W artykule omówiono rusztowania budowlane, w tym charakterystyczne rodzaje rusztowań budowlanych stosowanych przy budowie i modernizacji różnego rodzaju obiektów. Przedstawiono najistotniejsze cechy oraz elementy konstrukcyjne, na które należy zwrócić szczególną uwagę w trakcie ich wznoszenia oraz użytkowania. W tekście zawarto również wskazówki jakimi można się kierować, wybierając rusztowania budowlane dostosowane do charakteru prowadzonych prac.
Czym są rusztowania budowlane?
Rusztowania budowlane są nieodzownym elementem każdej nowo powstającej inwestycji, sprawdzą się również w przypadku prowadzenia rożnego rodzaju prac remontowych. Tymczasowe konstrukcje stosowane na placach budów mają przede wszystkim zapewnić bezpieczeństwo pracy na rusztowaniach, czyli bezpieczne wykonywanie prac na wysokości.
Rusztowania budowlane – wymagania prawne
Rusztowania budowlane muszą spełniać wytyczne określone m.in. w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania robót budowlanych [1]. Co ważne, producenci chcąc zaspokoić potrzeby klientów oferują również wyposażenie dodatkowe umożliwiające optymalne dostosowanie rusztowań do geometrii obiektu. Należy więc pamiętać, że każdy taki element powinien być zgodny z wymogami zapisanymi w normach bezpośrednio odnoszących się do rusztowań budowlanych. Niestety na rynku można spotkać rozwiązania niespełniające podstawowych wytycznych, dla których nie przeprowadzono odpowiednich badań. Ponadto częstym problemem jest również stosowanie tylko podstawowych elementów składowych o standardowych wymiarach, co może wpłynąć negatywnie na bezpieczeństwo użytkowników rusztowań [2].
Rodzaje rusztowań budowlanych
Dostępne na rynku rodzaje rusztowań budowlanych można znaleźć w nieaktualnej już normie PN-M-47900-1:1996 „Rusztowania stojące metalowe robocze – Określenia, podział i główne parametry” [3], nad której nową wersją prowadzone są obecnie prace. Poniżej przedstawiono najczęściej występujące rodzaje rusztowań budowlanych, a ich podziału dokonano na podstawie przeznaczenia z jednoczesnym wskazaniem newralgicznych elementów często decydujących o zastosowaniu danego rozwiązania.
Rusztowania budowlane rurowo-złączkowe
Rusztowania budowlane rurowo-złączkowe to najstarszy rodzaj rozwiązań stalowych. Podstawowymi elementami nośnymi są w nich rury stalowe, które za pomocą złączy można łączyć w kierunku prostopadłym, równoległym lub pod dowolnym kątem. Najważniejszą cechą konstrukcji rurowo-złączkowych jest ich uniwersalność polegająca na możliwości uzyskania dowolnego kształtu dostosowanego do geometrii obiektu. Dodatkowo pozwalają na umieszczanie pomostów na różnych wysokościach w zależności od potrzeb.
Rusztowania tego rodzaju są popularne w Wielkiej Brytanii oraz w krajach azjatyckich, jednak ze względu na czasochłonny montaż zostały wyparte przez systemy, w których występują połączenia zapadkowe, klinowe lub trzpieniowe, przyspieszające proces montażu. Rusztowania budowlane rurowo-złączkowe charakteryzują się niską estetyką i wymagają dużego doświadczenia montażowego, ponieważ jakość wykonanych połączeń (dokręcenie śrub z wymaganym momentem) jest newralgiczna w tego typu konstrukcjach. Złącza umożliwiają instalację dodatkowych elementów wyposażenia w dowolnym punkcie konstrukcji i podlegają restrykcyjnym badaniom przeprowadzanym zgodnie z założeniami zaktualizowanej serii norm PN-EN 74 [4].
Rusztowania budowlane ramowe
Rusztowania budowlane ramowe są jednym z najbardziej rozpowszechnionych rozwiązań. Głównym elementem nośnym tych konstrukcji są płaskie, sztywne ramy łączone między sobą podestami oraz balustradami. Dzięki zastosowaniu systemowych połączeń w postaci złączy zapadkowo-sworzniowych, montaż jest szybki i prosty. Poszczególni producenci proponują różne rozwiązania połączeń, jednak zasada ich realizacji jest zawsze taka sama.
