פורטל CivilEng בסיקור מיוחד: דריכה של קורות טרנספורמציה בפרויקט הרצליה הילס

23.11.2016

בתאריך 21 בנובמבר, התקיים סיור באתר הבנייה של י.שטרן בהרצליה. מטרת המפגש המקצועי הייתה להקנות הכרה וידע בסיסי של עבודת הדריכה באתר עבור אנשי המקצוע המבקשים להרחיב אופקים. הרעיון למפגש נולד מתוך המחשבה כי מרבית אנשי המקצוע – הן אלה המתעסקים בביצוע והן עמיתיהם המתכננים - אינם מכירים את עבודת הדריכה וכן רוב הסיכויים שלא יתקלו בה במשך עבודתם, שהרי מדובר בתחום מצומצם יחסית.

פרטי הפרויקט

שם הפרויקט: הרצליה הילס
מיקום: מחלף הסירה, כביש 2
יזם: אזורים ועופר השקעות
משרד תכנון: ישראל דוד מהנדסים
קבלן מבצע (מסחר): י. שטרן
קבלן מבצע (מגורים): סיון ביצוע
אדריכלות: משרד קיקה ברא"ז
תכנון דריכה: דורון שלו מהנדסים
ניהול פרוייקט: EBN - אלה בן-נון ניהול ובנייה בע"מ

הקדמה

מבנה מסחרי ומשרדים בשטח כולל של כ-60,000 מ"ר.
בניין המשרדים ארוך וצר - 180 מ'.
כמות בטון מוערכת 28,000 מ"ק.
קומת המסחר מתוכננת להיות גבוהה.
10 קומות משרדים. שטח כל קומה כ-3,500 מ"ר.
י. שטרן קבלן ראשי של הפרויקט עד טופס 4 ומסירה, המתוכננת למאי 2018.
משך הביצוע: 27 חודשים.

הסבר קצר על הפרויקט

פרויקט הרצליה הילס הינו מתחם גדול אשר נמצא בין כביש החוף ומחלף הסירה ממערב לבין נתיבי איילון ומחלף שבעת הכוכבים ממזרח. הפרויקט בייזום משותף של אזורים בניה ועופר השקעות ומחולק לשלושה מתחמים:

מבני מגורים אשר מבוצעים ע"י חברת סיוון ביצוע – 600 יח"ד בשני מתחמים
מבנה מסחר ומשרדים המבוצע ע"י חברת י. שטרן.
מרכז ספורט ובריכה לדיירי המתחם שטרם התחיל ביצועו.

חברת י. שטרן הינה הקבלן הראשי שנבחר לביצוע מבנה המסחר והמשרדים. המבנה בשטח כולל של כ-60,000 מ"ר מחולק לשני חלקים עקב אורכו הגדול (180 מטר לכיוון צפון-דרום). במבנה 5 קומות חניון בשטח של כ-5,500 מ"ר כל אחת, קומת מסחר גבוהה בכניסה וכן 10 קומות משרדים בשטח של כ-3,500 מ"ר כ"א. משך ביצוע חוזי הינו 27 חודשים עד לקבלת טופס 4 ומסירה באחריות קבלן ראשי י. שטרן המתוכנן לחודש מאי 2018.

מבנה המשרדים, המתוכנן ע"י משרד ישר אדריכלים, מעניין מאוד מבחינה אדריכלית כפי שניתן לראות מההדמיה. בעקבות זאת ישנם אילוצים והנחיות נוקשות כמו גם חוסר גמישות מצד האדריכלים. בחזיתות המשתנות של הבניין ישנן הכנות לתאורה ומערכות נסתרות ולכן נדרש דיוק מרבי בביצוע והתאמות לתוכניות פריסת האלומיניום והפחים המחפים את כל המבנה לכל גובהו.

הפרויקט מבחינה הנדסית אינו מסובך יתר על המידה אך מאגד בתוכו היבטים רבים מאוד של ההנדסה שיש להכירם לעומק – קירות דיפון לחפירת החניונים והטיפול בהם תוך כדי התקדמות, חפירות פתוחות למילוי חוזר, ביסוס כלונסאות בקטרים ועומקים שונים, קורות טרנספורמציה, קומות גבוהות, חזיתות משתנות וכאמור גם קורות ותקרות דרוכות.

