Buchvorstellung "Schalungsplanung im Baubetrieb"
Normung, Bemessung und Kalkulation von Schalungen
- Schalungshaut,
- Unterkonstruktion,
- Schalungsanker (bei lotrechten Schalungen),
- Unterrüstung (bei waagerechten Schalungen),
- Elemente zur Lagesicherung (Abstützungen),
- Sicherheitseinrichtungen (Arbeitsbühnen und Schutzgerüste).
Schalungen und Traggerüste
Es ist vorteilhaft, schon bei der Angebotskalkulation mit der Schalungsplanung zu beginnen und sie für die Bauausführung als wichtiges Element in die Arbeitsvorbereitung zu integrieren. So kann eine sinnvolle Abstimmung zwischen Bauverfahren, zeitlichem Bauablauf, Bereitstellungsplanung und Baustelleneinrichtung erfolgen.
Bis in die 1980er Jahre unterhielten viele der größeren Bauunternehmen einen eigenen Schalungsbau, bestehend aus Planungsbüro und Werkstatt. In den Büros wurden Konstruktionszeichnungen und Werkpläne zur Herstellung von individuellen Schalungskonstruktionen erstellt, die dann in den Werkstätten gefertigt und auf die Baustelle geliefert wurden. Ebenso war es üblich, eigene Systemschalungen wie zum Beispiel Wand- und Deckenschalungssysteme in ausreichenden Mengen am Bauhof vorzuhalten und bei Bedarf einzusetzen. Diese Schalungssysteme waren durch die Schalungsindustrie zu diesem Zeitpunkt schon weit entwickelt.
Mittlerweile ist bei vielen Unternehmen der Schalungsbereich zum Rationalisierungsopfer geworden. Die Möglichkeit, Schalungssysteme für fast jeden Einsatzbereich anmieten zu können, hat dazu geführt, dass viele Tätigkeiten an den Schalungslieferanten übertragen wurden.
Das betrifft neben den Service- und Logistikleistungen, zu denen unter anderem die Lagerung und der Transport der Schalung gehört, insbesondere auch die Ingenieurleistungen wie beispielsweise das Erstellen von Schalungseinsatzplänen und Materiallisten, um den Schalungsbedarf zu ermitteln. Dennoch ist es von großer Wichtigkeit, dass den externen Schalungstechnikern qualifizierte und kompetente Ansprechpartner aus den Baufirmen zur Verfügung stehen, um Schalung und Bauablauf optimal aufeinander abzustimmen.
Aufgrund der Tatsache, dass die Schalungsindustrie heute für fast jede Anforderung Systemschalungen anbietet, die gemäß ihrer Typenstatik eingesetzt werden, verliert der klassische Schalungsbau zunehmend an Bedeutung. Eine Ausnahme stellt hier sicherlich der Ingenieurbau dar, wo häufig sehr spezielle Schalungslösungen erforderlich sind. Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, unterhalten teilweise auch heute noch einen eigenen Schalungsbau.
Demnach müssen die im Schalungsbereich tätigen Ingenieure je nach Aufgabengebiet in der Lage sein, die am Markt erhältlichen Schalungssysteme zu beurteilen und für ihre Zwecke einzusetzen. Ebenso müssen sie die Notwendigkeit spezieller Schalungskonstruktionen erkennen und diese gegebenenfalls planen können.
Beim Einsatz von Systemschalungen ist die jeweilige Aufbau- und Verwendungsanleitung des Herstellers zu beachten. Darin werden Sicherheitshinweise und wichtige Angaben für die Regelanwendung gemacht. Diese sind vom Anwender genau zu befolgen. Vom Regelfall abweichende Einsätze müssen unter Beachtung gültiger Gesetze, Normen und Sicherheitsvorschriften gesondert nachgewiesen werden.
