadziej zakrzywione (kotwa hakowa) lub proste, wyposażone w płytki oporowe. Dzięki temu uzyskuje się zwiększoną przyczepność do betonu, gwarantującą odpowiednią dystrybucję powstających w ich przekroju sił rozciągających. Każdorazowo zaleca się również ich przyspawanie do zbrojenia płyty, wykorzystując tzw. kotwę typu V. Elementy kotwiące umieszcza się w odległościach, odpowiadającym zaprojektowanym rozstawom kozłów oporowych. Są to elementy tracone, pozostające w płycie, do których przykręca się ramy kozłów za pomocą standardowych ściągów szalunkowych wraz z nakrętkami. Nośność elementu kotwiącego uzależniona jest od jego średnicy, to też w przypadku gdy nie ma możliwości zmniejszenia wartości siły kotwiącej (Z) za pomocą rozmieszczenia kozłów, przy nieprzekroczonej nośności podłoża na docisk, można zastosować kotwy o większych średnicach.
W najprostszych realizacjach, przy wykonywaniu deskowania fundamentów, szczególnie z lekkiego deskowania, ramy oporowe wykonuje się z drewna. Siły docisku oraz odrywania, o niewielkich wartościach, przenosi się na podłoże odpowiednim układem pali. (rys. 4) Wykonanie ram oporowych można pominąć w przypadku, kiedy mamy pewność, że siły generowane przez parcie mieszanki są mniejsze od ciężaru własnego deskowania.
Dla deskowań o niewielkich wysokościach stosuje się ramy oporowe wykonane z systemowych elementów, które łączy się ze sobą bezpośrednio na budowie. Zaletą takich rozwiązań jest ich lekkość i możliwość przenoszenia bez użycia żurawia, a także łatwość transportu. Niewątpliwą wadą jednak pracochłonność podczas montażu. (rys. 5)
W najbardziej odpowiedzialnych zadaniach kozły oporowe wykonane są w formie masywnych, stalowych ram, które dodatkowo posiadają one możliwość nadstawiania, co pozwala dostosować wysokość kozła do wysokości deskowania. Możliwość zmiany wysokości ramy umożliwia modyfikowanie odległości podstawy kozła od deskowania, co jest szczególnie korzystne, w przypadku podpierania deskowania w narożu wewnętrznym.
Bez względu na rodzaj zastosowanego konstrukcje wsporcze deskowania jednostronnego należy stosować w zestawach, które są ze sobą wzajemnie stężone, najczęściej za pomocą standardowych rur rusztowaniowych. Skratowanie zapewnia całkowitą niezmienność geometryczną układu i bardzo dużą sztywność.
Kozły oporowe w deskowaniu jednostronnym odpowiedzialne są za przeniesienie ogromnych obciążeń, które w deskowaniu dwustronnym są wzajemnie równoważone przez ściągi szalunkowe. Trudnością stojącą przed wykonawcą jest konieczność zaprojektowania układu ram oporowych z wyprzedzeniem i rozlokowanie kotew przed wykonaniem podłoża. W przypadku pominięcia tego etapu lub błędów w ich rozmieszczeniu konieczna jest wykonanie dużo droższych kotew wklejanych. Niezachowanie odpowiedniego reżimu technologicznego i niedostosowanie prędkości betonowania może prowadzić do przekroczenia granicznego parcia mieszanki, zwiększającego wartości uzyskanych sił dociskających oraz wyrywających. Bardzo duże ryzyko niesie dla wykonawcy betonowanie w pobliżu istniejących przegród, szczególnie tych, o nieznanych parametrach. Znane są przypadki katastrof budowlanych spowodowanych pominięciem oceny nośności przylegających przegród. W pewnych przypadkach dopuszcza się nawiercenie i przepuszczenie przez istniejące ściany ściągów, spinających ją z dostawionym deskowaniem. Zmniejszenie wartości sił działających na kozioł można również uzyskać za pomocą ściągów, które dospawane do zbrojenia, zmniejszają nacisk deskowania.
Powyższa publikacja autorstwa Kamila Długosza ukazała się w numerze 73 kwartalnika Rusztowania i Deskowania.