ÂÈ˙˘˙ ‰ÈÈ - איגוד המהנדסים לבניה ותשתיות
ÂÈ˙˘˙ ‰ÈÈ - איגוד המהנדסים לבניה ותשתיות
ÂÈ˙˘˙ ‰ÈÈ - איגוד המהנדסים לבניה ותשתיות
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
˙<strong>ÂÈ˙˘˙Â</strong> <strong>‰ÈÈ</strong>apple· ˙Ò„apple‰<br />
χ¯˘È· ˙<strong>ÂÈ˙˘˙Â</strong> <strong>‰ÈÈ</strong>apple·Ï ÌÈÒ„apple‰Ó‰ „‚ȇ Ï˘ ÈÚˆ˜Ó‰ ˙Ú‰ ·˙Î<br />
¥μ ÔÂÈÏ‚<br />
≤∞±∞ ¯·Ó·Âapple<br />
˙‡ˆÂ‰·<br />
®¯¢Ú© χ¯˘È· ÌÈÈ‚ÂÏÂappleÎˉ ˙ÂÚˆ˜Ó· Ìȇӄ˜‡‰Â ÌÈÏÎȯ„‡‰ ¨ÌÈÒ„apple‰Ó‰ ˙΢Ï<br />
® ¯ ¢ Ú © Ï ‡ ¯ ˘ È · ˙ Â È ˙ ˘ ˙ Â ‰ È È apple · Ï<br />
ÌÈÒ„apple‰Ó‰ „‚ȇ<br />
ÈÒ„apple‰Ó „‚ȇ<br />
χ¯˘È· ÌȯÚ
טיסנקרופ מעליות<br />
החברה המובילה להתקנת כל סוגי המעליות, מעלונים ודרגנועים<br />
א מתן שירות לתחזוקה שוטפת של מעליות, מעלונים ודרגנועים<br />
א שיפוץ מעליות, מעלונים ודרגנועים<br />
א לחברה נסיון של עשרות שנים בעבודה מול חברות בניה וקבלנים ברחבי הארץ<br />
ThyssenKrupp Elevator<br />
טיסנקרופ מעליות<br />
רחוב שרת 1 אזור תעשיה חדש ראשון לציון טל: 03-9434100 פקס: 03-9527787<br />
www.thyssenkrupp.co.il
31 27<br />
13<br />
דבר יו”ר המערכת<br />
6<br />
חברי ה<strong>איגוד</strong>, מהנדסים<br />
גיליון זה של הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, שאתם אוחזים, מופץ<br />
במסגרת כנס מנהלי פרויקטים הנערך בפעם החמישית והפך<br />
כבר למסורת. במועד כתיבת שורות אלו )פחות מחודש לפני<br />
הכנס( כבר מסתמנת השתתפות שיא של מהנדסים בכנס.<br />
התכנית המגוונת, הארגון המצוין ואווירת ה"ביחד", שכנסים<br />
מסוג זה יוצרים, מהווים את הסיבה המרכזית שמאות<br />
משתתפים מצביעים מדי שנה אימון ב<strong>איגוד</strong> ובפעילותו<br />
ונרשמים לכנס.<br />
כנס זה, כמו עשרות ימי העיון וההשתלמויות שעורך ה<strong>איגוד</strong>,<br />
וכמובן הכנס הגדול העתיד להתקיים בעוד כשנה, מהווים את<br />
ליבת העשייה שלנו וכמות המשתתפים בהם הולכת וגדלה<br />
משנה לשנה.<br />
למסגרת הרחבה של הפעילות המקצועית שה<strong>איגוד</strong> עושה<br />
למען <strong>המהנדסים</strong> מתווספים קורסי ההשתלמות וההעשרה<br />
אבי דנציגר כבר פועלת במרץ להכנתו.<br />
המקצועית. אלו הם קורסים עדי ממוקדים, לרר - בלנק הכוללים לרר מספר מהנדסים בע"מ<br />
מפגשים, ומטרתם לסייע למשתתפים בהם להרחיב את הידע<br />
המקצועי שלהם בנושאים ספציפיים - נושאים שאינם נלמדים<br />
באקדמיה וחשובים לפעילותו היומיומית של המהנדס. אנו<br />
רואים בתוספת הפעילות המקצועית המתוארת לעיל נדבך<br />
נוסף של שירות למהנדסים, שירות שזיהינו שהוא חסר<br />
ונדרש.<br />
בין הקורסים שבוצעו בשנת 2010 נציין את שני המחזורים,<br />
שכבר הסתיימו, של קורס אלמנטים סופיים, שזכה להשתתפות<br />
ערה והערכה רבה של מהנדסים מתכננים ממשרדי תכנון<br />
מבנים; וכן מחזור של קורס מומחים ובוררים, בו השתתפו<br />
בכירי <strong>המהנדסים</strong> בענף. אנו נמצאים בעיצומו של הרישום<br />
למחזור החמישי של קורס תמ"א 38, שייערך בתחילת 2011<br />
כאשר ארבעה מחזורים בהם משתתפים יותר מ-100 מהנדסים<br />
נערכים במקביל בימים אלו.<br />
קורס יסודי ומעשי בנושא ניהול פרויקטים נמצא בשלבים<br />
האחרונים של גיבוש ואילו קורס הכנה לבחינות הרישום של<br />
רשם <strong>המהנדסים</strong>, הרלוונטי בעיקר למהנדסים הצעירים, נמצא<br />
בתהליך גיבוש.<br />
ה<strong>איגוד</strong> מעוניין לקלוט )כעובד בשכר( מהנדס בעל ניסיון<br />
וכישורים לריכוז וייזום כלל הפעילות המקצועית שלו.<br />
מהנדסים המעוניינים בתפקיד ובמשרה מתבקשים לפנות<br />
למזכירות ה<strong>איגוד</strong> ולהגיש את מועמדותם.<br />
הקוד האתי אשר אנו שוקדים בשנה האחרונה על הכנתו נמצא<br />
בשלבים אחרונים של גיבוש. הקוד, אותו מכינה ועדה בראשותו<br />
של ד"ר יואב סרנה, יהווה עם סיום כתיבתו ואימוצו הרשמי<br />
את הבסיס האתי לפעילותו ועבודתו היומיומית של המהנדס.<br />
לאחרונה הביעה עמותת האדריכלים, עמה אנו נמצאים בקשר<br />
טוב ורצוף של שיתוף פעולה, את רצונה להצטרף לוועדה<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010<br />
ולאמץ גם היא את אותו הקוד האתי, שיהפוך לקוד האתי<br />
של מירב העוסקים במקצועות הבנייה והתשתיות. בחודשים<br />
הקרובים יחל תהליך הפצתה של טיוטת הקוד לביקורת הציבור<br />
)מהנדסים, אדריכלים, בעלי תשתיות ובעלי עניין בענף(. אני<br />
מקווה לראות מצדכם ביקורת רצינית ובונה, וצופה את הפיכת<br />
הדיון בהצעות, או בהסתייגויות, שיוגשו, לתהליך שיקדם את<br />
המודעות לנושא. במחצית הראשונה של 2011 יאומץ להערכתי<br />
הקוד על-ידי מוסדות ה<strong>איגוד</strong> המוסמכים.<br />
לסיום, אני מבקש לעדכן אתכם שבעקבות פעילות<br />
אינטנסיבית, שכללה התמודדות מול מספר מדינות, קיבל<br />
ה<strong>איגוד</strong> את המנדט לארח את הכנס השנתי הבינלאומי של<br />
ארגון ה-FIB - הפדרציה הבינלאומית לבטון - שייערך<br />
בתל-אביב בין ה-20 ל-24 לאפריל 2013. האפשרות שניתנה<br />
לנו לארח מאות מהנדסי מבנים מכל העולם מצביעה על<br />
היכולת של ה<strong>איגוד</strong> לפעול ולהטביע חותם גם בחו"ל. אנו<br />
רואים בהתכנסות הארגון בארץ גם כבוד למדינה. התחלנו<br />
כבר בהכנות לכנס מורכב ויוקרתי זה וועדה בראשותו של ד"ר<br />
כהרגלי, אני פונה אליכם ומזמין אתכם להצטרף לשורות<br />
ה<strong>איגוד</strong>, לקחת חלק בפעילותו ולהיות שותפים להצלחתו.<br />
למשתתפי כנס מנהלי הפרויקטים החמישי אני מבקש לאחל<br />
כנס מהנה ומוצלח.<br />
שלכם,<br />
אינג' דני מריאן<br />
יו"ר <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong><br />
לדוד ויואב סרנה<br />
איתכם באבלכם הכבד<br />
על מות<br />
אמכם ז”ל<br />
דני מריאן, יו”ר ה<strong>איגוד</strong><br />
ענבל כבירי, מנהלת ה<strong>איגוד</strong><br />
חברי ההנהלה וצוות המשרד<br />
חברי הוועד וכל חברי<br />
<strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong>
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong><br />
כתב העת המקצועי של <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong> בישראל<br />
נובמבר 2010 גליון 45<br />
57<br />
חברי המערכת:<br />
אינג' שמואל רבין - יו"ר<br />
אינג' רמי בלס - הנדסת מבנים<br />
אינג' רן ברז'יק - מים וסביבה<br />
אדר' אהוד פלקוביץ' - <strong>איגוד</strong> מהנדסי ערים<br />
פרופ'/ח קוסטה קובלר - חומרי בנייה<br />
פרופ'/ח יגאל שוחט - אחזקת מבנים<br />
ד"ר אורי שקד - ניהול הבנייה<br />
<strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong><br />
ביאליק 155, רמת-גן<br />
טל. 03-7524075, פקס. 03-7524076<br />
כתובתנו באינטרנט: www.engineering.org.il<br />
דוא"ל: engltd@netvision.net.il<br />
יו"ר ה<strong>איגוד</strong>: אינג' דני מריאן<br />
מנהלת ה<strong>איגוד</strong>: ענבל כבירי<br />
מזכירת ה<strong>איגוד</strong>: לילך גפני<br />
הוצאה לאור<br />
תירוש )1998( הוצאה לאור בע"מ<br />
יבנה 44, ת"א 65792<br />
טל' 03-5662080, פקס' 03-5662081<br />
כתובתנו האלקטרונית:<br />
E-mail: tirosh@tirosh-site.co.il<br />
אתר אינטרנט:<br />
www.tirosh-site.co.il<br />
עורך: אלי תבור<br />
עורכת גראפית: ליאת אוריאל<br />
מנהלת פרסום: לאה צור<br />
מיומנה של מנהלת ה<strong>איגוד</strong><br />
ענבל כבירי<br />
קוראים כותבים<br />
ביתן ישראל במקום הראשון בתערוכת אקספו 2010<br />
בשאנחאי<br />
אינג' דני שחם<br />
הצטמקות וזחילה של אלמנטים מבטון מזוין - חישובים<br />
לפי 2EN<br />
ד"ר אברהם פיזנטי<br />
חפירות מתחת למפלס מי תהום בשיטות חדשניות<br />
לחיסכון במים<br />
אינג' עדי לרר<br />
הכביש שהומצא מחדש - הרחבת הכביש המהיר<br />
"מהים לרקיע" בקולומביה הבריטית<br />
אינג' שון ולדובינוס<br />
מר ביסוס חוזר הביתה<br />
אלי תבור<br />
שיקום מבנים וגשרים בסביבה ימית<br />
אינג' יעקב )ג'קי( אהרונוב<br />
קרינה רדיואקטיבית של מוצרי בטון המכילים אפר פחם<br />
פרופ' קוסטה )קונסטנטין( קובלר<br />
התמחות וסטאז' מקצועי במסגרת פרויקט גמר בלימודי<br />
הנדסת מבנים<br />
ד"ר יגאל שוחט, ד"ר ארז גל, פרופ' דוד אורנאי ופרופ' אורן וילנאי,<br />
המחלקה להנדסת בניין, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב<br />
חדשות בתקינה<br />
מגדל פיזה לא לבד!<br />
אלי תבור<br />
8<br />
10<br />
13<br />
19<br />
27<br />
31<br />
38<br />
40<br />
46<br />
51<br />
56<br />
57<br />
המודעות הן על אחריות המפרסמים בלבד.<br />
המאמרים בעיתון זה הם על אחריות כותביהם בלבד ומביעים את דעתם<br />
ולא את השקפת המערכת. המערכת אינה אחראית להם.<br />
תמונת השער:<br />
הביתן הישראלי בתערוכת אקספו 2010 בשאנחאי<br />
הנדסת הנדסת בנייה בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון <strong>ותשתיות</strong>,45, גליון 41, יוני אוקטובר 7 7 2010 2009
חברים יקרים,<br />
אנו נמצאים ברבעון האחרון של שנת 2010, בעיצומה של תקופת<br />
"אחרי החגים", ואם איחלנו "שיתגשמו משאלות ליבנו לטובה", הרי<br />
שזו התקופה בה אנו ממלאים את מה שביקשנו ללא תירוצים.<br />
כמוכם, כן אנחנו ב<strong>איגוד</strong>, נמצאים בעיצומה של פעילות, ומתחילים<br />
לתכנן את שנת 2011, אבל יחד עם זאת מפנים מבטנו לאחור<br />
ומתחילים לסכם את שנת הפעילות הנוכחית ב<strong>איגוד</strong>.<br />
קודם כל, אנו גאים לבשר לכם, כי מספר <strong>המהנדסים</strong> חברי ה<strong>איגוד</strong><br />
גדל והגיע ל-3,000. עם זאת נשמח על כל חבר נוסף שיצטרף.<br />
במהלך השנה הפקנו 35 אירועים כגון: ימי עיון, קורסים וכנסים,<br />
בהם השתתפו מעל 6,500 איש )מובן שחברי ה<strong>איגוד</strong> שילמו מחיר<br />
מוזל לאירועים אלה(. אנו ממשיכים לדאוג לקורסים וימי עיון תוך<br />
הקשבה לצרכים שלכם, וכתוצאה מכך יצאנו עם ארבעה קורסים<br />
בני 11 מפגשים בנושא תמ"א 38, שלושה מהם עדיין בשנת 2010.<br />
יש לציין, כי הקורסים התמלאו זמן רב לפני מועד פתיחתם.<br />
ראוי להדגיש, כי כל משתתף בקורס תמ"א 38 מקבל תעודת בוגר<br />
קורס לצורך הצגה בעיריות השונות.<br />
מועדון "הוט": מועדון החברים "הוט'', השני בגודלו בארץ, יוצא<br />
לדרך. כל חבר <strong>איגוד</strong> יצורף למועדון ללא תשלום עם שליחת<br />
החוזר שתקבלו בתחילת השנה האזרחית החדשה, בינואר 2011,<br />
לביתכם.<br />
אנו מבקשים להדגיש, כי הכרטיס תקף כל זמן שהחברות ב<strong>איגוד</strong><br />
תקפה. עם סיום החברות תוקף הכרטיס מתבטל אוטומטית.<br />
לפיכך, נא לא לשכוח לחדש חברות במועד )החברות הינה מינואר<br />
עד דצמבר מדי שנה(.<br />
ביטוח בריאות: להזכירכם, יש באפשרותכם להצטרף לתכנית<br />
ביטוח בריאות מיוחדת ובלעדית לחברי ה<strong>איגוד</strong>, בטלפון<br />
משולחנה של מנהלת ה<strong>איגוד</strong><br />
ענבל כבירי<br />
חינם שמספרו 1-800-265-000.<br />
החלה ההרשמה לשנת 2011. את טפסי ההרשמה ניתן להוריד<br />
מאתר ה<strong>איגוד</strong>. המחיר לא השתנה. יש לצרף תעודת מהנדס אזרחי<br />
לבנייה <strong>ותשתיות</strong> לכל טופס. ניתן לבקש טפסים במשרד ה<strong>איגוד</strong><br />
בטלפון: 03-7524075.<br />
במהלך שנת 2011 אנו פועלים להמשך הפקת קורסים וימי עיון.<br />
כרגע ברצוננו לציין שני אירועים חשובים אלו:<br />
כנס מבנים וגשרים - יתקיים ביום ב' 14 לפברואר 2011, במלון<br />
"דן פנורמה'', ת"א.<br />
הכנס השביעי של <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong> - יתקיים<br />
בימים ב' ג' )יומיים( 22-21 בנובמבר 2011 בגני התערוכה,<br />
ת"א.<br />
אנו פונים אליכם שוב להזכירכם, כי אם ברצונכם לכתוב כתבות<br />
שיתפרסמו בעיתון ה<strong>איגוד</strong>, אשר לדעתכם יעניינו את ציבור<br />
החברים, נשמח אם תעבירו אלינו במייל ל<strong>איגוד</strong> לכתובת המייל<br />
.engltd@netvision.net.il<br />
מדור דרושים<br />
משרדי מהנדסים המבקשים עובדים בתחומם, וכן מהנדסים<br />
המחפשים עבודה, מוזמנים לכתוב למייל ה<strong>איגוד</strong> לכתובת<br />
,engltd@netvision.net.il או למייל anata@013.net ואנו<br />
נפרסם את מדעתכם ללא תשלום.<br />
המודעות תפורסמנה במידעון ה<strong>איגוד</strong> אחת לחודש ותופצנה<br />
בתפוצה של כ-7,000 עותקים.<br />
אנו מאחלים לכם עבודה נעימה ופורייה בהמשך.<br />
בברכה,<br />
ענבל כבירי<br />
מנהלת <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong><br />
התא קונסטרוקציה מודיע על יום עיון בנושא:<br />
תקן ישראלי 466<br />
מרכזי יום העיון: מהנדס יאיר דיקמן<br />
יום העיון יתקיים ביום א' 26.12.2010 במרכז ללימודי ארץ ישראל יפה, שד' רוקח 80 פארק הירקון, תל אביב<br />
קהל היעד: מהנדסים מתכננים, מהנדסי ביצוע, מהנדסי חברות בטון, וכל העוסקים בבטון מזוין.<br />
גיליון תיקון לתקן ישראלי חלק 1 בנושאי גזירה פיתול וחדירה בבטון מזוין יוצא בקרוב להערות הציבור. במסגרת שיתוף<br />
הפעולה עם מכון התקנים אנו עורכים יום עיון שיציג את העדכונים לתקן. במסגרת יום העיון יוצג העדכון לתקן ושיטות<br />
החישוב העדכניות לגזירה פיתול וחדירה בבטון מזוין.<br />
תוכנית יום העיון:<br />
- 13:00-13:30 התכנסות והרשמה<br />
- 13:30-14:00 ברכות: מהנדס דני מריאן - יו"ר <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong><br />
מהנדס יאיר דיקמן - יו"ר תא קונסטרוקציה<br />
מהנדסת אלה בן נון - מכון התקנים<br />
- 14:00-14:30 הצגת פעילות ה<strong>איגוד</strong> מול מכון התקנים - מהנדס ישראל דוד מ"מ יו"ר ה<strong>איגוד</strong><br />
- 14:30-15:30 גזירה ופיתול בבטון מזוין - ד"ר אברהם פיזנטי<br />
- 15:30-15:50 הפסקת קפה<br />
- 15:50-16:05 הצגת עבודת ועדת מומחים תקן ישראלי 466 חלק - 2 פרופ' אבי דנציגר<br />
- 16:05-16:35 חדירה בבטון מזוין - ד"ר רינה פרחאת<br />
- 16:35-17:20 פנל מומחים - מנהל הפאנל ד"ר איתי לויתן. משתתפים: ד"ר אברהם פיזנטי, ד"ר אברהם דנציגר,<br />
ד"ר רינה פרחאת<br />
ההרשמה מראש. מספר המקומות מוגבל<br />
8 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
קוראים כותבים<br />
האם יש בסיס היסטורי<br />
לסיפור מגדל בבל<br />
לאחר סיפור המבול בספר בראשית מופיעה רשימה גינאולוגית<br />
של צאצאי נוח לדורותיהם עד לימי אברהם. הרשימה ניתנת<br />
בפרקים י'-י"א. באמצע הרשימה, בפרק י"א פסוקים 9-1,<br />
מובא סיפור העומד בפני עצמו, שאינו שייך לשום אירוע אחר<br />
במקרא. זהו סיפורו של מגדל בבל.<br />
בני האדם, מתוך מטרה לשמור על הזהות הקולקטיבית שלהם<br />
בונים מגדל גבוה במיוחד, שייראה למרחקים גדולים למאוד.<br />
מתואר גם מהלך בנייתו של המגדל: "ויאמרו איש אל רעהו הבה<br />
נלבנה לבנים ונשרפה לשריפה. ותהי להם הלבנה לאבן והחמר<br />
היה להם לחומר. ויאמרו הבה נבנה לנו עיר ומגדל וראשו בשמים<br />
ונעשה לנו שם פן נפוץ על פני הארץ" )בראשית י"א 3-4(. מעשה<br />
זה לא מצא חן בעיני האלוהים "הן עם<br />
אחד ושפה אחת לכולם וזה החילם<br />
לעשות ולא יבצר מהם כל אשר יזמו<br />
לעשות" )פסוק 6(.<br />
קריאת הסיפור במבט רחב יותר<br />
מעוררת מספר תהיות. האל חשש<br />
מכך שבני האדם יוכלו לעשות כל אשר<br />
יחפצו בעקבות מימושו של פרויקט<br />
ארכיטקטוני-הנדסי זה. נראה שהאל<br />
מרגיש מאויים. הכיצד האם אל צריך<br />
ויכול להרגיש מאויים ואם כן, ממה<br />
בדיוק הוא צריך לחשוש שאלה שנייה<br />
וחשובה לא פחות היא: אם האל בלל<br />
את שפתם, איך הצליחו הבבלים לזכור<br />
מה שקרה קודם לבניית המגדל ואיך<br />
הצליחו לפענח את השפה הקדומה<br />
מנקודת מבט הנדסית המסקנה<br />
המתבקשת היא, שמדובר במגדל<br />
גבוה מאוד. כדי לראות אותו מכל<br />
עבר מתבקשת המסקנה שהוא נבנה<br />
באזור מישורי. הזיקורת הבבלי הוא אמנם מבנה מרשים<br />
ביותר, אך הוא מתנשא לגובה של עשרות מטרים בלבד. על<br />
מנת שהמגדל ייראה למרחקים הוא חייב להתנשא לגובה של<br />
מאות מטרים. מבנה כזה אי אפשר לבנות רק מלבנים. הראיה<br />
לכך הם המבנים רבי הקומות בימינו, שיש בהם בטון והרבה<br />
מאוד פלדה.<br />
מכיוון שהכתוב מביא רק סיפור אחד שהתרחש לאחר המבול<br />
עד לימי אברהם, הרושם המתקבל הוא שמדובר באירוע מכונן<br />
אשר השאיר את חותמו לדורות. קרה מה שקרה והמבנה<br />
התמוטט. אם כתוצאה מכך תושבי המקום התפזרו לכל עבר,<br />
פיתחו שפות שונות ושכחו את מה שקרה, איך בכל זאת ידע<br />
הכותב לספר על אירוע זה כנראה שהיה איזה שהוא תיעוד<br />
שנמצא בידי בני הדורות שבאו לאחר מכן והועלה על הכתב<br />
ברשומות היסטוריות, לרבות המסופר במקרא.<br />
עדויות לסיפור זה מוצאים אצל פלוויוס ב"קדמוניות היהודים",<br />
ספר ראשון שורות 119-115 ובספר היובלים )הספרים<br />
החיצוניים( פרק י' פסוקים כ"ה-ל"ח. עדות מחוץ לספרים<br />
בניית מגדל בבל. ציור של צייר אלמוני המוצג במוזיאון<br />
הגרמני הלאומי בנירנברג<br />
החיצוניים מופיעה דם בספרו של בורסוס. בורסוס היה היסטוריון<br />
בבלי שחי במאה השלישית לפנה"ס וכתב את ההיסטוריה הבבלית<br />
ביוונית. עבודותיו אבדו, אך היסטוריונים שחיו אחריו הביאו<br />
ציטטות מדבריו וכך נשמר חלק מפרי עמלו. בציטוטים אלה<br />
ישנה התייחסות למגדל בבל. כאן לא מדובר באל אחד, אלא בכמה<br />
אלים שהביאו להריסתו של המגדל. הם נקטו בצעד כה חריף<br />
מכיוון שהרגישו מאויימים ממפעל טכנולוגי זה.<br />
גם כאן מתבקשת השאלה: איך זה שאלים צריכים לפחד<br />
מבני האדם<br />
הפרט המעניין בסיפורים אלה ואשר אינו מופיע במקורות<br />
היהודיים הוא שהאלים נעזרו ברוחות להריסת המגדל.<br />
באילו מקרים לרוח יש השפעה על מבנים בבניינים שגובהם<br />
עשרות מטרים הרוח אינה גורם שיש להביאו בחשבון. היא<br />
הופכת לגורם רלוונטי רק בבניינים<br />
שגובהם מאות מטרים. בבנייה<br />
לגבהים אלה מתחשבים הרבה<br />
מאוד באווירודינמיקה- מהירות<br />
רוחות, עוצמתן וכיוונן. מהנדסי<br />
בניין מכניסים לתוך חישוביהם<br />
נתונים אלה וקיים תחום סיבולת<br />
)טולרנס( אשר בתוכו מבנים אלה<br />
יכולים לעמוד - התחום שבתוכו<br />
מבנים אלה יכולים לנוע לצדדים<br />
בלי שיקרסו.<br />
כך, למשל, מגדל שלום מאיר<br />
בתל-אביב יכול לנוע לצד זה<br />
או אחר בהשפעת רוחות בשיעור<br />
של 5 ס"מ. ככל שהבניין מסיבי<br />
יותר ורחב יותר, היציבה שלו<br />
טובה יותר. רוחב הבניין משפיע<br />
גם על גובה מרכז הכובד מעל<br />
הקרקע. נדרשו אם כן רוחות<br />
חזקות להריסתו של מגדל בבל,<br />
או שהאלים, או מי שאלה אכן היו, באמת יכלו ליצור<br />
מערבולות אוויר חזקות שהביאו לקריסתו של המגדל.<br />
על פי ספר היובלים גובהו של מגדל בבל היה 2.5 ק"מ. האם<br />
ייתכן שזה באמת היה גובהו שמא נתון זה בא בדרך הפרזה<br />
גם אם הבניין היה נמוך יותר, למשל "רק'' כמה מאות מטרים,<br />
הוא בהחלט נאמן לתיאור ש"ראשו בשמים" מנקודת מבטו<br />
של הצופה.<br />
כאשר בניין קורס יש, בדרך כלל פצועים והרוגים, אלא אם<br />
כן הוא ריק. נפגעים עלולים להיות גם בסביבתו של הבניין,<br />
כאשר נופלים חלקי בנין, שהרי לא כולם מספיקים לברוח. אלא<br />
הכתוב לא מתייחס לנפגעים, אם היו כאלה, בשום מקום.<br />
מכלול הנתונים, הגם שאינם רבים, נותן בסיס להשערה שבסיפור<br />
מגדל בבל יש גלעין של אמת היסטורית. אולי נפתח פתח כאן<br />
לחקירה ארכיאולוגית לפיסת היסטוריה עלומה, שהתרחשה הרבה<br />
לפני עלייתה של שומר לבמת ההיסטוריה.<br />
חיים מזר,<br />
כפר הנוער בן שמן<br />
10 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
12<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
ביתן ישראל במקום הראשון<br />
בתערוכת אקספו 2010 בשאנחאי<br />
אינג' דניאל שחם<br />
התערוכה העולמית "אקספו 2010'', שהתקיימה בין החודשים<br />
מאי לאוקטובר 2010 בשאנחאי, סין, נערכה תחת הסיסמא<br />
"עיר טובה יותר - חיים טובים יותר'' והתמקדה באיכות<br />
החיים בחברה העירונית, נושא שסין מפתחת אותו כיום יותר<br />
מכל מדינה אחרת בעולם. בעקבות זאת היה המסר המרכזי של<br />
הביתן הלאומי הישראלי בתערוכה, כפי שגובש על-ידי משרד<br />
החוץ, ‘'חדשנות לחיים טובים יותר''. הקונספט הארכיטקטוני<br />
של הביתן סימל דיאלוג בין האדם לטבע, בין אדם לאדם, בין<br />
עם לעם ובין עבר לעתיד.<br />
תערוכות "אקספו'' מוגדרות כ''אולימפיאדה כלכלית ותרבותית<br />
גלובלית'' ו''אקספו 2010'' הייתה הגדולה והמקיפה שבהן.<br />
בתערוכה היוקרתית השתתפו הפעם 226 מדינות, יותר<br />
ממספר המדינות החברות באו''ם. בסך הכל, בתוספת<br />
החברות והארגונים שהקימו ביתנים משלהם בתערוכה לצד<br />
ביתני המדינות, השתתפו בתערוכה 262 מדינות וארגונים,<br />
שביתניהם השתרעו על פני 13,000 מ''ר. במהלך ששת חודשי<br />
במשבצת השחורה בתחתית העמוד מופיע דירוג עשרת<br />
הביתנים הנבחרים בתערוכת "אקספו 2010", כשהביתן<br />
הישראלי מתנוסס בראש הרשימה במקום הראשון<br />
שער הירחון הכלכלי הסיני בשפה האנגלית שבו התפרסמו<br />
תוצאות סקר האינטרנט הסיני, שעל פיו נבחר הביתן הישראלי<br />
למושך ביותר<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 13 2010
הביתן הישראלי המושלם בתערוכה העולמית "אקספו 2010" שנערכה בחודשים מאי-אוקטובר בשאנחאי שבסין. הביתן, שחציו<br />
בנוי מלוחות זכוכית וחציו מאבן, מדמה שתי כפות ידיים מוחאות כף<br />
קיומה פקדו את תערוכת הענק כ-70 מיליון מבקרים, רובם<br />
ככולם סינים שהגיעו מכל קצות מדינת הענק לצפות במה<br />
שיש לשאר מדינות העולם ללמד אותם וגם ליהנות ממופעי<br />
הבידור הרבים שהוצגו במהלך התערוכה בשטחיה. בששת<br />
חודשי התערוכה נערכו בה לא פחות מ-20,000 )!( מופעים,<br />
תצוגות, הצגות, כנסים וקונצרטים.<br />
סין השקיעה בתערוכה 28.6 מיליארד יואן, שהם כ-3.6<br />
מיליארד דולרים, והסכום הכולל שהושקע בהקמת כל<br />
הביתנים והמתקנים ב''אקספו 2010'' הגיע ל-400 מיליארד<br />
יואן, שהם כ-50 מיליארד דולר.<br />
כל אחת מהמדינות שנטלו חלק בתערוכה ביקשה להרשים את<br />
מיליוני המבקרים בה לא רק בתצוגה שבתוך הביתן, אלא בעיצוב<br />
הביתן עצמו, כדי למשוך אליו כמה שיותר מבקרים. וכמעט כל<br />
אחת מהמדינות התפארה שהביתן שלה הוא היפה והמושך ביותר<br />
בתערוכה. תחרות רשמית בין הביתנים לא נערכה אומנם, אבל<br />
תחרות לא רשמית נערכה על-ידי הירחון הכלכלי הסיני בשפה<br />