תקרת החניונים (רצפת קומת המסחר) הינה תקרת טרנספורמציה המהווה שינוי ביסוס עבור כל המבנה וממנה צומחים עמודי המגדל. בחלק הצפוני קורות הטרנספורמציה הינן קונבנציונאליות בחתך של 190/150 ס"מ. בחלק הדרומי ישנם אילוצים של גובה בקומת החניון 1- שהינה קומה טכנית ולכן נדרשנו לבצע קורות דרוכות שם. כמו כן גם קומת הגג הטכני נמצאת בחלק הדרומי של המבנה לכן העומסים המתקבלים הינם גדולים משמעותית מהעומסים שהתקבלו בחלק הצפוני. במידה והיה מתאפשר לבצע קורות קונבנציונאליות, הן היו מתקבלות גדולות לעין שיעור ביחס לקורות שביצענו בחלק הצפוני. אך כאמור לא נדרשנו לכך עקב אילוצי גיאומטריה של הקומה הטכנית.

בטון דרוך - היבטי תכנון

תכנון רכיבים מבניים עשויים בטון דרוך מציג אלטרנטיבה לתכנון רכיבים אלה מבטון מזויין. משמעות האלטרנטיבה הינה כללית ויכולה להילקח בחשבון ביוזמת גורמים שונים בשרשרת היזמות / תכנון / בHצוע.

ההחלטה לבצע רכיבים מבטון דרוך במרבית הפרויקטים מקורה ביוזמת קבלן מבצע משיקולים אשר עיקרם בחיסכון עלויות וחיסכון בזמני ביצוע' או במתכנן הקונסטרוקציה אשר מעדיף פתרון דרוך על פני פתרון קונבנציונלי עקב נתוני תכנון בעייתיים כגון מפתחים גדולים ו/או עומסים גדולים.

תנאים אלה המתוארים לעיל, מחריגים את ההחלטה לעבור לתכנון רכיבים מבטון דרוך משאר יועצי הפרויקט ובראשם האדריכלים. בכך "מפסיד" הפרויקט יתרונות גדולים בלתי מנוצלים כפי שיתואר להלן.

המשמעויות העיקריות בהשפעתן על איכות הפרויקט בהחלטה לבצע רכיבים דרוכים כרוכות בדיקוק משמעותי (כ-30%) בעובי הרכיבים (תקרות וקורות) וזאת בנוסף על צמצום משמעותי בעלויות ביצוע. בנוסף – דריכת תקרות כנגד בצוע תקרת לוח"דים מייתר את הצורך בקורות יורדות ובכך מקל מאד העברת מערכות בתחתית תקרות אלה. לא זו בלבד שאין צורך בחדירה אל קורות או במעקפים תחתיים, ניתן להניח מערכות בקווים בלתי מוגבלים באלכסון או בכל תוואי רצוני אחר.

לדיקוק התקרות יש משמעות רבה מאד:

1. רווח גדול מאד בגובה קומה ובגובה בניין כולו. להשוואה – בתקרת מרתף חניה המתוכננת מלוח"דים מונחים על גבי קורות מדובר בעובי כולל של כ-80 ס"מ בעוד התקרה הדרוכה תהיה בעובי כ-22 ס"מ. חסכון של כ-60 ס"מ במכפלת מספר קומות מביאה לצמצום משמעותי בעומק חפירה ובעומק כלונסאות דיפון.

2. באופציית תכנון תקרות דרוכות ניתן לרווח את העמודים מעבר למפתחים השגרתיים. במקום ריווח של 8.20 מ' ניתן לעבור לריווח של 10.80, 12.40 ואף יותר. בכך ניתן להוסיף מספר משמעותי של מקומות חניה עד כדי אפשרות חיסכון בבצוע קומת מרתף שלימה. לכך יש דוגמאות אמיתיות בפרויקטים בהם היינו מעורבים.

