Bednění od výběru až po odstranění

27. srpna 2013

Partneři sekce:

Pro výběr a návrh bednění platí určité zásady. Kromě typu a správného návrhu bednění je třeba věnovat pozornost také principům určení zatížení formy bednění i opěrných a podpěrných konstrukcí. Stejně důležitý jako správný výběr bednění a návrh jeho instalace je též postup jeho zhotovení, kontrola před betonáží a postup jeho odstraňování.

Výběr bednění
Výběr bednění je obvykle prvním krokem při návrhu realizace betonové konstrukce. Ovlivňuje ho velké množství faktorů. Jednak jsou to požadavky na vzhled povrchu budoucí konstrukce, požadavky na její tvarovou variabilitu, ale i výška finančních nákladů (například na pronájem bednění, obednění a odstranění bednění) a možnosti manipulace (hmotnost prvků). Výběr bednění je v běžných podmínkách na technologovi, respektive přípraváři stavby, který komunikuje s projektantem. Pokud se dá použít více druhů bednění bez přímého dopadu na konstrukční realizovatelnost projektu, výběr bednění se uskutečňuje v souladu s dokumentací stavby. V případě náročnějších staveb, respektive konstrukcí, kde výběr bednění podmiňuje realizovatelnost konstrukce nebo celé stavby, ať už z technického, nebo časového hlediska (např. tunelové bednění), technolog při výběru bednění úzce spolupracuje s projektantem už ve fázi projektové přípravy stavby.

Pro realizaci speciálních konstrukcí jsou obvykle k dispozici obě skupiny bednění – systémová i tradiční (obr. 1). Tradiční bednění se v současnosti používají především na méně významných stavbách (např. rodinných domech), respektive při realizaci některých specifických konstrukcí (např. schodišť). Obvykle to jsou tvarově náročné prvky vyráběné v malých počtech. Někdy se naopak využívají i k zhotovení plošných konstrukcí, na kterých se má například vytvořit struktura věrně reprodukující reliéf dřeva. Odhlédnutím od tradičních bednění, která se používají v relativně malém množství, přicházejí v úvahu jen různé typy systémových bednění.

Ve střední Evropě a u nás působí v současnosti na trhu se systémovými bedněními několik renomovaných společností. Kromě prodeje bednění nabízejí i jeho pronájem, montáž, servis a poradenství.

Návrh bednění
Návrh bednění následuje po výběru druhu bednění. Zpracovává se ve formě projektu. Pokud to uspořádání stavby umožňuje a je to účelné, stavba (konstrukce) se rozdělí na pracovní záběry, ke kterým se zpracuje projektová dokumentace bednění. Záběry se volí tak, aby se opakovaly v pravidelném taktu – jedna bednicí souprava se tak dá nasadit víckrát, což přináší optimalizaci nutného množství souprav. Dokumentaci tvoří grafická (výkresová) a textová část (technická správa). Technická správa obsahuje popis konstrukce, popis návrhu bednění, údaje o zatížení jednotlivých částí bednění, údaje o maximální rychlosti betonáže (pro svislá a šikmá bednění), o způsobu přichytávání vnějších zhutňovacích prostředků (pokud se budou používat), o postupu bednění a odstranění bednění (včetně doby) a o zásadách bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (BOZP) a ochrany životního prostředí (OŽP). V grafické části se zpracovávají montážní výkresy v měřítku 1 : 50 (půdorysy – obr. 2, řezy a pohledy) a výkresy podrobností v měřítku 1 : 20 nebo 1 : 25 [1]. Když byla konstrukce rozdělena na záběry, potom se zpracovávají výkresy pro jeden záběr a na samostatném výkrese se vyznačí všechny záběry a schéma postupu. Grafická část dále obsahuje podrobnosti o pracovních spárách, atypických doplňcích a podobně. Řeší i opěrné a podpěrné konstrukce, případně podvozky, počty bednicích prvků a schéma montážního postupu [1].

Je dobrým zvykem, že výrobci systémových bednění nabízejí spolu s bedněním i software (obr. 3) na zpracování projektu, který umožňuje jednoduše vypracovat skladbu bednění pro standardní tvary betonových konstrukcí a prvků a zpracovat výkresovou dokumentaci, včetně příslušných podrobností a výkazů prvků bednění [1].

Obr. 2 Příklad půdorysu bednění (překližek) části stropu

Obr. 3 Příklad výstupu z firemního softwaru na návrh bednění [5]

Obr. 4 Stropní bednění

Zatížení bednění
Součástí textové části projektové dokumentace je přehled zatížení částí bednění, respektive statický výpočet. V zásadě se rozlišují bednění stropních (vodorovných) a stěnových (svislých) konstrukcí (pokud se neuvažuje o použití speciálních tvarů bednění).