Als "Schale" für den Frischbeton dient die Schalung der Formgebung eines Bauteils. Die auf die Schalungshaut einwirkenden Lasten werden in die Unterkonstruktion abgeleitet, die gemäß DIN EN 12812 als Traggerüst bezeichnet wird. Nachdem der Beton erhärtet ist und eine ausreichende Festigkeit erreicht hat, werden Schalung und Traggerüst in der Regel entfernt. Sie gelten von daher als temporäre Konstruktion und deren Unterstützung, die selbst jedoch nicht in das Bauwerk eingehen. Bei den heute überwiegend eingesetzten Systemschalungen sind Schalung und Unterkonstruktion teilweise fest miteinander verbunden. Sie werden in der Regel als Einheit betrachtet, sodass in der Praxis (und auch hier) häufig mit dem Begriff Schalung auch das Traggerüst gemeint ist.
Hinsichtlich ihrer Lastabtragung werden Schalungen für vertikale Bauteile (lotrechte Schalungen) und Schalungen für horizontale Bauteile (waagerechte Schalungen) unterschieden.
Lotrechte und waagerechte Schalungen bestehen aus den folgenden Konstruktionselementen:
Sichtbeton
Sichtbeton hat eine besondere Bedeutung bei der Herstellung von Stahlbeton-Bauteilen. Sichtbar bleibende Betonoberflächen werden sehr häufig als Stilmittel und Gestaltungsform moderner Architektur eingesetzt. Die Technologie des Sichtbetons ist deshalb von grundlegender Bedeutung.
Bereits in der Entwurfsphase muss der planende Architekt festlegen, wie die Sichtbetonflächen gestaltet werden sollen und welche Ausprägungen im Leistungsverzeichnis beschrieben werden müssen. Die Qualität von Sichtbetonflächen ist von vielen Faktoren abhängig und wird bereits während der Planung entscheidend beeinflusst.
Eine Ausschreibung muss daher für jedes geplante Sichtbeton-Bauteil eine differenzierte Angabe der geforderten Sichtbetonklasse nach DBV-Merkblatt Sichtbeton enthalten. In der Leistungsbeschreibung sind alle Anforderungen an das gewünschte Aussehen der Betonoberfläche zu formulieren und dabei die Ausführbarkeit zu berücksichtigen.
Das Merkblatt Sichtbeton sollte als Ganzes in einen Bauvertrag eingebunden werden. Bereits bei der Ausschreibung muss umfassend und für den Bieter kalkulierbar beschrieben werden, welche Anforderungen des Merkblatts konkret angesprochen sind. Damit verpflichtet sich der Planer, für die Ausführung fachgerechte und realisierbare Anforderungen zu definieren und diese positionsbezogen auszuschreiben.
Dabei muss der Planer sich im Klaren darüber sein, dass selbst bei sorgfältiger Planung und Ausführung gewisse Abweichungen nicht zu vermeiden sind. So kann es immer zu Farbunterschieden, Wolkenbildungen und Marmorierungen kommen. Auch geringes Ausbluten des Betons an Stößen und Ankerstellen lässt sich nicht vollständig vermeiden.
Alle ausgeschriebenen Anforderungen müssen aufeinander abgestimmt und ausführbar sein. Eine einfache Ausschreibung von Sichtbeton nach Merkblatt ist nicht ausreichend. Alle Abweichungen von der Klassifizierung in den Einzelkriterien der verschiedenen Sichtbetonklassen müssen explizit definiert werden.
So können über die festgelegte Sichtbetonklasse hinaus detailliertere Gestaltungskriterien festgelegt werden. Möchte man, dass die Anordnung von Schalungselementen, Schalungshaut- und Elementfugen sowie Schalungsankern in der Flächenaufteilung geplant werden, sollte in der Ausschreibung ein Schalungsmusterplan gefordert werden. Dieser zeigt die Wand im ausgeschalten Zustand.
Systematik der Schalungsplanung
Die Schalungsplanung für ein Bauvorhaben beginnt bereits in der Angebotsphase im Bauunternehmen. Um für den Leistungsbereich Stahlbetonarbeiten dem Bauherrn ein Angebot unterbreiten zu können, empfiehlt es sich, über die Auswahl und den Einsatz der Betonschalungen grundsätzliche Überlegungen anzustellen. Nur so kann ein termingerechtes und kostengünstiges Angebot erstellt werden.
