יורדים לשטח - חיזוק והוספת ביסוס בחניון עזריאלי הספירלה

אודות פרויקט עזריאלי הספירלה

מגדל הספירלה במתחם עזריאלי בתל-אביב הוא אחד מפרויקטי הבנייה המורכבים והשאפתניים המתבצעים כיום בישראל. המגדל מוקם במרכז העסקים של תל-אביב, ממזרח לדרך מנחם בגין ובצמוד למתחם עזריאלי הקיים, ומהווה את הרחבתו המשמעותית של המתחם לצד שלושת המגדלים המוכרים - העגול, המשולש והמרובע.

עם השלמתו צפוי המגדל להגיע לגובה של כ-350 [מטרים] ולכלול למעלה מ-90 קומות, ובכך להפוך לבניין הגבוה בישראל ולהיכלל בקטגוריית Super Tall Building. הפרויקט מתוכנן כבניין בעירוב שימושים הכולל שטחי מסחר, מלונאות ומגורים בהיקף של כ-148 אלף [מ״ר], לצד הרחבה של קניון עזריאלי הקיים וחיבור ישיר למערכות התחבורה הציבורית באזור, לרבות תחנת הרכבת הקלה הסמוכה.

בבסיס המגדל מוקמת מערכת מרתפים רחבת היקף הכוללת חניון תת-קרקעי בן מספר מפלסים עם למעלה מאלף מקומות חניה, וכן שטחי שירות ותפעול נרחבים. מורכבות הפרויקט נובעת בין היתר מהקמתו בלב מרקם אורבני צפוף ובצמוד למבנים קיימים ופעילים במתחם עזריאלי, מה שמחייב תכנון וביצוע קפדניים בעיקר בתפר שבין החניון החדש - לחניון הקיים.

צוות CivilEng יורד לשטח ומתעד עבורכם את הפרויקטים הכי מעניינים בתחום הבינוי והתשתיות!

מדוע עלה הצורך בתוספת ביסוס?

מאחר והמזמין מעוניין לחבר את מגדל הספירלה לשלושת המגדלים הקיימים (משולש, עגול ומרובע) הדבר נעשה דרך מפלסי קומות המסחר, זאת בנוסף להקמת קומות מסחר חדשות - על החניון הקיים.

האתגר המרכזי בפרויקט נבע מהצורך להגדיל משמעותית את עומסי המבנה על יסודות קיימים, בעקבות הוספת קומות מסחר חדשות וחיבור לפרויקט עזריאלי ספירלה. תוספת זו הגדילה את העומס על העמודים מכ-300 [טון] בעוד כ- 500 - 650 [טון] לעמוד, כלומר תוספת של כ-300% שהיא כמובן מעבר ליכולת הנשיאה של הכלונסאות המקוריים.

עבודות הביסוס בפרויקט בוצעו בתוך חניון תת־קרקעי פעיל, תוך מגבלת גובה משמעותית של כ-2.6 [מטרים] בלבד, עובדה שמנעה שימוש בציוד קידוח סטנדרטי וחייבה התאמת מכונות ושיטות עבודה ייעודיות. במקביל נדרש לבצע קידוח ויציקת כלונסאות בעומק של עשרות מטרים, תוך התמודדות עם לוגיסטיקה מורכבת, הכנסת ציוד וחומרים במרחב מצומצם והרכבת כלובי זיון במקטעים קצרים - כל זאת תוך שמירה על פעילותו הרציפה של החניון הפעיל.

לסקירה אודות פרויקט עזריאלי ספירלה >>

סקירה זו מתמקדת בהיבטי התכנון, הניהול והביצוע של עבודות חיזוק הביסוס בחניון עזריאלי, עקב החיבור לפרויקט עזריאלי הספירלה והוספת קומות מסחר.

