Rodzaje szalunków i możliwości ich zastosowania
Szalunki (deskowanie) to urządzenia formujące, bez których trudno wyobrazić sobie realizowanie większości robót betonowych na placach budów. Dawniej zwykle robiono je z elementów drewnianych. Obecnie na rynku jest dostępnych wiele tego typu rozwiązań konstrukcyjnych, wykonanych z różnych materiałów. Jakie są rodzaje deskowań stosowanych we współczesnym budownictwie? Gdzie się je stosuje?
Spis treści
- Czym jest i w jakim celu stosuje się szalunek?
- Podstawowe wymagania dla deskowania
- Podział szalunków ze względu na materiał
- Wielokrotność użycia deskowania - klasyfikacja
- Rodzaje deskowania w zależności od zastosowania
- Wybór rozwiązań szalunkowych
- Podsumowanie
Czym jest i w jakim celu stosuje się szalunek?
Szalunek, według tradycyjnego nazewnictwa – deskowanie, to powszechny w budownictwie rodzaj urządzenia formującego, którego podstawowym przeznaczeniem jest nadawanie kształtu mieszance betonowej. Ściślej mówiąc – służy ono do wydzielenia przestrzeni betonowego lub żelbetowego elementu monolitycznego z ogólnej przestrzeni budynku. Zgodnie z definicją przedstawioną w normie PN-EN 13670:2011 „Wykonywanie konstrukcji z betonu” – deskowanie zaliczane jest do konstrukcji tymczasowych lub stałych, zapewniających wymagany kształt formowanemu elementowi, dopóki nie uzyska on samonośności.
Szalowanie wykorzystuje się praktycznie na każdym etapie prac budowlanych, przy których konieczne są formy do wylewania fundamentów, stropów, ścian, a także elementów wewnętrznych, takich jak schody czy nadproża. Jako że elementy monolityczne z reguły pełnią funkcje podstawowych części konstrukcyjnych lub z nimi współpracują, ważne jest, aby zachowywać wysoki poziom ich wykonawstwa w celu utrzymania założonego w projekcie układu statycznego.
Zadaniem deskowania jest też nadawanie elementom konstrukcyjnym z betonu odpowiednich właściwości, w tym:
- ukierunkowania powierzchni (pionowe, poziome, ukośne),
- kształtu powierzchni (płaski lub z krzywizna),
- faktury powierzchni.
Z technicznego punktu widzenia – szalunek przenosi obciążenia pochodzące od ciężaru własnego i parcia formowanej mieszanki betonowej, a także obciążenia technologiczne związane z wykonywaniem robót betoniarskich. Umożliwia to specyficzna konstrukcja urządzeń formujących, na którą składają się: poszycie, łączniki, elementy nośne i podpierające oraz wsporniki.
Odpowiedni dobór i wykorzystanie opisywanych rozwiązań konstrukcyjnych ma kluczowe znaczenie dla realizacji danego projektu. Deskowania stosowane w nowoczesnym budownictwie coraz rzadziej przypominają prowizoryczne przegrody do kształtowania prostych elementów monolitycznych. Aby sprostać wizjom architektów i umożliwić formowanie skomplikowanych, mało powtarzalnych kształtów przestrzennych, współczesne szalunki nierzadko cechują się zaawansowaną i nietypową konstrukcją.
Podstawowe wymagania dla deskowania
Informacje na temat wykonywania konstrukcji z betonu, z uwzględnieniem szalunków, zostały ujęte w normie PN-EN 13670:2011. Polski przemysł budowlany musiał długo czekać na uregulowanie tych zagadnień, bo prace nad sporządzeniem ostatecznych specyfikacji trwały blisko 10 lat.
Jak wskazano w ww. normie dobór i projektowanie deskowania należy w każdym przypadku dostosować do typu realizowanego obiektu. Kluczową kwestię stanowi zdolność do przenoszenia obciążeń, które będą oddziaływać na te konstrukcje w trakcie całego procesu budowlanego. Ważne jest też, aby uwzględniane tolerancje i odchylenia w zakresie sztywności nie zagrażały spójności formowanego elementu. Zgodnie z wymaganiami normy należy zwracać uwagę na to, aby deskowanie na żadnym etapie prac (w tym montażu, eksploatacji i demontażu) nie wpłynęło na zmianę kształtu, funkcji czy trwałości projektowanego obiektu.
W normie PN-EN 12812:2008 „Deskowanie. Warunki wykonania i ogólne zasady projektowania”, oprócz metod konstruowania, określono też zasady bezpiecznego wykonywania konstrukcji. Z uwagi na znaczenie deskowania dla nośności i trwałości budowli, przepisy określają wytyczne dotyczące kontroli i odbioru urządzeń formujących. Można je znaleźć m.in. w przywoływanej wyżej normie PN-EN 13670: 2011. Oprócz obowiązku stosowania się do polskich norm wymaga się też, aby szalunki spełniały normy europejskie, o ile są one dostępne.