Die Angebotskalkulation der Schalarbeiten erfolgt gewöhnlich eigenständig im Bauunternehmen mithilfe eigener Erfahrungswerte. Schalungsanbieter werden zu diesem Zeitpunkt meist nicht angefragt, da für eine Schalungs-Ausschreibung in der Angebotsphase nicht genügend Zeit zur Verfügung steht. Insbesondere bei Bauvorhaben mit höheren Ansprüchen an die Schalung wird ein Angebot aber auch ganz konkret auf der Grundlage des Vorschlages eines Schalungsanbieters kalkuliert. Für die Angebotskalkulation ist eine überschlägige Berechnung der Gerätemengen erforderlich. Nach Auftragserteilung beginnt im Unternehmen die Phase der Arbeitsvorbereitung mit einer aktualisierten Bauablaufplanung als Grundlage für die Taktplanung. Um die einzelnen Arbeitstakte planen zu können, bedarf es der Einteilung konkreter Schalungs- und Betonierabschnitte.
Ein Betonierabschnitt enthält mehrere Arbeitstakte:
- bei Decken: Einschalen – Bewehren – Betonieren – Ausschalfrist – Ausschalen,
- bei Wänden: Einschalen erste Seite (Vorstellschalung) – Bewehren – Einschalen zweite Seite (Schließschalung) – Betonieren – Ausschalfrist – Ausschalen.
Aussparungen und Einbauteile werden im Zuge der Schal- und Bewehrungsarbeiten eingebaut.
Im Bauunternehmen ist zu klären, ob man mit im Unternehmen zur Verfügung stehender eigener Schalung arbeiten kann, oder ob man darauf angewiesen ist, fremde Schalung von Schalungsherstellern oder Händlern einzusetzen. In diesem Fall ist für die Lieferung der Schalung eine Ausschreibung auszuarbeiten oder eine direkte Anfrage an einen Anbieter zu tätigen. Der genaue Baustellenbedarf an Schalungs- und Gerüstmaterial kann ermittelt werden, indem man eine Schalungseinsatzplanung durchführt.
Nur wenige Daten nötig
Um den groben Bauablauf des Rohbaus planen zu können, benötigt man nur wenige Daten. Gewöhnlich ist die zur Verfügung stehende Bauzeit Gegenstand der Ausschreibung oder schon vertraglich vereinbart. Mithilfe von Kennwerten kann der für die vorgegebene Bauzeit erforderliche Personal- und Kranbedarf ermittelt werden. Dies bedeutet, dass man unmittelbar aus wenigen Kennwerten zwar überschlägige, aber verlässliche Bedarfszahlen ermitteln kann. Als Grundlage für die Berechnung wird der Wert des umbauten Raumes (Bruttorauminhalt BRI) des herzustellenden Rohbaus herangezogen. Mithilfe dieser Kennzahlen lassen sich die erforderlichen Arbeitsstunden für das Gesamtbauwerk berechnen. Legt man Teilmengen von Bauabschnitten und Geschoßen zugrunde, lässt sich auch ein differenzierter Bedarf an Arbeitsstunden je Abschnitt oder Geschoß berechnen. Die Bemessung des Personalbedarfs und der erforderlichen Anzahl von Kränen erfolgt mithilfe dieser Kennwerte unter Berücksichtigung der Bauverfahren auf der Basis von Kranaufwandswerten, der Geometrie des Bauwerkes und der zu bewegenden Lasten.
Betonbauteile wie Wände und Decken werden gewöhnlich in mehreren Arbeitstakten hergestellt, die so geplant werden müssen, dass sowohl das Personal als auch die Geräte, und hier insbesondere die Schalungen, optimal und möglichst kontinuierlich eingesetzt werden können. Hierfür ist eine entsprechende Bauablaufplanung erforderlich. Als Grundlage aller weiteren Überlegungen ist für die Rohbauarbeiten ein Grobterminplan zu erstellen.Bei üblichen Hochbauten genügt es, die Vorgänge "Wände mit Stützen" und "Decken mit Unterzügen", abschnitts- und geschossweise zu betrachten. Vertikale und horizontale Tragelemente sollten voneinander getrennt betrachtet werden. Hierfür ist eine überschlägige Mengenermittlung erforderlich. Sofern man den Grundriss eines Gebäudes in mindestens zwei gleichartige Bauabschnitte unterteilen kann, die Wände und Decken bzw. vertikale und horizontale Tragelemente beinhalten, ist die Voraussetzung für eine sogenannte Taktfertigung gegeben. Dann kann der Bauablauf mit zwei Kolonnen geplant werden, eine Kolonne "Wände und Stützen" sowie eine Kolonne "Decken und Unterzüge".