בתמונה: מבט על חתך בתקרות החניון החדש (ספירלה) והחניון הישן בו מתבצעות עבודות הביסוס והחיזוק

קרדיטים 

• מזמין: קבוצת עזריאלי
• קבלן ראשי: סולל בונה ולוינשטיין נתיב
• קבלן ראשי לעבודות הביסוס והחיזוק: צמנטכל סולל בונה
• ניהול ופיקוח: קבוצת WXG
• אדריכלות: Kohn Pedersen Fox ומשה צור
• קונסטרוקציה: משרד דוד מהנדסים
• ייעוץ קרקע: בלנק לרר בר

בסקירה שולבו תמונות, תכניות ועוד... כולם באדיבות הצוות המבצע ויועצת הקרקע - רחל אברהם כתריאל.

צוות האתר

• מנכ"ל: חזי דשא
• רכז תפעול: ויקטור יקוטי
• מהנדס ראשי: מקסים יעקובוביץ
• מנהל איזור: ליאור מוזסון
• מנהלת פרויקט: קטי סקורי
• רכזי ביצוע: מור מרדכי וברק רובין
• מנהל עבודה ראשי: בילאל ג׳אבר

כמה מילים מאנשי הצוות

• חזי דשא, מנכ"ל חברת צמנטכל: פרויקט חיזוק הביסוס בחניון עזריאלי ממחיש את יכולות צמנטכל בביצוע עבודות מורכבות בתנאים משתנים ובסביבה פעילה. ההצלחה נשענת על ניסיון רב השנים והמקצועיות הגבוהה של עובדי החברה בשטח, בהתמודדות מדויקת עם אתגרים הנדסיים מורכבים. במקביל, מוסך החברה מהווה מכפיל כוח משמעותי בזמינות הציוד ובהתאמות ייעודיות, כפי שבאו לידי ביטוי בפרויקט זה.
• בן שוגל, מנהל פרויקט המסחר, סולל בונה ספירלה (המיזם המשותף): כנציג הקבלן הראשי בפרויקט לבניית המגדל, קיבלנו את האתגר ההנדסי המורכב של חיזוק יסודות עמודים קיימים. בשיתוף פעולה עם צוות המתכננים והיועצים בפרויקט הכנו את התכנון האידאלי שיאפשר את ביצוע העבודה, לאחר השלמת התכנון בחרנו את קבלן המשנה "צמנטכל סולל בונה" כקבלן המבצע בעקבות הכרת היכולות ההנדסיות של החברה אשר אכן מסוגלת להתמודד עם האתגר ההנדסי המורכב. אנו נותנים לצמנטכל להוביל את ביצוע הכלונסאות והעבודות בחניון תוך מתן מעטפת תכנונית בהתאם לאילוצים קיימים. כיום אנו עובדים בשיתוף פעולה מלא עם צמנטכל להשלמת העבודות שמתבצעות באיכות גבוהה ולשביעות רצון כלל המתכננים והיועצים.
• ליאור מוזסון, מנהל איזור צמנטכל: קיבלנו אתגר הנדסי מורכב במיוחד מטעם המזמין ויועצי הפרויקט. הניסיון הרב שצברנו בצמנטכל לאורך השנים בתחום העבודות התת־קרקעיות הוא שאפשר לנו להיענות לאתגר הייחודי הזה באופן מיטבי. בפרויקטים מורכבים מסוג זה, היתרון המרכזי שלנו הוא הניסיון המאפשר לנו לנתח לעומק את הדרישות, לזהות סיכונים ולבנות פתרונות מותאמים. בהתאם לכך, ביצענו תכנון ביצוע מדויק ומפורט, שכלל התאמה קפדנית של שיטת העבודה לכלל המגבלות והדרישות, תוך הקפדה על איכות בלתי מתפשרת ושביעות רצון היועצים. לאחר השלמת קטע ניסוי מוצלח שהוכיח את ישימות השיטה, המשכנו להתקדם לביצוע שוטף ומבוקר וכיום אנו מקדמים את הפרויקט בהצלחה רבה.
• קטי אסתרי, מנהלת הפרויקט צמנטכל: פרויקט ביסוס חניון קיים עזריאלי הינו פרויקט מורכב ומתקדם בענף הביסוס. עבודתנו בחניון מלאה באתגרים, החל ממגבלות החניון ועד להפרעות הלא ידועות בתוואי הקידוח. הפרויקט משלב טכנולוגיות מתקדמות וייחודיות לצמנטכל אשר נוצרו לאחר תכנון ומחשבה רבה, תוך התחשבות בתנאי השטח וסביבתו.