Rusztowania budowlane ramowe znalazły najszersze zastosowanie w przypadku prac elewacyjnych, ze względu na łatwą rozbudowę w jednym kierunku. Charakteryzują się małą szerokością roboczą, wynoszącą z reguły ok. 75 cm. Znacznej grubości warstwy izolacji termicznej wymuszają odsunięcie rusztowania powyżej 20 cm od lica ściany, co z kolei wiąże się ze stosowaniem poręczy wewnętrznych jeszcze bardziej ograniczających swobodną przestrzeń roboczą. Ze względu na fakt, że nie we wszystkich systemach występują kasety montażowe poręczy wewnętrznych, konieczny jest czasochłonny montaż dodatkowych złączy. Bez dodatkowych elementów, pomosty mogą być umieszczane jedynie w dwumetrowych odstępach, nie zawsze dopasowanych do elementów konstrukcyjnych obiektów budowlanych w obrębie których prowadzone są prace.
Rusztowania budowlane modułowe
Rusztowania budowlane modułowe łączą cechy konstrukcji rurowo-złączkowych oraz ramowych. Umożliwiają rozbudowę w dowolnym kierunku, ale połączenia nie wymagają użycia klucza. Typowym połączeniem rusztowania modułowego jest węzeł w postaci rozety z otworami, przyspawanej w równych odstępach wynoszących 50 cm do rury pionowej. Połączenie pomiędzy rurami pionowymi (stojakami), a rurami poziomymi (ryglami) uzyskiwane jest poprzez zabicie klina w otwór rozety.
Dzięki swojej uniwersalności i ułatwionym montażu, rusztowania budowlane modułowe wykorzystuje się przede wszystkim przy realizacji obiektów przemysłowych [5] oraz zabytkowych [6]. Zastosowanie przykręcanych trzpieni łączących poszczególne stojaki, umożliwia podwieszanie rusztowań, co jest niedopuszczalne w przypadku modeli ramowych. Nieregularne kształty obiektów wymagają stworzenia skomplikowanej konstrukcji rur przy jednoczesnym zapewnieniu dostępu do miejsc pracy. Rozety w równych rozstawach zapewniają montaż zarówno rygli stanowiących poręcze ochronne, jak i rygli wzmocnionych, na których umieszczane są pomosty robocze.
Wadą systemu modułowego jest konieczność montażu konstrukcji z pojedynczych elementów, co wydłuża proces w stosunku do rusztowań ramowych. Dodatkowo, w przypadku rozbudowanych konstrukcji, konieczne jest zapewnienie wymaganej sztywności we wszystkich kierunkach rusztowania poprzez zastosowanie stężeń pionowych.
Rusztowania wolnostojące
Rusztowania wolnostojące nie mają stałych połączeń z elementami konstrukcyjnymi obiektów budowlanych. Wykorzystuje się je w przypadku w przypadku realizacji tymczasowych trybun lub scen. Stabilność konstrukcji musi być zapewniona poprzez ich ciężar własny lub dodatkowe balasty. Decydując się na montaż rusztowań wolnostojących należy jednoznacznie określić możliwości stosowania osłon w postaci reklam lub siatek, ponieważ w znacznym stopniu zwiększają one obciążenia wynikające z działania wiatru. W tego typu konstrukcjach pomosty nie są montowane na każdym poziomie, dlatego konieczne jest użycie dodatkowych stężeń poziomych, w postaci rur uniwersalnych zapewniających wymaganą sztywność.
Rusztowania wolnostojące w postaci trybun i scen są szczególnie narażone na dynamiczny charakter obciążenia wynikający z zachowania osób, które się na nich znajdują. Wymagają dużej wiedzy technicznej zarówno na etapie projektowania konstrukcji, jak i w trakcie ich nadzorowania [7]. Ważną kwestią jest zapewnienie odpowiedniego posadowienia, szczególnie w przypadku ustawiania rusztowania bezpośrednio na gruncie.