Gerade Betonscheiben und -platten müssen in Betonierabschnitten von maximal 15 m Länge hergestellt werden. Um die Rissbildung durch Kriechen und Schwinden zu vermeiden, sind alle 15 m Schwindfugen vorzusehen. Um dies im kontinuierlichen Bauablauf zu erreichen, sollten die Betonierabschnitte vorzugsweise nicht hintereinander, sondern auf Vorlauf und Lücke oder im Pilgerschrittverfahren hergestellt werden. Sollen die Betonierabschnitte größer sein, muss in Abstimmung mit dem Statiker zusätzliche Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreiten nach DIN EN 1992-1-1 eingebaut werden. Bei Wänden mit Ecken kann ein Betonierabschnitt auch länger als 15 m sein. Bei Wänden liegt die optimale Länge eines Betonierabschnitts gewöhnlich zwischen 15 m und 20 m. Damit sind üblicherweise in einer Woche zwei Betonierabschnitte herstellbar. Dies ergibt sich aus dem Stundenaufwand, welchen die Ausführung der Arbeiten erfordert und der mit einer üblichen Kolonnengröße ausführbar ist.
Decken werden gerne im Wochentakt hergestellt. Die Größe eines Betonierabschnitts ist durch die Betonmenge begrenzt, die an einem Betoniertag auf die Baustelle geliefert und eingebaut werden kann. Flächen von 400 bis 600 m² sind durchaus üblich, eine entsprechende Risse-Bewehrung vorausgesetzt. Erfahrungsgemäß liegen die Flächen der Betonierabschnitte bei Decken häufig zwischen 200 m² und 300 m².
Angebotskalkulation
Grundlage der Angebotskalkulation im Bauunternehmen ist in der Regel das Leistungsverzeichnis (LV) in der Ausschreibung des Bauherrn. Die Schalarbeiten sind Gegenstand des Leistungsbereichs Beton- und Stahlbetonarbeiten gemäß VOB/C (DIN 18331). Schalarbeiten und Bewehrungsarbeiten sollten möglichst in eigenen Positionen aufgeführt und nicht Teil der Beton-Positionen sein.
Da die Ausschreibungsmengen von Schalung, Bewehrung und Beton in verschiedenen Mengeneinheiten gerechnet werden, die sich in aller Regel nicht proportional zueinander verhalten, sind die drei Komponenten getrennt zu kalkulieren. Voraussetzung dafür sind separate Positionen. Grundsätzlich beziehen sich die Mengen der Schalungspositionen im LV einer Ausschreibung von Stahlbetonarbeiten auf die zu schalenden Flächen. Da die Schalungen auf einer Baustelle in der Regel mehrmals umgesetzt werden und damit mehrmals eingesetzt werden, ist die Fläche der später auf der Baustelle benötigten Schalungsmenge (Vorhaltemenge) deutlich geringer.
Bei der Angebotskalkulation im Bauunternehmen werden Schalungen sehr oft als Mietschalungen kalkuliert, wenn die Bauunternehmen das Schalungsmaterial von den Herstellern oder Händlern mieten wollen. Sofern ein Bauunternehmen eigenes Schalungsmaterial einsetzen möchte, kann die Kalkulation auch auf der Grundlage der Kosten- und Leistungsrechnung Bau (KLR Bau) mit Kalkulationsansätzen der Baugeräteliste (BGL) erfolgen.
Zusätzlich zu den Gerätekosten müssen die Lohnkosten der Schalarbeiten kalkuliert werden. Darüber hinaus müssen weitere Kosten in der Kalkulation berücksichtigt werden, wie vor allem die Transportkosten.