הפתרון התכנוני

הפתרון התכנוני התבסס על שילוב בין חיזוק היסודות הקיימים לבין הוספת כלונסאות חדשות, במטרה להגדיל את כושר הנשיאה של המערכת ולהעביר חלק מהעומסים הנוספים לשכבות קרקע עמוקות יותר. לצורך כך תוכננה מערכת כלונסאות הכוללת 180 [יחידות] בקוטר כ-80 [ס״מ] ובעומק של כ-24–30 [מטרים], שנקשרו ליסודות הקיימים באמצעות ראשי כלונס משותפים, ובכך יצרו מערכת ביסוס משולבת המסוגלת לשאת את תוספת העומסים הנובעת מהוספת קומות המסחר מעל המבנה הקיים.

הפתרון נבחר גם מתוך שיקולי ביצוע, במטרה למזער פירוק תקרות קיימות ולצמצם את הפגיעה בתפקוד החניון והמרכז המסחרי הפעיל, תוך שליטה בשקיעות המבנה ושמירה על יציבותו לאורך שלבי הביצוע.

השקיעה תחת מצב העומסים הקיים מוערכת בכ־6 [מ"מ], בעוד שתוספת העומסים החדשה המתוכננת - צפויה להגדיל את השקיעה של הכלונסאות בכ־25 [מ"מ] נוספים.

בתמונה: תוצאות אנליזת אלמנטים סופיים המציגה את התפלגות התזוזות והשקיעות במערכת הביסוס

בתמונה: תכנית סידור תוואי הכלונסאות וראשי הכלונס החדשים

עבודה וקידוח במי תהום

חפירה, כרייה וקידוח כלונסאות מפרים את איזון הלחצים הטבעי בקרקע ועלולים לגרום להתמוטטות דפנות הקדח, במיוחד בקרקעות חוליות או רוויות מים. כדי לייצב את דפנות החפירה נעשה שימוש בתמיסת בנטונייט – תערובת של מינרל בנטונייט ומים בעלת תכונות טיקסוטרופיות. כאשר התמיסה מוזרמת לקדח היא יוצרת לחץ הידרוסטטי על דפנותיו, ובמקביל חלקיקי הבנטונייט חודרים לנקבוביות הקרקע ויוצרים שכבת איטום דקה (Filter Cake) המקטינה את חדירת המים ומגבירה את יציבות הקרקע. שילוב מנגנונים אלו מאפשר שמירה על יציבות הקדח ומניעת מפולות וסחף במהלך עבודות הקידוח והביסוס.

בעבודות ביסוס שבהן חתך הקרקע אינו יציב, בעיקר בקרקעות חוליות או כאשר מפלס מי התהום גבוה, קיים חשש להתמוטטות דפנות הקדח ולסחיפת קרקע במהלך הקידוח. במקרים אלה נעשה שימוש בתמיסת בנטונייט לייצוב הדפנות. התמיסה, בעלת משקל סגולי של כ-1.04 [גרם/סמ״ק], יוצרת לחץ הידרוסטטי על דפנות הקדח וכך מונעת את קריסתן. לצורך שמירה על יציבות הקרקע יש להקפיד כי מפלס הבנטונייט בבור הקידוח יהיה לפחות כ-2 מטרים מעל מפלס מי התהום, ובכך למנוע חדירת מים לקדח והתפתחות סחף או מפולות. הבנטונייט הוא חומר במרקם "ג`ל" ולכן אינו חודר לקרקע בעת החפירה. למעשה יוצרים מאין "בלון" בתוך הקידוח ובכך שומרים על יציבותו. השיטה מתאימה לקרקע בלתי יציבה/חול/מי תהום שאין ביכולתה לשמור על היציבות - במהלך עבודת הקידוח.

