כשלים בטפסות - חלק א'

טפסות הן מערכות של עמודים העשויים בדרך כלל מצינורות מתכת שעליהם מונח ונקשר משטח העשוי בדרך כלל מעץ. העמודים אמורים להיות מחוזקים באופן שיהיו מסוגלים לקבל, נוסף על עומסי הכבידה האנכיים, כוחות אופקיים שיכול להיות שיפעלו על הטפסות. כאשר גובה הקומה שעל התקרה הנושאת הוא יותר מגובה של קומה רגילה, נבנית מערכת מרחבית של תומכים (מגדלים מרחביים) המצטיינת בכושרה לעמוד גם כנגד כוחות אופקיים. העומסים המופעלים על הטפסה בעת היציקה עלולים להיות גבוהים מן העומסים הרגילים שלהם מתוכננת הטפסה, ובכך נוצר לנו כשל בטפסה.

כשל בטפסות מוגדר כאי עמידה של הטפסה בייעודה. כאשר ייעוד הטפסה מוגדר כמבנה זמני שנועד להחזיק:

  1. את המשקל עצמי שלהן.
  2. את הבטון הטרי שנוצק.
  3. את הכוחות שנוצרים הכוללים את החומר, הציוד והאנשים על הטפסה.

כל זה תוך שמירה על גודל, צורה ויישור של המשטח, הקורה ושאר האלמנטים מבטון, בהתאם לדיוק של בניית הטפסות. על הטפסות להישאר במקומן עד אשר הבטון חזק מספיק לשאת את משקלו העצמי, או במקרים בהם המבנה ניזוק ויש להשאיר תומכות.

הגורמים לכשלים בטפסות ניתנים לסווג לשלוש קבוצות מרכזיות:

  1. כשלים בתכנון - טעויות חישוב.
  2. כשלים בביצוע - ביצוע לא מדויק לפי התוכניות, חוסר זהירות ואי הקפדה על כללי בטיחות.
  3. כשלים באלמנטי הטפסות עצמם - כשלים בחומר ממנו עשויה הטפסה או מוצר פגום.

כשל בטפסות היא אחת הסיבות לתאונות וכשלים רבים המתרחשים בזמן יציקת הבטון, כאשר הבטון הטרי נוצק לראשונה לטפסה. באופן כללי, כאשר מתרחש אירוע בלתי צפוי שגורם לאחד הרכיבים בטפסה לכשל (לדוגמא: היערמות בטון, הפלה של תומכות ע"י פועל וכו'), שאר הרכיבים מקבלים עומסים גדולים מידיי וכתוצאה מכך כל מערכת הטפסות מתמוטטת. התמוטטות טפסות, יכולה לגרום לנפילת הבטון של התקרה החדשה על התקרה הנושאת, וליצירת עומס מוגבר עליה. העומס המוגבר הוא תוצאת התאוצה הכרוכה בנפילה כזו של בטון. העומס המוגבר יכול לגרום להתמוטטות התקרה הנושאת, ואף לכשל בשרשרת משמעורבות בו תקרות אחרות. התמוטטות טפסות גורמת לפציעות, אבידות בנפש, נזק לרכוש ועיכוב בזמן הבניה.

 

כשלים בתכנון

כלכליות היא נושא מרכזי בטפסות, מפני שעלותן בממוצע כ-40% מהעלות הכוללת של עבודות הבטון בפרויקט (תמונה מס' 1).


תמונה מס' 1: חלוקת העלות באלמנטי בטון.

בעיצוב ותכנון הטפסות צריך לשאוף למקס' כלכליות (הפחתת משקלים, ניצול מיטבי של החומר) מבלי לפגוע באיכות או בבטיחות.

כשלים בתכנון נובעים בעיקר מ-3 הגורמים הבאים:

  1. חוסר בחיזוקים נחוצים.
  2. אי עמידה של הבטון שנתמכים בו בעומסים המופעלים עליו.
  3. תכנון ע"י מתכנן לא מקצועי (לרוב בתקרה סטנדרטית).

חוסר בחיזוקים נחוצים (בעיקר בטפסות אופקיות גבוהות)

כשל אופייני בטפסות הוא שימוש בחיזוקים לא נכונים או לא מתאימים, או לחילופין אי שימוש בחיזוקים אלו. תמיכות בגובה עם כוחות מסיביים בחלקם העליון, רגישים לעומסים צדדיים ואקסצנטריים. לכן, כאשר יש כניסה של כוחות אופקיים שנוצרים בזמן העבודה אשר לא נלקחו בזמן התכנון של הטפסה, יכול להביא לכשל בה. חיזוקים אלכסוניים משפרים את היציבות של מבנים אלה. חוסר בחיזוקים אלכסוניים וחיזוקים אופקיים לא מתאימים לחיזוק תומכות של משטחים אופקיים (תקרות למשל), הם אחד הגורמים המרכזיים המעורבים בכשל של טפסות. הגורמים לכוחות אופקיים על הטפסה הם: רוח, ויברציות למיניהם (הסבר בהמשך), תנועה של אנשים וציוד על גביי הטפסה וכו'.

כאשר קורה כשל בחלק אחד, ואין מספיק חיזוקים ישנה אפשרות של התמוטטות לאזור נרחב יותר ובכך להרחיב את הנזק. אחת המטרות העיקריות של חיזוקים זה למנוע כשל מקומי קטן להתפתח לכשל גדול שיגרום לאסון. מחקרים הוכיחו שהרבה מקרים של תאונות גרמו להפסד רב של כסף, יכלו להימנע בקלות בהשקעה של סכום פעוט עבור חיזוקים אלכסוניים על מנת לתמוך בטפסה. הערה זו באה להראות לנו כי לכלכליות בזמן התכנון יש אפקט חשוב.