האנגלית ,'CHINA INTERNATIONAL BUSINESS שהוא<br />
הבטאון הכלכלי והפינאנסי החשוב ביותר בסין, הנתמך על-ידי<br />
משרד המסחר הסיני. הירחון מופץ אומנם ב-60 אלף עותקים<br />
בלבד, אך יש לו כרבע מיליון קוראים שהם שכבת מנהלי החברות,<br />
העסקים והתעשייה בסין. הוא נקרא גם על-ידי המשקיעים<br />
הזרים בפועל ובפוטנציה בסין.<br />
והנה, ירחון חשוב זה פירסם שדווקא הביתן הישראלי נבחר<br />
במשאל אינטרנטי כביתן המושך והאטרקטיבי ביותר מבין<br />
כל הביתנים שהוקמו בתערוכת "אקספו 2010''. הירחון קבע,<br />
כי על פי סקר שערכו אתר האינטרנט הרשמי של התערוכה<br />
וחברת סוהו ,)SOHU( שהיא ספקית האינטרנט הגדולה<br />
ביותר בסין, המשרתת מיליוני לקוחות סיניים, דורגו הביתנים<br />
המושכים ביותר בתערוכה לפי הסדר הבא:<br />
מקום ראשון - ישראל, עם ביתן בשטח בנוי של 1200 מ''ר<br />
מקום שני - הולנד, עם ביתן בשטח בנוי של 3194 מ''ר<br />
מקום שלישי - סינגפור, עם ביתן בשטח של 3000 מ''ר<br />
מקום רביעי - בריטניה, עם ביתן בשטח של 6000 מ''ר<br />
מקום חמישי - צרפת עם ביתן בשטח של 6000 מ''ר<br />
מקום שישי - ביתן ממשלת סין ששטחו 4000 מ''ר<br />
מקום שביעי - הביתן הספרדי ששטחו 7600 מ''ר<br />
מקום שמיני - רומניה, עם ביתן ששטחו 2000 מ''ר<br />
מקום תשיעי - מקאו, עם ביתן ששטחו 600 מ''ר<br />
מקום עשירי - לוקסמבורג, עם ביתן ששטחו 2000 מ''ר<br />
קונסטרוקציית הפלדה המורכבת והמסובכת שתוכננה<br />
ובוצעה על-ידי משרד ירון-שמעוני-שחם, שנשאה עליה את<br />
חצאי כיפות הזכוכית והאבן<br />
14 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
אם לתרגם בחירה זו למונחים של אולימפירדת ספורט, הרי<br />
שלפי הסקר האינטרנטי הסיני זכתה ישראל במקום הראשון<br />
ב''אקספו 2010'', הישג שכמותו לא זכתה ישראל בשום אירוע<br />
בינלאומי אחר בסדר גודל זה.<br />
שני גופים ארכיטקטוניים -<br />
מזכוכית ומאבן<br />
הביתן הלאומי של ישראל בתערוכת "אקספו'' בשאנחאי היה<br />
מבנה ארכיטקטוני חדשני מבחינה עיצובית וטכנולוגית, המסמל<br />
דיאלוג, תנופה ופריצה. הביתן, שתוכנן על-ידי אדריכל חיים דותן<br />
והמעצב פרוספר עמיר, שזכה במכרז לתכנון הביתן הישראלי<br />
בתערוכה, זורם בצורתו ומביע תנועה ודינמיות, ומשתנה מכל<br />
זווית ראייה ביום ובלילה. המכרז בו זכה חיים דותן נמשך חמישה<br />
חודשים והשתתפו בו 23 קבוצות של אדריכלים, מעצבים ומארגני<br />
תערוכות. דותן, שעמד בראש קבוצת מהנדסים, מנהלי פרויקטים<br />
ואנשי מקצוע אחרים, ידוע בשל סגנונו ה''היי-טקי'' במבנים<br />
הרבים שתכנן בארץ, ביניהם היכל התרבות באשדוד והמכללה<br />
האקדמית להנדסה סמי שמעון בנגב.<br />
בראש ניהול הפרויקט, התכנון והבנייה ההנדסית עמד בקבוצה<br />
אינג' שלמה כהן, ואת תכנון הקונסטרוקציה המסובכת<br />
והמורכבת של המבנה, אותה אפרט בהמשך, ביצע משרד<br />
ירון-שמעוני-שחם מהנדסים יועצים בע''מ.<br />
דותן תכנן את הביתן הישראלי כמבנה המורכב משני גופים<br />
ארכיטקטונים משולבים ומאוחדים, הנראים במבט ראשון<br />
תחילת עבודות חיפו קונסטרוטקציית הפלדה של שני חלקי<br />
מבנה הביתן הישראלי בתערוכת "אקספו 2010" בשאנחאי<br />
כשתי כפות ידיים, בנויים מאבן וזכוכית. שני הגופים המעוגלים<br />
בצורתם מסמלים דיאלוג בין אדם וטבע, בין אדם לאדם,<br />
בין עם לעם ובין עבר לעתיד. החללים הפנימיים של הביתן<br />
מעוגלים ואמורפיים ומתנשאים אל-על כשהם מיועדים לסמל<br />
את רוחניות עם היהודי העתיק והמודרני.<br />
הקונספט האמנותי של העיצוב תומך במסר המרכזי של הביתן<br />
- חדשנות לחיים טובים יותר, והוא נולד בהתאמה הרמונית<br />
למבנה האדריכלי. המסר לחדשנות מדגיש את הדיאלוג היהודי<br />
מראה הביתן הישראלי בלילה, כשהתאורה הפנימית שבו מאירה חלק מהתצוגה הפנימית. משמאל למטה נראה איזור "הגן<br />
הלוחש" - פרדס תפוזים המכוסה בפרגולה<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 15 2010
בין מסורת וקידמה, תוך יצירת<br />
נקודות השקה בין התרבות<br />
היהודית לתרבות הסינית.<br />
שטח המתחם של הביתן<br />
הישראלי היה 2000 מ''ר ואילו<br />
שטחו של הביתן היה 1200 מ''ר<br />
כשגובהו 24 מ'. הביתן תוכנן<br />
לקלוט בתוכו כשני מיליון<br />
מבקרים במהלך התערוכה,<br />
כשמבחוץ יצפו בו ובתכניו<br />
לפחות 50 מיליון איש.<br />
הביתן היה מורכב משלושה<br />
חלקים: "הגן הלוחש'' - פרדס<br />
ישראלי של תפוזים שהמבקרים<br />
ישהו בו לפני הכניסה לביתן<br />
ויצפו בחידושים טכנולוגיים<br />
חקלאיים מתחת לפרגולה שתגן עליהם מקרני השמש. החלק<br />
השני היה "חלל האור'' - חלל ספיריטואלי עשוי זכוכית,<br />
הכולל איזור תצוגות למבקרים ואיזור פנימי למשרדים,<br />
חדרים טכניים וגג אירועים פנימי. החלק השלישי הוא "חלל<br />
החידושים המרכזי'', שבו חוו המבקרים מיצג מרהיב של מיטב<br />
החידושים הישראליים בתחומי ההיי-טק, המדע, החקלאות<br />
והאמנות.<br />
המערכת הקונסטרוקטיבית של הביתן<br />
הביתן הישראלי שנבנה בתערוכת "אקספו 2010'' נבנה מראש<br />
כמבנה זמני, שימלא את תפקידו בתקופת התערוכה, יפורק<br />
בסופה ויובל חזרה לישראל, בכפוף לפרוגרמה שהוגשה על-<br />
ידי משרד החוץ.<br />
התכן של הצורה הארכיטקטונית הבלתי שגרתית של הביתן<br />
התאפשר תוך שימוש בתוכנת תכנון תלת-מימדית Catia,(<br />
,)Rhino המאפשרת את בחירת המסגרת המרחבית הכלכלית<br />
ביותר. מסגרת מרחבית זו מורכבת ממערכת של צינורות<br />
פלדה עגולים, המחוברים ביניהם בצורה שתתמוך את עצמה<br />
לעומסי רוח גדולים ועומסי רעידות אדמה, בנוסף למשקלה<br />
העצמי והעומסים השימושיים המפורטים בתקנים הסיניים<br />
שבתוקף.<br />
המערכת הנושאת של מפלסי הביניים במבנה מורכבת מקורות<br />
פלדה מסוג HEA200 ו-HEA220 ומתקרות בטון מזויין, יצוק<br />
במקום, בעובי של 15 ס''מ. כל המחיצות במבנה עשויות<br />
מלוחות גבס כפול עם בידוד אקוסטי מתאים.<br />
עד השלמת קידוחי הניסיון באתר נתקבלו נתוני קרקע מהנהלת<br />
"אקספו'' המראים על קרקע חווארית וחרסיתית בעלת מודול<br />
אלסטיות נמוך מאוד. תכנון הקונסטרוקציה התבסס על פתרון<br />
של יסודות שטוחים עם עמיסת קדם. עומס הקדם על הקרקע<br />
צריך היה להיות בשיעור של פעמיים העומס הצפוי ביסודות.<br />
כלומר, מילוי עפר בעובי כולל של 4-3 מטרים. עמיסת הקדם<br />
תבוצע בשכבות מילוי אופקיות בעובי של מטר אחד בקצב<br />
של 2 מטרים לשבוע לכל היותר )כלומר, יש לחכות לפחות<br />
שבוע אחד לאחר הנחת כל שכבת עפר בגובה 2 מטרים, על<br />
מנת למנוע כשל של שכבות החרסית(.<br />
לפני ביצוע עמיסת הקדם היה עלינו למלא את ה''בור'' שנוצר<br />
הביתן הישראלי בתערוכת "אקספו 2010", שהוצב במיקום<br />
מכובד ליד הביתן הסיני - המבנה האדום ברקע משמאל. דגלי<br />
ישראל וסין מתנופפים זה לצד זה בחזית הביתן<br />
אינג' דני שחם M.SC.<br />
מהנדס מבנים. שותף במשרד<br />
ירון-שמעוני-שחם לתכנון<br />
מבנים, מבני נמל וים ומבני הנדסה<br />
אזרחית. מוסמך הטכניון בחיפה<br />
ואוניברסיטת קולומביה )ארה''ב(.<br />
בעל ניסיון נרחב בתכנון מבנים<br />
מורכבים, גישור ועבודות מינהור.<br />
בעומק 1.5 מ' במילוי גרנולרי<br />
מהודק. המילוי התבצע בשכבות<br />
של 20 ס''מ מהודקות לצפיפות<br />
של 98% מודיפייד א.א.ש.טו.<br />
גבולות המילוי הובלטו מטר אחד<br />
לכל הפחות מגבולות המבנה<br />
המתוכנן. חיוני היה לוודא את<br />
הנחיות הביסוס הנ''ל באמצעות<br />
קידוחי ניסיון בשטח )ובדיקות<br />
המעבדה הנלוות( ולבצע בדיקת<br />
חדירה סטנדרטית .SPT<br />
הביסוס הרדוד כלל יסוד נמשך<br />
מעגלי מבטון מזויין תחת<br />
הקירות ההיקפיים של המבנה<br />
ויסוד שטוח )דוברה( במרכז,<br />
באיזור הגלריות.<br />
פירוק מהיר של הביתן<br />
חזית המבנה הורכבה משני אלמנטים שונים:<br />
א. חיפוי זכוכית בחלק מהמבנה שחוברה לשלד הקונסטרוקטיבי<br />
של המבנה. מודגשת בזאת המורכבות הגיאומטרית של<br />
לוחות הזכוכית לקבלת התאמה של החיפוי לשלד המסגרת<br />
המרחבית בכל המפלסים.<br />
ב. ציפויי וחיפויי אבן לשאר החזיתות החיצוניות שחוברו<br />
לשלד המבנה דרך קליפת בטון מזויין בעובי 5 ס''מ ויריעות<br />
איטום. גמר הבטונים נעשה באבן מודבקת וקשורה בשיטה<br />
הרטובה.<br />
בגמר התערוכה יפורק המבנה תוך 4-3 שבועות. פירוק כזה<br />
יתאפשר על-ידי פתיחת המחברים המוברגים ואריזת לוחות<br />
הזכוכית הטרומיים באתר. שלד הפלדה של המבנה ניתן<br />
לפירוק בקלות, מאחר וכל החיבורים הם באמצעות ברגים.<br />
כל אלמנטי השלד הם באורכים משתנים המאפשרים אריזה<br />
ומשלוח לארץ. כל אלמנטי הבטון וחיפויי האבן יפורקו תחת<br />
פיקוח קפדני לאחר הפירוק.<br />
כך יוחזר אתר הביתן הישראלי בתערוכת "אקספו 2010''<br />
למצבו ולצורתו המקוריים - כפי שהתחייבנו בתנאי המכרז.<br />
בחוזה שחתם יזם הביתן, "חיים דותן בע''מ'' עם הנהלת<br />
התערוכה הוא התחייב להעסיק חברה קבלנית לניהול פרויקט<br />
להקמת הביתן. החברה העסיקה צוות מתכננים לקונסטרוקציה<br />
ועבודות גמר כמפורט בפרוגרמה ואישרה את התוכנית מול<br />
הנהלת תערוכת "אקספו'' בשאנחאי. במקביל אישר צוות<br />
מלווה מטעם משרד החוץ הישראלי כל שלב ושלב של התכנון<br />
והביצוע בשטח.<br />
16 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
DOMA x systems<br />
R<br />
פתרונות הנדסים להמשכיות מוטות ברזל<br />
BOX<br />
BOX<br />
קופסת קוצים<br />
Patent 162417<br />
BAR<br />
MBT<br />
מחבר להארכה מהירה<br />
של מוטות ברזל<br />
עד קוטר 40 מ"מ<br />
Registred Patent<br />
מחבר זכר ונקבה<br />
למוטות בקוטר<br />
12 עד 32 מ"מ<br />
פתרונות הרמה, שינוע וחיבור אלמנטים טרומיים<br />
עוגנים עד 26 טון<br />
להרמה ושינוע<br />
אלמנטים טרומיים<br />
תעלות עיגון<br />
לאלמנטים טרומיים<br />
ותליית צנרת<br />
אינסרטים לחיבור,<br />
הרמה ושינוע<br />
אלמנטיים טרומיים<br />
אבזרים לתבניות מתועשות ושומרי מרחק<br />
שומרי מרחק<br />
מפלסטיק ובטון<br />
אבזרים לעיגון אבן טבעית<br />
עוגנים לחיפוי יבש<br />
אום-פרפר, תותבים<br />
ומוטות הברגה מהירה<br />
ווי עיגון לחיפוי רטוב<br />
ואלמנטים טרומים מבטון<br />
איכות מעולה ישום קל ומהיר<br />
חסכון בעלויות בטיחות<br />
תמיכה הנדסית<br />
פתרונות דריכה ועוגני קרקע<br />
מוטות לדריכה<br />
מאוחרת בקטרים<br />
עד 75 מ"מ<br />
מערכות משנה לתעוש הבניה<br />
מבני משרדים<br />
מבני מגורים<br />
מבני תעשיה<br />
בתי חולים<br />
גשרים<br />
מנהרות<br />
מאגרי מים<br />
מתקני סינון והתפלת מים<br />
מתקני טיהור שפכים<br />
איצטדיונים<br />
שדות תעופה
מערכת כוללת לניהול הנדסי<br />
ניהול חוזים,<br />
חשבונות<br />
ותקציבים<br />
ניהול ביצוע<br />
* כמויות<br />
* לוחות זמנים<br />
* ניהול חריגים<br />
השוואת<br />
תכנון מול<br />
ביצוע<br />
ניהול סיכומי<br />
ישיבות<br />
ומשימות<br />
VONDLE<br />
בקרת<br />
איכות<br />
בתכנון<br />
אבטחת<br />
בקרת איכות<br />
בביצוע<br />
תואם לנוהלים<br />
מערכת אינטרנטית לניהול תוכניות ומסמכים<br />
יומן עבודה<br />
ממוחשב<br />
בריסקאד<br />
10<br />
cad<br />
מתממשקת<br />
עם "מניפה"<br />
ניהול<br />
תהליכים<br />
)גרפי(<br />
דור 3<br />
ניהול<br />
אחזקה<br />
* ניהול תקלות * אחזקה<br />
מונעת * תקציב<br />
ניהול<br />
אי<br />
התאמות<br />
מכרזים, תעריפי תכנון<br />
וחשבונות ביצוע<br />
הזמנות<br />
פלוטים<br />
ניהול תכנון<br />
כולל לוחות<br />
זמנים<br />
יעיל, מהיר, איכותי, במחיר תחרותי, נסיון מערכתי של למעלה מעשר שנים<br />
בניה ואינטרנט בע"מ # רח' נחום 5, תל-אביב<br />
טל. # 03-6020602 פקס. office@bniya.co.il # www.bricsys.co.il # 03-6025602
הצטמקות וזחילה של בטון מזוין<br />
חישובים לפי 2EN<br />
ד''ר אברהם פיזנטי<br />
)2( ובה:<br />
מבוא<br />
ההתנהגות לזמן ארוך של אלמנטים מבטון מזוין הינה<br />
נושא מורכב אשר נחקר רבות. חישובים לבדיקת מצבם של<br />
הרכיבים כעבור מספר מועט או גדול של שנים הם חישובים<br />
מיגעים וארוכים, אשר בחלקם ניתן למחשב, אולם בשים לב<br />
לפרמטרים הרבים המשתתפים ובעיקר לתנאים המשתנים<br />
לאורך חיי המבנה, קשה לערוך חישוב, מושקע ככל שיהיה,<br />
ללא הנחות מקורבות שכן החישובים המורכבים ביותר אינם<br />
בנויים ליותר מכך. בתקנים רבים, כמו התקן האירופי 2EN<br />
והאמריקאי ACI 318 החישובים לזמן ארוך לא נערכים<br />
כשיגרה אלא כאופציה. אופציה זו מתחייבת כאשר מדובר<br />
בתכנון מבנה בלתי שגרתי או מונומנטלי, ואז לפחות חלק<br />
מן החישוב נערך ברמה מחקרית או קרובה לה.<br />
הרכיבים היחידים בהם חובה להתייחס להשפעות לזמן ארוך<br />
הם רכיבים מבטון דרוך, בהם הפסדי הדריכה יכולים להגיע<br />
ל-15% עד 20% מכוח הדריכה הראשוני. הפסדים אלה נובעים<br />
באופן כמעט בלעדי מהשפעות לזמן ארוך.<br />
המרכיבים העיקריים של השפעות לזמן ארוך הם הצטמקות<br />
וזחילה ובשני אלה יעסוק מאמר זה. לזחילה והצטמקות יש<br />
משקל גדול בחישובים של אלמנטים לחוצים, בעיקר כאשר<br />
מדובר באקסצנטריות גדולה. מרכיב נוסף הוא רלקסציה<br />
)הרפיה( במאמצים בפלדה. על פלדה לדריכה ידוע יותר אם כי<br />
עדיין בצורה מקורבת. על פלדה לבטון מזוין רגיל ידוע פחות<br />
ממעט, ומאחר והיא בסיכומו של דבר מתבטאת באחוזים<br />
בודדים בלבד, ומאחר ומקדם השונות בחישובים בזחילה<br />
והצטמקות הינו בסביבות ה-20%, במילא העיסוק בה, מעניין<br />
ככל שיהיה, נהפך ללא רלבנטי.<br />
הצטמקות וזחילה הנדונים כאן הם בדיוק כנתונים ב-2EN<br />
שהינו בסיס לתקן הישראלי חוקת הבטון ולכן כל מה שנתון<br />
כאן יהיה תואם את חוקת הבטון.<br />
נתונה דוגמת חישוב מאד מפורטת המבהירה את כל השלבים<br />
בחישובים אלה.<br />
הצטמקות<br />
ההצטמקות הינה תופעת אובדן נפח הבטון כתוצאה<br />
מהתייבשות/אובדן נוזלים בו )מים( וכתוצאה מהתהליך הכימי<br />
המתרחש בו תוך כדי ההתקשות.<br />
סך ההצטמקות הינן סכום ההצטמקות משני המקורות הנ"ל.<br />
)1(<br />
)autogenous shrinkage( הינה ההצטמקות עקב התקשות ε ca<br />
והיא תלויה בסוג הבטון בלבד ומתפתחת עם הזמן אולם,<br />
כפי שנראה מתוך הדוגמה, בפחות משנה וחצי פעולתה<br />
מסתיימת.<br />
ההצטמקות עקב התקשות נתונה לפי נוסחה )2(:<br />
)3( ההצטמקות הסופית<br />
עקב התקשות לטווח ארוך<br />
)4(<br />
גורם תיקון המביא בחשבון את הזמן t בימים מיום יציקת<br />
הבטון ועד למועד בו נערך החישוב.<br />
חוזק הבטון האופייני כמוגדר בחוקת הבטון.<br />
ε cd הינה הצטמקות עקב התייבשות shrinkage( .)drying היא<br />
מושפעת מסוג הבטון, מטיב הצמנט, מהלחות היחסית וכמובן<br />
היא פונקציה של הזמן )מגיעה לסיומה מספר שנים לאחר<br />
ε cd נתונה לפי הנוסחה )5(:<br />
היציקה(.<br />
)5( בה:<br />
הינה ההצטמקות הבסיסית עקב התייבשות והיא<br />
נתונה בנוסחה )6( עבור בטונים עשויים עם צמנטים עימם<br />
יש נסיון בארץ ורשומים בת"י 118 בגרסתו מספטמבר 2008<br />
)סעיף 5.1.2( ובחוקת הבטון:<br />
)6(<br />
כאשר: הינו מקדם התלוי בסוג הצמנט: =<br />
3 עבור צמנט מסוג S )איטי(<br />
4 עבור צמנט מסוג N )רגיל(<br />
6 עבור צמנט מסוג R )מהיר(<br />
הינו מקדם התלוי בסוג הצמנט =<br />
0.13 עבור צמנט מסוג S )איטי(<br />
0.12 עבור צמנט מסוג N )רגיל(<br />
0.11 עבור צמנט מסוג R )מהיר(<br />
הינו חוזק הבטון הממוצע בלחיצה בגיל 28 ימים<br />
f ck כמוגדר בת"י 118 ובחוקת הבטון 1(.<br />
( f cm<br />
= f ck<br />
+ 11<br />
הלחות היחסית נתונה באמצעות נוסחה )7(.<br />
)7(<br />
כאשר: - RH הינה הלחות היחסית בעליל באחוזים ו-100%<br />
=<br />
מביע את התלות בהפרש הזמן עבור היום בו<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 19 2010
נערך החישוב t לבין המועד בו החלה ההצטמקות עקב<br />
s )בדרך כלל מועד תום האשפרה(.<br />
מקדם הזחילה הבסיסי ניתן לאומדן באמצעות נוסחה<br />
)12( בה מרכיבים של הלחות היחסית, סוג הבטון, הפרש<br />
הזמן ומידת החשיפה:<br />
התייבשות t<br />
)8(<br />
)12( בה:<br />
- הינו שטח חתך הרכיב ו- u<br />
כאשר:<br />
- הינו היקף החתך החשוף להתייבשות.<br />
- הינו מקדם התלוי ב- h0 וערכו נתון בטבלה 1 )ניתן<br />
לעשות אינטרפולציה עבור ערכי ביניים(.<br />
0 הינו באופן עקיף מדד של דרגת החשיפה שכן ערכו<br />
הינו שטח החתך אבל u הינו ההיקף<br />
החשוף להתייבשות )הבא במגע עם האוויר החופשי(.<br />
בתלות ב- h 0<br />
h 0<br />
100<br />
200<br />
300<br />
500 ≥<br />
kh<br />
h<br />
A c ובו h0 = 2Ac<br />
/ u<br />
טבלה - 1 ערכי k h<br />
1.0<br />
0.85<br />
0.75<br />
0.70<br />
k h<br />
החישוב כפי שמוצג אינו מאפשר לפצל את אורך התקופה<br />
למס' תקופות. לא ניתן להביא בחשבון כי מידת<br />
החשיפה h 0 השתנתה לאורך חיי המבנה.<br />
זחילה<br />
הזחילה היא עיבור נוסף לעיבור האלסטי בבטון והיא נוצרת<br />
כתוצאה מאובדן נפח כאשר הבטון מצוי תחת מאמצי לחיצה.<br />
יש לתופעה יותר מהסבר פיסיקלי אחד. המטרה כאן היא לא<br />
להעמיק בצד המדעי של הסבר הזחילה כתופעה אלא להראות<br />
איך מתמודדים עם חישוב הזחילה.<br />
לפי הגליל<br />
כאשר המאמץ בבטון לא עולה על [<br />
בקוביה ישראלית בזמן t<br />
האירופי[<br />
המועד בו הועמס הבטון במאמצי הלחיצה(, עיבור הזחילה<br />
גדל ליניארית לעומת העיבור האלסטי ולכן הוא כפולה<br />
שלו. עיבור הזחילה הכולל, בין מועד ההעמסה t 0 לבין מועד<br />
הבדיקה t נתון על ידי הנוסחה )9(:<br />
t 0 ( 0<br />
)9(<br />
בה: - מאמץ הלחיצה בבטון הגורם לעיבור האלסטי ו-<br />
- מודול האלסטיות של הבטון.<br />
כאשר המאמץ בבטון עולה על י ש<br />
ϕ nl הכולל את<br />
להציב בנוסחה )9( במקום את<br />
השפעת אי הליניאריות ונתון בנוסחה )10(:<br />
E c<br />
)10( ( הינו היחס<br />
בזמן .) t 0<br />
0 לבין זמן t<br />
מקדם הזחילה בין מועד הפעלת העומס t<br />
)שניהם בימים( נתון על ידי:<br />
)13א(<br />
עבור<br />
)13ב(<br />
עבור<br />
ו- מוגדרים בהמשך. A c , h 0 ו- - u<br />
כמוגדרים בהצטמקות.<br />
)14(<br />
)15(<br />
:)16(<br />
)16(<br />
מתאים את התפתחות הזחילה עם הזמן<br />
הינו משך הזמן הבלתי מתואם לאורכו מופעל<br />
המאמץ ולכן לאורכו גם מתרחשת הזחילה בעליל כאשר<br />
שני המועדים נקבעים בימים.<br />
- מקדם התלוי בלחות היחסית )תלוי גם במידת<br />
החשיפה h 0 כמוגדרת בהצטמקות(.<br />
)17(<br />
עבור<br />
)18(<br />
עבור<br />
מקדמי<br />
)19א(<br />
)19ב(<br />
)19ג(<br />
תלויים בחוזק / סוג הבטון ומוגדרים כך:<br />
)11(<br />
20 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
התאמות להשפעת הזמן על הזחילה<br />
שני גורמים משפיעים על המועד t 0 בנוסחה )15( הוא המועד<br />
ממנו מתחילה ההתחשבות בהשפעת הזחילה: א. הטמפרטורה<br />
בה הבטון מתקשה וצובר חוזק. הניסוח של המשוואות )9(<br />
עד )19( מתאים לתנאים של טמפרטורה 20°C אולם כאשר<br />
הטמפרטורה שונה תהליך צמיחת החוזק ישתנה בתלות<br />
בטמפרטורה השונה מהנ"ל. הביטוי )20( נותן את סכום קטעי<br />
הזמן בהם הטמפרטורה שונה מ-20°C.<br />
טמפרטורה גבוהה תגרום לתוספת זמן t T )קיצור משך זמן<br />
הזחילה( ואילו טמפרטורה נמוכה ממנה תגרום לגריעת זמן.<br />
בדרך כלל מדובר בטמפרטורה גבוהה יותר בזמן האשפרה,<br />
אולם לא תמיד.<br />
T המחושב לפי נוסחה )20( מחליף את t המקורי<br />
0, T<br />
t<br />
בנוסחה )21(.<br />
)20(<br />
הינה הטמפ' במעלות C בפרק הזמן .<br />
ב. סוג הצמנט - הניסוח של המשוואות )9( עד )19( מתאים<br />
רק לצמנט רגיל מסוג N. התאמת הזמן בגין סוג הצמנט<br />
נעשית באמצעות )21(:<br />
האשפרה, מסיבות כל שהן, העמוד עמד גלוי בטמפרטורה<br />
30°C ולחות יחסית RH=30% במשך שלושה חודשים )90<br />
ימים( נוספים.<br />
בתום התקופה הנ"ל )ביום ה-111( התחדשה הבנייה ועל<br />
העמוד הועמס עומס של .kN 1000 הלחות היחסית היתה<br />
.25°C והטמפרטורה RH = 25%<br />
כעבור שנה, ביום ה-476, הועמסו על העמוד kN 2000<br />
נוספים. הטמפרטורה והלחות היחסית נותרו כמו בתקופה<br />
הקודמת. תקופה זו נמשכה עד היום ה-11425.<br />
מה הם המאמצים והעיבורים בחתך העמוד ביום ה-475<br />
וביום ה-11425<br />
פתרון<br />
1. נכון ליום ה-475:<br />
א. הצטמקות עקב התקשות - זו רק פונקציה של הזמן,<br />
ולכן:<br />
לפי )3(<br />
לפי )4(<br />
ולכן לפי )2(<br />
ב. הצטמקות עקב התייבשות -<br />
לפי )5(<br />
לפי )7(<br />
עבור<br />
)21(<br />
t 0, T<br />
t<br />
הינו מועד המתוקן של היציקה או מועד תום האשפרה<br />
עקב טמפרטורה לפי משוואה )20(.<br />
עבור צמנט מסוג S )איטי(<br />
עבור צמנט מסוג N רגיל<br />
עבור צמנט מסוג R )מהיר(<br />
0 המחושב לפי נוסחה )21( יוצב בנוסחה )15( אולם לא<br />
ב-)16( בה הזמן ההתחלתי אינו מתואם.<br />
דוגמה<br />
הדוגמה הבאה נועדה להפעיל את כל ההליכים המתוארים<br />
בפרק זה בנוגע להצטמקות וזחילה.<br />
עמוד במידות חתך 400/400 ממ' עשוי מבטון ב-40 ובו<br />
8Φ25 אשר שטחם 3920 ממ"ר. גובה העמוד 4 מ' מעל פני<br />
E. s העמוד נוצק<br />
= 200000 MPa E c<br />
היסוד. = 28200 MPa<br />
מבטון עם צמנט 1CEM אולם איטי, כלומר S.<br />
העמוד קבל אשפרה מלאה )100% = )RH במשך 20 הימים<br />
הראשונים ובימים אלה הטמפרטורה היתה 25°C. לאחר תום<br />
עבור<br />
נמשך על פני רוב התקופה וההבדל בין שניהם<br />
זניח לכן ניקח<br />
עבור צמנט מסוג S:<br />
לפי )8(<br />
ולכן ההצטמקות עקב התייבשות תהיה:<br />
לכן לפי )5(:<br />
סה"כ ההצטמקות על שני מרכיביה:<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 21 2010
ג. זחילה עקב העומס 1000 קנ'<br />
העומס 1000 קנ' הועמס ביום ה-111. השטח שווה הערך<br />
של החתך הינו<br />
בחישוב<br />
אין תיאום זמנים.<br />
לכן המאמץ בבטון הינו:<br />
המאמץ בפלדה הינו:<br />
)בהנחת הידבקות מלאה(:<br />
ולפי )11(:<br />
ועכשו עיבור הזחילה לפי )9( יהיה:<br />
סכום העיבורים - אלסטי וזחילה יהיה:<br />
העיבור האלסטי המשותף לפלדה ולבטון )כתנאי פתיחה(:<br />
אנחנו נניח כי יכולה להתפתח זחילה ליניארית.<br />
מקדם הזחילה הבסיסי הינו לפי נוסחה )12( הינו<br />
ועבורו נזדקק ל:<br />
המקדם יהיה:<br />
לגבי המוגדר לפי נוסחה )15( נצטרך לעשות התאמות<br />
0 באופן הבא:<br />
הטמפרטורה לאורך הזמן לא היתה 20°C ומידת הטמפרטורה<br />