להרחבה אודות השימוש בבנטונייט >>

בתמונה: מערך הבנטונייט בק.הקרקע

קידוח בשיטת ה Direct Circulation

שיטת הקידוח Direct Circulation היא שיטת קידוח סיבובי שבה תמיסת הבנטונייט (או הפולימר) מוזרמת דרך מוטות הקידוח אל תחתית הקדח (דרך המגדל או ה"שטאנגה"). התמיסה יוצרת לחץ הידרוסטטי המייצב את דפנות הקדח, מקררת ומסככת את כלי הקידוח, ובמקביל סוחפת את חומר החפירה (cuttings) כלפי מעלה במרווח שבין מוט הקידוח לדפנות הקדח. בחלקו העליון של הקידוח, מורכבת משאבה השואבת את התמיסה והחומר שנקדח לקומת הקרקע, שם מופרד העפר והבנטונייט ה"נקי" מושב לשימוש חוזר - לאחר שנוקה (דרך הדיסנדר).

שיטת ה Direct Circulation נפוצה בעיקר בתנאים של קרקעות חוליות או קרקעות רוויות מים שבהן קיימת סכנה להתמוטטות דפנות הקדח. השילוב בין לחץ הידרוסטטי של נוזל הקידוח לבין יצירת שכבת איטום דקה על דפנות הקדח - מאפשר שמירה על יציבות הקרקע ופינוי יעיל של חומר החפירה במהלך הקידוח.

בתמונה: הגעת מכונת הקידוח לאתר, רגע לפני שהורדה לחניון 4- ונכנסה לעבודה

שיטה וסדר הביצוע

כלונסאות

• ניסור רצפות הבטון הקיימת - על מנת שניתן יהיה להגיע למפלס הקידוח, מודד מסמן את מרכזי הקידוח ואת מסגרת הניסור. עובי הרצפה המונחת בין 40-60 [ס"מ].

בתמונה: פתח ברצפת הבטון ומשאבת טבילה המיועדת לשאיבה מקומית של מי התהום

• מיקום והתקנת צינור מגן (קייסינג) - התקנת הקייסינג נעשית מכמה סיבות. הראשונה, היא שומרת על ראש הכלונס נקי ממפולות עפר, מאפשרת את מירכוז הקידוח, וכמובן גם מטעמי בטיחות - מקשה על הנפילה לבור.

• קידוח הכלונס - מאחר וגובה התקרות בחניון הוא 2.6 [מטרים] מוט הקידוח של המכונה מחולק למקטעים בני 1 מטרים (ראש הקידוח: 0.8 מטרים) - וככל שמתקדמים עם הקידוח, מאריכים את מוט הקידוח, עובדה המקשה מאוד על אופי וקצב העבודה.

• שטיפת הבור - לאחר סיום הקידוח ולפני תחילת הורדת כלובי הזיון ותחילת היציקה, חשוב מאוד לנקות את תחתית הבור, ממשקעים שמצטברים ככל שעובר הזמן. בשלב זה מזרימים בנטונייט לתחתית הבור ומייצרים מערכת סגורה של שאיבה והכנסה של בנטונייט נקי. בצורה זו מוודאים כי תחתית הבור נקיה וכי תחתית הכלונס תשען על לשכבת הקרקע המתוכננת (ולא על פסולת שאינה אחידה).

• הורדת כלוב הזיון - אחד האתגרים בפרויקט הוא הכנסת כלוב הזיון. בשל הגובה של התקרות, נאלץ הקבלן להזמין כלובי זיון באורך של 2.4 [מטרים] ולרתך אותם מעל הבור. כדי לאפשר את החיבור וההנפה של חלקי הכלובים מעל הבור, הכינו מתקן הרמה מיוחד (כננת) שתאפשר הרמה והורדה של הכלוב הארוך. בנוסף לריתוך של הכלובים הקצרים, גם צינורות הגמא מגיעים בחלקים וגם אותם יש לרתך מעל הבור. 