Rusztowania budowlane ruchome
Rusztowania budowlane ruchome sprawdzają się w przypadku wykonywania lekkich prac remontowych lub montażowych. Dzięki zastosowaniu kół jezdnych możliwe jest ich łatwe przemieszczanie i dotarcie to różnych miejsc, bez konieczności wykonywania rozbudowanej konstrukcji.
Rusztowania budowlane ruchome są lekkie oraz łatwe w montażu oraz transporcie. Stabilność konstrukcji zapewniają belki jezdne wraz z balastami lub stabilizatory. Decydując się na wykorzystanie rusztowania ruchomego konieczne jest przeanalizowanie możliwości stosowania danego systemu na zewnątrz budynku (konstrukcja narażona na działanie wiatru) i wymagań z tym związanych [8].
Co ważne, powierzchnia przemieszczania rusztowania musi być płaska o maksymalnym pochyleniu 1%. Koła jezdne powinny być wyposażone w hamulce oraz charakteryzować się określoną nośnością – dobiera się je odpowiednio do przewidywanych obciążeń.
Rusztowania budowlane podwieszone
W przypadku zwartej zabudowy miejskiej, częsty problem stanowi brak możliwości posadowienia rusztowania bezpośrednio na poziome gruntu. W takich przypadkach konieczne jest wykorzystanie do tego elementów konstrukcyjnych sąsiednich obiektów. Jeżeli to również nie jest możliwe należy zastosować podwieszenie. Jedną z metod jest wykorzystanie wsporników stalowych kotwionych do ściany obiektu, na którym prowadzone są prace.
Wsporniki stalowe stanowią punkty podparcia dźwigarów, na których rozmieszcza się i zawiesza poszczególne pola rusztowania. Oprócz konieczności sprawdzenia stanu podłoża (ściany) oraz doboru odpowiedniego systemu kotwienia (kotwy chemiczne lub mechaniczne, ściągi przez otwory w ścianie [9]), trzeba również przeanalizować miejsca bezpośredniego oparcia dźwigarów na wspornikach. Kolejną ważna kwestią jest nośność złączy, za pomocą których na dźwigarach są zawieszane stojaki. W praktyce bardzo często pojedynczy stojak jest zawieszony na dźwigarze tylko za pomocą jednego złącza, co może prowadzić do przekroczenia nośności, a co za tym idzie – utraty punktu podparcia. Wykorzystanie dwóch złączy na każdy stojak zapewnia rozłożenie siły zarówno na pas dolny, jak i górny dźwigara.
Schodnie
Schodnie, czyli piony komunikacyjne wyposażone w biegi schodowe, mogą być elementami każdego rodzaju rusztowań. Ich zadaniem jest zapewnienie swobodnej komunikacji w pionie. Stanowią rozwiązanie znacznie wygodniejsze od typowych pionów komunikacyjnych realizowanych w postaci pomostów przejściowych wyposażonych w drabiny. Niezależnie od rodzaju rusztowania, schodnie znalazły szerokie zastosowanie jako konstrukcje zapewniające dostęp o miejsc pracy znajdujących się powyżej terenu, takich jak wszelkiego rodzaju wiadukty, w obrębie których prace są wykonywane na znacznych wysokościach. Schodnie często stanowią też jedyne drogi ewakuacyjne, dlatego z ich powierzchni nie powinny być prowadzone jakiekolwiek prace.
W przypadku niezależnej konstrukcji w postaci schodni, konieczne jest zapewnienie stabilności poprzez zastosowanie balastów lub kotwień skośnych przenoszących obciążenia wynikające z działania wiatru, w kierunku równoległym do biegu schodowego. W przypadku biegów schodowych ze spawanymi aluminiowymi stopnicami, producenci rusztowań są zobligowani do przeprowadzenia badań obciążeń cyklicznych.