השפיעה על זמן ההתחלה. העומס הופעל בגיל 110 ימים אולם<br />
גיל הבטון במועד זה לא יהיה 110 ימים אלא בוגר יותר מאחר<br />
ו"צמח" בטמפרטורה גבוהה מ . 20°C לפי נוסחה )20( נעריך<br />
את התקדמות הזמן והוא יתפרס כך - ב-20 הימים הראשונים<br />
הטמפרטורה היתה 25°C וב-90 הימים הבאים הטמפרטורה<br />
היתה 30°C אי לכך לפי נוסחה )20(:<br />
לזמן t<br />
אבל, תיקון נוסף בגין טיב הצמנט יהיה דרוש לפי נוסחה )21(<br />
עקב היות הצמנט מסוג S:<br />
ואז לפי )15(:<br />
2. נכון ליום ה-11425<br />
עבור תקופה זו יש לחשב:<br />
א. הצטמקות עקב התקשות בין 0 ל-11425 ימים.<br />
ב. הצטמקות עקב התייבשות בין 20 ל-11425 ימים.<br />
ג1. עיבור אלסטי וזחילה בין 110 ל-11425 ימים בהשפעת<br />
1000 ק"נ שנוסף בגיל 110 ימים.<br />
ג2. עיבור אלסטי וזחילה בין 475 ל-11425 ימים בגין העומס<br />
2000 ק"נ שנוסף בגיל 475 ימים.<br />
נפריד את חישוב הזחילה עבור שני הכוחות 1000 ו-2000 קנ'.<br />
א. הצטמקות עקב התקשות בין 0 ל-11425 ימים.<br />
ראינו כי זו התייצבה כבר בתקופה של 475 ימים לכן לא<br />
נחשב מחדש:<br />
ב. הצטמקות עקב התייבשות בין 20 ל-11425 ימים.<br />
כמו בתקופה הראשונה נמשיך לערוך את החישוב עם לחות<br />
יחסית של 25% לפי המנומק שם.<br />
כמו בתקופה הראשונה:<br />
וההצטמקות עקב התייבשות תהיה:<br />
סה"כ ההצטמקות בתום 11425 ימים תהיה לפי )1(:<br />
הצמנט האיטי גורם להאטה הבאה לבטוי ב-3 ימים. עד פה<br />
תיאום הזמן t<br />
0 לפי :)12(<br />
כעת אפשר לחשב את ϕ<br />
. 0<br />
:<br />
ולפני זה להשלמת החישוב דרוש לפי )17(<br />
ג1. עיבור אלסטי וזחילה בין 110 ל-11425 ימים בהשפעת<br />
1000 ק"נ<br />
גם כאן החישוב זה יהיה זהה לחישוב אשר בתקופה הראשונה<br />
ורק במקום 475 ימים יירשם 11425 ימים.<br />
העומס כזכור הופעל בגיל 110 ימים וגרם מאמץ בבטון<br />
ובפלדה<br />
ולעיבור אלסטי בבטון<br />
22 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
. נמשיך להניח התפתחות זחילה<br />
ליניארית.<br />
שוב, לפי החישוב המקביל מהתקופה הראשונה, בהבדל -<br />
התקופה כעת מתמשכת עד 11425 ימים. אי לכך:<br />
ימים = 166 T t ימים = 163 0 t<br />
אולם<br />
חישוב<br />
לפי )12( נותן:<br />
ניתן לראות כי קטן הפעם לעומת ערכו המקביל כאשר<br />
הועמס העומס של 1000 ק"נ וזה מפני שהבטון בוגר יותר,<br />
מאחר וזמן ההעמסה לעומת העמסת ה-1000 ק"נ התרחק<br />
מיום יציקת הבטון הזה ועל כן יש הקלה בזחילה.<br />
ואז<br />
העיבור עקב זחילה יהיה:<br />
סכום העיבורים - אלסטי וזחילה יהיה:<br />
ג2. עיבור אלסטי וזחילה בין 475 ל-11425 ימים בגין העומס<br />
2000 ק"נ<br />
עומס זה נוסף בגיל 475 ימים.<br />
בהמשך ולפי התקופה הראשונה:<br />
כל הערכים הבסיסיים כבר חושבו ויש רק להביא בחשבון את<br />
המועד האחרון - 11425 ימים.<br />
העומס גרם מאמץ )נוסף( בבטון<br />
אלסטי )נוסף( בבטון ובפלדה<br />
)בהנחת הידבקות מלאה(.<br />
ולעיבור<br />
את מועד ההתחלה יש לתאם. הערכה מחודשת תביא בחשבון<br />
את השפעת הטמפרטורה בשלושת התקופות - 20 ימים<br />
ראשונים, 90 הימים הבאים ו-365 הימים הנוספים:<br />
זה אומר כי מטעמי הטמפרטורה הבטון נחשב בן 624 ימים<br />
ולא 475 ימים.<br />
התיאום הבא לפי סוג הצמנט S מחזיר אותנו ל-622 ימים:<br />
ואז:<br />
ערכו של הקרוב ל-1.0 מצביע על כך כי לזמן כבר לא<br />
יהיה אפקט נוסף. וכעת עיבור הזחילה יהיה:<br />
העיבור הכולל - אלסטי + זחילה הינו:<br />
חישוב המאמצים במוטות הזיון ובבטון<br />
בתום כל שלב<br />
לאורך החישוב הנחנו שכל המאמצים והעיבורים המתפתחים<br />
בבטון הם בלתי תלויים בפלדה והנחה זו יש לתקן כעת.<br />
מצד שני, לצורך קביעת המאמצים/עיבורים אלסטיים בבטון<br />
ובפלדה, הנחנו הידבקות מלאה. שתי הנחות אלו לא יכולות<br />
לדור ביחד, שכן אין קומפטיביליות בחתך. בתיקונים אלה<br />
יעסוק סעיף זה מתוך פתרון הבעיה.<br />
המאמצים נכון ל-475 ימים<br />
בתקופה זו יש הצטמקות ויש זחילה עקב עומס אחד.<br />
עבור חישוב הזחילה חישבנו את המאמצים ואת העיבורים<br />
האלסטיים. לצורך אלה הנחנו חתך שווה ערך. אי לכך, אלה<br />
לא יובאו בחישוב הבא אלא יצורפו לתוצאות החישוב.<br />
נניח מודל של הפרדה מוחלטת בין הבטון והפלדה, כאשר<br />
העיבורים עקב הזחילה והעיבורים עקב ההצטמקות גורמים<br />
להתקצרות הבטון לעומת הפלדה.<br />
תוצאות החישוב בסוף תקופה זו היו:<br />
וביחד:<br />
כמודל חישובי אפשר להניח הפרדה בין הבטון לפלדה. בפלדה<br />
לא היו שום כוחות ולכן שום מאמצים ולא עיבורים. הבטון<br />
התקצר לעומת הפלדה ב- L∆ c = -69.62 10 -5 כאשר L<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 23 2010
אורך המוט. מיד נראה כי מאחר ומדובר בכוחות פנימיים<br />
לאורך המוט L אין השפעה על החישוב.<br />
נניח כעת קיום כוח פנימי P אשר גורם למתיחה בבטון ויוצר<br />
בו התארכות lc∆ ואותו הכוח מפעיל לחיצה על מוטות הפלדה<br />
וגורם להתקצרותם - .ls∆ מטרת הפעלת הכוח הפנימי<br />
לגרום לכך שתיווצר קומפטיביליות בחתך וביטול ההפרדה<br />
המלאכותית אשר הנחנו לצורך קיום המודל )ראה ציור 1( .<br />
ציור מס' 1<br />
פתרון המשוואה הזאת בת נעלם אחד נותן: 463.3=P kN<br />
σ s<br />
המאמצים עקב הכוח הפנימי: 118.19- MPa =<br />
σ c<br />
= +2.97 MPa<br />
σ s<br />
המאמצים עקב 1000 קנ': - 38.58 MPa =<br />
σ c<br />
= - 5.44 MPa<br />
σ s<br />
סה"כ המאמצים: -156.77 MPa =<br />
σ c<br />
= -2.47 MPa<br />
המאמצים נכון ל-11425 ימים<br />
בתקופה זו יש הצטמקות ויש זחילה.<br />
עבור חישוב הזחילה חישבנו את המאמצים ואת העיבורים<br />
האלסטיים. לצורך אלה, כמו קודם, הנחנו חתך שווה ערך,<br />
אי לכך אלה לא יובאו בחישוב הבא אלא יצורפו לתוצאות<br />
החישוב.<br />
תוצאות החישוב בסוף תקופה זו היו:<br />
זחילה עקב 1000 קנ'<br />
זחילה עקב 2000 קנ'<br />
סה"כ עיבורים לאיזון<br />
העיבורים הנ"ל, כמו בחישוב בתקופה הראשונה, הם העיבורים<br />
הלא מאוזנים.<br />
נניח כי הבטון מתקצר לעומת הפלדה ב-<br />
.∆c = -155.07 10 -5 L<br />
נניח כוח פנימי P )ראה תקופה 1( הגורם למתיחה בבטון<br />
והתארכות ∆lc של הבטון ובמקביל גורם להתקצרות בפלדה<br />
- .∆ls מאחר ו- נקבל:<br />
ובעקבות כך .P = 1031.95 kN<br />
המאמצים הפנימיים המתעוררים<br />
עקב הכוחות הפנימיים הם:<br />
σ s<br />
= -263.25 MPa<br />
σ c<br />
= +6.61 MPa<br />
המאמצים בחתך עקב העומס 1000 קנ'<br />
σ s<br />
= - 38.58 MPa<br />
σ c<br />
= -5.44 MPa<br />
המאמצים בחתך עקב העומס 2000 קנ'<br />
σ s<br />
= - 77.16 MPa σ c<br />
= -10.88 MPa<br />
סה"כ המאמצים בתום התקופה 2:<br />
σ s<br />
= - 378.99 MPa σ c<br />
= -9.71 MPa<br />
סיכום<br />
ניתן לראות בתרגיל ארוך זה את כל שלבי החישוב לזמן<br />
ארוך - זחילה והצטמקות.<br />
אפשר להיווכח, כי ההצטמקות והזחילה גורמים למאמצים<br />
פנימיים גבוהים ביותר בחתך. ניתן לראות כי התהליך המנוסח<br />
ב-2EN עובד מצוין ובכל שלב מוכח ההגיון והרציו מאחורי<br />
כוונותיו.<br />
בחישוב זה לא הובאה בחשבון רלקסציה במאמצים בפלדה.<br />
היא לא הובאה בחשבון מתוך חוסר מידע מספיק, אולם גם<br />
מתוך הכרה ברורה שאם בפלדה לבטון דרוך היא קטנה הרי<br />
שבפלדה לבטון מזוין רגיל היא תהיה עוד יותר קטנה )אחוזים<br />
בודדים, אם בכלל(.<br />
יש מרכיב אחד שנותר באפילה והוא: האם יש רלקסציה או<br />
הפסדי מאמצים בהידבקות, דבר אשר יגרום לשינויים מסוימים<br />
במערך המאמצים שהוצגו כאן.<br />
ד"ר אברהם פיזנטי<br />
מהנדס יועץ, חוקר ועוסק בתקינה.<br />
24 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
חפירות מתחת למפלס מי תהום<br />
בשיטות חדשניות לחיסכון במים<br />
מהנדס עדי לרר<br />
עלות שטחי הבנייה בערים הגדולות גדלה בקצב, והדבר מחייב<br />
בנייה לגובה. מספר קומות החניה הנדרשים גדל גם הוא<br />
בהתאם. בעיר תל-אביב והסביבה, מפלס מי התהום גבוה, לכן<br />
כמעט בכל פרויקט גדול, נדרש לחפור מתחת למפלס המים.<br />
חפירת המרתפים מחייבת ביצוע שאיבות שנמשכות לפחות<br />
עד להשלמת היסודות והרצפה התחתונה ולעתים גם זמן<br />
ארוך יותר. דוגמה בולטת לכך היא פרויקט הרכבת התחתית<br />
במטרופולין תל-אביב, שמתוכנן בחלקו הניכר מתחת לפני<br />
מי התהום.<br />
עקרונית, ביצוע חפירה מתחת למים נעשה בשלבים כדלקמן:<br />
יציקת קירות דיפון )או החדרת קירות כנ"ל(; ביצוע יסודות;<br />
יציקת רצפה אטומה )מופעלת לכוחות עילוי(.<br />
תכנון השלב של שאיבת המים מחייב מספר פעולות: בדיקת<br />
תכונות החדירות של הקרקע, שהיא בדיקה מורכבת וכוללת<br />
שאיבות ניסיון; בדיקת השפעת השאיבה על מבנים בסביבה;<br />
הערכת כמויות מים שצפוי לשאוב; קבלת אישורים מתאימים<br />
מהרשויות לשפיכת המים דרך המערכות העירוניות. יחד עם<br />
קבלת האישורים נדרש המבצע להתחייב לתשלום עבור כל<br />
מטר מעוקב מים. התשלום הנדרש לכך באיזור תל-אביב יכול<br />
להגיע ל-5-4 שקלים למ"ק מים.<br />
פרויקט על שטח קטן יחסית )600-800 מ"ר( בת"א, בו<br />
מתוכננים שני מרתפים מתחת למים, מחייב שאיבה בסדר גודל<br />
של 250 מ"ק לשעה למשך 6-5 חודשים )עד להשלמת יסודות<br />
ורצפה(. העלות הצפויה של שאיבה זו היא 4.5 מיליון ₪.<br />
פרט לבעית העלות והשפעת השאיבה על יציבות מבנים<br />
בסביבה קיימת חובה לאומית לנסות בכל דרך אפשרית למצוא<br />
פתרונות להקטנת כמות השאיבה. לאחרונה השתתף משרדנו<br />
במספר פרויקטים בהם - בתמיכת ובעידוד היזמים וצוות<br />
המתכננים - נעשה שימוש בטכניקות שמיועדות להקטין<br />
משמעותית את כמות השאיבה.<br />
איטום באמצעות הזרקת מים וצמנט<br />
שתי שיטות עימן התמודדנו היו:<br />
עדי לרר<br />
החדרת קירות דיפון לעומק בו מופיעות שכבות חרסיתיות<br />
אטומות. על-ידי הדמיה תלת-מימדית ממחושבת ניתן<br />
להשוות את כמות המים הנשאבת כתלות בעומק קירות<br />
הדיפון. המודלים מחייבים כמובן כיול בהתאם לשאיבות<br />
ניסיון ועומק החדרת הקירות נקבע לאחר השוואות כלכליות.<br />
טכניקה זו משמשת בפרויקט המגדל, שנבנה בימים אלה על-<br />
ידי חברת "אמות'' מול הבורסה, בו עומק קירות הדיפון מגיע<br />
ל-60 מ', כך שתובטח חדירה לשכבות אטומות.<br />
איטום על-ידי הזרקה: איטום הקרקע בתחתית חפירה על-<br />
ידי הזרקה בלחץ גבוה - GROUT .JET בשיתוף עם חברת<br />
"צמנטכל'', תוכנן איטום בקרקע בטכניקה הנ"ל בשטח של<br />
טכניקה כנ"ל משמשת בפרויקט המגדל שנבנה בימים אלו ע"י חב אמות מול הבורסה,<br />
בו עומק קירות הדיפון מגיע ל - 60 מ'.<br />
איטום ע"י הזרקה<br />
מתקן שאיבה בנתניה. הטכניקה הנ"ל פחות מוכרת ולכן היא<br />
איטום בקרקע בטכניקה הנ"ל בשטח של מתקן<br />
בפירוט.<br />
תוכנן<br />
בהמשך<br />
צמנטכל<br />
מתוארת<br />
שיטת ה-GROUT JET היא בעיקרון זרם של צמנט ומים<br />
המוזרם דרך פתח צר לתוך הקרקע, במהירות של כ-100 מטר<br />
לשנייה תחת לחץ של 500-200 בר )BAR( )ראה תמונה מס'<br />
איטום הקרקע בתחתית חפירה ע"י הזרקה בלחץ גבוה<br />
בשיתוף עם חב'<br />
שאיבה בנתניה.<br />
3 1, שיטות להזרקה(.<br />
החומר הצמנטי )GROUT(,יחד עם גרגרי קרקע שנחתכים<br />
על-ידי הזרם החזק, ממלאים חלל שמתפתח עקב פעולת<br />
האירוזיה של סילון המים והצמנט בזרימה החזקה. עודף<br />
- בלנק לרר מהנדסים בע"מ<br />
JET GROUT -<br />
,<br />
הטכניקה הנ"ל פחות מוכרת ולכן מתוארת בהמשך בפירוט.<br />
שיטת הGROUT JET<br />
בעיקרון זרם של צמנט ומים מוזרם דרך פתח צר לתוך הקרקע, במהירות של כ<br />
100 מטר לשניה תחת לחץ של<br />
-<br />
200-500 בר (BAR)<br />
(תמונה מס'<br />
(1<br />
.<br />
תהליך הזרקה בלחץ<br />
החומר הצמנטי (GROUT) יחד עם גרגרי קרקע שנחתכים ע"י הזרם החזק ,<br />
עודף המלט 27<br />
2010<br />
החזקה<br />
אוקטובר<br />
בזרימה<br />
גליון 45,<br />
סילון<br />
<strong>ותשתיות</strong>,<br />
הארוזיה של<br />
בנייה<br />
פעולת<br />
הנדסת<br />
ממלאים חלל שמתפתח עקב<br />
המעורב עם קרקע , אשר אינו ממלא את החלל, מוזרם אל פני הקרקע.
המלט המעורב עם קרקע, אשר אינו ממלא את החלל, מוזרם<br />
אל פני הקרקע.<br />
בדרך כלל, תהליך ההזרקה מחולק לשלושה שלבים: קידוח<br />
עד לתחתית האיזור המתוכנן להזרקה, כשקוטר הקידוח הוא<br />
כ-100 מ"מ; חיתוך הקרקע על-ידי זרם סילוני של צמנט ומים<br />
)לפעמים ניתן להגדיל את אנרגיית הסילון על-ידי הזרמת<br />
אוויר בלחץ גבוה כשהאוויר מוזרם דרך פתח נפרד בקצה<br />
המקדח(; מילוי החללים הנוצרים עקב החיתוך, בתערובת<br />
)grout( צמנט ומים המוזרמים. השלב השני ע"י והשלישי הזרקת כלונסאות כנ"ל ברשת בצורה שתבטיח חפיפה בין הכלונסאות,<br />
המתבצעים באותו הזמן. עודפי החומר המוזרק נפלטים לפני<br />
להגיע לנפח מוזרק אחיד. (תמונה<br />
הקרקע. כל התהליך הנ"ל מתבצע תחת בקרה אוטומטית<br />
עמוד מוזרק<br />
)ראה תמונה 2(.<br />
בשלב ראשון( עד<br />
(תמונה<br />
תוצר ההזרקה מתחתית הקדח )הביצוע<br />
למפלס פני האיזור המיועד להזרקה הוא (תמונה "כלונס" עגול, הפרמטרים הנ"ל, אשר קובעים את קוטר הכלונס,<br />
התהליך הנ"ל מתבצע תחת בקרה אוטומטית<br />
התהליך הנ"ל מתבצע תחת בקרה אוטומטית<br />
(2<br />
(2<br />
הוא "כלונס" עגול שמורכב מקרקע מצומנטת עם מלט, חוזק הלחיצה של החומר<br />
עולה ע ,<br />
כמו בבטון ויכול להגיע לערכים מתוכננים מראש, קוטר הכלונס שנותר הינו פונקציה של ל<br />
ההזרקה (עד כ<br />
- 600 בר<br />
( סוג הקרקע ומהירות התקדמות בהזרקה. (תמונה<br />
ניתן<br />
(3<br />
ניתנים לחישוב תיאורטי מורכב<br />
שום דרך להמנע מאימות הפרמטרים ע"י ניסיון הזרקה ומדידת התוצאות.<br />
,<br />
( 4<br />
אך אי<br />
ציוד הזרקה בפרויקט בנתניה<br />
שמורכב מקרקע מצומנטת עם מלט. חוזק הלחיצה של החומר<br />
עולה עם הזמן, כמו בבטון, ויכול להגיע לערכים מתוכננים<br />
מראש. קוטר הכלונס שנוצר הינו פונקציה של לחץ ההזרקה<br />
)עד כ-600 בר(, סוג הקרקע ומהירות ההתקדמות בהזרקה<br />
)ראה תמונה 3(.<br />
הפרמטרים הנ"ל, אשר קובעים את קוטר הכלונס, ניתנים<br />
לחישוב תיאורטי מורכב )תמונה 4(, אך אין בשלב זה שום<br />
דרך להימנע מאימות הפרמטרים על-ידי ניסיון הזרקה<br />
ומדידת התוצאות. על-ידי הזרקת כלונסאות גראוט עדי לרר ברשת,<br />
בצורה שתבטיח חפיפה בין הכלונסאות, ניתן להגיע לנפח<br />
עדי מוזרק לרר - אחיד. בלנק לרר מהנדסים בע"מ<br />
עדי חברת לרר - "צמנטכל'' בלנק רכשה לרר מערכת מהנדסים ממוחשבת בע"מ משולבת שכוללת<br />
מתקן ערבוב של צמנט ומים, מתקן הזרמה בלחץ המתוכנן<br />
חב' צמנטכל הביאה לארץ מערכת ממוחשבת משולבת שכוללת<br />
מתקן ומכונת ערבוב של קידוח צמנט וראשי ומים הזרקה )מתקן דומה קיים גם בחברת<br />
מהנדסים בע"מ<br />
בע"מ(.<br />
לרר<br />
קידוחים<br />
בלנק<br />
גבאי<br />
עדי לרר אריאל-<br />
מתקן הזרמה בלחץ המתוכנן<br />
הפרויקט בנתניה )מתקן שאיבה( הוא בשטח של כ-300 מ'<br />
מכונת קידוח וראשי הזרקה.<br />
ורצפתו חפורה בעומק של כעשרה מטרים מתחת לפני המים.<br />
(מתקן פרופיל דומה קיים הקרקע גם מורכב בחב' מחול אריאל וחול גבאי)כורכרי. מסביב לגבולות<br />
הפרויקט המבנה בוצעו בנתניה קירות (מתקן שאיבה) דיאפרגמה הוא אשר בשטח חודרים של לעומק כ-300 של מ' כ-6 מ' ורצפתו חפורה בעומק<br />
כ- 10מטר מתחתית מתחת הרצפה. לפני הקירות המים. ותמיכתם באמצעות עוגנים תוכננו<br />
על-ידי היזם והדרישה הייתה לבצע שאיבה מתוך שטח המתקן<br />
פרופיל הקרקע מורכב מחול וחול כורכרי<br />
עד ליציקת הרצפה )דוברה( והבטחת התנגדותה לכוחות העילוי.<br />
מסביב לגבולות המבנה בוצעו קירות דיאפרגמה אשר חודרים לעומק כ<br />
חברת "צמנטכל'', יחד עם משרדנו, תכננה את תהליך איטום<br />
הרצפה. החפירה בשיטת .JET GROUT עובי האיזור המוזרק<br />
מתחתית<br />
נקבע כך, שמקדם הביטחון נגד כוחות העילוי ההידרוסטטיים<br />
יהיה לפחות 1.2 )ראה תמונה 5(.<br />
כיוון שקיר הדיפון שבוצע היה קצר, נדרש היה להעמיק את<br />
איזור האיטום על-ידי הזרקה, כפי שנראה בתרשים. תכנית<br />
סימון מרכזי ההזרקה ליצירת כלונסאות האיטום וחתך מוצגים<br />
- בלנק לרר מהנדסים בע"מ<br />
:<br />
בתמונה 6.<br />
-<br />
-<br />
-<br />
קשר בין מהירות הזרקה )V0( - קוטר פתח הזרקה ( d0(<br />
- סוג הקרקע ( Ω,α ) לקוטר העמוד המוזרק )R(<br />
.<br />
הפרמטרים המחושבים נבדקו על-ידי מספר הזרקות ניסיוניות<br />
לעומק רדוד. התוצאות הצביעו על כך, שעל מנת לקבל כלונס<br />
בקוטר 1.5 מטר בחול הפרמטרים הנדרשים להזרקה באמצעות<br />
תערובת של אוויר ומים ובפתח השני צמנט ומים הם: לחץ<br />
'<br />
- מ 6<br />
28 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
2<br />
שטח הממך עד ליציקת הרצפה (דוברה) והבטחת התנגדותה לכוחות העילוי.<br />
חב' צמנטכל יחד עם משרדנו תכננה את תהליך איטום תחתית החפירה בשיטת<br />
JET GROUT עובי אזור המוזרק נקבע כך שמתקיים הבטחון נגד כוחות העילוי<br />
ההידרוסטטיים יהיה לפחות . 1.2 (תמונה 5)<br />
תכנית סימון מרכזי ההזרקה ליצירת כלונסאות האיטום וחתך מוצגים בתמונה 6<br />
הפרמטרים המחושבים נבדקו ע"י מספר הזרקות ניסיוניות לעומק רדוד.<br />
,<br />
1.5<br />
התוצאות הצביעו על כך שעל מנת לקבל כלונס בקוטר מטר בחול הפרמטרים הנדרשים<br />
להזרקה באמצעות תערובת של אויר ומים ובפתח השני צמנט ומים<br />
לחץ הזרקה 400-500 בר<br />
מהירות סיבוב 6.5-7.0 סיבובים לדקה תוך כדי הזרקה .<br />
(4-5 דקות הזרקה למטר<br />
מהירות עלית מתקן<br />
ההזרקה מלמטה למעלה.<br />
תערובת ההזרקה - 400 ק"ג לצמנט ל 500 ליטר מים<br />
, הם:-<br />
- 25 סיבובים למטר<br />
-<br />
-<br />
-<br />
-<br />
תכנית הזרקה לצורך איטום בפרויקט בנתניה<br />
תוצאות ההזרקה<br />
עם סיום העבודה בוצעו קידוחי ניסיון והועברו מדגמים של<br />
תערובת לבדיקת מקדם חדירות. קצב זרימת המים לתוך<br />
הבור היה קטן - 40-20 מ"ק שעה )ניתן לטיפול במשאבה<br />
גדולה רגילה(.<br />
.<br />
כיון שהקיר דיפון שבוצע, קצר, נדרש היה להעמיק את אזור האיטום ע"י הזרקה, כפי שנראה<br />
בתרשים.<br />
סדר הזרקה לצורך איטום בפרויקט בנתניה<br />
הזרקה 400-500 בר; מהירות סיבוב 7.0-6.5 סיבובים לדקה<br />
תוך כדי הזרקה; מהירות עליית המתקן - 25 סיבובים למטר<br />
עדי לרר - )5-4 בלנק דקות לרר הזרקה מהנדסים למטר בע"מ ההזרקה מלמטה למעלה(; תערובת<br />
ההזרקה - 400 ק"ג צמנט ל-500 ליטר מים.<br />
עדי לרר - בלנק לרר מהנדסים בע"מ<br />
אינג' עדי לרר<br />
אינג' עדי לרר הוא בוגר תואר ראשון<br />
בהנדסת מחצבים; תואר ראשון בהנדסה<br />
אזרחית ותואר שני בהנדסת קרקע<br />
וביסוס )1972(. שותף במשרד <strong>המהנדסים</strong><br />
בלנק-לרר.<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 29 2010
פרטים אישיים:<br />
נייד<br />
טופס הצטרפות/חידוש דמי חבר<br />
לשנת 2011<br />
נא למלא בכתב ברור ולשלוח אל <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> <strong>לבניה</strong> ולתשתיות, ביאליק 155 רמת גן 52523<br />
באמצעות פקס: 03; - 7524076 או בדואר אלקטרוני: engltd@netvision.net.il<br />
שם משפחה____________________שם פרטי________________ ת.ז _________________________________<br />
תאריך לידה: ______________ מצב משפחתי: רווק/ה נשוי/אה גרוש/ה אלמן/ה<br />
ילדים עד גיל 18: _______<br />
תפקיד ______________________________________ מקום עבודה___________________________________<br />
כתובת עבודה _____________________________________עיר____________________ מיקוד_____________<br />
כתובת פרטית ___________________________________מיקוד_______ מס' רישוי/ רישום________________<br />
יש לצרף אישור מרשם <strong>המהנדסים</strong> בתוקף/תעודת מהנדס<br />
טלפון בבית _________________טלפון בעבודה _________________________פקס______________________<br />
_________________________ דואר אלקטרוני_________________________<br />
תחום העיסוק הראשי )נא מחק את הקטגוריות שאינן רלוונטיות(<br />
ניהול / קונסטרוקציה / כבישים / גאוטכניקה / ביצוע / חומרים / תנועה ותחבורה / אחזקה /<br />
מים וביוב / מנהור / בטיחות אש/ בניה ירוקה/הנדסה סיסמית<br />
תחום עיסוק משני )נא מחק את הקטגוריות שאינן רלוונטיות(<br />
ניהול / קונסטרוקציה / כבישים / גאוטכניקה / ביצוע / חומרים / תנועה ותחבורה / אחזקה /<br />
מים וביוב / מנהור / בטיחות אש/בניה ירוקה/ הנדסה סיסמית<br />
פירוט התשלומים:<br />
דמי חבר לשנת 2011<br />
לגמלאי שאינו עובד )בהצגת תעודה(<br />
לשכיר המשלם מכיסו<br />
לשכיר צעיר )עד 3 שנים( המשלם מכיסו<br />
סטודנט תואר ראשון )בהצגת אישור(<br />
חברות וארגונים:<br />
גוף הכולל עד 25 חברים - 350 ₪ לחבר ראשון, ₪ 225 לכל חבר נוסף.<br />
גוף הכולל מעל 26 חברים עד 50 חברים - 6,000 ₪ לכל החברים.<br />
גוף הכולל מעל 50 חברים - 8,000 ₪ לכל החברים.<br />
₪ 350<br />
₪ 200<br />
₪ 200<br />
₪ 100<br />
ללא תשלום<br />
המחאה לפקודת <strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> בלבד, יש לשלוח בצרוף טופס זה למשרדי ה<strong>איגוד</strong> בכתובת המופיעה בראש הדף.<br />
אבקש לחייב כרטיס אשראי: ויזה / ישראכרט / אמריקן אקספרס / דיינרס )נא לסמן בעיגול(<br />
מס' כרטיס_________________________________ תוקף הכרטיס _______________סכום __________ש"ח<br />
תאריך:____________________חתימה____________________________.<br />
הנני מאשר לקבל עדכונים וידיעות לדוא"ל שלי ______________________________________.<br />
טלפון של משרדי ה<strong>איגוד</strong>, טל' 03-7524075<br />
30 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
הרחבת הכביש המהיר "מהים לשמיים" בקולומביה הבריטית. הקצה הדרומי של המבנה הרציף בעל שלושת המפתחים, המוכר<br />
כגשר שתים-עשרה/31, נמתח מעל מדרון ממולא בחצץ ועפר, כשעוגני סלע במעלה המדרון מחברים אותו לצלע ההר. מיסעה<br />
אחת מוקמה מעל מצוק אנכי בגובה 30 מ', ואילו מיסעה שנייה משתמשת במערכת של ניצבים כדי לתמוך במבנה העל<br />
<strong>המהנדסים</strong> עליהם הוטל להרחיב ולשפר כביש מהיר לאורך מדרונות<br />
תלולים של הר בקולומביה הבריטית, כדי להתאימו לתנועה הצפויה במהלך<br />
אולימפיאדת החורף 2010, המציאו שיטה חדשה להרחבת כביש - גשר מצע תמוך<br />