Do nieodłącznych aspektów zarządzania jakością podczas wznoszenia konstrukcji betonowych należą nadzór oraz kontrola prac. Ich prowadzenie pozwala na stwierdzenie zgodności z powyższymi normami pod względem materiałów i specyfikacji technicznych. Na potrzeby zarządzania jakością w normie PN-EN 13670: 2011 została wprowadzona specjalna terminologia, która ujednolica standardy oraz usprawnia proces nadzoru budowlanego.
Jednym z zaproponowanych terminów w dokumencie jest klasa wykonania. Klasyfikuje ona poszczególne konstrukcje, jej elementy bądź zastosowane materiały pod względem znaczenia oraz skomplikowania wykonania. W zależności od projektu przypisuje się im określoną klasę, co wpływa następnie na rodzaj nadzoru. Występują tu trzy klasy (1.–3.) – od najmniejszej do największej dokładności kontroli.
W omawianej normie deskowania, rusztowania oraz stemplowania zostały zaliczone do jednej grupy elementów i powinny być traktowane jednakowo pod względem kontroli materiałów i wykonania, niezależnie od klasy. Jeśli chodzi o rodzaj kontroli i dokumentacji, to deskowanie o klasie wykonania 2. i 3. będzie podlegało bardziej szczegółowej specyfikacji wykonawczej.
Przeczytaj również:
- Czy beton może być niskoemisyjny? Rozwój i przyszłość cementów niskoemisyjnych
- Trudne warunki gruntowo-wodne. Wody gruntowe i wpływ ich poziomu na sposób posadowienia
Podział szalunków ze względu na materiał
Deskowania można podzielić m.in. ze względu na materiał wykonania. Wyróżnia się szalunki drewniane, które były wykorzystywane niemal od początku wznoszenia konstrukcji z betonu. Drewno przez lata stanowiło powszechny materiał, który pod wieloma względami wystarczał budowlańcom.
Dzięki łatwości w obróbce możliwe jest stworzenie konstrukcji o praktycznie dowolnych kształtach. Mimo wielu zalet drewno przez swoją niską trwałość może być ponownie wykorzystane tylko określoną ilość razy. Odchodzi się już jednak od stosowania drewnianych szalunków również ze względu na rosnące ceny surowca.
Szalunki metalowe
Alternatywą dla deskowań z naturalnego surowca są szalunki metalowe. Obecnie na rynku dominują rozwiązania ze stali, która przeważa nad drewnem mechanicznymi właściwościami: trwałością oraz wytrzymałością na rozciąganie, ściskanie i ścinanie. Elementy stalowe można wielokrotnie formować oraz bez trudu uzyskać gładkie powierzchnie o wybranych kształtach i wymiarach. Minusem zastosowania stali w konstrukcjach szalunkowych jest mimo wszystko duży ciężar jednostkowy oraz koszty związane z obróbką.
Szalunki aluminiowe
Innym materiałem, który stosuje się w deskowaniach, są stopy aluminium. Dzięki odpowiedniemu wzmocnieniu dodatkiem metali można uzyskać stop o korzystnym stosunku wytrzymałości do ciężaru (lepszy niż w przypadku stali). Ze względu na lekkość aluminiowe deskowania są często wykorzystywane w konstrukcjach wielkopowierzchniowych.
Przykładowy system szalunkowy od jednego z polskich producentów składa się z płyty aluminiowej z ramą pokrytą wodoodporną sklejką. Płytę podtrzymuje podpora stropowa z odpowiednimi głowicami. Maksymalna grubość stropu przy takiej podporze wynosi 50 cm.
Szalunki z tworzyw sztucznych
Materiałem, który w niektórych obszarach budownictwa zyskuje na popularności, jeśli chodzi o deskowanie, są tworzywa sztuczne. Lekkie i łatwe w formowaniu konstrukcje z PP wyróżniają się odpornością na korozję i łatwością montażu, ale nie są pozbawione wad, do których należą chociażby: niska odporność na wysokie temperatury, a także stosunkowo wysoki koszt produkcji.