Zatížení stropních bednění (obr. 4) se vypočítá obvyklým způsobem. Plošné zatížení formy bednění (kN/m2) tvoří převážně tíha čerstvého betonu s tloušťkou budoucí desky. Menším podílem se na zatížení zúčastňuje výztuž uložená na plošné jednotce (1 m²) bednění, hmotnost pracovníků pohybujících se po bednění během betonáže a prvky vkládané do konstrukce. Ve speciálních případech se mohou započítat i účinky zhutňování. Maximální hodnoty dosahuje zatížení v momentu ukládání a zpracovávání čerstvého betonu. Podle zatížení formy bednění se navrhuje vzdálenost nosníků. Ty spolu se zatížením formy bednění představují zatížení podpěrného systému bednění – teleskopických stojek (obr. 5). Maximální povolené zatížení na jednu teleskopickou stojku je dáno její konstrukcí a aktuálním požadovaným vysunutím. Protože stojky jsou štíhlé (prutové) tlačené prvky a s jejich vysunutím roste vzpěrná délka, nosnost je determinována především vysunutím. Zatížení stěnových bednění (obr. 6) je specifické v důsledku charakteru (skupenství) čerstvého betonu. Forma svislého (šikmého) bednění je namáhána:

statickým tlakem čerstvého betonu, který je součtem statického tlaku vody v mezerách mezi kamenivem a statického tlaku pevných složek, které se chovají jako sypká látka,
expanzním tlakem způsobeným kmitáním čerstvého betonu při jeho vibrování.

Obr. 6 Stěnové bednění

Obr. 7 Schéma zatížení stěnového bednění tlakem čerstvého betonu

Obr. 8 Ztužení stěnového bednění proti hydrostatickému tlaku

Hodnoty tlaku na formu bednění (obr. 7) se v čase od uložení čerstvého betonu přes jeho zhutňování a tuhnutí až zatvrdnutí mění v závislosti na mnoha faktorech, z nichž nejdůležitější jsou:

rychlost betonáže (rychlost stoupání hladiny čerstvého betonu v bednění),
teplota čerstvého betonu,
objemová hmotnost čerstvého betonu,
konzistence a absolutní objem vody v čerstvém betonu,
rozměry konstrukce (hlavně poměr průřezové plochy a obvodu) [1].

p₁ = γ_ČB . d (kN/m²)
p₂ = 3 . ν_BET + 100 . b + 15 (kN/m²)
p₃ = γ_ČB . ν_BET . k + 5 (kN/m²)
kde    p_1–3    je    tlak čerstvého betonu na stěnu bednění (kN/m2),
γ_ČB    –    objemová tíha čerstvého betonu (kN/m³),
d    –    výška budoucí betonové konstrukce (m),
ν_BET    –    maximální přípustná rychlost betonáže svislých konstrukcí (m/h),
b    –    tloušťka budoucí konstrukce, respektive její nejmenší půdorysný rozměr (m),
k    –    opravný součinitel závislý na intenzitě vibrace, teplotě a konzistenci čerstvého betonu, podle tab. 1 (–);

d_MAX = p_MAX/γ_ČB (m)

kde    d_MAX    je    hloubka, v níž se dosáhne maximálního tlaku čerstvého betonu (m),
p_MAX    –    maximální tlak čerstvého betonu na stěnu bednění (kN/m²), určí se jako min. {p₁; p₂; p₃},
γ_ČB    –    objemová tíha čerstvého betonu (kN/m³).

Pokud jde o stěnová bednění, nezanedbatelným zatížením může být účinek větru, hlavně v případě velkých stěn výškové stavby, a to především v době, kdy je bednění ještě prázdné. Je proto nevyhnutelná okamžitá stabilizace opěrným systémem.

Tab. Opravný součinitel k [1, 12]

^{Poznámky:

1) Pro mezilehlé hodnoty teploty a vibrace se stanovují hodnoty součinitele k interpolací.

2) Vibrace se stanovuje v procentech jako poměr doby vibrace a celkové doby betonáže zhutňované vrstvy.

3) Hodnoty se určují podle zkoušek zpracovatelnosti čerstvého betonu technickým viskozimetrem (případně VeBe) a sednutím kužele.}

Požadavky na bednění
Podle STN EN 13670 se musí bednění, včetně podpěr a základů, navrhnout a zhotovit tak, aby bylo:

schopné odolávat všem předvídatelným zatížením, kterým bude vystaveno během procesu výstavby;
dostatečně pevné, aby zabezpečilo, že stanovené tolerance nebudou překročeny a integrita konstrukčních prvků nebude ovlivněna.