וגם דרכים חדשות לתמיכה בגשרים רבי-מפתחים שנדרשו לאורך הכביש<br />
הכביש שהומצא מחדש<br />
אינג’ שון ולדובינוס<br />
הכביש המהיר s2s המכונה "הכביש מהים לרקיע", הוא המשך<br />
באורך 95 ק"מ של הכביש המהיר 99 בקולומביה הבריטית<br />
)הפרובינציה המערבית ביותר של קנדה(, המחבר בין מחוז<br />
ונקובר המערבית לאתר הסקי ועיירת הנופש האלפינית<br />
וויסטלר. כביש זה הסב אליו בחורף האחרון תשומת-לב<br />
כללית, כדרך שהובילה ספורטאים וצופים רבים לאולימפיאדת<br />
החורף ולאולימפיאדת החורף לנכים לשנת 2010, שנערכו<br />
בוויסטלר. רצועת כביש מהיר זו, המתמשכת במעלה הרי<br />
החוף התלולים מעל ,Howe Sound שהוא הפיורד המרהיב<br />
הדרומי ביותר בצפון אמריקה, סבלה במשך שנים מנגישות<br />
נמוכה וממספר עצום של עיקולים ופניות חדות עם שטחים<br />
מתים לראייה.<br />
זאת, חרף העובדה שמדי חורף מבקרים בוויסטלר כשני מיליון<br />
גולשים, נופשים ותיירים. הגם שהריה מתנשאים רק לגובה של<br />
675 מ' מעל פני הים, הם נחשבים לאתר הסקי הגדול ביותר<br />
בצפון אמריקה. אבל בחמש השנים שבין 2000-1996 ארעו<br />
בכביש זה יותר מ-3,300 תאונות דרכים קשות, שבהן נהרגו<br />
34 נוסעים ומאות נפצעו. אי לכך החליט משרד התחבורה<br />
והתשתיות של קולומביה הבריטית בשנת 2001 להרחיב<br />
ולשפר את הכביש על מנת לטפל בתנועה הצפויה בו בתקופת<br />
האולימפיאדות. המשימה הייתה ליצור כביש בטיחותי יותר<br />
שיציע טווחי ראייה משופרים, אפשרות נהיגה במהירויות<br />
קבועות והפחתה של זמני הנסיעה.<br />
פרויקט שיפור "הכביש מהים לרקיע" אמור היה לכלול 80 ק"מ<br />
של מסלולי נסיעה חדשים בכביש שאורכו כ-125 ק"מ, סימוני<br />
דרך בולטים יותר להגברת הבטיחות, פסי הרעדה בשוליים<br />
ובמרכז הכביש, מחסומי הפרדה נוספים, וכן צמתים בטוחים<br />
ויעילים יותר. בקטע של שבעה ק"מ המשתרע במורד של<br />
צוק תלול כללה התוכנית הרחבת הכביש מכביש דו-נתיבי<br />
לכביש בעל ארבעה נתיבי נסיעה עם הפרדה ביניהם. שולי<br />
כביש רחבים יותר נדרשו על מנת לשפר את בטיחות רוכבי<br />
האופניים ולאפשר רחבות עצירה וחנייה לכלי רכב.<br />
בתכנון שיפור הכביש הוקצו גם מקומות עבור כוחות שיטור<br />
לאורך הכביש, כשתנאי הנסיעה עליו אמורים להיות מבוקרים<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 31 2010
באמצעות תחנות חיזוי מזג אוויר אלקטרוניות, כדי לאפשר<br />
את תחזוקת הכביש גם במזג האוויר החורפי. המשימה הייתה<br />
לבצע את הפרויקט בצורה שתגביל פקקי תנועה ולא תפריע<br />
למערכת של מסילות ברזל הממוקמת מתחת לחלק מהכביש,<br />
במהלך שנות העבודה המתוכננת )שהחלה בשנת 2005(.<br />
תכנון הפרויקט חייב פתרונות חדשניים, במיוחד עבור מסלולי<br />
הכביש הנוספים שאמורים היו להיבנות מעל פני השטח<br />
ההרריים והתלולים. לחוזה התכנון/בנייה/מימון/הפעלה<br />
)DBFO( הוקצה תקציב של 500 מיליון דולר אמריקניים<br />
והוא נמסר לביצוע לקבוצת התחבורה ,S2S צוות שהונהג<br />
על-ידי חברת מימון בינלאומית, קבוצת מקגווייר, ונתמך<br />
על-ידי קבלניות התכנון והבנייה - חברת Peter Kiewit<br />
Sons מוונקובר, וחברת Miller Capilano מסקוואמיש,<br />
קולומביה הבריטית. חברת Hatch Mott MacDonald מניו<br />
ג'רזי שימשה כמתכננת הראשית של הפרויקט בשיתוף עם<br />
.Peter Kiewit<br />
הפרויקט כלל בניית 40 מבנים הנדסיים שונים ומאה קירות<br />
מגן ותמך, שחייבו בנייה מחדש או שדרוג, על מנת להרחיב<br />
את הכביש בן שני הנתיבים לשלושה וארבעה נתיבים. בתכנון<br />
הושם דגש על בטיחות הציבור, כמו גם על הקטנת עלות<br />
התחזוקה למינימום הנדרש, על-פי חוזה התכנון/בנייה/<br />
מימון והפעלה למשך 25 שנה, ו-75 שנות משך החיים הצפוי<br />
של הפרויקט.<br />
הכביש המהיר "מהים לרקיע" בקולומביה הבריטית העולה<br />
במעלה הרי החוף מעל הפיורד Howe Sound התאפיין<br />
במשך שנים כבעל עיקולים מסוכנים וסיבובים חדים. כיום,<br />
לאחר שיפוצו, הוא בעל נתיבי נסיעה ישרים וטווחי ראייה<br />
טובים יותר<br />
שיפורי הכביש חולקו ל-13 קטעי תכנון/בנייה .)D/B( הקטע<br />
D/B4 הודגש כקטע המאתגר ביותר בגלל השיפוע התלול<br />
והחד ביותר שלו. בקטע דרך זה, באורך של 10 ק"מ, היה<br />
צורך לתמוך כמעט בכל הנתיבים הנוספים שהוספו לכביש<br />
באמצעות קירות וגשרים חדשים, שתוכננו גם לעמידה<br />
בפני עומסים סייסמיים. תשעה מבני גשרי נבנו עם נציבים<br />
שהושענו על גבי צוקים גבוהים ועוגנו באמצעות עוגני פלדה<br />
בעלי חוזק גבוה.<br />
כדי לאפשר את הרחבת הכביש בצורה הכלכלית ביותר, פותח<br />
אב טיפוס חדש של גשר, שנבנה על גבי מילוי חצץ ועפר<br />
במדרון של צוק סלע כדי לאפשר מישור רחב יותר עליו יסלל<br />
הכביש - ונעשה בו שימוש בשישה מקרים. שיטה זו מכונה<br />
עבודות הרחבת הכביש בוצעו במדרון של צוק סלע תלול,<br />
כשמצד אחד נחצב הצוק כדי להרחיב את הכביש ואילו<br />
בקטעים אחרים, כמו בהמשך הצילום, הוספו סוללות חצץ<br />
ועפר, עליהן נבנו גשרים להרחבת הכביש בכיוון הים<br />
באנגלית Suspended fill )בתרגום מילולי: מילוי-תלוי(. זו<br />
אינה המצאה חדשה לגמרי, שכן בישראל, שבה כבר תוכננו<br />
כמה גשרים כאלה אך לא ברור אם בוצעו, מכונה סוג כזה<br />
של גשר בשם "מרפסת", או "מצע תמוך". הרעיון הוא ליצור<br />
זיז רתום לסלע, כך שירחף מעל המצוק. זהו פתרון המתאים<br />
לאתרים בהם השיפוע לצד הדרך הוא תלול במיוחד ותמיכת<br />
מילוי היא יקרה עקב הגובה הנדרש של הקיר התומך. היות<br />
והכביש נתמך חלקית על-ידי הסלע הטבעי וחלקית על-ידי<br />
המבנה הזיזי, נהוג לכסות את חתך הכביש כולו בשכבת מצע<br />
אחידה למניעת שקיעות דיפרנציאליות ולשם הימנעות מתפר<br />
אורכי. במקומות אחרים בקטע D/B4 נתמכו גשרים רבי<br />
מפתחים על גבי יסודות חדשים, כשמיסעות בעלות זחלנים<br />
צלביים )crossheads( חוברו לאחור אל צלע ההר בעוגני סלע<br />
חזקים במיוחד.<br />
עיצוב הכביש שונה בשלב התכנון על מנת שיתאים בצורה<br />
הטובה ביותר לכביש המפותל החדש. מדרונות שנקטמו<br />
כדי לאפשר את המערך החדש הפכו למחצבות סלע כדי<br />
לספק את חומר המילוי בו השתמשו מאוחר יותר גם לבניית<br />
קירות המגן. בצורה זו בוטל הצורך להביא חומר מילוי מחוץ<br />
לפרויקט, תוך חיסכון משמעותי בדלק של כלי הרכב שהיו<br />
צריכים להוביל אותו.<br />
חברי צוות התכנון ניצבו בפני אתגרים לאורך כל הדרך, אבל<br />
בסופו של דבר מצאו את הפתרונות לתימוך ולגישור במורדות<br />
התלולים שאפיינו את איזור הפרויקט. הגשר שנבנה על גבי<br />
מילוי תוכנן במאמץ מאוחד של שתי החברות Hatch Mott<br />
.Peter Kiewit ו-Sons MacDonald<br />
בסוג כזה של גשר משתמשים בלוחות טרומיים מרוכבים<br />
יצוקים בשני שלבים. הלוחות ברוחב חמישה מטרים הונחו<br />
על גבי קירות אמצעיים וקורות קופסא מפלדה. הלוחות<br />
המרוכבים כוסו ב-300 מ"מ של יציקה משלימה ו-125 מ"מ<br />
של אספלט, כדי ליצור רציפות של משטח פני הכביש שעל<br />
הגשר. בתכנון קונבנציונלי מקובל להשתמש במחבר אורכי<br />
בממשק שבין סיפון הגשר לבין נתיבי הכביש, כדי להתאים את<br />
הסטיות האנכיות של המיסעה. ברם, כאן לא ניתן להשתמש<br />
במסלולי הנסיעה במחבר אורכי בגלל הסיכון שהוא היה<br />
32 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
מהווה לרוכבי אופנועים. על-פי שיקול זה בוטלו הסטיות<br />
במחברים והלוחות רק סובבו על גבי הסמכים לאורך הקיר<br />
האמצעי. על מנת להפחית למינימום את הסיבוב הוגדל גובהה<br />
של קורת הקצה מעבר לדרישות החישוביות. במקום קירות<br />
כובד בנציבים נעשה שימוש במילוי חצץ בכל קצה של הגשר,<br />
כדי למלא את החלל מאחורי קיר התמך וכדי לתמוך בכביש.<br />
המילוי נישא על גבי דיאפרגמות מוכנסות בדחיפה, שפועלות<br />
גם כסמכים אופקיים. לחץ הקרקע התקבל על-ידי הקורות<br />
והמיסעה. עומסים תרמיים מועברים על-ידי הדיאפרגמות אל<br />
תוך האדמה בכל קצה. דיאפרגמות קצה אלה חוזקו בקורות<br />
שנדחפו כדי להוסיף קשיחות בסיום לוח המיסעה.<br />
על-ידי תכן מחבר גזירה, הועברו העומסים ביעילות מהמבנה<br />
לסמכים. עומסים תרמיים ועומסים סייסמיים אורכיים יקלטו<br />
על-ידי המילוי בקצות הגשר.<br />
השימוש בלוחות טרומיים מנע את הצורך בטפסות של<br />
הצד הפנימי בראש המנהרה והקל במאוד את דרישות<br />
הבנייה. עם זאת, פרישת הלוחות על פני 5 מ' )עבור אורך<br />
כולל של 6.5 מ'( חייבה גישה אנליטית זהירה בתכנון.<br />
לוחות המילוי תוכננו כחתיכות דמויות תיבה של טפסות,<br />
שהתאימו על גבי שולי הקורות. מוטות חיזוק בעל קצוות<br />
עגולים הוכנסו לתוך הלוחות היצוקים במקום. תהליך זה<br />
יצר מערכת מרוכבת.<br />
תכנון היסודות של כל אחד מהגשרים בתוך הקטע 4B/D<br />
הותאם לתנאי האתר הייחודיים בכל גשר. קצוות הגשרים<br />
נתמכו על גבי כלונסאות קטני קוטר, או ישירות על גבי<br />
הסלע, וחוברו לצלע ההר באמצעות עוגני סלע בעלי הגנת<br />
שיתוך כפולה מסוג .)DCP( כלונסאות פלדה חזקים אלה<br />
חוברו ביציקת בטון דיס לתוך מורד הגבעה כדי לקבל את<br />
עומס המתיחה. על מנת להתקין את עוגני ה-DCP קדח<br />
הקבלן מראש חורים בסלע, החליק את הכלונסאות אל תוך<br />
עמוד משופע תומך בגשר אחת-עשרה/90<br />
סלע שביר באתר המקורי של הקצה הדרומי של גשר אחת-<br />
עשרה/90 הנחה את <strong>המהנדסים</strong> להוסיף 10 מטרים למיסעת<br />
ה-jump. בהתחשב במצבו הרעוע של הסלע חוברה תמוכה<br />
משופעת אל פני הסלע, כדי לתמוך בקצות הקורה של<br />
המיסעה המרכזית ושל מיסעת הג'אמפ. פתרון זה מנע את<br />
הצורך בבניית המיסעה על גבי סלע לא יציב, תוך העברת<br />
העומסים לצלע ההר היציבה<br />
החורים, ויצק פנימה בטון דיס נוזלי כדי לחבר את הכלונסאות<br />
עם הסלע.<br />
מבחינה סייסמית, העובדה שמבנים במדרון נבנו בצד הצוקים,<br />
פירושה שהם לא יתנהגו כמעברי-מים עיליים טיפוסיים, עם<br />
מחזור רעידה טבעי. יתרה מכך, גשרים אלה חוברו מאחור אל<br />
ההר בקרבת מפלס הסיפון שלהם, מה שיגרום להם להתנהג<br />
בצורה אפקטיבית כגופים קשיחים, דבר המונע הגברת התהודה<br />
במבנים, במקרה שיהיו נתונים לתנודות קרקע.<br />
כדי להשלים פרויקט כביש מהיר שאפתני זה בזמן עבור<br />
אולימפיאדת החורף 2010, היה צריך להבטיח שבניית הגשרים<br />
תהיה מהירה וחסכונית. מבני הגשר רב המפתחים נבנו מקורות<br />
שנדרכו מראש, עם לוחות מיסעה טרומיים, שמנעו את הצורך<br />
בעבודת טפסות במיסעה. עבור המיסעות המרוכבות נוצק<br />
בטון בעל איכות גבוהה מעל הלוחות הטרומיים, ונאטם<br />
על-ידי קרום חסין מים קודם ליישום שכבת האספלט. זאת,<br />
בתוספת מניעת חיבורי המיסעה שתוארו לעיל והכללה של<br />
לוחות גישה בכל משענת, גרמו ליצירת משטח נסיעה<br />
טוב יותר ויפחיתו את הוצאות התחזוקה במהלך<br />
החיים המתוכנן של הפרויקט.<br />
יסודות בטון תומכים בנציבים ונדרש תחכום רב<br />
להשתית אותם במדרונות התלולים. גשרי כבישים<br />
קונבנציונליים מנצלים את היסודות התומכים על קרקע<br />
שטוחה תוך שימוש בביסוס רדוד כלונסאות. רק לעתים<br />
רחוקות מציבים יסודות על מורדות של צוקים תלולים,<br />
כפי שנעשה בפרויקט זה. גשרים רבי מפתחים באורך 100<br />
מטרים נראים כפשוטים, אולם במקרה זה קרה בדיוק ההיפך,<br />
וכמה תכונות מעניינות איפשרו לגשרים להשתרע על פני<br />
הטופוגרפיה ההררית התלולה בצורה יעילה. כל אחד מהגשרים<br />
כלל שלושה מפתחים שנתמכו על גבי יסודות ייחודיים. שני<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 33 2010
נתיבי תנועה צפונה<br />
הופרדו משני נתיבי<br />
הנסיעה דרומה על כל<br />
גשר באמצעות מערכות<br />
של קירות אמצעיים<br />
ומפרטים חדשניים.<br />
הגשר הידוע כאחת-<br />
עשרה/90 היה אחד<br />
המבנים הראשונים<br />
שתוכנן לקטע .D/B4<br />
התצורה שלו נקבעה<br />
לאחר בדיקת שטח<br />
מוקדמת, שבוצעה<br />
לפני שהעצים הוסרו<br />
ממורדות ההר. בתכנון<br />
המקורי אמור היה הגשר<br />
להיות מבנה סימטרי עם<br />
שני מפתחים של 39.7מ',<br />
שייכללו קורות בטון<br />
טרומי מסוג "קולומביה<br />
הבריטית 5". כאשר פונו<br />
העצים והחלה עבודת החפירה, התגלו שכבות סלע חלשות באתר<br />
המקורי של הנציב הדרומי. התגלה שם סלע עם משטחי שבר,<br />
שמנע את האפשרות לבסס את הקורות על נציב קונבנציונלי.<br />
כשמצבו של אתר זה נלמד, בוצעה השוואת עלות מפורטת של<br />
שלוש אפשרויות.<br />
שלוש האפשרויות היו: לבנות ביסוס על מצע של השענה<br />
משופעת; להשתמש בבלוקי פוליסטירן מורחבים ומובלטים<br />
במקום מילוי, או להשתמש בתמיכה שיפועית. האפשרות<br />
השלישית הוכחה כחסכונית וכמועדפת ביותר מנקודת מבט<br />
גיאוטכנית. התמיכה חוברה לפני הסלע כדי לתמוך בקצוות<br />
הקורה מהמפתח הראשי ומפתח ההמשך.<br />
פתרון זה הסיט את התגובה מגוש הסלע החלש והציג כוח<br />
מייצב נורמלי לרוחב משטחי הסלע. עוגני הסלע מסוג ,DCP<br />
שהותקנו בקצה העליון של קורת הקצה, היוו התנגדות לנטיית<br />
המיסעה ויצרו ריאקציה מקבילה לתגובה של גשר קשתי.<br />
רק ארבע קורות מטיפוס<br />
5 שימשו לתמיכה<br />
המיסעה באורך 10.5<br />
מ' של המפתח הראשי.<br />
מאחר שהקורות הונחו<br />
בצורה אינטגרלית<br />
למיסעה הראשית,<br />
ניתן היה לתכנן אותן<br />
עד לגבול מתקבל על<br />
הדעת. התוצאה של<br />
החלטה תכנונית זו<br />
הייתה הפחתה של<br />
המסה המבנית ולכן<br />
גם הפחתה בדרישות<br />
הסייסמיות של<br />
היסודות.<br />
התכנון של הקיר<br />
האמצעי הציב אתגר<br />
עצום חדש. הקיר<br />
מחולק לארבעה מגזרים<br />
לאורכו של הגשר: הקיר<br />
האמצעי הדרומי, מבנה מוקשח על-ידי אלמנטים הניצבים<br />
לקיר, הקיר האמצעי המרכזי, והקיר המרכזי הצפוני. קיר<br />
האמצעי המרכזי הוגדר כקיר גזירה סייסמי shear( seismic<br />
,)wall כדי לפתור את העומסים האורכיים הגדולים של רעידת<br />
אדמה, והוא שולב עם המיסעה המרכזית באמצעות חיבור<br />
גזירה חסון. לקיר זה הוספו פינים, כדי להוסיף התנגדות דחייה<br />
מספקת כנגד העומסים הסייסמיים האורכיים.<br />
בסיס הסלע הורד לאורך הקיר האמצעי הצפוני, כדי למנוע<br />
את האפשרות לבסס קיר זה על סלע. כך שמגזר זה, בעומק<br />
6 מטרים, תוכנן כקורה גבוהה לאורך 20 מ' על פני מילויים<br />
לא יציבים. שתי שורות של עוגני סלע דרוכים התנגדו ללחצי<br />
אדמה רוחביים ובתמורה הציעו יציבות לקורה דקה זו כנגד<br />
קריסה צידית.<br />
קו האמצע של הכביש החדש הוסט 2 מ' מהקיר הקיים. על<br />
מנת לסגור את החלל שנוצר בין סיפון הגשר והקיר, שוריינו<br />
מיסעת גשר רב מפתחי עשויה לוחות בטון טרומיים מונחת במדרון התלול של<br />
הצוק על-גבי קורת בטון מצידו הפנימי של המדרון וקורת קופסת פלדה מצידו<br />
השני. הגשרים רבי המפתחים נבנו תוך שימוש בעמודי I מתוחים מראש,<br />
שתמכו בלוחות המיסעה הטרומיים. על לוחות אלה יצקו בטון באיכות גבוהה<br />
שנאטם באמצעות קרום חסין מים לפני שכוסה בשכבת אספלט. צורת סלילה<br />
זו, יחד עם ביטול חיבורי המיסעה, הביאה למשטח טוב יותר לנסיעה<br />
פועלים מניחים את הדפנות העשויות לוחות בטון טרומיים על<br />
מיסעת גשר "תלוי" שנבנתה גם כן מלוחות בטון טרומיים<br />
אחד הגשרים רבי המפתחים שנבנו לאורך הכביש "מהים<br />
לרקיע", שם נתמכה מיסעת הכביש המורחב על עמודי<br />
בטון<br />
34 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
קירות תמך זיזיים אופקיים - בעלי אלמנטים אלכסוניים<br />
המחברים את קיר הדיפון עם הבסיס - אל הסלע עם עוגנים<br />
דרוכים, קירות תמך זיזיים אלה תמכו בלוחות הטרומיים<br />
כשמעליהם נשפך חצץ.<br />
עבור הגשר המתוח על פני שלושה מפתחים, הידוע כגשר<br />
שתים-עשרה/31, תוכננו האלמנטים של המסד כדי להגיב<br />
לאתרים הייחודיים שלהם. הנציב הדרומי תוכנן מעל מילוי<br />
המדרון, ועוגני סלע על גבי חלקו העליון של המדרון קשרו<br />
אותו לצלע ההר.<br />
מיסעה התחלתית מוקמה על גבי צוק אנכי והיא כללה זיז של<br />
שלושה מ' כדי לתמוך בשניים מתוך ארבעת הקורות. הקורות<br />
הונחו בצורה אחידה למיסעה והוסף עומק לקטע של השלוחה.<br />
עוגני סלע דרוכים מסוג DCP הותקנו במעלה המדרון על מנת<br />
להתנגד לעומסים רוחביים של רעידת אדמה. המיסעה ננעלה<br />
היטב לסלע כדי להתנגד לעומסים סייסמיים אורכיים.<br />
מיסעה שנייה משתמשת במערכת של עמוד כותרת, כדי לתמוך<br />
במבנה העל והיא מחוברת לצלע הגבעה באמצעות עוגן סלע<br />
,DCP כדי לאפשר התנגדות לרעידת אדמה רוחבית. לתמיכה<br />
הצפונית תוכנן קיר בגובה של 14 מ' שהותקן בתוך הסלע.<br />
לרוב, הקירות האמצעיים למבנה זה עוקבים אחרי צורת<br />
הקירות האמצעיים הדרומי והמרכזי, שבהם נעשה שימוש<br />
בגשר אחת-עשרה/90. הקיר האמצעי הצפוני של קטע<br />
שתים-עשרה/31, המתנשא לגובה של 13 מ', הצריך כמה<br />
תכנונים חוזרים ונשנים לפני שנמצא הפתרון האופטימלי.<br />
מאחר שהוא נמצא בסמיכות קרובה לסלע לאורך פניו<br />
האחוריות, נעשה שימוש בכמות גדולה של בטון על מנת<br />
להפחית את לחצי האדמה הפועלים כנגד הקיר בעובי של<br />
500 מ"מ. שורה אחת של עוגני סלע נקבעה קרוב למפלס<br />
בגובה 10 מ' כדי להתנגד לרוב לחצי הקרקע; הבסיס התנגד<br />
ללחצים הנותרים באמצעות ממשק גזירה.<br />
הגיאומטריה והמערך של מערכות הקירות התומכים בקצוות<br />
הדרומי והצפוני של הגשר ייצגו משימות חשובות אחרות.<br />
קירות זיזיים נבנו בכל קצה של הגשר, כדי שמילוי המורדות<br />
יוכל לתמוך בקירות העליונים המיוצבים בצורה מיכאנית.<br />
קירות אלה היו מאתגרים בהחלט, אבל התוצאה הייתה<br />
הפחתה של כלל שטח הגשר ושל עלות הבנייה. התכנון של<br />
מבנה שתים-עשרה/31 הסתמך על הידע שנצבר בבניית קטע<br />
אחת-עשרה/90 והתוצאה הייתה מבנה יעיל ביותר.<br />
באתר של המבנה בעל שלושת המפתחים, המוכר בשם גשר<br />
אחת-עשרה/62, היה מבנה קשתי קיים מבטון. לאחר<br />
עבודה רבה בפיתוח כמה אופציות עבור אתר מאתגר זה,<br />
החליט הצוות להשתמש ברעיון של גשר על מצע תמוך.<br />
רעיונות מוצעים אחרים עבור המפתח באורך 28 מטרים<br />
כללו קשת יצוקה מראש, קשת יצוקה באתר, או קשת מסבך<br />
פלדה. בנוסף לפתרון בעיות הנוגעות למחברים הטמונים בין<br />
הקשתות הפשוטות, נשקל גם הממשק בין המבנה החדש<br />
והמבנים הקיימים.<br />
למרות שהסמכים הדרומי והצפוני של גשר אחת-עשרת/62<br />
היו בהחלט פשוטים, המיסעות היו יותר מסובכות. המיסעה<br />
הראשונה הושפעה מפגם בסלע שזוהה על-ידי מהנדס<br />
גיאוטכני מחברת Thurber Engineering בוונקובר. הרעיון<br />
לאפשר למיסעה כאן להישען באופן ישיר על הסלע מתחת<br />
לקצה הקשת היה בלתי מתקבל על הדעת. לכן, פותח פתרון<br />
שהשתמש בזיז סלע כשלוחה שתתמוך בקצה הקורות. עם<br />
קורה אחת בלבד לא הושגה ריאקציה שתימנע את התרוממות<br />
המיסעה. לפיכך הותקנו עוגני סלע DCP בקצה העליון של<br />
שיפוע המיסעה, כדי למנוע את התהפכותה. עוגנים אלה נדרכו<br />
כדי ללחוץ מראש את המיסעה על משטח הסלע. הדריכה<br />
מבטלת את מחזורי מאמצי השליפה.<br />
הגשר המאתגר ביותר בכביש, המוכר בשם "גשר שוניות הערוץ<br />
M", חייב שנינות רבה. על-ידי שילוב רעיון הגשר על מצע<br />
תמוך עם מפתח קורה קונבנציונלי, יכלו <strong>המהנדסים</strong> לפתח<br />
פתרון כלכלי ביותר למרות הסביבה הקשה. גשר זה משתמש<br />
בלוחות טרומיים הארוכים ביותר - באורך 7.65 מ'; ובקורות<br />
העמוקות ביותר )2.2 מ'( שהשתמשו בהם בפרויקט ולכן יש<br />
לו את המפתח הארוך ביותר - 49.95 מ'.<br />
עמוד משופע נבחר עבור המיסעה הראשונה של גשר זה, בשל<br />
התועלת שבייצוב השיפוע שלו. מאחר שלסלע באתר זה יש<br />
משטח שביר תלול ביותר, היה על סמך זה להיות בזווית של<br />
45 מעלות. סמך משופע זה יוצר כוח מתיחה גבוה ביותר.<br />
באמצעות קורת קצה המקבלת התנגדות מעוגני הסלע החזקים<br />
ביותר, שנקבעו עמוק בתוך הסלע נעשה שימוש באורך "לחיצה<br />
חופשית", שפירושו אורך עוגן DCP העטוף בצינור פוליוויניל<br />
כלוריד, כדי למנוע את קשירתו לסלע לאורך חלק מאורכו,<br />
אחת משיטות הרחבת הכביש "מהים לרקיע": למדרון התלול<br />
הוספה סוללת חצץ סלעים ועפר להנחת מיסעת הכביש<br />
קטע מהכביש שנסלל על צלע הצוק התלול שהורחב באמצעות<br />
קיר תומך. להרחבת הכביש השתמשו בשיטות רבות<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 35 2010
הכביש "מהים לרקיע" לאחר השלמתו, במקום שני נתיבים יש<br />
בו כיום ארבעה נתיבים עם קיר הפרדה בין המסלולים<br />
על מנת להבטיח שההתנגדות התפתחה די עמוק בתוך הסלע,<br />
מעבר לאיזה שהם אפשרויות כישלון פוטנציאליים.<br />
למרות שההיבטים המאתגרים ביותר של הפרויקט היו כל<br />
חלקי הקטע ,D/B4 הרי שאחד הקטעים המושכים ביותר<br />
בפרויקט היה חלק מקטע שנקרא צומת "סטאוואמוס צ'יף"<br />
להולכי-רגל.<br />
מדובר בגשר להולכי-רגל באורך 38 מ', החוצה את הכביש<br />
המהיר "מהים לרקיע" בכניסה לפארק האזורי "סטאוואמוס<br />
צ'יף" ומציע למבקרים גישה לא מוגבלת מהחנייה למסלולי<br />
טיולים בפארק, לדרכי טיפוס ולאזורי קמפינג. גשר הולכי-רגל<br />
זה תוכנן כשער כניסה לעיר סקוואמיש, הנמצאת במחצית<br />
הדרך בין וונקובר להר האלפיני וויסטלר, ולפארק. גשר זה<br />
היה אמור לסמל את השתתפותו של האיזור במשחקי החורף<br />
האולימפיים של שנת 2010. עיצובו האלגנטי תואם לגמרי את<br />
האתר, ושתי הקשתות הלא צמודות הפרושות שלו, כמו גם<br />
הסיפון המתעקל במאונך, נושאים את הולכי הרגל בין סלעים<br />
טבעיים חשופים משני צידי הכביש.<br />
צוות התכנון של Hatch Mott MacDonald יזם והוציא לפועל<br />
תכנון מפורט של גשר זה, כשהוא לוקח בחשבון את ההיבטים<br />
התקציביים של הפרויקט. צורת הקשת הנטויה עושה שימוש<br />
בכמות מינימלית של פלדה ותומכת בסיפון בטון באמצעות<br />
מוטות תלויים עשויים פלדת אלחלד. במרכז של כל קשת<br />
הותקנו משככים כדי להקל את תנודות הרוח. מאז השלמתו<br />
זכה גשר הולכי-רגל זה לתשבחות רבות.<br />
במהלך פרויקט זה פיתחו חברי קבוצת התחבורה S2S יחסי<br />
עבודה טובים זה עם זה, והדבר נכון במיוחד לגבי מהנדסי<br />
Hatch Mott MacDonald ו-Kiewit, שעמלו בחריצות כדי<br />
לספק פתרונות חדשניים ועם זאת ניתנים לביצוע. פרויקט<br />
השדרוג של הכביש המהיר "מהים לרקיע" מייצג גם חוזה<br />
מוצלח ביותר של )DBFO( - תכנון/בנייה/מימון/הפעלה.<br />
מאחר שצוות התכנון יכול היה לעבוד צמוד לקבלן בכל צעד<br />
בדרך, הייתה עבודת התכנון יכולה להגיב במהירות לתנאי<br />
האתר. בגלל שפני השטח של הגשרים והקירות נחצבו רק<br />