Wielokrotność użycia deskowania - klasyfikacja
Klasyfikacja deskowań wyróżnia również podział ze względu na wielokrotność użycia. I tak można tu wymienić szalunki:
- indywidualne – zazwyczaj produkowane na zamówienie, są przeznaczone do projektów betonowych o nietypowych kształtach. Największe zapotrzebowanie na szalunki indywidualne występuje w nowoczesnym budownictwie oraz konstrukcjach użytkowych oraz inżynieryjnych. Są to deskowania jednorazowego użytku, dlatego często stosuje się w tym celu drewno. Jednocześnie ze względu na poziom skomplikowania konstrukcji oraz konieczność wykonania montażu próbnego, koszty związane z produkcją szalunku są dość wysokie;
- uniwersalne – szalunki inwentaryzowane do wielokrotnego użytku. Tego typu konstrukcje mają różnorodne zastosowanie w formowaniu powierzchni pionowych, poziomych, pochyłych, krzywoliniowych oraz przekryć;
- tracone – to rodzaj deskowania, które po zabetonowaniu staje się stałym elementem konstrukcyjnym. Szalunki tracone stosowano już w czasach starożytnych, a dziś zyskują na popularności. Rozwiązanie to, obok pełnienia funkcji wspierającej podczas wiązania betonu, ma również dodatkowe właściwości: izolacyjne oraz zwiększające nośność.
Rodzaje deskowania w zależności od zastosowania
Ze względu na zaawansowanie inżynierii materiałowej istnieje dziś duża swoboda w kształtowaniu elementów betonowych o różnorodnej formie i rozmiarach. Osoby zajmujące się wykonaniem deskowania, jako realizatorzy często artystycznych wizji architektów, decydują o jakości wykonania danej konstrukcji oraz zgodności z projektem.
Szalunki są niezastąpione przy wznoszeniu monolitycznych konstrukcji z żelbetu. Powszechnie wykorzystuje się je w budownictwie miejskim, przemysłowym, komunikacyjnym do umacniania schodów, fundamentów, stropów, kolumn, łuków i wielu innych elementów konstrukcyjnych.
Na przestrzeni lat poszczególne rodzaje deskowań ulegały przekształceniom oraz dalszym dostosowaniom do nowoczesnego budownictwa. Obecnie można wyróżnić różne rodzaje szalunków ze względu na ich zastosowanie.
Deskowanie pełne
Są to klasyczne szalunki z drewnianych desek oraz materiałów drewnopochodnych. Najczęściej są wykorzystywane w małym budownictwie, do formowania prostych elementów o niewielkich rozmiarach. Z drugiej strony ten rodzaj znajduje również zastosowanie w przypadku nietypowych elementów o dużym stopniu skomplikowania.
Deskowanie rozbieralno-przestawne
Popularne rozwiązania w formie gotowych szalunków produkowanych fabrycznie. To uniwersalny typ urządzeń formujących o różnorodnych zastosowaniach. W przypadku deskowań elementów pionowych najczęściej stosuje się dwa systemy: poszycie ze sklejki z konstrukcją belkowo-dźwigarową oraz płyty z ram poszytych sklejką. W przypadku stropów są to sztywne płyty bądź arkusze sklejki deskowaniowej. Wyróżnia się deskowania: drobnowymiarowe (do ręcznego montażu i demontażu) oraz wielkowymiarowe (do montażu i demontażu za pomocą żurawia).
Deskowanie członowe
To rodzaj szalunku przeznaczonego do formowania konstrukcji ścianowej z komorami otwartymi na zewnątrz. Składa się z elementów: kątowych, szufladkowych, stolikowych, tunelowych. Najczęściej używane jest deskowanie tunelowe, które formują jednocześnie ściany i stropy.
Deskowanie pionowo-przestawne
Wykorzystuje się je w konstrukcjach, w których jest możliwe przeniesienie szalunków w górę na tych samych osiach. Wyróżnia się tu deskowanie na rusztowaniach wspornikowych oraz samowznoszące (ma zastosowanie np. w wysokich budynkach, wieżach, pylonach mostów, itp.).
Deskowanie wspornikowe
Służy do formowania bloków o dużej powierzchni, np. płyty balkonowe lub wspornikowe płyty chodnikowe mostów. Konstrukcja składa się z pionowego poszycia przymocowanego za pomocą rygli.
Deskowanie na rusztowaniach przetaczanych
To system konstrukcji służących do wykonania długich obiektów liniowych, a także obiektów o rzucie kołowym z segmentami o dwukierunkowej krzywiźnie. Ma zastosowanie w budowie tuneli metra oraz kolektorów kanalizacyjnych. Składa się z rusztowania na podwoziu szynowym z zamocowaną ramą z płytami. Deskowanie w przypadku tuneli i kolektorów należy wykonywać z dwóch stron. Do formowania takie szalunki wykorzystuje się zamiennie z deskowaniem rozbieralno-przestawnym.
Deskowanie ślizgowe
Pozwala ono na ciągłe formowanie bez konieczności demontażu szalunku. Przesuwanie odbywa się za pomocą ruchu ciągłego dźwigników wzdłuż lica ściany. Deskowanie ślizgowe jest wykorzystywane szczególnie w budynkach wielokondygnacyjnych, wieżach, zbiornikach, trzonach komunikacyjnych, słupach hal fabrycznych, zaporach wodnych. Warunkiem zastosowania jest pionowy układ konstrukcji oraz identyczna grubość ścian na każdej wysokości.