דוגמא למקרה הממחיש את החוסר בחיזוקים מתאימים, הוא סיפור קריסת הקומה המרכזית בקולוסאום בניו יורק בשנת 1955. הרצפה המרכזית של הקולוסאום בניו יורק התמוטטה כאשר הבטון נוצק לתוכה.

התומכות לטפסת התקרה היו בגובה של 2 קומות (תקרה גבוהה). ביניהם חיברו לוחות שלא היוו חיזוקים מספקים לכוחות אנכיים. בשעת התאונה פעלו כ8-9 מריצות ממונעות המובילות בטון על הטפסה. הטפסה תוכננה ללא הפעלה של מריצות אלו ואכן טרם הפעלתן לא הייתה קריסה של הטפסות. התנועה הרבה של המריצות על הטפסה גרמה להיווצרות כוחות אופקיים בטפסה, ובגלל היעדר חיזוקים מספקים לכוחות הללו- הטפסה קרסה (תמונה 2). בועדת החקירה לאירוע נקבע כי הגורם לקריסת הטפסה היא היעדר חיזוקים אופקיים ואלכסוניים, ושאם הם היו קיימים הקריסה הייתה נמנעת או מצומצמת למינימום. לאחר התאונה, בוצעו חיזוקים אלכסוניים ואופקיים בחלקי הטפסות שלא התמוטטו וכן הוקמה שוב הטפסה שהתמוטטה, אך הפעם עם חיזוקים אלכסוניים ואופקיים כראוי (תמונה 3). בתאונה זו נהרג אדם אחד ונפצעו כחמישים.

 

     
תמונה מס' 2: לאחר קריסת הטפסה. תמונה מס' 3: לאחר שיקום הטפסה והוספת החיזוקים.

 

אי עמידה של הבטון שנתמכים בו בעומסים המופעלים עליו

בזמן תכנון של טפסה, המתכנן מסתמך על כך כי התקרה הנושאת או הבטון עליו נשענת הטפסה חזק מספיק על מנת לשאת בעומסים המועברים מהטפסה.  ברגע שהבטון אינו חזק דיו לשאת בעומסים אלה וכבר פירקו את הטפסות מאותו מקום ייתכן כשל שיכול לגרור עימו תוצאות חמורות.

דוגמא למקרה הממחיש תכנון לקוי של חישוב מוטעה של העומסים המופעלים על הבטון התומך בטפסה, הוא סיפור קריסת הטפסה במגדל הקירור במערב וירג'יניה בשנת 1978 (תמונה 4). את מגדל הקירור בנו עם טפסה מטפסת, כאשר הטפסה מעוגנת ל-2 עוגנים, אחד בבטון של יום והאחר בבטון של 3 ימים. הטפסה תוכננה לעמוד בתכנון הנ"ל. בחקירת האירוע נמצא כי הבטון שנוצק יום לפני לא הגיע לחוזק הנדרש על מנת לתמוך את הטפסה. המסקנה אליה הגיעו החוקרים הייתה שהסיבה לקריסת הטפסה הייתה מיקום מוטעה לקבלת העומסים על המעטפת של המגדל, לפני הגעת הבטון לחוזק שאיתו יוכל לתמוך את הטפסה. באירוע זה נהרגו 51 פועלים והוא הוגדר כאחד האירועים הקשים ביותר בהיסטורית הבניה של ארה"ב (תמונה 5 ו-6).


תמונה 4: מגדל הקירור בשלמותו.

 


תמונות 5 ו- 6: התמוטטות מערכת הטפסות בתוך מגדל הקירור.

דוגמא נוספת מישראל למקרה הממחיש תכנון לקוי של חישוב מוטעה של העומסים המופעלים על הבטון התומך בטפסה, הוא קריסת תקרת גג של חניון באשקלון, בשנת 1994. ב-30.11.94, בעת יציקת גג בחניון על-קרקעי בן שלוש קומות באשקלון, שנתמך על תקרה נושאת באמצעות מגדלים מרחביים, חלה התמוטטות של מגדלי התמיכה ושל התקרה הנושאת. התמוטטות התקרה הנושאת המשיכה וגרמה לכשל בשרשרת של תקרת ביניים נוספת בקומה התחתונה. כל תקרות החניון היו תקרות פל-קל. מקרה זה נחקר ביסודיות על-ידי המכון הלאומי לחקר הבנייה, ומסקנותיו היו שהכשל נגרם כתוצאה מכשל התקרה הנושאת ולא כתוצאה של כשל בטפסות. גם דוח החקירה של אגף הפיקוח על העבודה הגיע למסקנה כי: "ללא צל של ספק, מערכת הטפסות לא הייתה סיבה להתמוטטות של תקרת הגג ורק תכנון ושיטת היציקה שלה גרמה להתרחשות האירוע".

 

תכנון ע"י מתכנן לא מקצועי

במהלך בניה רגילה וסטנדרטית אין פניה לקונסטרוקטור לטובת הכנת תוכנית טפסות, אלא מסתמכים על הידע והניסיון רב השנים של מנ"ע העבודה. לפעמים הניסיון לא מספיק, לפעמים ישנם אילוצים אשר אותו מנ"ע איננו מכיר באותו אזור או לחילופין איננו מודע להם ומכך יתכנו כשלים.
 

במאמר הבא נעסוק בכשלים בביצוע הטפסות ובכשלים באלמנטי הטפסות עצמם.

הוסף תגובה
צור קשר