• יציקת הכלונס - היציקה נעשית מלמטה למעלה, זאת באמצעות הכנסת צינורות טרמי עד לתחתית הבור (למעשה כמטר מתחתית הבור). גם צינור הטרמי מגיע בחלקים ואותו יש לחבר האחד לשני ולהוריד בזהירות מעל הבור (במקביל להורדת כלוב הזיון).

סרטון: לחץ על התמונה לסרטון המלא >>

בתמונה: צינורות גמא עם מופה לחיבור בין החלקים

• פינוי פסולת עפר ובנטונייט - אחד האתגרים בעבודה בחניון קיים (עם תקרות קיימות וסגורות) ובניגול למוכר של "חפירה פתוחה" - הוא עצם העובדה כי כל פינוי הפסולת מצריך היערכות ועבודה מיוחדת. במהלך עבודות הקידוח יש לפנות את העפר הנחפר, ואת פסולת הבנטונייט מהבור. כל אלה מצטברים למאות מ"ק של עודפי חפירה שיש להוציא מהחניון. בשלב ראשון החומר מוערם באיזור המיועד לכך ולאט לאט מובל באמצעות כלי צמ"ה קטנים, לפתח בתקרה ובעזרת "אמבטיות" קטנות - מורם ומפונה לקומת הקרקע.

בתמונה: אמבטיה להוצאת חומר חפירה עודף ופתח בתקרות החניון המאפשר את הוצאת החומר

ראשי כלונס

• סיתות ראשי כלונס והכנת התשתית - עם סיום ואישור הבדיקות האולטרא-סוניות, יחלו עבודות הרחבת הפתח ברצפה המונחת. פתיחת הרצפה מאפשרת את סיתות ראשי הכלונס (על מנת לקבל ראש נקי מפסולת ובנטונייט) ואת הכנת התשתית לביצוע עבודות הברזלנות של ראשי הכלונס. עם סיום הכנת התשתית, יוצקים בטון רזה ועליו קושרים את הזיון של ראש הכלונס. 

• קשירת ברזל ויציקת ראש הכלונס - עבודת הברזלנים מאפשרת את חיבור וקשירת הכלונסאות לראש הכלונס, ובהתאם לאלמנט החדש הצומח - "שותלים קוצים" שיאפשרו את ההמשך (עמוד או קיר חדש הצומח מראש הכלונס).

בתמונה - סיום עבודות קשירת הברזל, בשלב זה ישתלו קוצים לחיבור של הקיר החדש שיצמח מרשש הכלונס

עמודים

• הכנת העמוד - כחלק מההכנות לעיבוי העמוד, מתבצעת הכנת פני השטח של העמוד המקורי. בשלב זה מסתתים קלות את היקף העמוד, מסירים צבע ושאריות בטון רופפות.

בתמונה: הכנת העמוד ועבודות ברזלנות

• קשירת ברזל, טפסנות ויציקה - עם השלמת ראש הכלונס (או במקביל) ניתן להתקדם עם ההכנות לעיבוי העמוד. צוות הברזלנים נכנס לעבודה, וקושר את הברזל סביב העמוד הקיים. בהמשך הטפסנים סוגרים את התבניות והיציקה מבוצעת. מאחר ויש צורך שהבטון ייכנס לכל אורך העמוד ויגיע עד מתחת לתקרה, היציקה מבוצעת דרך חור בתקרה, כך שהבטון יגיע ממש עד תחתית התקרה או ה"פטריה" (למניעת חדירה).

בתמונה: קשירת ברזל והכנה ליציקה

בתמונה: התוצאה הסופית. עמוד יצוק ומעובה

היכנסו לגלריה המצורפת והמשיכו ללמוד על שלבי העבודה בפרויקט !