Rusztowania budowlane wsporcze
Oddzielną grupę stanowią wszelkiego rodzaju rusztowania budowlane wsporcze, do których można zaliczyć konstrukcje stanowiące podpory deskowań. Stosuje się je przede wszystkim przy realizacji obiektów liniowych. Rusztowania budowlane wsporcze nie zawsze są konstrukcją wsporczą deskowania. W przypadku stalowych konstrukcji nośnych montaż poszczególnych modułów wiaduktu wymusza zastosowanie tymczasowych podpór umożliwiających uciąglenie konstrukcji i wykonanie połączeń [10]. Tego typu konstrukcje podlegają znacznym obciążeniom oraz wymagają zapewnienia właściwego posadowienia na odpowiednio przygotowanym podłożu. Rozwiązaniem umożliwiającym podparcie deskowań są wieże nośne, dla których przeprowadza się oddzielne badania i obliczenia opisane szczegółowo w normie PN-EN 12813:2005 „Tymczasowe konstrukcje stosowane na placu budowy – Wieże nośne z elementów prefabrykowanych – Szczegółowe metody konstruowania” [11]. Nośność wież jest uzależniona od ich wysokości oraz od schematu statycznego w jakim będą pracowały. We wspomnianej normie wyróżniono dwa typy – wieże swobodne oraz z zablokowaną możliwością przesunięcia w obrębie głowic.
Dobierając wieże wsporcze do przewidywanych obciążeń należy brać pod uwagę etap montażu, który może wymagać dodatkowego balastowania w trakcie ich wznoszenia. Trzeba również przeanalizować poszczególne etapy układania mieszanki betonowej oraz możliwości swobodnego demontażu. Newralgicznym parametrem wież nośnych jest poziom wykręcenia podstawek oraz głowic regulowanych, dlatego dobierając układ wież należy dokładnie przeanalizować ich wysokość.
Dobór rusztowań budowlanych
Właściwie dobrane rusztowania budowlane w dużym stopniu wpływają na optymalną realizację inwestycji [12]. Wybierając odpowiednie rozwiązania należy wziąć pod uwagę różne elementy, takie jak m.in.:
- możliwości posadowienia rusztowania [13],
- możliwości kotwienia rusztowania [6],
- usytuowanie rusztowania w obrębie ciągów komunikacyjnych [1],
- usytuowanie rusztowania w sąsiedztwie napowietrznych linii elektroenergetycznych [1],
- przewidywane obciążenia eksploatacyjne w strefie roboczej – przeznaczenie rusztowania [14],
- obciążenie wiatrem, na które bezpośredni wpływ ma lokalizacja rusztowania oraz stosowanie osłon w postaci siatek oraz plandek [14].
Dodatkowo niezależnie od rozwiązania, wybierając rusztowania budowlane należy bezwzględnie pamiętać, że [1]:
- rusztowania budowlane systemowe powinny być montowane zgodnie z dokumentacją projektową, z elementów poddanych przez producenta badaniom na zgodność z wymaganiami konstrukcyjnymi i materiałowymi, określonymi w kryteriach oceny wyrobów pod względem bezpieczeństwa,
- montaż rusztowań, ich eksploatacja i demontaż powinny być wykonywane zgodnie z instrukcją producenta albo projektem indywidualnym,
- osoby zatrudnione przy montażu i demontażu rusztowań oraz monterzy ruchomych podestów roboczych powinni posiadać wymagane uprawnienia,
- użytkowanie rusztowania jest dopuszczalne po dokonaniu jego odbioru przez kierownika budowy lub uprawnioną do tego osobę.
Realizując dobór rusztowań budowlanych należy wziąć pod uwagę przede wszystkim jego przeznaczenie oraz przewidywane obciążenia. Oprócz konieczności przeanalizowania zakresu i kolejności wykonywania prac, konieczne jest również sprawdzenie możliwości właściwego ich posadowienia oraz zakotwienia, szczególnie w przypadku stosowania plandek lub siatek, które w znacznym stopniu zwiększają obciążenia wynikające z działania wiatru.
Dobór w zależności od przeznaczenia
Rusztowania budowlane rurowo-złączkowe pomimo największej uniwersalności są rzadko spotykane ze względu na pracochłonność ich wykonania. Połączenia w postaci złączy śrubowych są wypierane przez inne rozwiązania niewymagające użycia kluczy, co znacznie przyspiesza proces montażu i demontażu konstrukcji. Rusztowania budowlane ramowe ze względu na łatwą rozbudowę w jednym kierunku przeznaczone są głównie do prowadzenia prac elewacyjnych. Modele modułowe z kolei, dzięki możliwości rozbudowy w dowolnym kierunku, są wykorzystywane do prowadzenia prac na obiektach o nieregularnych kształtach, a także konstrukcji wolnostojących, które nie mają punktów kotwienia (należy tu pamiętać o konieczności stosowania balastów zapewniających stabilność).