3. דיקוק התקרות בקומות הבניין העילי מקלות את משקלו בצורה משמעותית ומשפיעות כפליים הן על הביסוס באופן ישיר והן על הפחתת עומסי רעידות אדמה אשר מהם נגזרות משמעויות נוספות על הביסוס ומידות רכיבים אנכיים.

צריך להבין כי שלושת יתרונות אלה המתוארים לעיל ניתנים להשגה ולמיצוי מושלם רק כאשר הם נכללים בסבב התכנון האדריכלי מתחילתוולא כשלב שינוי תכנון על ידי קבלן מבצע לאחר זכייה במכרז בצוע.

סיווגי דריכה לפי העיתוי והגימור

דריכת קדם - pre tension

אלמנטים טרומיים דרוכים = לוח"דים

דורכים כבל ישר או בהטיה אחת ולאחר מכן יוצקים עליו. כאשר משחררים את אחיזת הכבל בקצוות הוא מעביר כוח צירי לאורכו אל האלמנט היצוק ויוצר מומנט כלפי מעלה הנובע מהאקסצנטריה.

כבל ישר באקסצנטריה
כבל מוטה

דריכת אחר - post tension

דריכה מדוייסת - bonded

הכבלים מונחים בתוך צינור שרשורי מפח (עורק - duct) ולאחר הדריכה מזריקים לתוכו דייס צמנט אשר גורם לשיתוף פעולה מלא בין הכבל לאלמנט הדרוך לכל אורכו.
קוטר העורק בין 6 ס"מ ל 12 ס"מ. לכן לא ניתן להשתמש בו בתקרות דקות אלא בתקרות מעבר עבות או בקורות בלבד.
אם נגרם נזק כלשהו לעורק עדיין ממשיכה פעולת הדריכה להשפיע עקב המאמץ הרציף לאורכו.

דריכה בלתי מדוייסת - unbonded

כבל בודד בקוטר של "0.5 או "0.6 משוך בגריז לכל אורכו ונתון בתוך צינור פלסטיק (דומה לצינורות חשמל).
בקצה אחד של הכבל - עוגן דומם אשר נתון בתוך יציקת הבטון ללא דריכה.
בקצה השני של הכבל - עוגן פעיל ממוקם בשפת התקרה וממנו משתלשל הכבל לצורך הדריכה.
הכבל למעשה מפעיל על הבטון כוחות פנימיים אולם ללא הדבקה בניהם. תיפקוד הכבל מותנה בתקינות העוגנים!!!

שלבי האנליזה

שלב הדריכה (transfer) - הדריכה כנגד משקל עצמי בלבד. הפסדים מידיים בלבד

שלב השימוש (service) - עומסים עתידיים מקסימליים. הפסדים מקסימליים לטווח ארוך

שלבי העבודה בביצוע תקרה דרוכה

ביצוע טפסנות
הנחת זיון תחתון (רשתות, מוטות בודדים)
סימון מיקום עוגנים בקצוות
הנחת כבלים
השלמת זיון ביקוע
השלמת זיון עליון וזיון בשפות הפסקות יציקה.
יציקת הבטון
לאחר 4 ימים ניתן להגיע לחוזק של 70% מהחוזק הנומינלי של הבטון המאפשר דריכה
לאחר ביצוע הדריכה ניתן לפרק את טפסנות התקרה