לאחר ש-50% מעבודת התכנון הושלמה, יכול היה התכנון<br />
הסופי להתפתח בצורה שתהלום את הדרישות הייחודיות של<br />
כל אתר. בדרך זו הופחתה עד למינימום העבודה החוזרת.<br />
השימוש בקירות שהוצבו בצורה מיכנית באדמה כדי לתמוך<br />
בכביש הוכח כטכניקת בנייה יעילה ובוצע בכל מקום שהדבר<br />
היה אפשרי. באתרים בהם נדרשו גשרים, חשב צוות התכנון<br />
באופן יצירתי במאמץ לרתום את הריאקציות של הקורות<br />
לייצוב גיאוטכני. ואב הטיפוס של הגשר התלוי פישט בצורה<br />
ניכרת את הבנייה ואיפשר לתנועה לזרום ללא הפרעה במשך<br />
שלוש שנות הבנייה.<br />
פרויקט חידוש כביש "מהים לרקיע" הושלם בנובמבר<br />
2009 וזכה מאז במספר פרסים, כולל הפרס עבור חדשנות<br />
ומצוינות של המועצה הקנדית לשותפות ציבורית-פרטית;<br />
פרס <strong>המהנדסים</strong> היועצים של סגן מושל קולומביה הבריטית<br />
עבור מצוינות הנדסית; ו"הפרס הגדול" בתחרות המצוינות<br />
ההנדסית של המועצה האמריקאית של חברות ההנדסה.<br />
הכביש המשודרג פעל בצורה חלקה במהלך אולימפיאדת<br />
החורף ואולימפיאדת החורף של הנכים שנערכו בשנת 2010<br />
ואיפשר לאתלטים ולמבקרים לנוע עליו בחופשיות, בנוחות<br />
ובבטיחות לעבר יעדיהם*.<br />
* הערת המערכת: עם זאת, במהלך שנת 2010 ארעו בכביש<br />
המהיר "מהים לרקיע" כמה מפולות סלעים, שחסמו את<br />
הכביש, פגעו בכלי רכב וגרמו לכמה נפגעים, ביניהם הרוג<br />
אחד.<br />
גשר "סטאוואמוס צ'יף" להולכי רגל, גשר באורך 38 מ', שנבנה<br />
מעל לכביש "מהים לרקיע" בכניסה לפארק האזורי<br />
אינג' שון וולדובינוס<br />
אינג' שון וולדובינוס הוא מתכנן גשרים ומנהל פרויקטים<br />
בחברת Hatch Mott MacDonald בוונקובר, קולומביה<br />
הבריטית. הוא בוגר אוניברסיטת אילינוי בארובנה-קמפיין<br />
בהנדסת בניין ואוניברסיטת קורנל בארה"ב במדעי המחשב.<br />
מאמר זה מבוסס על נייר עבודה שהוגש בשנת 2009<br />
לכנס הבינלאומי לגשרים, שנערך בפיטסבורג, ארה"ב,<br />
בחסות אגודת <strong>המהנדסים</strong> של מערב פנסי<strong>לבניה</strong>. המאמר<br />
פורסם בירחון ,Civil Engineering כתב העת של אגודת<br />
<strong>המהנדסים</strong> האזרחיים האמריקאית, ASCE גיליון חודש<br />
יוני 2010 והוספו לו כמה עובדות והסברים לנוחות הקורא<br />
הישראלי.<br />
36 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
עין הנצי“ב ד.נ. עמק בית שאן 10805, מס‘ טל. 04-6062905, פקס‘ 04-6062865<br />
אקוסטיפייפ<br />
הבידוד האידיאלי<br />
להפחתת רעש<br />
של צנרת שופכיןÆ<br />
הרכב ייחודי של חומרים מאפשר<br />
ספיגה ובלימת רעשים בתדירות<br />
גבוהה ונמוכה כאחדÆ
משה סוקולובסקי, מהנדס הביסוס הראשי במשרד הבינוי והשיכון,<br />
פרש לגימלאות<br />
מר ביסוס חוזר הביתה<br />
אינג' משה סוקולובסקי, מי שכיהן ב-21 השנים האחרונות כמנהל<br />
תחום ביסוס, קרקע וגיאוטכניקה במינהל התכנון וההנדסה,<br />
במשרד הבינוי והשיכון, והיה למעשה מהנדס הביסוס הראשי<br />
של המשרד, סיים בסוף חודש אוגוסט האחרון את תפקידו<br />
ופרש לגימלאות. ב-21 שנות עבודתו במשרד השיכון הצליח<br />
סוקולובסקי לקבע את הנדסת הביסוס כאחד ממקצועות<br />
ההנדסה האזרחית החשובים במדינה ותרם ממקצועיותו ומהידע<br />
ההנדסי הרב והמגוון שלו לדורות של מהנדסים<br />
אזרחיים. הוא החדיר את חשיבות הנדסת<br />
הביסוס גם למהנדסי בנייה <strong>ותשתיות</strong> שלא היו<br />
מודעים לערכה.<br />
מה שמאפיין את סוקולובסקי, שהוא בכלל<br />
לא חלם להיות מהנדס והגיע למקצוע כמעט<br />
במקרה. סוקולובסקי בן ה-67 הוא יליד ת''א,<br />
שנולד להורים שעלו מפולין ומליטא. בילדותו<br />
הוא התגורר באיזור תל-אביב הקטנה, ברחוב<br />
אחד העם, בין הרחובות מזא''ה ונחמני. עברו<br />
עליו נעורים שיגרתיים של נער תל-אביבי<br />
באותן שנים: לימודים בגמנסיה "הרצליה''<br />
בבניינה ההיסטורי, חברות בצופים, שירות<br />
צבאי בחטיבת הנח''ל, הכשרה בקיבוץ בחן<br />
ממנה עבר לשרת בנח''ל המוצנח, ואח''כ שירות מילואים עד<br />
גיל 50 בתור צנחן.<br />
לאחר שסיים את שירותו הצבאי הוא לא חשב כלל להמשיך<br />
בלימודים גבוהים. הוא נדד בעבודות מזדמנות, בעיקר בתחומי<br />
הבנייה. מאחר שאביו עסק בהרכבת מערכות של פינוי אשפה,<br />
הוא התלווה אליו לעתים קרובות למבנים החדשים שבהם הותקנו<br />
מערכות אלה. הוא זוכר, שגם כנער עבד בחופשותיו ב''סולל<br />
בונה''. בין השאר, כשהיה בן 17-16 הגיש חצץ למערבלי הבטון<br />
הידניים שיצקו בטון ליסודות בית "אל-על'' ברחוב בן-יהודה<br />
בתל-אביב, שהוקם על חורבות קולנוע "בית העם'' המיתולוגי.<br />
עברו כמה שנים בכל מיני ג'ובים עד שהבין שהוא חייב ללמוד<br />
כדי לקדם את מסלול חייו. מאחר שרוב עבודותיו המזדמנות היו<br />
בתחום הבנייה החליט ללמוד הנדסת בניין. "זה משך אותי אז,<br />
אולי מפני שזה היה קשור לבניית הארץ'', הוא נזכר. הוא היה בן<br />
24 כשהלך לבחינות הקבלה בטכניון. הבחינות היו קשות עבורו,<br />
אבל הוא הצליח להתקבל לפקולטה להנדסה אזרחית. בקורס<br />
ב' כבר נשא אשה ועבר מדירת חדר קטנה, בה התגורר עם<br />
חבר, לדירה שכורה משלו. הם חיו מתמיכת ההורים ומעבודות<br />
מזדמנות שביצע שוב בחופשות. בין השאר, הוא עבד גם בתור<br />
מדריך ימאות, בשל הרקע הימי שהביא מתל-אביב.<br />
כשסיים בהצלחה את לימודיו בטכניון וזכה בתואר מהנדס הוא<br />
חיפש פרנסה. בשנות לימודיו האחרונות הוא זכה במלגה מטעם<br />
החברה למדידות והנדסה אזרחית, והיא גם זו שזיכתה אותו<br />
בעבודתו הראשונה כמהנדס. הוא עבד בחברה ארבע שנים לפני<br />
אלי תבור<br />
מהנדס משה סולקולבסקי<br />
שהחל את לימודיו לתואר שני בהנדסה אזרחית.<br />
"הפעם הלימודים כמעט שברו אותי'', הוא מודה. "היה לי קשה<br />
מאוד לעבוד וללמוד. לאחר מלחמת יום כיפור נסגר הסניף<br />
של החברה בחיפה. נשארתי ללא עבודה. עברתי לתל-אביב,<br />
שם מצאתי עבודה במשרד הנדסי אחר. ואז קרה משהו בלתי<br />
צפוי''.<br />
בשלב מסוים בעבודתו במשרד החדש קיבל משה סוקולובסקי<br />
טלפון מאינג' איתן סורוקה, מי שלימים הפך<br />
למנכ''ל חברת הבנייה "אזורים''. באותם ימים<br />
היה סורוקה ראש תחום ביסוס ומהנדס ראשי<br />
של התחום במשרד הבינוי והשיכון. "לא הכרתי<br />
אותו כלל'', מודה סוקולובסקי, "אבל הוא אמר<br />
לי ששמע עליי וביקש ממני לבוא להצטרף<br />
למשרד. עניתי לו שאין מצב שאני הולך לעבוד<br />
בשירות המדינה. הייתה אצלי מין סטיגמה כזאת<br />
של עבודה בשירות המדינה, שלא רציתי ללכת<br />
להיות פקיד ממשלתי. אבל הוא לא הפסיק<br />
לצלצל אליי וניסה לשכנע אותי לבוא ולהצטרף<br />
לתחום הביסוס במשרד הבינוי והשיכון.<br />
אחר-כך הסתבר לי שהוא ערך בירורים אצל<br />
הפרופסורים בטכניון וביקש שימליצו לו על<br />
בוגר שמתאים לתפקיד שהוא מחפש. הם המליצו לו עליי''.<br />
בסופו של דבר נכנע סוקולובסקי להפצרותיו של סורוקה. הוא<br />
הסכים להצטרף לתחום הביסוס במשרד השיכון בתנאי אחד<br />
- שהוא יעבוד על חוזה אישי ולא כעובד מדינה. "כשהגעתי<br />
למשרד הייתי העובד הכי צעיר ביחידה'', הוא נזכר. "בשלב<br />
מסויים החליטו לבטל את הקומבינה הזאת ולהעסיק אותי<br />
כעובד מדינה. מה שקרה הוא, שבינתיים תחום הביסוס משך<br />
וריתק אותי. הבנתי שיש לי עוד הרבה מה ללמוד בתחום הזה.<br />
הסכמתי להצטרף לשירות המדינה''.<br />
לברר כשלים ולהפיק לקחים<br />
"העבודה בתחום הביסוס" העניקה לי אפשרות לעסוק<br />
בהמון פרויקטים ייחודיים ובמגוון עצום של עבודות בתחום<br />
הגיאוטכניקה, וגם בתחומי קונסטרוקציות הגשרים בכל רחבי<br />
הארץ לאורך התקופות'', מספר משה סוקולובסקי. "מי שייסד<br />
את היחידה לביסוס במשרד הבינוי והשיכון היה מהנדס משה<br />
קציר ואחריו הגיע אינג' דוד דוד. איתן סורוקה החליף את דוד<br />
דוד ואני ירשתי אותו. עכשיו מחליף אותי מהנדס עומרי מזרחי,<br />
שזכה בתפקיד במכרז.<br />
"משרד הבינוי והשיכון מתכנן, בונה ומבצע עבודות תשתית בכל<br />
רחבי המדינה. זהו עולם ומלואו, הכולל עבודות עפר, סלילת<br />
כבישים, בניית מבנים הנדסיים, תחנות שאיבה, בריכות מים<br />
ועוד אלף ואחד פרויקטים. עבור כל העבודות האלה יש לבצע<br />
סקרי קרקע לביסוס, להכין את הקרקע לביסוס, ללוות את<br />
38 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
המתכננים בעת תכנון הפרויקטים, לאשר תוכניות, ולהעניק<br />
תמיכה למהנדסים בעת הביצוע. תכנון הביסוס מסתיים רק לאחר<br />
גמר הביצוע, שכן בעת העבודה תמיד מתרחשות הפתעות. בנייה<br />
היא פעולה דינמית. עד כמה שלא תבדוק את הקרקע, תמיד יתגלו<br />
נתונים חדשים. במסגרת זו תפקידו של מהנדס הביסוס לבדוק<br />
את איכות הנחיות הביסוס, לברר כשלים ולהפיק לקחים''.<br />
בין הנושאים הרבים שמשה סוקולובסקי עסק בהם בכהונתו<br />
כמהנדס הביסוס הראשי של משרד הבינוי והשיכון היו נושאים<br />
כמו קירות תומכים, קירות כובד, בדיקת שברים גיאולוגיים,<br />
סקרי קרקע וסקרים גיאולוגיים ועוד. "בעת שערכנו סקרי קרקע<br />
נתגלו לנו אזורים מועדים לפורענות'', הוא מספר. "כתוצאה מכך<br />
היינו חייבים לשנות את תוכניות הבינוי ולהגדיר אזורים שלמים<br />
כאזורים שאינם מיועדים לבנייה, או כאזורים הזקוקים לטיפול<br />
גיאוטכני מיוחד. מדובר בצירוף של קרקע חווארית עם טופוגרפיה<br />
תלולה ועם צלקות של גלישות קרקע קודמות. משמעותו של<br />
צירוף כזה היא חוזק משתייר נמוך ופוטנציאל לגלישות קרקע<br />
עתידיות''.<br />
סוקולובסקי משתבח בכך, שבתקופתו קודם נושא הביסוס<br />
במיקרופיין - כלונסאות סלע בקוטר קטן של 30-25 ס''מ,<br />
כשהיום כבר מדובר על קטרים של עד 60 ס''מ. "בשנים<br />
הראשונות הייתה רתיעה מצד המתכננים להציב עמודים על<br />
יסודות בודדים בסלע בקוטר קטן. יש לציין, שדוד דוד ואיתן<br />
סורוקה, יחד עם מהנדס ישראל )"מגלה''( מגל ז''ל מחברת "עפר<br />
וסלע'', קיבלו את פרס גולדשטיין על קידום נושא זה במשרד.<br />
כיום כבר קיים מזה שנים רבות תקן ישראלי לביסוס על גבי<br />
כלונסאות בסלע בשיטת ההקשה )מיקרופיין(. אני מודה, שהייתי<br />
מעורב בנושא לאורך כל הדרך''.<br />
עוד הוא זוקף לזכותו את קידום התכנון והביצוע של קירות<br />
תומכים בקרקע משוריינת, בהסתמך על שיטות שונות שפותחו<br />
בחו''ל וגם בארץ. החל משנות ה-70' של המאה שעברה החלה<br />
חברת "טרארמה'' לבנות קירות תומכים כאלה בצפת וכיום<br />
השיטה נפוצה בכל רחבי הארץ. כיום יש כבר תקן ומפרט מוסדר<br />
להקמת קירות תומכים כאלה.<br />
"אבל זה רק מעט מזעיר משלל הנושאים והפרויקטים שמחלקת<br />
הביסוס במשרד הבינוי והשיכון עוסקת בהם'', אומר סוקולובסקי.<br />
"כדי לספר על כולם, נזדקק לספר שלם. אבל אני חייב לציין,<br />
שלא היינו היחידים שעסקו בנושאים אלה. סייעו בידינו גופים<br />
ומהנדסים רבים, גם כאלה שלא עבדו בשירות המדינה. אבל לנו<br />
היה כנראה תפקיד מכריע בקביעת המדיניות בתחום זה''.<br />
סוקולובסקי עתיר המעש והניסיון טרם החליט לאן מועדות פניו<br />
בעתיד. "ב-21 שנות עבודתי במשרד הבינוי והשיכון הופעלו עליי<br />
כל הזמן המון לחצים'', הוא אומר. "כל הזמן הייתי חייב למצוא<br />
תשובות לבעיות מקצועיות. תמיד היו טיפולים דחופים, תביעות<br />
משפטיות וכו'. למרות שהייתי עובד מדינה, הקדשתי הרבה יותר<br />
מדי זמן מהמתבקש לעבודה. לכן, קודם כל אני חייב להשתחרר<br />
מעט מהלחצים ואז אחליט מה אעשה. בשלב זה איני רוצה לקבל<br />
על עצמי כל מחוייבויות ולחצים. יש לי בן ובת וחמישה נכדים. זה<br />
הזמן להתפנות גם קצת אליהם. לסיום אני חייב לציין, שלאורך<br />
כל הדרך ליוו אותי אנשים מצוינים, שחלקם אינם כבר בין החיים.<br />
מבין הרבים רבים שלהם אני חייב תודה, אני רוצה לציין את<br />
הגיאולוגים ההנדסיים הבולטים ביותר - יצחק אריה וד''ר עוזי<br />
זלצמן. בזכותם הגענו עד הלום בתחום הביסוס''.<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 39 2010
הערכת מקדם הדיפוזיה בבטון ומשך זמן חיי השירות<br />
כנתוני בסיס ב-<br />
שיקום מבנים וגשרים<br />
בסביבה ימית<br />
דיפ-אינג' יעקב )ג'קי( אהרונוב, MSc<br />
.1<br />
הקדמה<br />
רצועת החוף המתחילה מראש הנקרה בצפון ומגיעה עד רצועת<br />
עזה בדרום היא האיזור הגיאוגרפי המאוכלס ביותר במדינת<br />
ישראל. איזור זה מצוי תחת השפעה ימית אשר באה לידי ביטוי<br />
במליחות, לחות יחסית של 80%-60% וטמפרטורה גבוהה,<br />
בעיקר בחודשי הקיץ. שילוב של שלושת הגורמים האלה מביא<br />
למצב הנותן את ה-)Pessimum( שהוא המצב הגרוע ביותר<br />
מבחינת חדירת יוני כלור - Cl לתוך מבנים וגשרים הנמצאים<br />
לאורך חוף הים.<br />
בניינים רבים, המצויים בעיקר בערים הגדולות, אשר נבנו לפני<br />
30-20 שנה, עוברים בתקופה זאת תהליך של שיקום וחיזוק,<br />
שינויים פנימיים וחיצוניים כתוצאה של שינויי ייעוד ופיתוח<br />
סביבתי, תוספת קומות וכד'. לגבי מבנים אלה ברובם קיימים<br />
ערפל תכנוני בגלל חוסר דוקומנטציה הנדסית מספקת וכן<br />
סימני שאלה רבים הקשורים למצב הפיזי של המבנה )חוזק<br />
הבטון, סוג וכמויות הפלדה, עובי כיסוי בטון, מצבו הפיזי של<br />
המבנה מבחינת חדירת כלורידים, קרבונציה ועוד(. מיותר<br />
לציין, שבדיקות אלה נחוצות מאחר והממצאים משמשים<br />
בסיס לבחינת חלופות שונות לתכנון העתידי ושיקום המבנה.<br />
ללא חומר בסיסי זה יהיה קשה להגיע לפתרונות תכנוניים<br />
אופטימליים מבחינה כלכלית.<br />
בדומה ובמקביל לתחום המבנים, מתעוררות בעיות דומות גם<br />
בגשרים ובמיוחד בכביש המהיר מס' 2, שכל כולו מצוי ברצועת<br />
החוף וחלקים ממנו נושקים ממש לחוף הים; וכן בכביש המהיר<br />
מס' 4, בעיקר בקטע המתחיל מדרום חיפה ועד גבול הלבנון.<br />
בקטע זה הכביש קרוב ביותר לחוף הים. מעל שני כבישים אלה<br />
מצויים גשרים רבים עם אלמנטים דרוכים ויצוקים במקום<br />
אשר נבנו לפני כ-40 שנה ונגועים בוודאות גבוהה מאוד לא<br />
רק בכלורידים אלא גם בקרבונציה. עם סיום ביצוע סקירה<br />
ראשונה ברוב הגשרים האלה, כמקובל היום, במדיניות מ.ע.צ.<br />
לתחזוקת גשרים ומבני דרך, יהיה צורך לבצע בדיקות לחדירת<br />
כלורידים וקרבונציה מהשיקולים הבאים:<br />
# גשרים מתוכננים לאורך זמן שירות של 120-100 שנה.<br />
יש לוודא מהו מצבם הפיזי של גשרים אלה בחלוף שליש<br />
מאורך זמן חיי המבנה. לשם כך יהיה צורך לבצע סקירות<br />
מעמיקות בעתיד.<br />
# כמעט כל הקורות של גשרים אלה הם אלמנטים דרוכים<br />
מסוגים שונים. גדילי דריכה בסביבה עם ריכוז יוני כלור<br />
- Cl מעל המותר ו-PH נמוך מ-11-12.5 עלול לסכן את<br />
הגשר.<br />
# מצבם הפיזי של אלמנטים יצוקים במקום, כגון נציבים,<br />
עמודי נציבים, כנפיים ועוד הוא נחות בהשוואה לקורות<br />
דרוכות באותו הגשר.<br />
# השיקולים הכלכליים בשיקום הגשרים מתרכזים כאן<br />
בבחירת החלופה האופטימלית בשיקום וחיזוק הגשר,<br />
להבדיל מבניינים, שם נכנסים שיקולים נוספים כגון שינוי<br />
ייעוד, תוספת קומות, ניצול הנכסים מבחינה כלכלית<br />
ועוד.<br />
מאחר והנושא של חדירת כלורידים בבטון ופתרונות אפשריים<br />
לבעיה זאת פחות מוכר לרוב מהנדסי המבנים ומנהלי<br />
פרויקטים, תתרכז כתבה זאת בהערכת מקדם הדיפוזיה<br />
האפקטיבי של חדירת יוני כלור - Cl לתוך הבטון, על-ידי<br />
שילוב והצלבה של בדיקה מעבדתית וחישובית פשוטה. לאחר<br />
קביעת מקדם הדיפוזיה Deff ניתן יהיה להעריך את משך זמן<br />
חיי השירות כפי שיוסבר בהמשך.<br />
בסוף המאמר מובאת דוגמה מוחשית המפרטת את ההליך<br />
בקביעת שני נעלמים אלה. מציאתם הוא תנאי הכרחי אך לא<br />
מספיק. במקביל, ברוב המקרים יהיה צורך לבצע כמה בדיקות<br />
נוספות, כגון מדידות חשמליות, מיפוי פוטנציאלים ועוד, על<br />
מנת לקבל הצלבה של הממצאים. בדיקות אלה אינן כלולות<br />
הפעם במסגרת כתבה זאת.<br />
הקשר בין החוק השני של FICK ומקדם<br />
הדיפוזיה - D<br />
מקדם הדיפוזיה "D" מופיע בחוק השני של .FICK<br />
זאת היא בעצם משוואה דיפרנציאלית פרבולית, חלקית,<br />
מדרגה שנייה, המבטאת את שינוי ריכוז יוני הכלור ( - )Cl לכיוון<br />
X וכיוון Y כפונקציה של הזמן )t( )ראה ציור מס' 1(.<br />
ברוב המקרים אין שינוי בריכוז תכולת הכלור לכיוון Y<br />
)עמודים, קורות, קירות( לכן<br />
מכאן המשוואה הופכת להיות פשוטה יותר.<br />
40 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
קביעת מקדם הדיפוזיה<br />
האפקטיבי Deff במבנה קיים<br />
)פתרון מעשי(<br />
מוציאים גליל או אבקה על-ידי קידוח לעומק<br />
של 10 ס"מ. מנסרים פלחים במקרה של<br />
גליל קידוח בעובי 1.0 ס"מ כ"א. מכל פלח<br />
מוציאים חומר אשר באמצעות אנליזה כימית<br />
)טטרציה( קובעים את כמות יוני הכלור - .Cl<br />
כמו כן קובעים גם את כמות הצמנט בבטון.<br />
משרטטים את עקומת תכולת יוני הכלור<br />
בתלות של עומק החדירה עבור זמן מסוים .ti<br />
בזמן אחר tj תהיה לנו עקומה שונה. קובעים<br />
את חתוך העקומה עם ציר X. בעומק החדירה<br />
זה )x0( תכולת ה-כלורידים שווה לאפס )ראה<br />
ציור מס' 1(.<br />
ציור מס' 1: עקומת חדירת יוני כלור<br />
.2<br />
למשוואה דיפרנציאלית זאת יש פתרון מדויק, סגור והוא:<br />
מתוך הפתרון של המשוואה הדיפרנציאלית<br />
והצבת 0=(t, C(x עבור x0 מדוד ובעזרת<br />
דיאגרמת פונקצית הטעויות של גאוס<br />
המצ"ב מוצאים את הנעלם היחיד שהוא מקדם הדיפוזיה<br />
האפקטיבי.<br />
.3<br />
כאן<br />
x בעומק - Cl - הוא ריכוז יוני הכלור - C (t, x) [Kg/m3]<br />
מפני השטח, לאחר זמן t.<br />
[Kg/m] - Co הוא ריכוז יוני הכלור - Cl על פני שטח<br />
האלמנט.<br />
erf(z) - היא פונקציית הטעויות Error Function של גאוס.<br />
.4<br />
M2/sec] - Deff [ הוא מקדם דיפוזיה אפקטיבי לצורך<br />
חישובים הנדסיים.<br />
הערות<br />
1. ישנו הבדל בין מקדם D שהוא תיאורטי עבור זרימה קבועה<br />
של יוני - Cl (STEADY FLOW) לעומת Deff שהוא המקדם<br />
האפקטיבי לצורכי חישובים הנדסיים כאשר אנו יודעים מראש<br />
שזרימת היונים - Cl במשך עונות השנה איננה קבועה ונתונה<br />
במשטר של שינויים בלתי פוסקים במשך השנים. בנוסף על<br />
כך, יש לזכור שהמקדם D הוא גם פונקציה של הטמפרטורה.<br />
בארץ מקובל להניח טמפרטורה שנתית ממוצעת של T=22˚C<br />
לעומת טמפרטורה שנתית ממוצעת של T=10˚C באירופה.<br />
מקדם הדיפוזיה גדל עם עליית הטמפרטורה.<br />
)GAUSS ERROR FUNCTION( .2<br />
3. תנאי הגבול ההתחלתיים של המשוואה הן:<br />
C=Co ,t=0 ,x=0<br />
ציור מס' 2: עקומת פונקציית הטעויות של גאוס<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 41 2010
דוגמה חישובית למציאת מקדם הדיפוזיה<br />
)LSTS( ומשך זמן חיי השירות Deff<br />
במבנה הנמצא מספר עשרות מטרים מחוף הים, בצעו, לפני<br />
שיקומו, מספר בדיקות, כולל בדיקת עקומת חדירת כלורידים.<br />
נתונים וממצאים מפורטים להלן:<br />
-C 15 = 1.2 KG/M 3 כמות הכלור הממוצעת על פני<br />
האלמנט.<br />
15*31.5*10 6 Sec = 15 שנה = o -t גיל הבניין.<br />
- CEM = 320 KG/M 3 כמות הצמנט בבטון.<br />
מ' = 0.09 ס"מ = 9 x(C=0) - העומק בו כמות הכלור שווה<br />
לאפס.<br />
מ' = 0.030 ס"מ = 3.0 x - עובי כיסוי הבטון עד פני<br />
החשוקים.<br />
- C (3,15) = 0.600 KG/M 3 כמות הכלור במישור פני<br />
החשוקים.<br />
- C 3,t = 0.640 KG/M 3 כמות הכלור המירבית המותרת לפי<br />
חוקת הבטון ת"י 466 חלק 1. )0.2%(.<br />
= Deff - יש למצוא את מקדם הדיפוזיה האפקטיבי.<br />
= LSTS LIFE SERVICE TIME SPAN – הזמן בשנים עד<br />
להופעת הסדקים הראשונים מאז סיום בניית השלד.<br />
מתוך נתוני השטח וקביעת עקומת חדירת הכלורידים ניתן<br />
עתה לחשב את מקדם הדיפוזיה האפקטיבי.<br />
מציאת משך זמן חיי השרות של המבנה )LSTS( עם מציאת<br />
מקדם הדיפוזיה האפקטיבי ניתן כעת להעריך את משך הזמן<br />
עד להופעת הסדקים הראשונים על פני המעטפת החיצונית<br />
של המבנה כתוצאה מהתקפת הכלורידים.<br />
מתוך הגרף של פונקצית הטעויות של גאוס מוצאים<br />
שעבור 0.9 z 0.800 = (z) erf<br />
קביעת מקדם הדיפוזיה - Deff<br />
נקודה<br />
שנים<br />
יתרת הזמן שנשארת עד שכמות היונים - Cl במישור<br />
החישוקים תגיע לכמות הסף המותרת לפי התקן ת"י 466/1<br />
היא שנים = 7.5 1 t<br />
סך כל "זמן האינקובציה" שעבר מתחילת תפקודו של מבנה<br />
השלד ועד להצטברות כמות היונים של כלור המשתווה לכמות<br />
הסף לפי התקן הינו<br />
שנים = 22.5 =15+7.5 ( 1 )t 0 +t<br />
הערכה ראשונית של הזמן הדרוש להתפתחות הקורוזיה<br />
מסיום תקופת האינקובציה ועד הופעת הסדקים הראשונים<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
x<br />
0<br />
0.01<br />
0.02<br />
0.03<br />
0.04<br />
0.05<br />
0.06<br />
0.07<br />
0.08<br />
0.09<br />
C(x,t)<br />
1.2<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.27<br />
0.175<br />
0.1<br />
0.05<br />
0.02<br />
0<br />
ציור מס' 3: עקומת חדירת כלורידים במבנה, בגיל 15 שנה<br />
42 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
ציור מס' 4: התפתחות הקורוזיה עם השנים עד להופעת הסדקים הראשונים<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 43 2010
מראי מקום<br />
1) ARNON BENTUR, SIDNEY DIAMOND, NEAL<br />
BERKE “STEEL CORROSION IN CONCRETE" – E<br />
& FN SPON, LONDON, 1997.<br />
2) B. LIN & Y. CAI – “COMPARISON OF TEST<br />
RFSULTS FROM LABORATORY AND LONG-TERM<br />
EXPOSURE ON DURABILITY OF REINFORCED<br />
CONCRETE IN MARINE ENVIRONMENT" SP228-<br />
91 VOLUME 11 7TH INTERATIONAL SYMPOSIUM<br />
ON THE UTILIZATION OF HIGH – STRENGTH/<br />
HPC", USA WASHINGTON, D.C. JUNE 20-24,<br />
2005.<br />
3( י. אהרונוב, א. כץ, י. פרוסטיג - "התנהגות של מבנים<br />
מבטון מעולה סיבי עם זיון FRP שלב "ב", המכון הלאומי<br />
לחקר הבנייה, חיפה 2003.<br />
4( י. אהרונוב - "רכיבים קונסטרוקטיביים מבוטנים מעולים,<br />
מגמות ואפשרויות יישום בארץ בתחילת המילניום"<br />
- הכנס הארצי ה-1 לבנייה <strong>ותשתיות</strong> בישראל, ת"א<br />
.11/10/1999<br />
5( י. אהרונוב - "המפתח בשער הנגב" הגשר המחבר את<br />
שני חלקי קמפוס מכללת ספיר, שדרות" עיתון "מבנים"<br />
נובמבר - דצמבר 2002.<br />
6) CONCRETE REPAIR MANUAL – INTERNATIONAL<br />
CONCRETE REPAIR INSTITUTE, SECTION 4.4.3<br />
A5 “DUST SAMPLES" pp 176.<br />
7( חוקת הבטון ת"י 2003. 466/1,<br />