Deskowania mostowe
Ich podstawowym zastosowaniem jest formowanie mostów i wiaduktów płytowych, belkowych, łukowych i skrzynkowych. Wyróżnia się deskowania: zawieszone na linach, na rusztowaniach rurowych, na rusztowaniach słupowych lub wieżowych oraz ze wspornikami wysuwanymi.
Wybór rozwiązań szalunkowych
Wybór odpowiedniego deskowania jest uzależniony od wielu czynników: technologicznych, technicznych, ekonomicznych czy związanych z BHP. Bez wątpienia kluczowe są informacje zawarte w projekcie inwestycji, które w dużym stopniu ograniczają rodzaj narzędzia formującego. Często już sami architekci określają dane techniczne i miejsce montażu szalunków. Nie należy również zapominać o aspektach związanych z logistyką – dostępności i obrocie materiałowym, a także sprzęcie wymaganym na placu budowy, co z kolei wpływa na czas montażu i demontażu.
Wszystko to ma ogromne znaczenie dla całkowitego kosztu deskowania. Wydłużenie czasu budowy związane z błędnymi oszacowaniami lub niewłaściwym doborem szalunku będzie skutkowało wzrostem kosztu całej inwestycji.
Warto również zwrócić uwagę na powiązanie deskowania z jakością betonu. Zagadnienie to, które dotychczas stanowiło temat żywej dyskusji w środowisku, zostało częściowo uregulowane na rynku europejskim. Przykładem są tu Niemcy i ich klasyfikacja deskowań na trzy grupy – SHK1, SHK2, SHK3. Tamtejsze zapisy dotyczą zastosowania szalunków w połączeniu z różnymi klasami betonu architektonicznego.
Nie wszędzie jednak obowiązują szczegółowe normy, a praktyka budowlana nierzadko rządzi się swoimi prawami. I tak, można wyszczególnić zestaw wymogów dla deskowań na budowie, które obejmują:
- kontrolę ewentualnych ubytków i zarysowań, a w razie potrzeby ich naprawę (uzupełnienie),
- lakierowanie krawędzi i powierzchni ciętych,
- usuwanie z desek pozostałości betonu,
- stosowanie dodatkowego uszczelnienia,
- w przypadku prac na tej samej powierzchni eksponowanej stosowanie płyt szalunkowych tego samego producenta i o tym samym stopniu zużycia (ze względów estetycznych nowe płyty są często stosowane w połączeniu z betonem architektonicznym na zaledwie 2–3 cykle zabudowy; następnie mogą być wykorzystywane do formowania betonu zwykłego).
W nowoczesnych rozwiązaniach szalunkowych coraz większego znaczenia nabierają technologie informatyczne. Dzięki oprogramowaniu możliwe jest m.in. automatyczne wyliczenie zapotrzebowania danej konstrukcji na deskowanie. Komputer bierze wówczas pod uwagę rysunki, modele czy analizy wytrzymałościowe. Taka pomoc to z pewnością duża oszczędność czasu i pieniędzy, jednak należy pamiętać, że nawet najbardziej zaawansowany program nie zastąpi (jeszcze) ludzkiego doświadczenia.
Podsumowanie
Deskowanie jest niezwykle ważnym elementem długiego procesu budowlanego. Prawidłowe zastosowanie szalunków decyduje o ostatecznej formie obiektu oraz jego prawidłowym funkcjonowaniu. Narzędzia do formowania przeszły długą drogę od antycznych czasów. Proste konstrukcje sprzed lat spełniają obecnie wymogi nowoczesnych materiałów, a przede wszystkim wymogi bezpieczeństwa na placu budowy. Z każdym rokiem rynek budowlany uczy się na własnych inwestycjach, czego przykładem jest tak duże zróżnicowanie rozwiązań szalunkowych.
Na polskim rynku nie brak dostawców deskowań inwentaryzowanych, dopasowanych do standardów budowlanych, a także indywidualnych form szalunkowych, które pozwalają tworzyć unikatowe projekty architektoniczne. Należy zaznaczyć, że producenci są w pełni przygotowani na wymogi rynku oraz jego zmiany, nieustannie poprawiając jakość swoich wyrobów. Coraz częściej oprócz sprzedaży systemów szalunkowych pojawiają się usługi kompleksowego doradztwa wspierającego proces inwestycyjny. Dochodzi do tego rosnąca rola nowych technologii w postaci programów i aplikacji dla projektantów, które pomagają w optymalizacji prac budowlanych.
