תקרות דרוכות באתר - הכרה והצגת ייתרונות

בשני העשורים האחרונים התרבה בישראל השימוש בתקרות דרוכות בדריכת אחר על ידי כבלים לא מודבקים, Unbonded Post-Tensioning. שיטה זו מוכרת ומיושמת מזה שנים רבות בעולם המערבי, בעיקר בארה"ב ובאירופה המערבית. כדי להכיר את השיטה ואת יתרונותיה חשוב להכיר באופן כללי את תחום הבטון הדרוך, השיטות השונות וההבדלים ביניהן.

רקע
כידוע, לבטון יכולת גדולה מאד לעמוד בכוחות לחיצה, אך יכולת נמוכה מאד לעמוד בכוחות מתיחה. בשל תכונה זו הוא נסדק כאשר פועלים עליו כוחות מתיחה. ה"ברזל  רך" המוכר לנו נחשב לזיון פסיבי של הבטון. מוטות אלו לא נושאים שום עומס עד אשר הופעלו כוחות העמסה על הבטון. כאשר קורה מועמסת היא מקבלת העמסה המתורגמת לכפיפה בתחתית הקורה ולכוחות מתיחה בבטון.

באלמנטים של בטון דרוך מופעלים מראש על אמצעי הזיון כוחות מתיחה אשר מתנגדים לכוחות העומס השימושי על הקורה. כוחות אלו מופעלים על ידי אמצעים הידראולים אשר מותחים את פלדת הדריכה. ביישומי הבטון הדרוך ישנם סוגים שונים של פלדת דריכה החל מחוטים, מוטות וברגים וכלה בכבלים הבנויים משבעה גידים.


 

בדריכה יש להבחין בין שני תחומים עיקריים, הדומים זה לזה בעקרון ההנדסי, אך שונים בהתאמתם ליישומים השונים.בשני התחומים, פלדת הדריכה ועקרון המתיחה זהים. התחומים הם דריכת קדם ודריכת אחר.

שיטות דריכה

דריכת קדם Prestress
בשיטה זו כבלי הדריכה נדרכים עוד בטרם יציקת הבטון. הדריכה מבוצעת כנגד מסגרת טפסנות. לאחר היציקה ולאחר הגיע הבטון לחוזק הנדרש, משוחררים כבלי הדריכה בדרך של חיתוך, וכוחות הדריכה מועברים לבטון. בדריכת קדם אין הכבלים מסודרים במהלך מומנטים אלא בקו אופקי אחיד לאורך האלמנט. שיטה זו מיושמת אך ורק במפעלי בטון טרום שבהם נמצאת המסגרת המתאימה המסוגלת לקבל את כוחות הדריכה. בין האלמנטים המיוצרים בשיטה זו מוכרים לנו הלוח"דים (לוחות חלולים דרוכים) וכן קרומים, קורות לגשרים ועוד. בשיטה זו אין שימוש בעוגנים (למעט אלו המשמשים את תבנית המפעל).


דריכת אחר Post Tensioning
בשיטה זו המבוצעת בעיקר באתר העבודה עצמו, מונחים כבלי הפלדה בטרם יציקת הבטון ונדרכים אך ורק לאחר הגעתו לכח הנדרש. הכבלים מונחים על סולמות תמיכה המקנים להם את מהלך המומנטים שתכנן מהנדס הדריכה. לכל כבל דרוך בדריכת אחר יש שני עוגנים. דריכת אחר מתחלקת לשני תת תחומים אף היא:

 
  • דריכה מודבקת Bonded Post Tensioning: שיטה זו מיושמת בעיקר בקורות כבדות של גשרים. בדריכה זו כבלי הפלדה מונחים בתוך עורק העשוי פח שרשורי או HDPE. לכל עורק ניתן להשחיל בין ארבעה לעשרים ושבעה כבלים. העורק מונח על סולמות התמיכה במהלך המומנטים. לאחר התקשות הבטון נדרכים כל הכבלים בעורק כיחידה אחת על ידי ג`ק המותח את כולם בו זמנית ובאופן שווה. עם סיום הדריכה מוזרק דייס צמנט לחלל שבין העורק לכבלים ומשמש להגנה מפני קורוזיה וכתווך מדביק (ומכאן גם שמה של השיטה) המסייע להעברת הכוחות לבטון.