יתרונות וחסרונות השיטה

יתרונות

קוטר חיצוני של הכבל 19 מ"מ - מאפשר שימוש בתקרות דקות (מינימום עובי 22 ס"מ אם כי ניתן פחות)
ניתן לבצע מהלכי כבל אופטימליים לפי מהלכי המומנטים
הקטנת עובי יחסית לבטון מזוין - 30%
הקטנת שקיעות תוך שליטה מוחלטת באמצעות הדריכה
חסכון גדול בזיון הרך
פריסה על פני כל התקרה מאפשרת רדיסטריבוציה במקרה של כשל כבל מסוים
הכבלים מעבירים ומאזנים שקיעות על פני שטח - במקרה של עמיסות מרוכזות מקומיות
ניתן להגדיל מפתחים באופן משמעותי - פחות עמודים:
מרווחי חניה גדולים בחניונים
ורסטיליות בקומות מגורים, מאפשר לבצע שינויי דיירים
הקטנת עובי מצטברת
הבניין "שוקל" פחות - מוזיל ביסוס, משפר התנהגות ברעידות אדמה
בחניונים – עומק חפירה קטן
ניתן "להרוויח" קומות. בהשוואה ללוחדים - רווח של קומה על כל 4 קומות!!
זמני ביצוע מהירים עקב פירוק טפסנות מיד לאחר הדריכה. תקרה בשטח 1500 מ"ר עד פירוק טפסנות 4-5 ימים.
הקשחה של המבנה – תגובה טובה ברעידות אדמה.
ניתן לפתוח פתחים עתידיים בכל גודל רצוני לעומת לוחדים המוגבלים לשליש רוחבם.
אפשרות לביצוע הקורות במגבלות הגיאומטריה שהוצבו בפנינו.
ניתן לפרק טפסנות של הקורות מיד לאחר ביצוע הדריכה עקב התרוממות הקורות מהכוחות הפנימיים שהוכנסו אליה.
כמות ברזל רך (ברזל בניין מצולע) נמוכה משמעותית. לשם השוואה – כמות הברזל בקורות הטרנספורמציה הקונבנציונליות הינה כ- 190-200 ק"ג ברזל למ"ק בטון לעומת כ- 90-100 ק"ג ברזל למ"ק בטון בקורות הטרנספורמציה הדרוכות.

חסרונות

התכנון והביצוע אקסקלוסיביים בידי מתי מעט
יש הרואים בכניסת קבלן משנה נוסף - חסרון
פתיחת פתחים חייבת להיעשות בתיאום ותכנון של מתכנן הדריכה והביצוע - רצוי על ידי הקבלן הדורך.
הצורך בהכנסת קבלן משנה נוסף לפרויקט - לקבלן זה יש ציוד מיוחד, מערכות, אביזרים, כלים אשר יש צורך בתמיכה עבורו ושירותי מנוף לשעות רבות, בייחוד בעת פעולת הדריכה עצמה.
בדרך כלל יש צורך במתכנן דריכה ייעודי לעבודת הדריכה בנוסף למתכנן השלד הקונבנציונלי.
עקב מגבלות גיאומטריה ומידות הקורות הדרוכות, נדרשנו למקסם את השימוש בחתך הפעיל של הקורות, ולכן כבלי הדריכה עוברים גם דרך חתך התקרה עצמה. על כן, נדרשנו לצקת את התקרה יחד עם הקורות ולא התאפשר לנו לבצע הפסקת יציקה בתחתית תקרה. דרישה זו דרשה מאתנו התארגנות מיוחדת, עבודת טפסנות קשה ומאתגרת, התארכות משך ביצוע ותמיכת הקורות דרך כל 5 קומות החניון עקב העומסים הגדולים המתקבלים בעת יציקה גדולה כל כך בפרק זמן קצר.
שלביות רבה בעבודה הדורשת שילוב של מספר קבלני משנה, גורמים ומשאבים שונים - הנחת ברזל רך לאחר טפסנות הקורות, הנחת כבלי הדריכה על סולמות ע"פ תוכנית, השלמת ברזל רב באזורי ביקוע, פיקוח עליון של מתכנן הדריכה לאישור וסגירת הטפסנות בדפנות הקורות, טפסנות התקרה, ברזל ויציקה של הקורות יחד עם התקרה. לאחר שמתקבלות תוצאות מעבדה מוסמכת לחוזק בטון לאחר 3 ימים, דרוש אישור המתכנן לדריכה. לאחר הדריכה עצמה יש לסגור את השקעים הדרושים לצורך הכנסת ג'ק הדריכה, הזרקת דייס צמנטי מסביב לכבלי הדריכה משקע מיוחד שהוכן מראש.