W przypadku braku możliwości bezpośredniego posadowienia rusztowania na gruncie, można użyć modeli podwieszanych lub ustawionych na elementach konstrukcyjnych obiektów budowlanych.
Rusztowania budowlane ruchome, dzięki możliwości łatwego przemieszczania bez konieczności częściowego demontażu, znajdują swoje zastosowania przy lekkich pracach prowadzonych na wysokości. Należy tu wziąć pod uwagę czy rusztowanie będzie narażone na działanie wiatru i czy powierzchnia podłoża zapewnia swobodne przemieszczanie konstrukcji.
Schodnie, których głównym zadaniem jest umożliwienie swobodnej komunikacji do miejsca prowadzenia prac, mogą być wykonane zarówno z systemów ramowych, jak i modułowych.
Rusztowania budowlane wsporcze w postaci wież nośnych stanowią odrębny rodzaj konstrukcji podlegający znacznym obciążeniom. Oprócz konieczności doboru właściwego rozstawu poszczególnych stojaków, konieczne jest również zapewnienie prawidłowego posadowienia zapewniającego przeniesienie obciążeń.
Co ważne, niezależnie od wyboru danego rodzaju rusztowania należy pamiętać, że oprócz umożliwienia wykonania prac ich głównym zadaniem jest zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom.
Literatura
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania robót budowlanych (DzU z 2003 r. nr 47, poz. 401).
2. M. Pieńko, „Problematyka rusztowań w aspekcie bezpieczeństwa pracy na wysokości”, Przegląd Budowlany 9–10/2022.
3. PN-M-47900-1:1996 „Rusztowania stojące metalowe robocze – Określenia, podział i główne parametry”.
4. PN-EN 74-1: 2022 „Złącza, sworznie centrujące i podstawki stosowane w deskowaniach i rusztowaniach Część 1: Złącza do rur. Wymagania i metody badań”.
5. M. Pieńko, E. Błazik-Borowa, „Wykorzystanie rusztowań budowlanych do prac na wysokości podczas remontów obiektów przemysłowych”, Materiały Budowlane 10/2012.
6. A. Robak, M. Pieńko, E. Błazik-Borowa, “Examples of unusual construction scaffoldings used for renovation works of historic buildings”, Civil And Environmental Engineering Reports 18/2015.
7. A. Rawska-Skotniczny, „O problemach przy budowie tymczasowego amfiteatru w Opolu”, Przegląd Budowlany 7–8/2017.
8. PN-EN 1004-1:2020 „Ruchome rusztowania robocze wykonane z elementów prefabrykowanych – Część 1: Materiały, wymiary, obciążenia projektowe, wymagania bezpieczeństwa i ogólne zasady projektowania”.
9. P. Kmiecik, „Rusztowania podwieszane – charakterystyka, zastosowanie, rozwój”, Inżynier Budownictwa 4/2018.
10. E. Błazik-Borowa, M. Pieńko, A. Robak, „Rozwiązania techniczne konstrukcji rusztowań przy budowie i remontach obiektów drogowych”, Autostrady 4/2015.
11. PN-EN 12813:2005 „Tymczasowe konstrukcje stosowane na placu budowy – Wieże nośne z elementów prefabrykowanych – Szczegółowe metody konstruowania”.
12. M. Szruba, „Deskowania i rusztowania w budownictwie”, Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 3/2018.
13. M. Pieńko, „Prawidłowe posadowienie rusztowań – co to znaczy?”, Inżynier Budownictwa 5/2022.
14. PN-EN 12811-1:2007 „Tymczasowe konstrukcje stosowane na placu budowy – Część 1: Rusztowania Warunki wykonania i ogólne zasady projektowania”.
Publikacja artykułu: styczeń 2023 r.