Schalungsmiete
In der Vergangenheit hat die Miete von Schalungen sehr stark zugenommen. Die Bauunternehmen mieten Schalungssysteme projektbezogen an und geben somit Lagerhaltung, Bereitstellung, Instandhaltung und Disposition an die Vermieter ab. Oft werden die Vermieter auch mit Nebenleistungen wie beispielsweise der Erstellung von Schalungseinsatzplänen, den Transporten, der werkseitigen Endreinigung oder der Schalungsvormontage beauftragt.
Schalungen können entweder direkt beim Hersteller oder bei Händlern angemietet werden. Es gibt Vertragshändler, die nur Produkte eines bestimmten Herstellers anbieten sowie freie Händler, die Schalungen verschiedener Hersteller vermieten. Das Vertriebsgebiet von Schalungshändlern ist häufig regional begrenzt. Im Merkblatt "Mietschalung" des Güteschutzverband Betonschalungen Europa e. V. (GSV) werden neben dem Begriff Mietschalung auch allgemeine Mietbedingungen sowie die Preisstruktur der Mietschalung definiert. Damit trägt das Merkblatt wesentlich zur Transparenz zwischen dem Mieter und dem Vermieter von Schalungen bei.
Sofern nichts anderes vereinbart ist, sind üblicherweise die Allgemeinen Miet- und Lieferbedingungen des Vermieters Bestandteil des Mietvertrags. Darin sind gewöhnlich allgemeine Regelungen zu den Schalungstransporten, der Handhabung des Materials auf der Baustelle sowie der Rückgabe festgelegt. Individuelle Vereinbarungen wie Preise, Liefertermine oder Zahlungsziele sind gesondert im Mietvertrag festzulegen.
Einsatzplanung
Die Einsatzplanung von Schalungen ist Bestandteil der Schalungs-Arbeitsvorbereitung. Sie bietet großes Potenzial zur Optimierung der Schalarbeiten und kann somit wesentlich zu einem positiven Ergebnis einer Rohbaumaßnahme beitragen.
Zur Schalungseinsatzplanung gehört die Erstellung von Plänen, auf denen die Schalarbeiten zeichnerisch dargestellt sind. Dabei kann es sich sowohl um Regeleinsätze als auch um Sonderlösungen handeln, für die zusätzliche Detaildarstellungen notwendig sind. Dies stellt eine Erleichterung für das Baustellenpersonal dar und trägt neben einer Erhöhung der Arbeitssicherheit auch zur deutlichen Reduzierung der Schalzeiten bei.
Taktpläne gehören ebenfalls zur Einsatzplanung. Abgestimmt auf die geplanten Betonierabschnitte stellen Sie die einzelnen Schalungstakte dar. Anhand der Taktpläne werden Materialstücklisten erstellt, um die Vorhaltemengen zu optimieren. Die Planung muss auf der Grundlage der aktuell gültigen Normen und Vorschriften erfolgen. Sollten Schalungseinsätze von den in der Aufbau- und Verwendungsanleitung beschriebenen Regeleinsätzen abweichen, kann zusätzlich ein statischer Nachweis erforderlich werden.
Wie groß der erforderliche Aufwand für die Einsatzplanung ist, hängt maßgeblich vom Schwierigkeitsgrad der Geometrie des Objektes sowie von der Projektgröße ab. Bei einer einfachen Flex-Deckenschalung beispielsweise, können die Träger- und Stützenabstände sowie der Materialbedarf relativ einfach anhand der Bemessungstabellen der Hersteller ermittelt werden. In anderen Bereichen kann der Planungsaufwand deutlich höher und komplexer sein. Nicht selten werden dann DIN-A0-Pläne erforderlich.
Die Zeiten, in denen Schalungseinsatzpläne von Hand am Reißbrett erstellt wurden, sind vorbei. Wie in allen anderen Planungsbereichen auch werden dazu Softwaresysteme verwendet. Mittlerweile bieten alle Schalungshersteller entsprechende Programme an, mit denen sich der Einsatz ihrer Systeme planen lässt. Dadurch kann der Anwender entweder selbst die Einsatzplanung übernehmen oder den Schalungslieferanten damit beauftragen.
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