תמונה 1 - דריכת כבלים מסוג 19T15S על ידי ג`ק 450 טון. כל הצמה נדרכת ביחד

 
  • דריכה על ידי כבלים לא מודבקים  Monostrand Unbonded Post Tesnioning: בשיטה זו מבוצעת בעיקר תקרות דרוכות, בריכות אגירה וקורות קטנות יותר. גם בשיטה זו הכבלים מסודרים במהלך מומנטים על גבי סולמות התמיכה, ומעוגנים בשני קצוותיהם. כבל לא מודבק עשוי מאותה פלדת דריכה ממנה עשויים הכבלים האחרים, אך כאן מיוצר במפעל עם ציפוי שרוול PE ומגורז היטב. הכבלים בדריכה לא מודבקת מפוזרים על פני כל שטח התקרה, למעט אזורים של קורות או רצועות עמוד בהם יש צפיפות רבה יותר מאזורי השדה. בשיטה זו כל כבל נדרך לבדו ומכאן גם שמה Mono-Strand.

תמונה 2 - סידור כבלים במהלך מומנטים על גבי סולמות תמיכה

 
תקרות דרוכות
לאחר שסקרנו את תחום הבטון הדרוך, נתמקד באחד מענפיו והוא התקרות הדרוכות בדריכת אחר לא מודבקת.

שיטת התקרות הדרוכות הפכה לנפוצה בישראל מאז אמצע שנות התשעים. עד עתה בוצעו בישראל מעל למליון וחצי מ"ר של תקרות דרוכות ונעשה שימוש באלפי טונות של פלדת דריכה. עיקר היישום של תקרות דרוכות הוא במבני ציבור כדוגמאת חניונים, קניונים, מבני משרדים, בתי כנסת, ומפעלים. השיטה אינה נפוצה במבני מגורים למעט במגדלי היוקרה שקמו בשנים האחרונות שחלקם דרוכים וכן במספר מאד מצומצם של בתי יוקרה פרטיים. רוב התקרות הן תקרות מקשיות אך נעשה גם שימוש בתקרות צלעות עם גופי מילוי.

לשיטה זו מספר יתרונות בולטים על פני שיטות אחרות לביצוע תקרות.