8( תקן ישראלי ת"י 1877 חלק - 9 מוצרים ומערכות לשיקום<br />
ולהגנה של מבני בטון - הגדרות, דרישות, בקרת איכות<br />
והערכת תואמות: עקרונות כללים שימוש במוצרים<br />
ומערכת התקן מבוסס על התקן האירופאי ,EN 1504-9<br />
ספטמבר 2008.<br />
) 9 1202-97 - ASTM - 1C "קביעת מקדם הפעפוע, בצורה<br />
מזורזת במעבדה" לגבי בטונים חדשים.<br />
10) HA-WON SONG, VELU SARASWATHY – “CORROSION<br />
MONITORING OF R.C. STRUCTURES-A REVIEW" –<br />
INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL<br />
SCIENCE" 2007 pp 1-28.<br />
11) HAUSMAN, D.A 1967 – “STEEL CORROSION IN CONCRETE"<br />
MATERIAL PROTECTION 6: pp. 19-23.<br />
12) U. ANGST & O. VENNESLAND – “CRITICAL CHLORINE<br />
CONTENT IN REINFORCED CONCRETE – STATE OF ART,<br />
TAYLOR & FRANCIS GROUP LONDON 2009.<br />
13) D.H. CHISHOLM AND N.P. LEE – “ACTUAL AND<br />
EFFECTIVE DIFFUSION COEFFICIENTS OF CONCRETE<br />
UNDER MARINE EXPOSURE CONDITIONS, BRANZ<br />
CONFERENCE PAPER NO 96 (2001).<br />
הינו ........... שנים = 4.5 22.5 * 20% = 2 t<br />
סך כל הזמן שעבר מסיום בניית השלד ועד להופעת הסדקים<br />
הראשונים הוא:<br />
שנים )15+7.5+4.5(=27 = ( 2 LSTS Σ (t 0 +t 1 +t<br />
- Icorr עוצמת הזרם בהיקף המוט המתאר את קצב התפתחות<br />
הקורוזיה.<br />
- A סיום בניית השלד.<br />
- B ביצוע הבדיקות בהיות המבנה בגיל 17 שנה.<br />
- C סיום תקופת האינקובציה: )כמות המקסימלית של יוני<br />
- Cl שהצטברה במישור החשוקים לפי חוקת הבטון ת"י 466/1<br />
הינה מ"ק/ק"ג 0.840 בתנאי שהמבנה נשאר כפי שהוא ללא<br />
שיקום(.<br />
- D עד נקודה זאת מתפתחת קורוזיה בקצב מתון עד<br />
גבוה.<br />
D-E-F קצב קורוזיה גבוה מאוד במשך תקופה קצרה של<br />
מספר שנים מועט.<br />
סיכום ומסקנות<br />
א. הערכת מקדם הדיפוזיה האפקטיבית ,Deff למטרות<br />
הנדסיות הוא תנאי הכרחי אך לא מספיק לקביעת זמן<br />
האינקובציה של יוני - ,Cl ותחילת הדפסיווציה של מוטות<br />
הזיון בבטון.<br />
ב. בכדי לוודא שהדפסיווציה מתפתחת בפלדה רצוי לבדוק<br />
בנוסף לכמות יוני הכלור - Cl כפונקציה של כמות הצמנט<br />
גם את היחס בין כמות יוני כלור ( - )Cl לכמות היונים של<br />
ההידרוקסיל - .)OH(<br />
)Cl( - / )OH( - ≤ 0.61<br />
כידוע, כמות ההידרוקסיל המצוי ב- Co)OH( 2 קובעת<br />
בין היתר את האלקליות של הבטון השומרת על שכבת<br />
הפסיווציה של הפלדה.<br />
ג. קצב התפתחות הקורוזיה חשוב מאוד. קצב זה תלוי מאוד<br />
בהתנגדותו החשמלית של הבטון העוטף את מוטות הברזל.<br />
בבטון נקבובי יותר עם מנת מים גבוהה יותר, המתאים<br />
לבטונים מסוג ב-20, ב-30 ההתנגדות החשמלית תהיה<br />
נמוכה יותר ומכאן קצב התפתחות הקורוזיה גבוה יותר.<br />
ד. התוצאות שהתקבלו בבדיקת מקדם הדיפוזיה עבור מקדם<br />
הדיפוזיה ומשך זמן חיי השירות הן תוצאות מקורבות עם<br />
סטיות תקן גבוהות, אשר בשלב זה קשה לקבוע את גודלן.<br />
לכן התוצאות של שני נתונים אלה הן בחזקת הערכה אשר<br />
נותנות כיוון וסדרי גודל.<br />
ה. למרות מגבלות הדיוק, ללא הבדיקות הנ"ל יהיה קשה<br />
להעריך בצורה ראויה את מצב המבנה ולהציע פתרון<br />
שיקומי ומתאים שיביא לתוצאות אופטימליות. לא ייתכן<br />
לתכנן שיקום של מבנה קיים ללא הבדיקות להערכת<br />
מצבו, להשקיע סכומי כסף גדולים כאשר זמן יחסית<br />
קצר - 10-5 שנים לאחר מכן - יופיעו סדקים באלמנטים<br />
הקונסטרוקטיביים בחזיתות אשר יגרמו לתגובת שרשרת<br />
בהרבה מעבודות הבנייה שהשקיעו בינתיים, בזמן השיפוץ<br />
והשיקום של הפרויקט.<br />
מילים ומושגי מפתח<br />
1. דיפוזיה - פעפוע של יונים הנעים בתמיסה מריכוז גבוה<br />
לריכוז נמוך.<br />
.2 TIME ,LSTS – SPAN LIFE SERVICE משך זמן שירות<br />
44 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
של מבנה מסיום בניית השלד ועד להופעת הסדקים<br />
הראשונים.<br />
3. PESSIMUM - שילוב של גורמים הנותנים את התוצאה<br />
הגרועה ביותר )הפוכו של אופטימום(.<br />
4. החוק השני של - FICK נקרא על שמו של פיזיולוג גרמני<br />
בשם אדולף פיק, אשר חי בעיר KASSEL בגרמניה במאה<br />
ה-19.<br />
5. יוני – Cl - אטומי כלור בתמיסה עם מטען חשמלי<br />
שלילי.<br />
6. יוני – OH - יוני הידרוקסיל המשמשים באינדיקטור של<br />
רמת האלקליות של התמיסה.<br />
7. התקפת כלורידים - חדירת יוני – Cl בבטון המתקיימת<br />
בשלושה תנאים: חדירת – ,Cl רטיבות ו/או לחות - כאן<br />
המים משמשים כאלקטרוליט - ובטון נקבובי המאפשר<br />
לחמצן לחדור. אם שלושת התנאים האלה מתקיימים<br />
מתפתחת קורוזיה כתוצאה מהתקפת כלורידים.<br />
8. התקפת קרבונציה - מתקיימת בתנאים של זיהום אוויר<br />
CO 2 בצירוף רטיבות ו/או לחות ובטון נקבובי. התוצאה<br />
היא ירידת האלקליות בבטון והתפתחות קורוזיה כתוצאה<br />
מכך.<br />
9. דפסיווציה - אובדן שכבת ההגנה של מוטות פלדה עם<br />
ירידת האלקליות של הבטון > 9.0 H P.<br />
יעקב אהרונוב<br />
מהנדס בניין, יועץ ומרצה עמית<br />
בכיר, הפקולטה להנדסה אזרחית<br />
וסביבתית, הטכניון מ.ט.ל., חיפה.<br />
משרד י. אהרונוב, תכנון, שיקום,<br />
חיזוק מבנים וסקירת גשרים. יו"ר<br />
<strong>איגוד</strong> מהנדסי מבנים וגשרים, ארגון<br />
<strong>המהנדסים</strong> והאדריכלים העצמאיים. חבר בוועדה טכנית<br />
109, חומרי בנייה ומליטה, ובוועדת מומחים לשיקום<br />
בטונים מס' 109.17, וכן יו"ר ועדת מומחים לפלדות בטון<br />
מס' 109.12 ויו"ר לשעבר של ועדת מומחים לבלוקים<br />
במכון התקנים הישראלי. ליווה מחקרים במכון הלאומי<br />
לחקר הבנייה הטכניון. שטחי התעניינות: מבנים עתידיים<br />
עשויים מבטון מעולה בחוזק גבוה, במיוחד עם מוטות<br />
זיון .CFRP<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 45 2010
קרינה רדיואקטיבית של מוצרי<br />
בטון המכילים אפר פחם<br />
פרופ"ח קוסטה )קונסטנטין( קובלר<br />
מבוא<br />
אפר פחם הינו תוצר לוואי של שריפת הפחם וכמו כל<br />
חומרי הקרקע הוא מכיל יסודות רדיואקטיביים טבעיים<br />
)רדיונוקלידים(, בפרט , 238 U יסוד האב של שרשרת התפרקות<br />
האורניום, אשר כוללת כמה תוצרי התפרקות רדיואקטיביים<br />
ובתוכם גז הראדון. כפי שניתן לראות מטבלה 1, אפר פחם<br />
)כמו מספר חומרי לוואי תעשייתיים אחרים( מכיל תכולות<br />
מוגדלות של יסודות רדיואקטיביים, לעומת חומרי הבנייה<br />
הרגילים.<br />
כמות גדולה של אפר פחם, שמאופיין ברמות מוגדלות של<br />
רדיונוקלידים ומתכות כבדות, נוצרת בתחנות כוח תרמיות<br />
של חברת החשמל. יש צורך לבחון את הסכנה הבריאותית-<br />
סביבתית שנובעת מהוספת אפר פחם למוצרי בנייה עקב<br />
נוכחות הרדיונוקלידים ופליטת הראדון, בהשוואה לחומרים<br />
אחרים כמו בטון עשוי צמנט פורטלנד רגיל. פליטת ראדון<br />
בסביבה )בתוך ומחוץ למבנים(, בקרקע, במי תהום, במרבצי<br />
נפט ובגז טבעי, תורמת חלק נכבד ממנת הקרינה הרדיואקטיבית<br />
הטבעית לאוכלוסייה. אי לכך, ברור כי ניטור ריכוזי הראדון<br />
הוא חלק חשוב של פעילות ההגנה הרדיולוגית.<br />
מרבית כמות האפר מנוצלת כתוסף לייצור צמנט ובטון מובא<br />
בישראל, אך ניתן להשתמש באפר גם בייצור חומרי בנייה<br />
אחרים כגון בלוקים, לוחות, לבנים, חומרי מילוי, מלאנים,<br />
בטונים בעלי חוזק נמוך מבוקר )בחנמ( וכו'.<br />
אפר פחם הוא חומר בר השבה, אשר זמין באזורים מסויימים<br />
לשימוש כמוסף לצמנט ולבטון. תכולת אפר פחם בבטון נעה<br />
בדרך כלל, בין 15 ל-35 אחוזים מתוך סך חומר המליטה, אך<br />
עם זאת יכולה להגיע ל-70 אחוזים בקירות מסיביים, מצעי<br />
כבישים וסכרים. לפי תי 1 מחודש יולי 2002 ניתן לייצר צמנט<br />
פורטלנד מעורב מסוגים CEM II/A ו-II/B CEM המכילים,<br />
בהתאם, עד 20% ועד 35%, תוסף מינראלי )למשל, אפר<br />
פחם מרחף(.<br />
תכולת יסודות רדיואקטיביים ושפיעת<br />
הראדון של חומר גלם המשמשים לייצור בטון<br />
מאפייני קרינה רדיואקטיבית טבעית, לרבות תכונות השפיעה<br />
של ראדון מבטון, בו חלק מהצמנט הוחלף באפר פחם מתחנות<br />
הכוח, נמדדו בעבודה ]1[. כאשר 25% מנפח הצמנט הוחלף<br />
באפר פחם, ריכוז 226 Ra עלה פי 1.5. יחד עם זאת, קצב<br />
שפיעת הראדון מבטון העשוי על בסיס צמנט פורטלנד ואפר<br />
פחם עלה רק במקצת ואף ירד למרות תכולת 226 Ra המוגדלת.<br />
תוצאות המחקר הראו, כי מדידת קצב שפיעת הראדון ממדגמי<br />
בטון חייבת להיות תקנית, על בסיס תנאי לחות, כאשר הגיל<br />
והמדגם מוגדרים וקבועים. כמו כן, נמצא כי בתנאים מסויימים<br />
הוספת אפר פחם לבטון יכולה אף להקטין את קצב שפיעת<br />
הראדון ]2[.<br />
תוצאות דומות התקבלו במחקר ]3[ שבוצע בארץ. התוצאות<br />
שהתקבלו ממדידות ריכוז רדיונוקלידים טבעיים בקוביות<br />
בטון מראות, כי הם גדלים באופן ליניארי עם הגדלת תכולת<br />
אפר פחם בבטון )איור 1(. במקביל, בוצעו גם בדיקות קצב<br />
שפיעת ראדון מקוביות בטון בגיל 50 יום, באמצעות מדידת<br />
ריכוז הראדון הנפלט מתוך דוגמה שהוכנסה אל תוך חלל סגור<br />
לאחר ייבוש בתנור ב-105 מצ. תוצאות מדידת קצב שפיעת<br />
ראדון מהקוביות הראו, כי לא קיימת תלות ישירה בין תכולת<br />
226 Ra בבטון לבין קצב שפיעת הראדון מתוך הקוביות. ניתן אף<br />
Material<br />
Typical activity concentration<br />
(Bq/kg)<br />
Maximum activity concentration<br />
(Bq/kg)<br />
226<br />
Ra<br />
232<br />
Th<br />
40<br />
K<br />
226<br />
Ra<br />
232<br />
Th<br />
40<br />
K<br />
Most common building materials (may include by-products)<br />
Concrete 40 30 400 240 190 1600<br />
Aerated and light-weight concrete 60 40 430 2600 190 1600<br />
Clay (red) bricks 50 50 670 200 200 2000<br />
Sand-lime bricks 10 10 330 25 30 700<br />
Natural building stones 60 60 640 500 310 4000<br />
Natural gypsum 10 10 80 70 100 200<br />
Most common industrial by-products used in building materials<br />
Phosphogypsum 390 20 60 1100 160 300<br />
Blast furnace slag 270 70 240 2100 340 1000<br />
Coal fly ash 180 100 650 1100 300 1500<br />
טבלה - 1 ריכוזי אקטיביות אופייניים ומרבים של חומרי בנייה נפוצים וחומרי לוואי תעשייתיים המשמשים בייצור חומרי<br />
הבנייה באירופה ]19[<br />
46 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
לומר כי ההיפך הוא הנכון. כלומר, רואים שיש הקטנה ברמת<br />
השפיעה בבטונים העשירים יותר באפר. ניתן גם לצפות, שעם<br />
הגיל התופעה הזו תלך ותגבר. תוצאות מדידת קצב השפיעה<br />
מוצגות באיור 2.<br />
הסיבות להתנהגות פרדוכסלית זו טמונות כנראה, בכושר<br />
האמנציה הנמוך יחסית של הראדון מחלקיקי אפר הפחם,<br />
למרות תכולת הרדיום הגבוהה בו )איורים 3 ו-4 מציגים את<br />
הערכים האופייניים לתכולת הרדיונוקלידים ולקצב שפיעת<br />
הראדון של צמנט פורטלנד ושל אפר פחם אשר נמדדו בעבודה<br />
]4[(; ובנוסף מהצטופפות המבנה של בטון לאורך זמן, כתוצאה<br />
מריאקציה פוצולנית של אפר פחם, מים וסיד כבוי בבטון.<br />
כזכור, הסיד נוצר בתהליך הידרציית הצמנט )תגובה כימית<br />
של צמנט ומים(.<br />
קיימים מספר מחקרים נוספים, אשר מחזקים את הממצאים<br />
האלה בדבר כושר אמנציה נמוך של חלקיקי אפר פחם<br />
בהשוואה עם קרקעות, צמנט וחומרים גרגריים אחרים ]5 ,6[.<br />
דגימות של אפר פחם שמקורן בתחנות כוח שונות באיראן<br />
ובבריטניה נחקרו בעבודה ]6[. נמצא כי ריכוזי 238 ,U 232 Th<br />
ו-Ra 226 באפר פחם היו גבוהים יותר מריכוזים הנמצאים בדרך<br />
כלל במעטפת כדור הארץ, וכי כושר אמנציה של ראדון מאפר<br />
פחם היה קטן פי )!( 100 בהשוואה לקרקעות רגילות.<br />
דרכי המילוט של הראדון מתוך מבנה מוצק של חלקיק אל תוך<br />
חללים חופשיים נחקרו באופן מעמיק בעבודה ]7[. החוקרים<br />
הסיקו, כי על-פי הידע שהצטבר עד כה, הגורמים המשפיעים<br />
ביותר על מקדם אמנציה של הראדון הם: פיזור אטומי הרדיום<br />
בתוך החלקיק והמבנה הפנימי של החומר. במחקרים מוקדמים<br />
על מקדם אמנציה של ראדון, הונח, בדרך כלל, כי החומר<br />
הנחקר היה הומוגני מבחינת פיזור רדיום בתוכו ומבחינת<br />
המבנה הפנימי. כעת ידוע שההנחות האלו לעתים קרובות<br />
אינן מדויקות עבור חומרים אמיתיים.<br />
תכולת יסודות רדיואקטיביים ואמנציית<br />
ראדון של בטונים המכילים אפר פחם<br />
בטון הינו חומר בנייה נפוץ ברוב המדינות בעולם. בטון מיוצר<br />
מחומרי גלם טבעיים אשר יכולים להכיל אורניום-238. בדרך<br />
כלל, הבטון אינו מהווה סיכון רדיולוגי, כי תכולת היסודות<br />
הרדיואקטיביים בו נמוכה יחסית )טבלה 1(. יחד עם זאת,<br />
היחס בין קצב שפיעת הראדון ותכולת הרדיום בבטון הינו<br />
גבוה ביותר ]8[, וזאת בגלל המקרו-מבנה הייחודי של מטריצה<br />
צמנטית העשויה ממוצרי הידרציה בעלי שטח ספציפי גבוה<br />
במיוחד אשר מעודד את אמנציית הראדון אל-תוך נקבי<br />
המטריצה ולאחר מכן את הסעתם לכיוון פני שטח של רכיבי<br />
הבטון. במילים אחרות: בטון יכול לתרום לרמת ריכוזי הראדון<br />
בתוך החדרים יותר מאשר חומרי בנייה אחרים.<br />
נעשה סקירה קצרה של המידע הקיים בספרות )אומנם מוגבל<br />
מאד( על אמנציית הראדון ממוצרי בטון המכילים אפר פחם.<br />
עדיין לא קיים קונצנזוס על השפעת תכולת אפר הפחם בבטון<br />
על קצב שפיעת הראדון. מחקר ]9[ הראה עלייה בקצב השפיעה<br />
עם הכנסתו של אפר הפחם בתוך תערובות הבטון. מחקרים<br />
נוספים גילו, שקצב השפיעה יורד עם החלפתו של חלק מצמנט<br />
באפר הפחם ,2[ ,]17 ,14 ,13 ,12 ,11 ,10 ומחקרים אחרים<br />
לא גילו שום השפעה ]1, 16[. 15,<br />
נתגלה, שהחשובים מבין הגורמים השונים המשפיעים על<br />
איור - 1 רדיואקטיביות סגולית אפקטיבית בבטונים בעלי תכולת<br />
אפר פחם שונה ]3[<br />
איור 2- קצב שפיעת הראדון בבטון בעל תכולת אפר פחם שונה<br />
)המדידות בוצעו באמצעות ניטור ראדון רציף בתא סגור( ]3[<br />
איור - 3 רדיואקטיביות סגולית אפקטיבית בצמנט פורטלנד<br />
ובאפר פחם ]4[<br />
איור - 4 קצב שפיעת הראדון מצמנט פורטלנד ומאפר פחם<br />
הנמדד בשתי מערכות: בתא בעל נפח 5.3 ליטר עם מסת הדוגמה<br />
של 1.0 ק"ג, ובתא בעל נפח 9.0 ליטר עם מסת הדוגמה של 0 4.<br />
ק"ג ]4[<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 47 2010
שפיעת הראדון מבטון עם אפר פחם הם נקבוביות ומבנה<br />
פיסיקלי פנימי של בטון. ההנחה הרווחת היא, שככל שהחומר<br />
צפוף יותר ושהנקבים מבודדים יותר כך שפיעת הראדון נמוכה<br />
יותר. עם זאת, קיים רק מספר מועט של מקורות ספרות בהם<br />
נחקרו השפעות הנקבוביות ומבנה בטון, ולעתים התוצאות<br />
סותרות את ההנחות.<br />
חיזוק להנחה זו מצוי בעבודה ]5[: ירידה בקצב שפיעת הראדון<br />
עם הזמן, במקביל להצטופפות הבטון כתוצאה מהתפתחות<br />
הידרציית הצמנט והריאקציה הפוצולנית. בעבודה זו נמדד<br />
קצב שפיעת הראדון מתוך דגימות בטון בזמנים שונים<br />
לאורך תקופה של 8-6 שנים לאחר יציקת הבטון. מניתוח<br />
התוצאות הגיעו החוקרים למסקנה, כי קצב שפיעת הראדון<br />
משתנה עם גיל הבטון. קצב השפיעה השתנה משמעותית<br />
במשך 12-6 חודשים לאחר היציקה, עם ירידה בפקטור של<br />
1.5. אחרי תקופה זו ההבדלים בקצב השפיעה היו קטנים<br />
בהרבה. שנה אחרי יציקת הבטון, קטן קצב שפיעת הראדון<br />
עם עלייה בגיל הבטון ל-0.6-0.3 מהערך המירבי שנצפה<br />
בתחילת התקופה.<br />
שפיעת הראדון מבטון והשפעת תקופת האשפרה, הוספת<br />
אפר פחם וגיל הבטון נחקרו גם כן בעבודה ]17[. ערכי קצב<br />
שפיעת הראדון מתוך קוביות בטון נוטרו במשך תקופה של<br />
שנה. הקוביות יוצרו משלוש תערובות שונות: תערובת א' עם<br />
25% אפר מסוג ראשון, תערובת ב' עם 25% אפר מסוג שני<br />
ותערובת ג' - ללא אפר. כל תערובת יוצגה על-ידי קבוצה של<br />
ארבע קוביות בטון עם זמן אשפרה של 7 3, 1, ו-28 ימים.<br />
מתוך התוצאות זוהו ערכי שינוי קצב שפיעת הראדון לשתי<br />
תקופות מובהקות, כלומר עבור תקופת החודש הראשון של<br />
האשפרה ועבור התקופה שאחרי החודש הזה.<br />
ההבדלים בערכי קצב שפיעת הראדון יוחסו לנוכחותם של<br />
חללים שטחיים פנימיים בבטון. בנוסף, נראה כי קצב אמנציית<br />
הראדון נוטה לרדת עם גיל הקוביות עבור תקופות האשפרה<br />
של 3 1, ו-7 ימים, אבל נוטה לעלות עבור תקופת האשפרה<br />
של 28 ימים. החוקרים הסבירו תופעה זו על-ידי "דה-<br />
הידרציה הדרגתית של בטון המלווה את אשפרתו".<br />
תוצאה מעניינת היא שדפוסן של התוצאות היה זהה עבור<br />
תערובות שונות למרות שההשפעה המדויקת של אפר פחם על<br />
קצב שפיעת הראדון נותרה בלתי פתורה. לדעתנו, החוקרים<br />
התקשו להפריד בין השפעתה של רטיבות הבטון ושל שינויי<br />
המיקרו-מבנה עם הזמן על קצב אמנציית הראדון, ולא גיבשו<br />
את תכנית הניסויים המתאימה.<br />
חלקו של המבנה הנקבובי בבטון, אשר נקבע בדרך כלל על-<br />
ידי יחס מים/צמנט )W/C( בעיסה הצמנטית ועל-ידי תנאי<br />
האשפרה, בהשפעה על קצב שפיעת הראדון נחקר בעבודה<br />
]1[, עם התחשבות בשני הגורמים. תכונות השפיעה של ראדון<br />
מבטון, בו חלק מהצמנט הוחלף באפר פחם מתחנות כוח,<br />
נחקרו גם כן. קצב השפיעה מדגימות הבטון נקבע על-ידי<br />
הכנסתן של קוביות הבטון למיכל סגור ומעקב אחרי גידול<br />
פעילות הראדון במיכל כפונקציה של זמן. באופן מפתיע, לא<br />
נצפה שינוי משמעותי כלשהו בשפיעת הראדון עבור יחסי<br />
W/C שונים ותנאי אשפרה שונים, גם עבור בטון המכיל אפר<br />
פחם. היחס בין קצב השפיעה לריכוז הרדיום נמצא בסביבות<br />
0.5 מיליבקרל לקג לשעה עבור בקרל לקג.<br />
אנליזה מהירה של הנתונים הקיימים מראה, כי השפעתם של<br />
היחס מים/צמנט וגיל חומרי המליטה על קצב שפיעת הראדון<br />
טרם נלמדה באופן מספק, ותופעות שונות נצפו במחקרים<br />
שונים. יחד עם זאת, ברור שלמרות תכולת רדיום גבוהה<br />
יותר, בטון עשוי אפר פחם מראה קצב שפיעת ראדון נמוך<br />
יותר מזה של בטון ללא אפר. בקהילה המדעית בעולם קיים<br />
קונצנזוס רחב בנוגע למסקנה זו, והגופים העוסקים בהגנת<br />
הסביבה בעולם, ובפרט ה-EPA )הסוכנות להגנת הסביבה<br />
בארהב(, מסתמכים עליה.<br />
ההתייחסות של EPA לקרינה רדיואקטיבית של מוצרי בטון<br />
עם אפר פחם מובאת במסמך ]18[. לפי הנחיות ה-EPA,<br />
למרות שסיכון לחשיפה מקרינת גמא עולה מעט, ההשפעה הזו<br />
מתקזזת באמצעות הפחתת קצב שפיעת הראדון, ולכן הסיכון<br />
לחשיפה לקרינה רדיואקטיבית כוללת ממוצרי בטון המכילים<br />
אפר פחם אינו שונה מזה של צמנט או קרקע רגילה:<br />
"…EPA believes that the use of typically-occurring fly<br />
ash in concrete does not constitute a significantly different<br />
radiation risk, than the risk from the cement it replaces, and<br />
neither of these is significantly different from the radiation<br />
risk posed by common soil”.<br />
עמידת הבטונים המקומיים עם וללא<br />
1<br />
אפר הפחם בדרישות התקינה באירופה<br />
יש לציין, שאפר הפחם נמצא בשימוש רחב ביותר בתעשיית<br />
הבנייה, הן בעולם והן בארץ. יחד עם זאת, באופן מעשי<br />
לא משתמשים כיום בארץ בתכולות אפר פחם גדולות יותר<br />
מ-150 קג למק, אשר אופייניות לבטון עתיר אפר ולבלוקי<br />
קיר עשויים אפר, בהם תכולת האפר מתקרבת ל-100%<br />
)בלוקים אלה מיוצרים באופן מסורתי בתעשיות הבנייה<br />
באנגליה וגרמניה(.<br />
תוצאות חישוב אינדקס הקרינה לפי ]19[ של הבטונים שנבדקו<br />
בעבודה ]1[ מובאות באיור 5. ניתן לראות שכל הבטונים<br />
שנבדקו בעבודה יעמדו בביטחון רב בדרישות השוררות<br />
באירופה. למשל, לפי אינדקס הקרינה, תערובת בטון בעלת<br />
תכולת אפר פחם של כ-150 ק"ג למ"ק )אשר נחשבת למעשה<br />
הגדולה ביותר בתערובות הבטון המסחריות בארץ( עומדת<br />
1 בדיקת עמידת הבטונים לפי דרישות התקן הישראלי לא נעשתה<br />
במאמר הנוכחי, כי המהדורה החדשה של תי 5098 "תכולת יסודות<br />
רדיואקטיביים טבעיים במוצרי בנייה" יצאה לאור רק לפני מספר<br />
חודשים, בינואר 2010. יש לציין ערכי מדד הקרינה לפיה די קרובים<br />
לאלה של המסמך ]19[.<br />
איור - 5 אינדקס הקרינה בבטונים בעלי תכולות שונות של אפר<br />
פחם המחושב לפי ]19[<br />
48 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
מקורות מידע<br />
1. Ulbak K, Jonassen N and Baekmark K, Radon exhalation<br />
from samples of concrete with different porosities and fly<br />
ash additives, Radiat. Prot. Dosim. 7(1-4), 45-48 (1984).<br />
2. Roelofs LMM and Scholten LC, The effect of aging,<br />
humidity and fly-ash additive on the radon exhalation from<br />
concrete, Health Physics 67 (3): 266-271 (1994).<br />
3. ק. קובלר, א. פרבלוב, שפיעת ראדון במוצרי בנייה מאפר<br />
פחם, דו"ח מחקר 2004, 017-734, המכון הלאומי לחקר<br />
הבנייה, טכניון, חיפה.<br />
4. Kovler K, Perevalov A, Steiner V and Metzger LA, Radon<br />
exhalation of cementitious materials made with coal fly ash:<br />
Part 1 – Scientific background and testing of the cement and<br />
fly ash emanation. Journal of Environmental Radioactivity<br />
82 (3): 321-334 (2005).<br />
5. Khan AJ, Singh AK and Prasad R, Study of radon<br />
exhalation rate in some soil, coal and fly ash samples<br />
using SSNTD technique, Indian Journal of Pure & Applied<br />
Physics 36 (6): 307-309 (1998).<br />
6. Karamdoust NA and Durrani SA, Determination of<br />
radon emanation power of fly-ash produced in coalcombustion<br />
power-stations, Nuclear Tracks and Radiation<br />
Measurements 19 (1-4): 339-342 (1991).<br />
7. Morawska L and Phillips CR, Dependence of the radon<br />
emanation coefficient on radium distribution and internal<br />
structure of the material, Geochimica et Cosmochimica Acta<br />
57 (8): 1783-1797 (1993).<br />
8. RP-96, Enhanced Radioactivity of Building Materials.<br />
Radiation Protection Report, Luxembourg: European<br />
Commission, 1997.<br />
9. Siotis I, and Wrixon AD, Radiological consequences of<br />
the use of fly ash in building materials in Greece. Radiat.<br />
Prot. Dosim. 7, no. 1-4 (1984): 41-44.<br />
10. Stranden E Assessment of the radiological impact by<br />