Tvar, funkčnost, vzhled a trvanlivost trvalých konstrukcí se nesmí narušit a poškodit v důsledku nesprávně zhotoveného podpěrného lešení, bednění a jejich zpětného uvolnění nebo odstranění. Bednění musí udržet beton v požadovaném tvaru, než dostatečně zatvrdne.

Instalace bednění
Instalace bednění, takzvané obedňování, je stavební proces (soubor činností), jehož výsledkem je bednění monolitické betonové konstrukce na místě jejího zhotovení. Zahrnuje přebírání bednění ze skladovacích ploch, jeho případnou předpřípravu na předmontážních plochách, transport a uložení na finální pozici a stabilizování.

Před samotným instalováním bednění je třeba vytýčit budoucí konstrukci, respektive polohu jejího bednění, a to tehdy, není-li poloha bednění dána konstrukcí vybetonovanou v předcházejícím záběru [1]. Při přepravě smontovaných částí bednění je nutné dodržovat zásady BOZP, které se vztahují na vázání a manipulaci s břemeny v podvěsu jeřábu. V případě stropních bednění se začíná rozmístěním a výškovým uspořádáním podpěrného systému (stojek). Začíná se od rohů místnosti. K bednění stropů se v současnosti nejvíce využívají nosníková bednění. Na stojky se uloží primární nosníky (obr. 9). Na ně se rozmístí (v kolmém směru) sekundární nosníky. Na vrch se uloží a připevní forma (překližka). Po zafixování se pokračuje zhotovením bočnic. V případě bednění stropů s rozponem přibližně nad 6 m je třeba zhotovit bednění s mírným vzepětím, které bude kompenzovat celkové přetvoření hotové konstrukce způsobené vlastní tíhou [1]. Následně přicházejí na řadu procesy jako vyztužování a podobně. Při bednění svislých konstrukcí se nejprve na stykovou výztuž připevní výztuž budoucí konstrukce. Po částečné nebo úplné přípravě výztuže nové konstrukce se na vytýčenou pozici přesune (osadí a stabilizuje) jedna strana bednění (obr. 10). Potom se osadí bednění otvorů a po zkontrolování a převzetí výztuže a bednění otvorů se bednění uzavře, ztuží, osadí se pracovní lávky a připravené bednění se odevzdá k betonáži.

Obr. 10 Bednění stěny s přípravou napojení kolmé stěny (takzvanou vylamovací výztuží)

Obr. 11 Utěsnění styku bednění sloupu a stropní konstrukce technickou pěnou

Před betonáží
Před betonáží musí být bednění řádně zhotoveno. Formy bednění je třeba natřít odformovacím (separačním) prostředkem. Nanáší se před ukládáním výztuže. Podle STN EN 13670 se odformovací prostředky musejí vybírat a používat tak, aby nepůsobily škodlivě na beton, ocelovou výztuž, předpínací výztuž nebo formu bednění a aby neměly škodlivý vliv na trvalou konstrukci. Též nesmějí vyvolávat neplánované změny barevnosti a kvality povrchu. Musejí se zkontrolovat tvar, poloha, rozměry i spoje bednění. Ty musejí být těsné (obr. 11), aby se zabránilo úniku jemných složek (cementového tmelu) z čerstvého betonu (obr. 12). Samostatně musí být zkontrolována čistota formy, hlavně když existuje požadavek na vzhled povrchu konstrukce, respektive jde-li o pohledový beton. Speciální pozornost se věnuje kontrole polohy zabudovaných prvků – dočasných (bednění otvorů) a trvalých (např. trubky na vedení kabelů, injektážní hadičky, těsnicí pásky – obr. 13). Aby se při ukládání betonu neposunuly, musí se zkontrolovat poloha, připevnění. Když jde o prvky trvale zabudované do betonu, nesmějí například:

vyvolávat korozi výztuže,
způsobovat skvrny na finálním povrchu,
mít nepříznivý vliv na funkčnost a trvanlivost konstrukčního prvku,
bránit přijatelnému způsobu ukládání a zhutňování čerstvého betonu.

Je-li forma bednění z materiálu umožňujícího absorbovat značné množství vody nebo umožňujícího její vypařování, musí se vhodně ošetřit (např. kropením nebo hydrofobizací), aby se snížily ztráty vody z betonu.


