ביסוס מבנים ותמיכת קרקע

בשנים האחרונות התפתח תחום הגיאוטכניקה באופן משמעותי, כך שנהיה חלק אינטגרלי מתהליך הבנייה. הסיבה לכך היא בעיקר משום שחקירת שדה היא מרכיב חשוב בקביעת שיטת הביצוע של המבנה. אנליזה של ממצאי חקירת השדה מצביעה על מספר מסקנות, ומסקנות אלה מגדירות את ההיבטים שיש לשים לב אליהם בתכנון של הפרוייקט. אפיון הקרקע מתבצע באמצעות בדיקות מעבדה פשוטות (תכולת רטיבות, גבול פלסטיות וכו`) ובדיקות מתקדמות (קונסולידציה, גזירה מרחבית וכו`).


יתרה מזאת, התוצאות הנאספות משפיעות באופן חד על כל שלבי הביצוע ובסופו של דבר משך הפרוייקט, למשל הצורך בתכנון מבנה תמיכה זמני מוסיף מספר פעילויות הנגזרות משיטת התמיכה הנדרשת; או בעיית מי תהום שדורשת תהליך השפלת מים, וכיו"ב.

נסקור עתה שיטות הביסוס במבנים ונתמקד לאחר מכן בשיטות תמיכה של קרקע חפירה ע"י כלונסאות דיפון.

שיטות ביסוס מבנים
  1. יסוד רדוד - השענת העמודים על פלטות בטון מזוין הנושאות את עומסי התכן (אנכיים ו/או   אופקיים). ביסוס של יותר מעמוד נקרא יסוד עובר.
  2. יסוד דוברה (רפסודה RAFT FOUNDATION) - שימוש בשיטת ביסוס זו "פופולרי" במבנים רבי קומות הנושאים עומסי גרביטציה מסיביים.
  3. ביסוס כלונסאות נושאים/ חיכוך (BEARING PILES/FRICTION PILES) - ביסוס בשיטה הזו נחוץ בקרקע בעייתית כמו קרקע חרסיתית. במדריך לביצוע בנייה מודגש הצורך באבטחת יציבות ואיכות דפנות הקידוח, וכל עוד נשמרת הרטיבות הטבעית בקרקע ניתן להבטיח זאת. לכן מומלץ לבצע את היציקה של הכלונס ביום בו מבוצע הקידוח(או במועד הקרוב ליום קדיחתו).בנוסף לשיקול הנ"ל בטיחות היא חלק מהעניין, כך רוצים למנוע תאונות נפילה בתוך בור הכלונס. שיקול שלישי הוא ביצועי, כיוון שלא ניתן מבחינה מעשית לצקת כמות גדולה של כלונסאות בבת אחת, בוחרים לצקת מס` מסוים של כלונסאות ביחד (מס` זה כמובן תלוי בהספק כוח אדם, הובלות הבטון ותנאי מזג אוויר).

סוגי כלונסאות
  1. כלונסאות קדוחים (DRILLED PILES) – כלונסאות מבטון מזוין יצוקים באתר.
  2. כלונסאות מוחדרים בכוח (DRIVEN PILES) - כלונסאות מבטון טרום, פלדה או עץ. (נדרש בקרקע סלעית קשה).
  3. כלונסאות קטני קוטר (MICRO PILES) - – כלונסאות בקוטר מרבי של 60 ס"מ.

מכונות קידוח כלונסאות

מכונת קידוח "מיקרופייל"
תמיכת קרקע חפירה ע"י קירון דיפון

קירות דיפון משמשים לתמיכת קרקע חפירה עבור מבנים תת-קרקעיים שנתחמים ע"י מבנים קיימים.

סוגי קירות דיפון
  1. קיר כלונסאות קדוחים – משיקים (TANGENT PILES).
  2. קיר כלונסאות נחתכים(SEACANT PILES).
  3. כלונסאות מקושרים בקורות קשר + חיזוק ע"י עוגנים.
  4. קירות שיגומים.
  5. קירות סלאריים.
  6. קירות טרומים. 
נתמקד עתה בשיטות דיפון באמצעות כלונסאות:
  • כלונסאות חופפים                                
  • כלונסאות משיקים
  • כלונסאות עבים - דקים
  • כלונסאות + קמרונים

קיר כלונסאות קדוחים – משיקים (TANGENT PILES)

השיטה נהנית מיתרונות של פשטות ומהירות הביצוע. אך לעומת זאת חסרון של השיטה הוא שאינה מתייחסת לאטימות הקיר למים. (שיטה זאת יעילה בקרקע שבה מי תהום אינה מהווה קריטריון חשוב).  

שלבי הביצוע

1. קדיחה של הכלונסאות מתבצעת בשלב הראשון ע"י ציוד קידוח כלונסאות. יש לשים לב לסדר הקידוח של הכלונסאות.
2. החדרה של כלוב הזיון לתוך הקידוח.
3. יציקת הכלונסאות והתקשות.
4. קידוח מסמרים בקיר הכלונסאות , השחלת מסמרי פלדה מגולוונים 32 מ"מ ודיוס ע"י דייס צמנטי. החורים של המסמרים הם בד"כ בזווית של 15 מעלות לאופק. בחירה זו של הזווית נובעת מסוג הקרקע. אורך אופייני של המסמרים הוא 6 מטר.
5. טפסנות זיון ויציקת קורות קשר.
6. בדיקת ניסיון שליפה של העוגנים/מסמרים., לעומס של X  טון במקומות שייקבעו ע"י המהנדס.
7. על גבי דפנות הקירות, מציבים רשתות זיון ויוצקים בטון. ניתן לבצע זאת ע"י התזה, יציקה רגילה ע"י טפסנות וכו`.


קיר כלונסאות דיפון מחוזק ע"י שתי שורות ברגים


קיר כלונסאות ומסמרים מדוייסים


מכונת קידוח מסמרים

קיר כלונסאות קדוחים + קורות קשר + עוגנים

שיטה זו נובעת מתוך מגבלות של קרקע חלשה ו/או עומק חפירה גדול כך שהקרקע לא תהיה יציבה ללא חיזוק. לכן, מבוצע הדיפון בשלבים. לכן היעילות של השיטה בא לידי ביטוי בקרקעות בלתי יציבות. יתרון השיטה הוא ביכולת לקבל עומסים דינמיים עקב תזוזות לא רצויות בסביבת החפירה.אך המורכבות הטכנית לצד העלויות הגבוהות והקצב האיטי של התקדמות העבודה מהווים חסרון.

שלבי הביצוע

1. קידוח כלונסאות.
2. החדרת כלובי הזיון.
3. יציקה + התקשות.
4. חפירה עד עומק 2 מ`.
5. קידוח עוגנים.
6. החדרה ודיוס עוגנים.
7. טפסנות קורות קשר.
8. דריכת עוגנים.


קיר מעוגן + קורות קשר (מגדל W ת"א)

קיר כלונסאות נחתכים (SEACANT PILES)
יתרון של שיטה זו הוא באטימות הקיר למים, בנוסף לעמידות בעומסים דינמיים. אך החיסרון הוא איטיות הביצוע והצורך בציוד מיוחד לקידוח הכלונסאות.
שלבי ביצוע קריטיים:
  1. יציקת כלונסאות "נקבה" ללא פלדת זיון במרחקי קצה קטנים מקוטר הכלונס.
  2. אחרי 2-3 ימים קודחים כלונסאות "זכר".
  3. חיתוך המרווח בין הכלונסאות היצוקים+ החדרת כלוב הזיון.