 
  1. הקטנת עובי התקרה: תקרות דרוכות הן לרוב דקות יותר מאשר תקרות קונבנציונאליות. בהשוואה לתקרות לוח"דים הן מגיעות לעוביו של הלוח"ד ללא הטופינג. מהקטנת עובי התקרה נגזרים מספר רב של יתרונות: הקטנת גובה המבנה, במקרים בהם ישנה חשיבות קריטית לגובה המבנה ובמבמנים רבי קומת ניתן לחסוך אף גובה של קומה שלמה. במגדלי מגורים ומשרדים שנבנו בשנים האחרונות, עובי התקרה הטיפוסית נע בין 22-25 ס"מ.
  2. הקטנה עומק החפירה: במקרים של חניון תת קרקעי דרוך, ניתן להקטין את עומק החפירה או החציבה בשל הקטנה עובי התקרות. תקרות דרוכות הן לרוב תקרות חלקות ללא קורות יורדות וללא עיבויים בעמודים, בנוסף לכל היתרונות הנובעים מכך מתאפשר מעבר קל יותר של צנרת ומערכות במבנה. הקטנת כמות הברזל הרך: ברוב המקרים, בתקרה דרוכה יש פחות ברזל רך מאשר בתקרה קונבנציונאלית. כמו כן, סידור הברזל הוא פשוט יותר ומורכב בעיקר מרשת תחתונה, זיון ביקוע באזורי העוגנים ומעט זיון עליון באזור העמודים בלבד.
  3. מפתחים גדולים יותר: באמצעות תקרות דרוכות  ניתן לגשר בקלות רבה על מפתחים גדולים יותר ואף להוריד את מספר העמודים. לנושא זה משמעות כלכלית רבה במבני משרדים ובחניונים בהם ניתן להגדיל את השטחים המושכרים.
  4. פתחים ומעברים: קיימת תפיסה מוטעית כי בתקרות דרוכות לא ניתן ליצור מעברים ופתחים. בטרם היציקה ניתן ליצור בקלות את כל הפתחים הדרושים בתקרה על ידי הסטת מסלול הכבלים. לאחר היציקה, ניתן לפתוח פתחים לאחר התייעצות עם מתכנן הדריכה וניטרול כבלים מסויימים.
  5. קיצור לוחות הזמנים: תקרה דרוכה מקצרת את לוחות הזמנים של הפרוייקט בכל היבטיו. ראשית, פרק הזמן הדרוש לשם הנחת הברזל ופלדת הדריכה קצרים יותר מאשר שיטות אחרות. לרוב, ניתן להכין קטע יציקה בן 500-800 מ"ר בשלושה ימי עבודה כולל טפסנות, ברזלנות, פלדת דריכה והכנה ליציקה. כן ניתן בקלות להגיע לקצב של יציקת קומה בשבוע. גם הטפסנות היא פשוטה היות והתקרות הן חלקות.
  6. פירוק תמיכות לאחר ארבעה ימים: דריכת התקרה מתבצעת כארבעה ימים בלבד לאחר היציקה. מיד לאחר מכן ניתן לפרק את הטפסנות ולהעבירה הלאה לקטע היציקה הבא. קיצור לוחות זמנים זה משפיע על כלל עלויות הפרוייקט החל בשכירות התבניות וכלה בתקורות כלליות של האתר כמו עגורן, צוות ניהול וכו`.
 

תמונה 3 - ניתן להבחים בריכוז הכבלים ברצועות עמוד ופיזור כבלים בשדות שבין העמודים.

 

תמונה 4 - סידור הברזל והכבלים באזור העוגנים


חסרונות: על אף כל האמור לעיל, ישנם גם מספר חסרונות לשימוש בשיטה זו. ראשית, כל חומרי הגלם המשמשים לביצוע מקורם בחו"ל. הפלדה מגיעה בעיקר מסין וממדינות כמו איטליה, ספרד וברזיל. העוגנים מיוצרים באירופה ובארה"ב. המלאים מוחזקים בארץ הם לרוב קטנים ומחייבים התארגנות מוקדמת לשם הבטחת רציפות העבודה בפרוייקטים גדולים. מצבים שכיחים כמו שביתה בנמלים יכולים להביא לחסור בכבלי דריכה באם לא הייתה התארגנות מוקדמת לשמירה על מלאי זמין.

כמו לשיטות הנדסיות אחרות, הנסיון מלמד כי חסרונות השיטה גוברים על יתרונותיה אם נעשה בה שימוש שלא לצורך. המקרים המתאימים ביותר לשימוש בשיטה הם מבנים בבהם ישנם עומסים או מפתחים גדולים או שילוב של השניים וכן מבנים שבהם ישנו צורך להקטין את כמות הברזל הרך או לעמוד בלוח זמנים דחוק במיוחד הם הבמנים המתאימים ביותר לשיטה.

יישומים נוספים: בשיטה זו נדרכים גם קירות של בריכות אגירה על מנת לאפשר עמידות בפני הלחץ ההידרוסטטי של המים.
 

בתמונה - סידור כבלים בקירות בריכת אגירה 8,000 מ"ק באילת

מאמרים נוספים שכתבתי
צור קשר