using fly ash in cement, Health Physics 45 (1983): 145-<br />
153.<br />
11. Van der Lugt G, and Scholten LC, Radon emanation<br />
from concrete and the influence of using fly ash in cement.<br />
Sci Total Envir. 45 (1985): 143-150.<br />
12. Ackers J G, J F Denboer JF, De Jong P, and Wolschrijn<br />
WA Radioactivity and Radon Exhalation Rates of Building<br />
Materials in the Netherlands. Sci. Tot. Envir. 45 (1985):<br />
151-156.<br />
13. Man C K, and Yeung HS, The effects of using pulverized<br />
fuel ash as partial substitute for cement in concrete. Sci. Tot.<br />
Envir. 196 (1997): 171-176.<br />
14. Kovler K., Perevalov A Levit A Steiner V and Metzger<br />
LA, Radon exhalation of cementitious materials made<br />
with coal fly ash: Part 2 – Testing hardened cement - fly<br />
ash pastes. Journal of Environmental Radioactivity 82 (3)<br />
(2005): 335-350.<br />
15. Van Dijk W, and De Jong P, Determining the Rn-<br />
222 Exhalation Rate of Building Materials Using Liquid<br />
Scintillation-Counting. Health Physics 61 (1991): 501-<br />
509.<br />
בביטחון בדרישות ]19[, אפילו לפי הקריטריון המחמיר של<br />
0.3 מיליסיוורט, כי אינדקס הקרינה שווה בקירוב לשליש<br />
מאינדקס הקרינה המירבי המותר.<br />
בשנים האחרונות חל שינוי מסוים בהרכב תערובות הבטון<br />
המקומיות, אשר נבע ממחסור בחול קוורצי בארץ. כתוצאה<br />
מכך, שימוש בחול רותם, אשר מכיל תכולה גדולה יותר של<br />
רדיונוקלידים )אך עדיין נמוכה בין כל המרכיבים המינראליים<br />
בתערובת בטון(, הולך וגובר. בהתאם לכך, אינדקס הקרינה<br />
בבטונים עשויים חול רותם עולה במעט, אך עדיין הסיכוי שיעלה<br />
מעל 50% מאינדקס הקרינה המותר לפי ]19[ הינו קלוש.<br />
לגבי עמידה בקריטריון של קצב שפיעת הראדון )תכולת<br />
רדיום-226 מוגבלת ב-200 בקרל לקג(, המקובל ברוב התקנים<br />
הזרים בתחום, ניתן לצפות שכל תערובות הבטון המקומיות<br />
המודרניות תעמודנה בביטחון רב בקריטריון הזה, שכן, עוד<br />
לא היה מקרה שתכולת רדיום-226 בבטון המכיל אפר פחם<br />
עלתה מעל 60 בקרל לקג.<br />
סיכום<br />
למרות שהסיכון לחשיפה מקרינת גמא ממוצרי בטון עשויים<br />
אפר פחם עולה, קיימות עדויות שההשפעה הזו מתקזזת<br />
באמצעות הפחתת קצב שפיעת הראדון. לכן, לפי הנחיות<br />
ה-EPA )הסוכנות להגנת הסביבה בארהב(, סיכון לחשיפה<br />
לקרינה רדיואקטיבית כוללת ממוצרי בטון המכילים אפר פחם<br />
אינו שונה מזה של צמנט או קרקע רגילה.<br />
יחד עם זאת, אין מספיק מידע על השפעת תכולת אפר פחם על<br />
קצב שפיעת הראדון מבטון. לכן, יש צורך לערוך מחקר ניסויי<br />
שיטתי האמור לתת תשובה חד-משמעית על אפקט קיזוז<br />
המנה. המחקר צריך לנטרל, במידת האפשר, גורמים נוספים,<br />
שיכולים להשפיע בצורה משמעותית על תוצאות הבדיקה,<br />
כגון: הרכב תערובת, תנאי האקלים, גיל, נפח וגיאומטריה של<br />
דוגמאות הבטון, תכולת הרדיום וגורמים אחרים.<br />
למרות שהסיכון לחשיפה מקרינת גמא ממוצרי בטון<br />
עשויים אפר פחם עולה, מוצרי בטון עם אפר פחם בארץ<br />
עומדים בביטחון בתקנים זרים, הן בדרישות לקרינת גמא<br />
ישירה, והן בדרישות לשפיעת הראדון. לכן, לפי הנחיות<br />
התקינה באירופה, ניתן לשקול אפשרות לפטור את מוצרי<br />
בטון מבקרה על תכולת החומרים הרדיואקטיביים, בתנאי<br />
שתכולת אפר פחם בבטון אינה עולה מעל 150 קג למק<br />
- התכולה הגבוהה ביותר של אפר פחם בתערובות הבטון<br />
המסחריות בשנים אחרונות. לגבי מוצרי בטון בעלי תכולת<br />
אפר פחם גדולה יותר, יש לבדוק את הנושא באמצעות<br />
מחקר מיוחד אשר צריך להתייחס הן להיבטים רדיולוגיים<br />
והן להיבטים סוציו-כלכליים.<br />
לפי דרישות של תי 5098 "תכולת יסודות רדיואקטיביים<br />
טבעיים במוצרי בנייה", יש לבדוק עמידה של אבי טיפוס<br />
של תערובות הבטון המיוצרות בארץ ללא תלות בתכולת<br />
האפר בבטון, אך ניתן לשנות את תדירות הבדיקות,<br />
או אפילו לקבל פטור מהן - בתנאי שתכולת היסודות<br />
הרדיואקטיביים בחומר לא תחרוג מסף מסוים. במילים<br />
אחרות, תי 5098 מסתפק בבקרת הקרינה מהמוצר כולו<br />
ואינו מגביל את הקרינה של מרכיבי הבטון ואת תכולתם<br />
בבטון.<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 49 2010
16. Yu K N, Radon emanation from concrete with pulverized<br />
fuel ash (PFA). Building and Environment 29 (1994):<br />
545-547.<br />
17. Yu KN, Young ECM, Stokes MJ, Kwan MK and<br />
Balendran RV, Radon emanation from concrete surfaces and<br />
the effect of the curing period, pulverized fuel ash (PFA)<br />
substitution and age, Applied Radiation and Isotopes 48<br />
(7): 1003-1007 (1997).<br />
18. Cement and Cencrete Containing of Fly Ash - Guideline<br />
for Federal Procurement, Federal Register, Rules and<br />
Regulations, EPA, 48(20)(1983).<br />
19. Radiological Protection Principles Concerning the<br />
Natural Radioactivity of Building Materials, Radiation<br />
Protection 112 (European Commission, Directorate-<br />
General, Environment, Nuclear Safety and Civil Protection,<br />
1999).<br />
פרופ' קוסטה קובלר<br />
ראש המחלקה לחומרי בנייה<br />
וטכנולוגיה במכון הלאומי לחקר<br />
הבנייה, הפקולטה להנדסה אזרחית<br />
וסביבתית בטכניון בחיפה; יו"ר<br />
תא חומרים ותפקוד ב<strong>איגוד</strong><br />
<strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong>; נציג<br />
ה<strong>איגוד</strong> בוועדה טכנית "היבטי איכות הסביבה בבניין"<br />
ויו"ר ועדת מומחים "קרינה רדיואקטיבית של מוצרי<br />
בנייה" במכון התקנים.<br />
מיטב החידושים<br />
בתחומי הבנייה ואדריכלות, בניה ירוקה ואנרגיה מתחדשת<br />
יוצגו בתערוכת פרוייקטים 2011<br />
שתתקיים בתאריכים 1-2 בפברואר גני התערוכה תל-אביב<br />
תערוכת פרוייקטים עוסקת במוצרים ושרותים לבנייה ואדריכלות, בניה ירוקה ואנרגיה מתחדשת,<br />
לפרוייקטים חדשים בשלבי תכנון ובנייה ולמבנים קיימים העוברים ריענון, שיפוץ או הרחבה.<br />
מהמארגנים חברת ערוצים לשיווק ממוקד נמסר כי בתערוכה הנערכת זו השנה ה-16 יציגו כ-150 חברות את מיטב החידושים<br />
בתחומים כגון: ציוד וחומרי בניה, חיפויים וריצופים לרצפה וקירות, איבזור חדרי אמבטיה ושרותים, תאורה, אקוסטיקה,<br />
מוצרי גמר לבנייה, ריהוט לפרוייקטים, פירזול, פורמאייקה, אלומיניום, בניה מתועשת, מוצרים שיטות וטכנולוגיות <strong>לבניה</strong><br />
ירוקה ואנרגיה מתחדשת, תוכנות לבנייה, אדריכלות,עיצוב וניהול פרוייקטים, הצללה, חלונות ודלתות ועוד.<br />
תערוכת פרוייקטים ממוקדת לקהל המקצועי בלבד:<br />
יזמים, קבלנים, אדריכלים, חברות בנייה, מהנדסי בניין והנדסה אזרחית, מנהלי פרוייקטים, מנהלי רכש ולוגיסטיקה, מנהלי<br />
בינוי בחברות בנייה, מוסדות, מבני ציבור, בתי מלון, דיור מוגן, בנייני משרדים, קניונים, מפעלים, מוסדות חינוך, קאנטרי<br />
קלאבים, חברות הייטק, משרדי ממשלה, בנקים, מרכזים מסחרים, רשתות שיווק, רשתות חנויות ועוד.<br />
)הכניסה אינה כרוכה בתשלום(. שעות פתיחה ב-11:00-20:00.<br />
במסגרת התערוכה יערכו הועידות הבאות:<br />
•הועידה הארצית לאדריכלות<br />
•הועידה הארצית למנהלי פרוייקטים ומנהלי בינוי<br />
•הועידה הארצית למנהלי רכש מענף הבנייה והמוסדות<br />
ההשתתפות בועידות אינה כרוכה בתשלום.<br />
לו"ז ותוכן הועידות באתר WWW.MIMOMA.CO.IL מחלקת ועידות )כחודשיים לפני( .<br />
למידע נוסף: ערוצים לשיווק ממוקד, טל: 03-7525055. מייל: AVI@MIMOMA.CO.IL<br />
50 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
התמחות וסטאז' מקצועי<br />
במסגרת פרויקט גמר<br />
בלימודי הנדסת מבנים<br />
יגאל שוחט, ארז גל, דוד אורנאי ואורן וילנאי<br />
המחלקה להנדסת בניין, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב<br />
מבוא<br />
הכשרת המהנדס עלתה במהלך שני העשורים האחרונים לסדר<br />
היום של האקדמיה והתעשייה בתחום הבנייה והתשתיות<br />
לעתים תכופות. הדבר נובע מתמורות מהותיות העוברות על<br />
מקצוע ההנדסה האזרחית: הצורך להעלות את איכות הבנייה,<br />
להעלות את איכות התכנון ויעילות הביצוע. קיימת בעולם<br />
ביקורת על כך שתוכניות הלימוד הארבע שנתיות אינן נותנות<br />
מענה מספק לידע הנדרש בתעשייה.<br />
מכאן עלתה דרישה לשפר את הכנתם וקליטתם של סטודנטים<br />
בוגרים להנדסה בענף הבנייה והתשתיות.<br />
הכשרה טובה יותר של מהנדסי בניין יכולה להתבצע<br />
באמצעות פיתוח מקצועי, תקשורת טובה עם התעשייה<br />
ופיתוח מיומנויות עבודה בצוות. השגת מטרות אלה במסגרת<br />
תוכנית הלימודים מתבצעת בצורה טובה באמצעות תוכניות<br />
הכשרה בתעשייה של סטודנטים במהלך השלב האחרון של<br />
לימודיהם .)Internship(<br />
אחת מנקודות התורפה של תוכניות אקדמיות בהנדסת מבנים<br />
בעולם היא הנתק הקיים בין חברי הסגל האקדמי לבין מהנדסי<br />
המבנים בפרקטיקה. חברי הסגל האקדמי, בעיקר הצעירים<br />
שביניהם, הם בעלי רקע תיאורטי חזק, המאפשר להם לחזק<br />
את הבסיס התיאורטי של המקצוע, אולם אין בידיהם אפשרות<br />
ליצור קשר עם התעשייה ולהשתתף בתכן מעשי. לכך יש<br />
השלכות שליליות על ההיבטים המקצועיים של מסלול<br />
ההכשרה של מהנדסי מבנים. ניתן לומר במידה גבוהה של<br />
התאמה, כי מגמות אלה נכונות גם לישראל.<br />
אחת הדרכים לגשר על הפער בין מגדל השן האקדמי לבין<br />
ההכשרה המקצועית של בוגרי הנדסת מבנים הינה באמצעות<br />
פרויקט גמר במשרד תכנון. במסגרת זו הסטודנט הבוגר<br />
משתלם במשך פרק זמן של שנה כמתכנן מבנים תחת חניכה<br />
צמודה )mentoring( של מנחה מקצועי - מהנדס מבנים בכיר<br />
במשרד מהנדסים. מסגרת זו נותנת לסטודנט אפשרות לרכוש<br />
ידע מעשי שאינו נרכש באוניברסיטה, לרכוש מיומנויות<br />
תקשורת מקצועית, עבודה בצוות מקצועי, ויכולת תכן<br />
קונספטואלי ותכן מפורט.<br />
באוניברסיטת בן-גוריון בנגב מתקיים זו השנה החמישית פרויקט<br />
גמר המתבצע במתכונת של סטאז' מקצועי קצר במשרדי תכן<br />
מבנים, כחלק מתוכנית פרויקט גמר מורחבת יותר בהנדסת מבנים<br />
לתואר .B.Sc. המאמר דן ברציונל של פרויקט הגמר על מסלוליו,<br />
שיטות ההנחיה וההערכה וכן בוחן את מידת עמידתו בדרישות<br />
ההכשרה העדכניות של מהנדסי מבנים.<br />
מסלולים אלטרנטיביים להשתלמות<br />
לגמר בהנדסת מבנים<br />
קיימים שלושה מסלולים להכשרת סטודנטים לגמר במסגרת<br />
לימודי B.Sc. בהנדסת מבנים:<br />
א. התמחות במסגרת סטאז' מקצועי קצר המתקיים במשרד<br />
מהנדסים אשר מתבצע בליווי והנחיה של מנחה אקדמי;<br />
מסלול זה מאפשר לסטודנט הבוגר להתנסות באופן מעשי<br />
בכל שלבי התכן של פרויקט הנדסי תוך השתלבות בצוות<br />
הנדסי במשרד.<br />
ב. תכן של פרויקט סינתטי המתבצע בין כותלי האוניברסיטה<br />
ומונחה על-ידי מנחה מקצועי - בדרך כלל מהנדס בכיר<br />
מהתעשייה; הפרויקט מתבסס בדרך כלל על תכנון של מבנה<br />
בדרגת קושי רגילה: מבנה בן שלוש קומות או יותר, גשר<br />
וכד'.<br />
ג. פרויקט מחקרי הכולל התמחות הסטודנט על נושא חדשני<br />
במסגרת פרויקט המונחה על-ידי מנחה אקדמי, לדוגמה,<br />
פיתוח שיטות אנליזה חדשניות וכיו"ב.<br />
במסגרת המגמה להנדסת מבנים במחלקה להנדסת בניין<br />
באוניברסיטת בן-גוריון פותחו מסלולים לשלושת הפרויקטים.<br />
המסלולים יושמו בהצלחה במהלך השנים הראשונות לפעולת<br />
המחלקה.<br />
פרויקט הגמר באוניברסיטת בן-גוריון הוא פרויקט שנתי<br />
בהיקף של 10 נקודות זכות אקדמיות והוא מתבצע במשך<br />
שנה אקדמית מלאה. הפרויקט מהווה גולת כותרת של<br />
לימודי הנדסת מבנים והוא מתוכנן כך, שישמש מסלול<br />
האצה והמראה לסטודנט להשתלבותו במשרד קונסטרוקציה<br />
עם סיום לימודיו. להלן סקירה קצרה של שלושת מסלולי<br />
הפרויקטים.<br />
פרויקט גמר במשרד תכן קונסטרוקציה<br />
פרויקט הכולל תכן הנדסי של מבנה, דוגמת בניין גבוה, בריכת<br />
מים, מגדל פיקוח בשדה תעופה. תוכנית הפרויקט נקבעת לאור<br />
עקרון לפיו על הסטודנט לעבור במסגרת ההשתלמות את כל<br />
השלבים במחזור החיים התכנוני של תכן המבנה. הפרויקט<br />
כולל את השלבים הבאים:<br />
הגדרת הבעיה ההנדסית - חלק זה כולל הגדרת תחומי<br />
הפרויקט, שיטות האנליזה, שיטות ושלבי תכן מפורט.<br />
תכן קונספטואלי - הכולל הפיכת תוכניות האדריכלות<br />
לסכמות סטטיות, הצעת מספר סכמות סטטיות למבנה ואימון<br />
הסטודנט בקביעת הסכמה הסטטית המתאימה לפרויקט;<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 51 2010
בחינת חלופות קונסטרוקציה - השוואה תפקודית-הנדסית-<br />
ביצועית-כלכלית של חלופות לתכן המבנה.<br />
בסיום שלושת השלבים הראשונים הסטודנט מציג את מתווה<br />
הפרויקט, חלופות לתכן הקונספטואלי, השוואת החלופות<br />
והצגת חלופה מבנית נבחרת.<br />
תכן המבנה לרעידות אדמה - הכולל אנליזות והתאמת<br />
הגיאומטריה של המבנה לפרמטרים של התכן הסייסמי;<br />
תכן מפורט - כולל תכן ביסוס המבנה, תכן רכיבי שלד<br />
מרכזיים, שש תוכניות קונסטרוקציה לביצוע על גבי גיליונות<br />
A0. במסגרת התכן המפורט ניתן דגש לתכן של ביסוס המבנה<br />
ואלמנטים נלווים דוגמת ראשי כלונסאות, תכן אלמנטי<br />
הקשחה מרכזיים במבנה דוגמת פירים ותכן אלמנטי שלד<br />
מרכזיים.<br />
הפרויקט מתנהל במשרד הנדסת מבנים בהנחיה מקצועית של<br />
מהנדס בכיר ובעל ניסיון )"מנחה מקצועי"( ובליווי של מנחה<br />
אקדמי, חבר סגל או מורה מן החוץ המלווה את הפרויקט<br />
בהיבטים האקדמיים. היקף ההשתלמות של הסטודנט במשרד<br />
כ-12 שעות לשבוע במשך שנה המתחילה במהלך פגרת<br />
הקיץ.<br />
בכדי לאפשר תיאום טוב יותר בין ההשתלמות במשרד לבין<br />
מטרות הפרויקט, נערך במהלך השנה ביקור ליווי לפרויקט<br />
הגמר במשרד מטעם מרכזי הפרויקט באוניברסיטה, שבמהלכו<br />
נבחנים התקדמות הסטודנט במשרד, תנאי ההשתלמות<br />
במשרד, והתיאום בין ההנחיה במשרד לבין הדרישות<br />
האקדמיות והמקצועיות מהסטודנט.<br />
על-פי תפישתנו, במסגרת פרויקט הגמר מפתח הסטודנט<br />
את יכולת הסינתזה וגיבוש פתרונות הנדסיים, תוך ראייה<br />
מקיפה של האספקטים הקשורים בפרויקט, כגון אספקטים<br />
אדריכליים, אספקטים תפקודיים, ולא רק מתוך ראייה טכנאית<br />
צרה של תכן של אלמנטים שונים של מבנה פשוט. תכן של<br />
אלמנטים אלה נעשה במסגרת פרויקטים המתבצעים במסגרת<br />
קורסי התכן הבסיסיים, כגון מבני בטון 1 ו-2, בטון דרוך<br />
ומבני פלדה.<br />
מניסיון העבר החליטה המחלקה, כי תנאי הסף לפרויקט<br />
במסלול זה הוא ציון ממוצע מצטבר לתואר של 80<br />
לפחות. כ-40-50% מהסטודנטים במגמת הנדסת מבנים<br />
עומדים בתנאים אלה. עם זאת, עלינו לציין כי קליטתם<br />
של הסטודנטים להשתלמות אינה רכה וקלה: החודשיים<br />
הראשונים להשתלמותם הם בדרך כלל הקשים, כ-85%<br />
מהסטודנטים המשתלמים צולחים אתגר זה בהצלחה, בעוד<br />
כ-15% אינם נקלטים להשתלמות במשרד, מחציתם משובצים<br />
למשרד אחר בהצלחה, ומחציתם עוברים למסלול פרויקט גמר<br />
בין כותלי האוניברסיטה שיתואר בהמשך.<br />
במסגרת תוכנית זו יש לאוניברסיטה מערך קשר עם כ-25<br />
משרדי תכן מבנים ברחבי המדינה אשר להם יכולת מקצועית,<br />
מוטיבציה ועניין להשתתף בפרויקט זה. רשימת המשרדים<br />
הפעילים בהנחיית פרויקט גמר במשרד בשנים תשס"ו-<br />
תשס"ט )2009-2006( מופיעה בנספח א'. מן הראוי לציין<br />
כאן, כי המנחים המקצועיים ממלאים את תפקידם בהתנדבות.<br />
מרבית משרדי <strong>המהנדסים</strong> בהנדסת מבנים נמנים על חברי<br />
<strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> לבנייה <strong>ותשתיות</strong>.<br />
פרויקט גמר מחקרי<br />
פרויקט במסלול זה מתבצע על בעיה מחקרית הכרוכה באנליזות<br />
ובפתרון הנדסי. דוגמאות לנושאים של פרויקטים מחקריים:<br />
"אנליזה דינמית של קורת בטון מזוין על-ידי תוכנת אלמנטים<br />
סופיים ;"DYTRAN "יצירת ממשק עבודה עם תוכנת אלמנים<br />
הסופיים ABAQUS ליצירת תא חומר של בטון"; ו"אנליזה לא<br />
ליניארית של מבנים תחת עומס דינמי".<br />
הפרויקט מתנהל בהנחיית מנחה אקדמי - חוקר ראשי<br />
במחקר, במקביל מצורף להנחיה מנחה מקצועי, המוסיף פן<br />
מקצועי בתוכנה, או שיטות אנליזה או מנחה המוסיף פן<br />
פרקטי-הנדסי.<br />
פרויקטים אלה מתבצעים בשיתוף פעולה עם גופים דוגמת:<br />
האגף לרישוי מפעלים ביטחוניים במשרד הפנים ופיקוד העורף,<br />
ומאפשרים ליצור תשתית ידע יישומי ושימושי לקידום בסיס<br />
הידע המקצועי בהנדסת מבנים.<br />
למרות האמור לעיל, מסלול פרויקטים זה לא מופעל במחלקה<br />
להנדסת בניין מזה כשנתיים עקב מגבלות שהטיל רשם<br />
<strong>המהנדסים</strong> על סטודנטים בוגרי מסלול זה בבואם להירשם<br />
בפנקס <strong>המהנדסים</strong>. הרשם, גוף שאמון על רישום מהנדסים,<br />
אינו מכיר בפרויקט מחקרי לעניין רישום מהנדס מבנים<br />
בפנקס. בכדי למנוע פגיעה בבוגרי המחלקה נאלצה המחלקה<br />
להפסיק מסלול זה לעת עתה. יצוין, כי מסלול זה קיים ופועל<br />
בהצלחה בכל יתר המחלקות להנדסה באוניברסיטת בן-גוריון<br />
דוגמת המחלקה להנדסת חשמל, שבוגריה נרשמים כחוק<br />
בפנקס <strong>המהנדסים</strong>.<br />
פרויקט גמר בין כותלי האוניברסיטה<br />
פרויקט המתבצע על תכן מבנה על בסיס תוכניות אדריכלות<br />
בהנחיית מנחה מקצועי. מסגרת זו קיימת בכל מוסדות הכשרת<br />
מהנדסים בישראל אולם בהיקף מצומצם יותר. היקף הפרויקט<br />
בין כותלי האוניברסיטה הוא 10 נקודות זכות, במסגרתן<br />
הסטודנט בוחר נושא על בסיס תוכניות אדריכלות, מגבש<br />
שלוש חלופות קונספטואליות לתכן הקונסטרוקציה, רוכש<br />
כלים לבחירת חלופה על פי קריטריונים תפקודיים-ביצועיים-<br />
כלכליים ומתכננן תכן מפורט של החלופה הנבחרת.<br />
הפרויקט מתקיים במסגרת שנתית כאשר בסמסטר א'<br />
הסטודנט משלים את התכן הקונספטואלי והשוואת החלופות<br />
ובסמסטר השני מתכנן תכנון מפורט של החלופה הנבחרת.<br />
הערכת הסטודנטים המשתלמים<br />
הישגי הסטודנטים המשתלמים מוערכים באמצעות שלוש<br />
אבני דרך: כנס פרויקטים מחלקתי המתקיים במהלך פגרת<br />
החורף בין סמסטר א' לב'; כנס פרויקטים מסכם המתקיים<br />
בחודש יוני ובו הפרויקטים מוצגים בפני צוות מורים וכן<br />
ציבור של מהנדסים אורחים המוזמנים על-ידי האוניברסיטה;<br />
הערכת הדו"ח המסכם על שני שלביו המרכזיים של הפרויקט<br />
על-ידי המנחה המקצועי והמלווה האקדמי.<br />
הערכת הסטודנטים המשתלמים<br />
על-ידי המנחים המקצועיים<br />
הערכת השגת יעדי ההשתלמות מתבצעת על-פי הקריטריונים<br />
52 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
הבאים באמצעות מנחים מקצועיים - מהנדסי מבנים מנוסים<br />
המעריכים את הישגי הסטודנט המשתלם מנקודת מבט של<br />
משרד תכנון. הקריטריונים להערכת הישגי משתלמים לגמר<br />
בהנדסת מבנים על-ידי המנחה המקצועי הינם: שליטה<br />
ביסודות המקצוע: סטאטיקה ויישומה לתכן הקונסטרוקציה,<br />
שיקולים בבחירת הסכמה הסטטית, בניית המהנדס; יכולת<br />
בתכן קונסטרוקציה מפורט )הכנת תוכניות עבודה(; הבנת<br />
העקרונות של התכן הסייסמי ויישומם; ביסוס המבנה; יכולת<br />
עבודה עצמאית; השתלבות הסטודנט בצוות הנדסי.<br />
מעקב זה מאפשר להשיג שתי מטרות מרכזיות בהשתלמות<br />
הסטודנט לגמר: להכין את הבוגר להשתלבות בצוות הנדסי,<br />
ובחינת מידת המוכנות של הסטודנט לקליטתו במשרד<br />
תכנון.<br />
הערכת הסטודנטים המשתלמים<br />
על-ידי הסגל האקדמי<br />
בסיום כל אחד מהסמסטרים נערך כנס פרויקטים: כנס<br />
במסגרת המחלקה בסיום סמסטר א' וכנס במסגרת הפקולטית<br />
הכללית עם יתר המחלקות להנדסה באוניברסיטת בן-גוריון.<br />
בכנסים אלה נדרשים הסטודנטים להציג את הפרויקט בצורה<br />
הנדסית-טכנית, ולפתח מיומנויות הצגה בפוסטר והגנה על<br />
פרויקט. בחלק זה של ההערכה מושם דגש לשיטות האנליזה<br />
וליכולת הסטודנט להציג ולהגן על פרויקט הנדסי בפני<br />
עמיתים למקצוע וכן בפני קהל מקצועי.<br />
תרשים 1 להלן מראה את מבנה תוכנית פרויקט הגמר בהנדסת<br />
מבנים באוניברסיטת בן-גוריון.<br />
שיטת החקר<br />
הוגדרו מטרות ההכשרה של בוגרי הנדסת מבנים:<br />
אימון הסטודנט בתכן הקונספטואלי של המבנה, רכישת<br />
יכולת להפוך תוכניות אדריכליות לחלופות של סכמה סטטית,<br />
רכישת מיומנות גבוהה בהבנת העקרונות הסטאטיים של כל<br />
חלופה;<br />
העמקת ההבנה ויכולת היישום של שיטות האנליזה הסטאטית<br />
והדינמית לתכן מפורט;<br />
הקניית יכולת גבוהה של תכן מפורט המתבטאת ביכולת למדל<br />
את המבנה, להבין את מהלך הכוחות במבנה ולפתור את המבנה<br />
באמצעות תוכנות אנליזה סטטית ודינמית, ויכולת למדל את<br />
המבנה בשיטות אלמנטים סופיים ויכולת לאמת תוצאות אלה<br />
ביחס למודלים אנליטיים קלסיים;<br />
הקניית יכולת לבצע תכן מפורט הכולל תכן ביסוס המבנה,<br />
תכן אלמנטי השלד תוך מתן דגש על תכן מפורט של אלמנטי<br />
ההקשחה לכוחות אופקיים;<br />
הקניית יכולת להציג פרויקט הנדסי בצורה תמציתית וממוקדת<br />
בהיבטים מבניים, תפקודיים, ניהוליים, ביצועיים וכלכליים<br />
של הפרויקט.<br />
מידת מימוש מטרות הפרויקט נבחנה באמצעות שאלון<br />
שאפשר לבחון נקודות חוזק ונקודות לשיפור בתוכנית<br />
הפרויקטים. השאלונים הופנו אל הסטודנטים המשתלמים<br />
וכן אל המנחים המקצועיים.<br />
טבלה 1: קריטריונים ומשקלים להערכת הישגי משתלמים<br />
לגמר בהנדסת מבנים על ידי המנחה המקצועי<br />
משקל<br />
קריטריון<br />
שליטה ביסודות המקצוע: סטאטיקה, ויישומה<br />
לתכן הקונסטרוקציה, שיקולים בבחירת<br />
הסכמה הסטטית, בניית המהנדס.<br />
יכולת בתכן קונסטרוקציה מפורט )הכנת<br />
תוכניות עבודה(<br />
הבנת העקרונות של התכן הסייסמי ויישומם<br />
הלכה למעשה<br />
ביסוס המבנה<br />
יכולת עבודה עצמאית<br />
יכולת השתלבות הסטודנט המשתלם בצוות<br />
הנדסי<br />
20%<br />
20%<br />
20%<br />
10%<br />
15%<br />
15%<br />
טבלה 2: קריטריונים להערכת הסטודנטים בכנס פרויקטים<br />
משקל<br />
קריטריון<br />
מבנה הנדסי של הפרויקט: רציונל בניית<br />
חלופות<br />
שיטות הניתוח והאנליזה<br />
מורכבות הבעיה ההנדסית: מתן תשומת לב<br />
לבעיות עם אנליזה דינמית של המבנה<br />
בהירות ההצגה: מתן דגש על מעבר מתוכניות<br />