Obr. 12 Ztráta jemných složek betonu v patě sloupu	Obr. 13 Pohled na pracovní spáru s injektážní hadičkou

Odstranění bednění
Bednění betonové konstrukce je možné odstranit až tehdy, když beton dosáhl pevnosti, která zabezpečí, že v době odstranění bednění bude schopna přenášet všechna zatížení vyplývající z dalších fází výrobního procesu a v době jejího používání bude mít konstrukce vlastnosti požadované projektem. Požadavek na dobu odstraňování bednění se stanovuje v STN EN 13670. Nesmí se odstranit dříve, než beton dosáhne dostatečné pevnosti, aby:

se nepoškodil povrch při odstraňování bednění,
betonový prvek mohl přenést zatížení působící na něj v tomto stádiu,
se zabránilo deformacím nad hodnoty tolerancí stanovených v této normě a ve specifikaci zhotovování,
se zabránilo poškození klimatickými vlivy.

Bednění se musí odstranit takovým způsobem, aby trvalá konstrukce nebyla vystavena rázům, přetížení nebo poškození. Pozornost se musí věnovat způsobu (pořadí) odstranění bednicích prvků. Jako první se odstraňují bočnice bednění. Následně se uvolní a odstraní dno bednění konstrukce. Bednění se musí odstraňovat tak, aby odstraněním části podpěrného systému nedošlo k přetížení zbylé jeho části a aby v trvalé konstrukci nevznikla neočekávaná napětí v důsledku změny zatěžovacího schématu a ani dynamická zatížení rázy. Například při odstraňování bednění stropů se proto podpěrný systém uvolňuje směrem od středu rozpětí k podpěrám. Tímto způsobem konstrukce plynule přebírá zatížení.

Možnost odstranění bednění konstrukce se zpravidla řídí aktuální pevností betonu. Dá se stanovit destruktivními zkouškami na vzorcích (obvykle krychlích) vyrobených během betonáže pro tento účel nebo nedestruktivně (například tvrdoměrnými metodami). Bude-li konstrukce po odstranění bednění přenášet částečné zatížení, bednění lze odstranit, když konstrukce dosáhne přiměřeného násobku 28denní pevnosti. V případě konstrukce, která bude po odstranění bednění přenášet plné návrhové zatížení (a projekt nepředepisuje takzvanou odbedňovací pevnost), lze bednění odstranit až tehdy, kdy pevnost betonu vyhoví z hlediska spolehlivosti. Podle už zrušené STN 73 2400 pevnost v tlaku vyhovuje z hlediska spolehlivosti, když každá hodnota individuálně zjišťované pevnosti neklesne pod 85 % zaručené krychlové pevnosti v tlaku betonu dané třídy. Výsledné hodnoty zkoušek krychlových pevností musejí současně splňovat kritéria předepsaná k jejich statistickému vyhodnocování [1].

V některých případech bednění plní i funkci ošetřování betonu trvalé konstrukce. Pak nelze odbednit konstrukci dříve než po uplynutí minimální předepsané doby ošetřování.

TEXT: Ing. Peter Briatka, Ph.D., doc. Ing. Peter Makýš, Ph.D.
OBRÁZKY A FOTO: archiv autorů

Literatura
1.    Juríček, I.: Technológia pozemných stavieb – Hrubá stavba, Bratislava: JAGA GROUP, 2001.
2.    Bizub, J.: Debnenia na výstavbu rodinných domov. http://mojdom.zoznam.sk/cl/10027/394889/Debnenia-na-vystavbu-rodinnych-domov.
3.    DIN Standard on Formwork Pressures Updated, In: Concrete International, June 2010, American Concrete Institute, Farmingtonhills, 2010.
4.    http://www.isd-noe.sk/index.php?page=5094.
5.    http://www.paschal.de/bilder/produkte/ppl10.0_3D.JPG.
6.    http://www.meva.de/us/referenzen/entries/2007_01_arnstadt_testbed.php?listLink=1&pr=1.
7.    http://image.made-in-china.com/2f0j00kjIabDJgZtqN/Acrow-Formwork-Prop.jpg.
8.    STN 73 0035: 1986 Zatížení stavebních konstrukcí (zrušená).
9.    DIN 18218: 2010-01 Pressure of fresh concrete on vertical formwork.
10.    STN EN 13670: 2010 Zhotovování betonových konstrukcí.
11.    STN EN 1065: 2001 Nastavitelné teleskopické ocelové stojky. Specifikace výrobků, návrh a hodnocení pomocí výpočtů a zkoušek.
12.    STN 73 2400: 1986 Zhotovování a kontrola betonových konstrukcí (zrušená).
13.    Formwork Code of Practice 2006 – Department of Justice and Attorney-General, Queensland Government.

Článek byl uveřejněn v Realizace staveb.