אדריכלות לחתכים וסכמות סטטיות<br />
פוסטר- שיטת ההצגה ומבנה לוגי<br />
היקף הפרויקט<br />
20%<br />
25%<br />
15%<br />
15%<br />
15%<br />
10%<br />
ממצאים<br />
שאלון סטודנטים<br />
פותח שאלון משוב לסטודנטים שביצעו את הפרויקט בשלושה<br />
מסלולים: פרויקט גמר במשרד תכן, פרויקט גמר בין כותלי<br />
האוניברסיטה ופרויקט גמר מחקרי בין כותלי האוניברסיטה. במקביל<br />
נבחנה מידת שביעות רצון המנחים ממסגרת ההכשרה הנדסית.<br />
שאלון הסטודנטים התייחס לסוגיות הבאות:<br />
ביצוע עצמאי של הפרויקט; השפעת האינטראקציה עם<br />
המשרד על יכולת הסטודנט בכל הקשור לתכן הקונספטואלי<br />
של המבנה; השפעת האינטראקציה עם המשרד בביצוע<br />
פרויקט הגמר במשרד תכנון על העמקת ההבנה ושליטת<br />
הסטודנט בעקרונות התכן ההנדסי של המבנה; יכולתו של<br />
הסטודנט להפוך רעיון אדריכלי לסכמה הנדסית; מידת העניין<br />
של הסטודנט במקצוע הנדסת מבנים לאחר פרויקט הגמר;<br />
השפעת פרויקט הגמר על תפיסת והבנת הסטודנט את נושאי<br />
הלימוד בשנה הרביעית; איכות ההנחיה המקצועית והשפעתה<br />
על יכולת הסטודנט להשתלב בצוות הנדסי; השפעת המנחה<br />
המקצועי על התכנים המקצועיים של העבודה התכנונית;<br />
התיאום בין ההנחיה המקצועית והמנחה האקדמי;<br />
תרומת הפרויקט להשלמת ידע מקצועי-מעשי שאינו נרכש<br />
באקדמיה )תקנים, תוכנות, בקרת התכן וכד'(; תרומת<br />
הפרויקט לגיבוש השאיפות המקצועיות של הסטודנט.<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 53 2010
כל משתנה דורג על-ידי הסטודנטים לפי סולם בן חמש<br />
דרגות כדלהלן: מסכים לחלוטין)5(; מסכים)4(; לא מאשר<br />
ולא מבטל)3(; לא מסכים)2(; לא מסכים לחלוטין)1(.<br />
על שאלוני המשוב לפרויקט גמר במשרד השיבו 22 סטודנטים<br />
מתוך 33 סטודנטים שהשתלמו לגמר בהנדסת מבנים במשרד.<br />
הממצאים מלמדים על מימוש של מטרות הפרויקט במשרד<br />
מהנדסים במידה טובה - דירוג כללי 4.2 מתוך 5: מרבית<br />
הפרמטרים המרכזיים של מטרות הפרויקט מומשו ברמה<br />
טובה. פרויקט הגמר במשרד מממש ברמה טובה של הצלחה<br />
את מטרות הקניית מיומנויות התכן הקונספטואלי והמפורט.<br />
הפרויקט במשרד תורם במידה גבוהה להשלמת ידע שאינו נרכש<br />
באקדמיה כדוגמת: תקנים, תוכנות ושיטות בקרה. עם זאת,<br />
מן המשוב עולה כי נקודות החולשה של תוכנית זו הן שיתוף<br />
הפעולה בין האקדמיה לתעשייה הזקוק לשיפור התיאום בין<br />
ההנחיה האקדמית לבין ההנחיה המקצועית במשרד. כמו-כן,<br />
כפי שעלה גם מסקר הספרות, המנחים האקדמיים לא הצליחו<br />
להוסיף מימד לתכנים של העבודה התכנונית במשרד.<br />
בסה"כ השיבו על שאלון המשוב לפרויקטים בין כותלי<br />
האוניברסיטה 17 סטודנטים מתוך 29 שהשתלמו לגמר בין<br />
כותלי האוניברסיטה. הממצאים מראים, כי מסגרת זו של<br />
פרויקט מממשת גם היא את מטרות הפרויקט במידה טובה של<br />
הצלחה, דירוגה הכללי של תוכנית זו 4.0 מתוך 5.0. יחד עם זאת,<br />
במסגרת זו הסטודנטים אינם חשים כי הוכנו כראוי להשתלב<br />
בצוות הנדסי )2.8 מתוך 5( וכן תובנות לגבי תפקיד המהנדסי<br />
בפרויקט, התנסות מעשית והערך האקדמי של הפרויקט מומשו<br />
במידה בינונית )3.8, 3.6 3.4, בהתאמה(. השוואת שני המשובים<br />
מלמדת כי פרויקט הגמר במשרד תכנון נתפש כמסלול הכשרה<br />
המכין את הסטודנט בצורה טובה יותר לקליטה בענף וכן יוצר<br />
מידת עניין והזדהות גבוהה יותר של הסטודנט עם המקצוע.<br />
שאלון מנחים<br />
תוכנית הפרויקטים במשרדים נבחנה במקביל גם באמצעות<br />
משוב למנחים המקצועיים. התקבלו משובים מ-11 מנחים<br />
מקצועיים )מתוך 33 מנחים(. מן המשובים עולה, כי הערכת<br />
המנחים המקצועיים את התוכנית דומה באופן כללי להערכת<br />
הסטודנטים )ציון כללי 4.2 בשני המשובים(. גם המנחים<br />
המקצועיים מצאו את התיאום בין המנחה האקדמי לבין<br />
המנחה המקצועי וכן את תרומת המנחה האקדמי לעבודה<br />
במשרד כנקודות חולשה יחסית של התוכנית, אם כי בעוצמה<br />
פחותה בהשוואה לסטודנטים )3.7 ו- 3.6 לעומת 3.2 ו- 3.3<br />
במשוב הסטודנטים בהתאמה(. ניתן לומר, כי משוב המנחים<br />
המקצועיים ומשוב הסטודנטים ביחס לפרויקט גמר במשרד<br />
מהנדסים מאששים זה את זה במידה רבה.<br />
סיכום ומסקנות<br />
שניים מתוך שלושה מסלולי הפרויקטים, שיושמו באוניברסיטת<br />
בן-גוריון בשנים האחרונות, נבחנו באמצעות משובים<br />
לסטודנטים שהשתלמו ולמנחים המקצועיים. הממצאים<br />
מלמדים, כי מטרות הפרויקט ממומשות במידה גבוהה יותר<br />
של הצלחה בפרויקט גמר המתבצע במשרד תכן. נקודות החוזק<br />
של פרויקט גמר במשרד תכן הן:<br />
# השלמת ידע מקצועי-מעשי שאינו נרכש בדרך אחרת<br />
באקדמיה;<br />
# העלאת ערכו הלימודי של הפרויקט בעיני הסטודנט;<br />
# העצמת היכולת של הבוגר להשתלב במשרד תכן עם<br />
השלמת לימודיו;<br />
# הגדלת המוטיבציה למקצועיות ואהבת המקצוע;<br />
# הפנמת עקרונות המקצוע )תכן אדריכלי-תכן<br />
קונסטרוקציה(;<br />
# גיבוש מבוסס יותר של השאיפות המקצועיות של הבוגר;<br />
# הכנה מעשית טובה יותר לתחילת דרכו המקצועית של<br />
הסטודנט.<br />
נקודת החולשה של מסגרת זאת כפי שעולה ממשובי<br />
הסטודנטים והמנחים המקצועיים היא:<br />
חוסר תיאום בין הדרישות האקדמיות לדרישות המקצועיות<br />
במשרד, ותרומה מועטה של המנחה האקדמי להשתלמות<br />
הסטודנט במשרד.<br />
יחד עם זאת, יש בתוצאות מידה מסוימת של הטיה מובנית<br />
לטובת פרויקט גמר במשרד תכן, הנובעת מהעובדה שפרויקט<br />
זה מוצע ומבוצע על-ידי החציון העליון של הסטודנטים.<br />
המסגרת המסורתית של פרויקט גמר בין כותלי האוניברסיטה<br />
מממשת גם היא את מטרות הפרויקט במידה דומה, אם כי במידה<br />
פחותה במעט של הצלחה. לצד השלמת ידע מקצועי מעשי שאינו<br />
נרכש בדרך אחרת באקדמיה והפנמת עקרונות התכן הראשוני<br />
והמפורט, ממשוב הסטודנטים עולה כי הסטודנטים סבורים כי<br />
מסגרת זו אינה מכינה אותם במידה הנחוצה להשתלבות במשרדי<br />
תכנון עם סיום לימודיהם. כמו כן, ערכים חשובים כמו הפנמת<br />
תפקיד המהנדס הקונסטרוקטור, ומידת העניין וההזדהות עם<br />
המקצוע אינם מושגים במידה הראויה במסגרת זו.<br />
עלינו לציין כי בשתי מסגרות הפרויקטים שנבחנו מושגת<br />
המטרה של העלאת ערכם של לימודי ההנדסה בשנה הרביעית<br />
ללימודים.<br />
פרויקט גמר מחקרי מאפשר חשיפת אפשרויות אקדמיות<br />
לתחום הנדסת מבנים, הגדלת המוטיבציה למקצועיות ואהבת<br />
המקצוע, חיזוק היסודות התיאורטיים של המקצוע, הקניית<br />
תובנות לגבי תפקיד ויכולות האקדמיה ביחס לפרקטיקה<br />
המקצועית. מן החקר הקצר אנו ממליצים על חיזוק קשרי<br />
העבודה והתיאום בין המנחה המקצועי לבין המנחה האקדמי<br />
על-ידי מפגשים עתיים אשר יאפשרו שיח פתוח ומתמשך<br />
לתועלת הסטודנט המונחה.<br />
נספח - רשימת משרדי מהנדסים פעילים<br />
בהנחיית פרויקט גמר בהנדסת מבנים<br />
במשרדיהם - תשס"ו-תשס"ט<br />
א. איזדיאן מהנדסים; אלדד בוקשפן מהנדסים ויועצים; אסף<br />
רועי הנדסה; ברן-רביב; ג.א.ש. הנדסת בניין וגשרים; דורון<br />
שליו הנדסה; זינגר-הורוביץ-בוך-דיקמן; ירון-שמעוני-<br />
שחם; ישראל דוד מהנדסים; לוי ישראל תכנון הנדסי ופיקוח;<br />
לויתן מהנדסים; מילר-שנבל-צחר ושות' מהנדסים ויועצים;<br />
נחום כץ - הנדסת בניין; ענבי-גוטליב; עשת הנדסה; פ.ק.צ.<br />
הנדסה; פרי-רבין מהנדסים; צפריר-ויינשטיין מהנדסים<br />
ויועצים; קדמור מהנדסים; קרפל-לויצקי הנדסת בניין; רון<br />
מהנדסים; רוקח-אשכנזי; רן מהנדסים; ש. אנגל מהנדסים;<br />
שמעיה בן-אברהם מהנדסים ויועצים.<br />
54 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
תרשים 1: פרויקט גמר בהנדסת מבנים - אוניברסיטת בן-גוריון: מסלולים, אבני דרך ותוצרים<br />
ד"ר יגאל שוחט, פרופ"ח - ראש המגמה<br />
לניהול הבנייה ומ"מ ראש המחלקה<br />
להנדסת בניין, אונ' בן-גוריון בנגב משנת<br />
2004. לפני כן שימש חבר סגל בפקולטה<br />
להנדסה אזרחית בטכניון ובמכון הלאומי<br />
לחקר הבנייה )2004-96(. יו"ר תא ניהול<br />
הבנייה ב<strong>איגוד</strong> <strong>המהנדסים</strong> )מ-2008(. חבר בועדות תקינה<br />
במכון התקנים ובועדות בינלאומיות בתחומים ניהול<br />
ותחזוקת מבנים. תחומי המחקר וההוראה: ניהול הבנייה,<br />
ניהול ותחזוקת מבנים, ניהול אירועים חריגים בתשתיות<br />
בנויות חיוניות, שיטות ביצוע בבנייה.<br />
פרופ' אורן וילנאי<br />
פרופ' אורן וילנאי מכהן כראש המחלקה<br />
להנדסת בניין באוניברסיטת בן-<br />
גוריון משנת 2001. לפני כן שימש<br />
כחבר סגל בפקולטה להנדסה אזרחית<br />
בטכניון בחיפה. שימש כראש השטח<br />
לקונסטרוקציות בין השנים 1991-1999. חבר בוועדת<br />
תקינה במכון לתקנים בתחומי הקונסטרוקציות. תחומי<br />
מחקר: התנהגות דינמית וסטאטית של מבנים חסרי<br />
אילוצים, בקרה אקטיבית ופאסיבית, התנהגות מבני<br />
קשתות. תחומי הוראה: מכניקת מבנים, תורת החוזק<br />
ותורת האלסטיות.<br />
פרופ' דוד אורנאי<br />
פרופ' דוד אורנאי הינו מרצה במחלקה<br />
להנדסת בניין וחוקר במסגרת המרכז<br />
לחקר ופיתוח טכנולוגיות מיגון באב"ג<br />
)אוניברסיטת בן-גוריון בנגב(. כמו-<br />
כן, הוא עומד בראש תוכניות לימודים<br />
לתואר ראשון ולתארים מתקדמים בטכנולוגיות מתקדמות<br />
במיגון, ובראש מוקד ידע בטיחות נפיצים.<br />
מתחומי עיסוקיו: חקר השפעות כלי נשק, היפגעות אדם,<br />
ציוד ומבנים, מכניקת השבירה.<br />
ד''ר ארז גל<br />
ד"ר ארז גל הוא מרצה במחלקה להנדסת<br />
בניין באוניברסיטת בן-גוריון בנגב משנת<br />
2003; בוגר הפקולטה להנדסה אזרחית<br />
בטכניון )1990-2002(; ראש המעבדה<br />
לחישובים מרובי סקאלות של מבני בטון<br />
באב"ג. תחומי מחקר והוראה: סטאטיקת מבנים, שיטת<br />
האלמנטים הסופיים, אנליזה מרובת סקאלות, אנליזות<br />
לא ליניאריות, מידול בטון, בנייה ירוקה, אנרגיה אגורה<br />
במבנים ומעבר חום בקירות.<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 55 2010
חדשות בתקינה<br />
תקנים שפורסמו ממאי 2010<br />
מהנדסת אלה בן-נון<br />
תקנים חדשים<br />
ת"י 1525 חלק - 3 ניהול תחזוקת בניינים: בניינים שאינם<br />
בנייני מגורים וסביבתם הקרובה - מערכות שירות<br />
ת"י 1923 חלק - 2 ייצור אלמנטים מבטון: בטון טרומי -<br />
ייצור ומוצרים<br />
ת"י - 1925 תכן מחיצות הבנויות מבלוקי גבס<br />
ת"י 3970 חלק - 1 קשרני גבס וטיח גבס: הגדרות<br />
ודרישות<br />
ת"י 3970 חלק - 1 קשרני גבס וטיח גבס: שיטות בדיקה<br />
ת"י 5826 חלק - 4 מנהור: גיאולוגיה וגיאוטכניקה<br />
ת"י 5826 חלק - 6 מנהור: תכנון ובינוי בשיטת החפירה והכיסוי<br />
ת"י 5826 חלק - 7 מנהור: תכנון ובינוי בשיטת הדחיקה<br />
רוויזיות לתקנים קיימים<br />
ת"י - 6 אריחי רצפה מטראצו )התקן ייכנס לתוקף באוקטובר<br />
2011. עד אז הוא ניתן לרכישה דרך הספריה בלבד(<br />
ת"י 26 חלק - 3 בדיקת בטון: דוגמות בטון לבדיקת חוזק:<br />
צורה, מידות, הכנה ואשפרה<br />
ת"י 26 חלק - 4.1 בדיקת בטון: חוזק הבטון הקשוי: חוזק<br />
לחיצה<br />
ת"י 26 חלק - 4.2 בדיקת בטון: חוזק הבטון הקשוי: חוזק<br />
כפיפה<br />
ת"י 26 חלק - 4.3 בדיקת בטון: חוזק הבטון הקשוי: חוזק<br />
מתיחה לא ישירה<br />
ת"י 931 חלק - 1.9 עמידות אש של אלמנטי בניין - שיטות<br />
בדיקה: דרישות ספציפיות לאלמנטי תקרה לא-נושאים<br />
ת"י 1205 חלק - 6 התקנת מתקני תברואה ובדיקתם: שיטות<br />
בדיקה<br />
ת"י 1205 חלק - 9 התקנת מתקני תברואה ובדיקתם: מערכת<br />
לסילוק שפכים פרטית<br />
ת"י 1490 חלק - 1 מחיצות וחיפויי גבס: לוחות<br />
ת"י 1661 חלק - 1 חומרי מילוי למישקים רגילים בין אריחים:<br />
דרישות, מיון וכינוי<br />
ת"י - 1886 מצעים וחומרי מילוי נברר לכבישים, לרחבות<br />
ולשדות תעופה.<br />
גיליונות תיקון לתקנים קיימים<br />
ת"י - 118 בטון: דרישות, תפקוד וייצור )ג"ת מס' ) 1<br />
ת"י - 413 תכן עמידות מבנים ברעידות אדמה )ג"ת מס' 4(<br />
ת"י 931 חלק - 2 עמידות אש של אלמנטי בניין: שיטות<br />
בדיקה של מערכות אטימה מפני אש ותוצריה )ג"ת מס' 1(<br />
ת"י 1229 חלק - 1 פלסטיק מוקצף קשיח לבידוד תרמי:<br />
לוחות )ג"ת מס' 2(<br />
ת"י 1229 חלק - 2 פלסטיק מוקצף קשיח לבידוד תרמי:<br />
מוצרים מעוצבים<br />
ת"י 1229 חלק - 3 פלסטיק מוקצף קשיח לבידוד תרמי: קצף<br />
פוליאוריתן מותז )ג"ת מס' 1(<br />
ת"י 2378 חלק - 1 קירות מחופים באבן טבעית: אבן טבעית<br />
לחיפוי ודרישות כלליות ממערכת החיפוי )ג"ת מס' 2(<br />
ת"י 4570 חלק - 1 מערכות לאוורור ולסינון של אוויר<br />
במקלטים: מפוחים )ג"ת מס' 1(<br />
ת"י 4570 חלק - 2 מערכות לאוורור ולסינון של אוויר<br />
במקלטים: שסתומים )ג"ת מס' 1(<br />
ת"י 4570 חלק - 1 מערכות לאוורור ולסינון של אוויר<br />
במקלטים: מסננים )ג"ת מס' 1(<br />
ת"י - 5442 מוצרים אלסטומריים המיוצרים בהתפחה לבידוד<br />
תרמי )ג"ת מס' 1(.<br />
תיקון טעות בתקן ישראלי<br />
ת"י - 5098 תכולת יסודות רדיואקטיביים טבעיים במוצרי<br />
בנייה.<br />
הצעות תקנים ותיקונים לתקנים קיימים<br />
שהתפרסמו לביקורת הציבור<br />
ת"י 1205 חלק - 5 התקנת מתקני תברואה ובדיקתם:<br />
מקלטים<br />
ת"י - 1418 אקוסטיקה - רעש ממתקני צנרת מים בבניינים<br />
- דרישות ושיטות מדידה<br />
ת"י 1068 חלק - 1 חלונות: דרישות כלליות ושיטות בדיקה<br />
- ג"ת מס' 5<br />
ת"י 1068 חלק - 2 חלונות: חלונות אלומיניום - ג"ת מס' 4<br />
ת"י 1509 חלק - 2 תריסים: תריסי גלילה - - ג"ת מס' 1<br />
ת"י - 1568 קירות מסך: תכן ותפקוד - - ג"ת מס' 1<br />
ת"י 1509 חלק - 1 תריסים: תריסי רפפה שמסגרותיהם<br />
עשויות מתכת - - ג"ת מס' 2<br />
ת"י 5566 חלק - 2 מערכת רצפה מאבן טבעית: ריצוף.<br />
גיליון תיקון מס' 2 לת"י 2378 חלק - 1 קירות<br />
מחופים באבן טבעית: אבן טבעית לחיפוי<br />
ודרישות כלליות ממערכת החיפוי<br />
אדר' נורית הולצינגר ואדר' אלה גוטמן<br />
גיליון התיקון הנ"ל פורסם לאחרונה. מהות גיליון התיקון<br />
היא השמטת ההגדרות "מהנדס אחראי" ו"מתכנן", לרבות<br />
אזכורם בגוף התקן.<br />
הכנת גיליון התיקון נבעה מהקביעה, שאין לתקינה סמכות<br />
לקבוע אחריות לגבי פעולות בעלי התפקידים הנ"ל. משמעות<br />
התיקון היא, שבכל מקום בתקן שבו קיימת דרישה לביצוע<br />
פעולות מסוימות, אין התקן קובע מי אחראי לביצוען, אלא<br />
מציין את הדרישות בלבד.<br />
בהתאם לגיליון התיקון האמור ייערכו שינויים גם בשאר<br />
חלקי סדרת ת"י 2378.<br />
56 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
מדי שנה נוהרים מיליוני תיירים המגיעים לאיטליה לעיר<br />
פיזה, בצפונה של ארץ המגף, כדי לחזות במה שנחשב אולי<br />
לאחד משבעת פלאי עולם - המגדל הנטוי של פיזה. המגדל,<br />
שבנייתו כמגדל זקוף החלה בשנת 1173, החל לנטות על צידו<br />
כבר בעת בנייתו, לאחר שקצה אחד של בסיסו החל לשקוע.<br />
כתוצאה מכך נמשכה בניית המגדל כ-200 שנים, תוך עיכובים<br />
של עשרות שנים במהלך הבנייה. לשיפוע גורמת הקרקע<br />
הבלתי יציבה, שאינה מתאימה למבנים גבוהים. פני הקרקע<br />
באתר הם בגובה של פחות משני מטרים מעל פני הים והרכב<br />
הקרקע הוא שכבות של חול וטין. לאחר שיקומו, שהסתיים<br />
בשנת 2001, נוטה המגדל בזווית של 5.5 מעלות.<br />
מה שרוב ההמונים, שהתפעלו והתרשמו ממגדל פיזה,<br />
אינם יודעים הוא, שמגדל פיזה אינו המגדל הנטוי היחיד<br />
בעולם. כמותו פזורים<br />
ברחבי העולם עשרות<br />
מגדלים ומבנים<br />
אחרים, בגבהים<br />
שונים, הנטויים על<br />
צידם, אפילו בזוויות<br />
גדולות בהרבה מזו של<br />
מגדל פיזה.<br />
כך, למשל, באיטליה<br />
עצמה יש לא פחות<br />
מתשעה מגדלים<br />
הנטויים על צידם,<br />
ששניים מהם נמצאים<br />
בפיזה עצמה, אך<br />
אינם זוכים כמעט<br />
להתעניינות התיירים.<br />
אלו הם מגדל הפעמונים סאן ניקולה, שבנייתו<br />
החלה כמאה שנה לפני המגדל המפורסם יותר<br />
של פיזה; ומגדל הפעמונים סאן מישל משאלצי.<br />
מלבדם מצויים באיטליה שני מגדלים נטויים<br />
בבולוניה )אסינלי וגריסנדה(; מגדלי הפעמונים<br />
של בוראנו וסאן ג'ורג'יו בוונציה; המגדלים<br />
הנטויים טורה דב פאבליקו וסאן ג'ובאני<br />
אבנגליסטה ברוונה; ומגדל המיליציות ברומא,<br />
הסמוך לשוק הקיסר טריאנוס בפורום רומאנום,<br />
שהיה מרכזה של רומא העתיקה.<br />
אבל איטליה אינה המדינה היחידה בעולם<br />
היכולה להתפאר במגדלים נטויים. מי שמחזיקה<br />
בשיא במספר המגדלים הנטויים היא בריטניה,<br />
שבה נמצאים לא פחות מתריסר מגדלים נטויים<br />
עתיקים. בגרמניה וברוסיה, למשל, מצויים בכל<br />
אחת מהן חמישה מגדלים עתיקים נטויים;<br />
בסין ובהולנד ארבעה בכל אחת ובהודו שניים.<br />
מגדלים נטויים נוספים אפשר למצוא גם בפולין,<br />
בצ'כיה, ברומניה, במלזיה, באיראן, בקנדה<br />
מגדל פיזה אינו לבד!<br />
אלי תבור<br />
המגדל הנטוי המפורסם של פיזה המושך אליו מדי שנה<br />
מיליוני תיירים<br />
ואפילו בארצות הברית.<br />
הסיבות לנטייתם של המגדלים הגבוהים הן רבות ומגוונות.<br />
רובם החלו לנטות על צידם בגלל חוסר הידע של <strong>המהנדסים</strong><br />
שבנו אותם בנושאי הביסוס והגיאוטכניקה. אחרים החלו<br />
לנטות בגלל רעידות-אדמה, שטפונות, או פגעי טבע אחרים.<br />
ויש אפילו כאלה, שניסו להרסם באמצעות פיצוץ חומרי-נפץ,<br />
אך הם החזיקו מעמד ולאחר שנטו על צידם הוחלט להשאירם<br />
על כנם בצורה זו, כאטרקציה.<br />
אטרקציות תיירותיות<br />
במאה שעברה החלה להתפתח אופנה אדריכלית לבנות מגדלים<br />
נטויים, שתוכננו להיות כאלה מלכתחילה. מי שהחלה בכך<br />
היא כנראה העיירה נייל )נילוס( במדינת אילינוי, שבשנת<br />
1934 נבנה בה חיקוי כמעט מושלם<br />
של המגדל הנטוי המפורסם של פיזה.<br />
זוהי רפליקה שגודלה כמחצית גודלו של<br />
מגדל פיזה המקורי, שהיוזמה לבנייתה<br />
הייתה חגיגות 600 השנה לבנייתו של<br />
המגדל האיטלקי. בעקבות בניית החיקוי<br />
חתמו נייל ופיזה בשנת 1991 ברית ערים<br />
תאומות.<br />
אחד משני המגדלים הנטויים ברוונה,<br />
איטליה, שנבנו במאה ה-12. זהו<br />
הטורה דה פאבליקו המגדל השני הוא<br />
של כנסיית סן ג'ובאני אבנגליסטה<br />
המגדל הנטוי של שיראז, איראן, הנקרא<br />
על שם כרים חאן, משושלת זאנד, שהיה<br />
השאח של איראן באמצע המאה ה-18.<br />
למרות שהוא נראה כמבצר היה זה<br />
ארמון המגורים שלו<br />
המגדל הנטוי של כנסיית וולפרידוס<br />
הקדוש בעיר בדום בצפון הולנד. נטיית<br />
מגדל זה, המתנשא לגובה 36 מ', גדולה<br />
מזו של מגדל פיזה<br />
הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 57 2010
הרפליקה של המגדל הנטוי בפיזה<br />
שנבנתה ב-1934 בעיירה נייל במדינת<br />
אילינוי בארה"ב, בחצי מגודלו של<br />
המגדל המקורי<br />
מגדל ה"קפיטל גייט" באבו-דבי,<br />
שבנייתו הושלמה השנה והנחשב<br />
כיום למגדל הנטוי ביותר בעולם,<br />
בנטייה של 18 מעלות<br />
לאחר מכן החל מעין מירוץ תחרותי בין אדריכלים, כדי לראות<br />
מי מהם יצליח לבנות מגדל נטוי בזווית גדולה יותר. מי שזכו<br />
עד כה בתואר המגדלים הנטויים ביותר בעולם הם מגדלי "קיו"<br />
במדריד. מגדלים אלה נבנו בכיכר קסטילה על-ידי "משרד<br />
ההשקעות של כוויית", בהשקעה של כ-500 מיליון דולר,<br />
כתרומה ייחודית לנופה האורבאני של העיר. בנייתם של שני<br />
המבנים השחורים, יחד עם פירמידה לבנה הפוכה הניצבת<br />
כאילו ביניהם, החלה בשנים 1989. אז הוענק להם השם "מגדלי<br />
קיו" - ראשי התיבות של .Kuwait Investment Office<br />
אולם סיום הבנייה הושהה למשך שנים, בגלל שערורייה<br />
גדולה שפרצה לאחר שהמנהל הספרדי של חברת ההשקעות<br />
הכווייתית מעל בסכום של 1.8 מיליון יורו. המגדלים נמכרו<br />
לבנק הספרדי "קאחה מדריד" ובנייתם הסתיימה רק בשנת<br />
1996, אז הוסב שם הכיכר מ"טורס קיו" ל"שער אירופה".<br />
בחזית הפירמידה ההפוכה בין שני המגדלים ניצב פסלו<br />
של חוזה קאלבו סוטלו, פוליטיקאי ימני, שרציחתו בשנת<br />
1936, כנקמה על רצח הקצין קסטילה, שעל<br />
שמו נקראת הכיכר, בישרה את תחילת מלחמת<br />
האזרחים הספרדית.<br />
לפי הזמנת הכווייתים תוכננו המגדלים על-ידי<br />
האדריכל האמריקאי הנודע פיליפ ג'ונסון, שתכנן<br />
את בניין המוזיאון לאמנות מודרנית בניו-יורק,<br />
ונבנו בידי חברת ההנדסה הניו-יורקית לסלי<br />
רוברטסון ושות'. כל אחד משני המגדלים<br />
הנטויים, המחופים בזכוכית שחורה, מתנשא<br />
לגובה 115 מטרים )26 קומות(. הם נטויים<br />
בזווית של 15 מעלות ולפיכך הם מוגדרים כגורדי<br />
השחקים הנטויים הראשונים בעולם, אבל לא<br />
האחרונים. בבסיס המגדלים, המשמשים כיום<br />
כמבני משרדים, נבנו מרתפי חנייה לא נטויים<br />
ועל גגותיהם יש מנחתים למסוקים.<br />
המבנה שמחזיק כיום בתואר "המבנה הנטוי<br />
ביותר בעולם" הוא מגדל ה"קפיטל גייט" בנסיכות<br />
המפרץ אבו דאבי. זהו מגדל בעל מעטפת זכוכית,<br />
שנטייתו מגיעה ל-18 מעלות והוא מוכר רשמית<br />
על-ידי ספר השיאים של "גינס" כבניין מעשה<br />
ידי אדם הנטוי ביותר בעולם. המגדל, שבנייתו<br />
הסתיימה רק לאחרונה, מתנשא לגובה 160 מטרים והוא תוכנן<br />
על-ידי חברת אדריכלות מדובאיי.<br />
אבל האמת היא, שתואר "המגדל הנטוי ביותר בעולם" מגיע<br />
בעצם למגדל הנטוי שנבנה בשורת המבנים שבמבוך הבניינים<br />
התיירותי ליד העיר ואנאקה באי הדרומי של ניו-זילנד. הוא<br />
נבנה מלכתחילה כאטרקציה תיירותית בפארק שעשועים<br />
המבוסס על מבוכים, הולוגרמות ואשליות אופטיות. המגדל<br />
כולו, הנראה כמבנה בלתי אפשרי, נשען על אחת מפינות<br />
בסיסו ונוטה על צידו בזווית של 53 מעלות )!(. המגדל עשוי<br />
העץ נבנה בשנת 1973 וגובהו אינו עולה על תריסר מטרים.<br />
עכשיו נותר רק לחכות כמה מאות שנים, כדי לראות איזה<br />
מכל גורדי השחקים ההולכים ומוקמים בקצב מטורף ברחבי<br />
העולם, יחזיק מעמד בתלאות הזמן ובסערות הימים ויהפוך<br />
גם הוא למגדל נטוי, שיעמיד בצל את כל המגדלים הנטויים<br />
הקיימים כיום.<br />
המגדלים הנטויים של מדריד, המכונים "שער אירופה", שנבנו<br />
במיוחד כאטרקציה אדריכלית עבור חברת השקעות כווייתית.<br />
במרכז: פירמידה הפוכה עם פסלו של סוטלו<br />
המגדל הנטוי המוזר ביותר בתבל: המגדל הנוטה בזווית של<br />
53 מעלות, נבנה כאטרקציה בעיר וואנאקה בניו-זילנד וניצב,<br />
בשיווי משקל מוחלט, רק על אחת מפינות בסיסו<br />
58 הנדסת בנייה <strong>ותשתיות</strong>, גליון 45, אוקטובר 2010
Change language