דף הבית » כתבות בניין ואחזקה מאת גדי יסעור
כתבות בניין ואחזקה מאת גדי יסעור
בניין
  להבין דברים מן היסוד – יסודות הבניין
תשאלו מדוע כדאי  להכיר  נושא טכני זה –  ותשובתי לכם, דיירי הבניין וחברי הוועד,  שכדאי מאוד להכיר תחום זה, ולו גם  על קצה המזלג,  משום שתשתית היסודות שנבנתה פעם אחת משפיעה וקובעת איכות החיים שלנו בבניין לאורך תקופה ארוכה - בממוצע של כמאה שנות חיי הבניין: מצב  הסדקים בקירות בכל קומות הבניין, מידת  עמידות הבניין לזעזועים  של רכבים כבדים נוסעים בכביש הסמוך, התפוררות עמודי הבניין בקומת החצר, ולבסוף, עמידות הבניין לרעידות אדמה.
פעמים רבות, כשאנו רואים בניינים רבי קומות, המתנשאים לגובה, אנו ניצבים מולם משתאים ושואלים: מה גורם ליציבותם?  כיצד הגודל המפלצתי שלהם מחזיק מעמד באדמה, מדוע אינם קורסים מכובד משקלם,  מה הדבר שמחזיק אותם באדמה יציבים מול פגעי מזג האוויר.
והמענה  לכך הוא פשוט: בזכות יסודות הבניין.  שאר חלקי הבניין - שלד הבניין,  הקירות, הגג, תכולת אנשים, רהיטים ומכונות, מערכות הבניין, מעליות – כולם נשענים על היסודות באדמה.
 
היסודות הם אלה המעבירים את משקל הבניין ועומסיו – לאדמה. ולכן,  צריכים היסודות להצליח להתנגד ולשאת משקל הבניין ועומסיו בקרקע – מבלי לשקוע, להתפרק, או  להתפורר באופן כימי.
 
באופן נכון ומיטבי נוצר שיווי משקל פיזיקלי  של עומסים ומומנטים בבניין: עומסי הבניין שווים או קטנים מכוחות התנגדות  היסודות לשאת אותם בקרקע. ככל שיסודות הבניין מתוכננים נכון באופן מאסיבי, כשהם מחוזקים ומקושרים עם קורות קשר ביניהם, יצוקים מבטון באיכות טובה ( ב-30 ומעלה) כך יהיה הבניין יציב ואיתן לאורך שנים, עמיד לזעזועי מזג אוויר, ולתנועת רכבים בכביש, ללא סידוק והתפוררות השלד.
 
יסודות הבניין הממוקמים במקומות שונים בקרקע, לפי תוכנית ביסוס, מקושרים ומחוזקים ביניהם בעזרת קורות קשר אופקיות שיחד כולם יוצרים  מבנה יסודות קשיח ואיתן עמיד לעומסים וכוחות הן אנכיים והן אופקיים. המאמצים  המופעלים על היסודות ניתנים לחישוב מדויק, ע"י חישוב משקל הבניין (עומס קבוע), משקל התכולה שתהייה בבניין (עומס שימושי), והוספת מקדמי ביטחון שונים.
עמידות  אלמנט בטון מזוין למשקלים, לכוחות, ולמומנטים ( מומנט- מכפלת כוח בזרוע הכוח) גם היא ידועה  ובת השגה ( אפשר להגדיל את כמות הפלדה בבטון, להגדיל מימדי היסוד, להגדיל מספר היסודות וקורות הקשר, ולהגדיל איכות הבטון הדרושה).
 
מסיבה זו, כאשר  אנו מעוניינים לבנות להוסיף קומה אחת או שתיים למבנה קיים, ואנו יודעים מראש מה תהיה תוספת המשקל,  הכוחות והעומסים של התוספת  על הבניין, נצטרך  להוסיף, ולצקת יסודות חדשים  נוספים לאלה הקיימים בבניין, או לחלופין, לעבות ולחזק יסודות קיימים.
 כל זאת כדי שמישוואת שיווי המשקל  בין עומסי הבניין  לבין יכולת  עמידות היסודות לשאת את העומסים  תישאר יציבה.
 
היסודות עשויים בטון מזוין מאיכות גבוהה: בטון ובו מוטות פלדה אנכיים, וחישוקי פלדה אופקיים. עמודי שלד הבניין, המתנשאים למעלה, בנויים ומחוברים  ליסודות.  אם וכאשר,  במהלך הזמן שוקע אחד היסודות באדמה, נוצר חוסר איזון פיזיקלי של כוחות ומומנטים בנשיאת הבניין על היסודות  הגורם  לשקיעה הדרגתית של עמוד  שלד הבניין, ולנטיית הבניין כולו.
 
 התוצאה: סדקים אלכסוניים בעמודי הבניין, ובקירות הדירות באותה פינת בניין שהיסוד שקע.
 
 כמה סוגי יסודות לבניין, בהתאם לסוג הקרקע שעליה נבנה הבניין, ובהתאם לעומסים של הבניין:
א.    כלונסאות -  קידוח באדמה ויציקת בטון לתוך הקידוחים, בצורת גלילים אנכיים, בקטרים עד 1.2 מטר ובעומקים של עד 40 מטר, מיועדים לשימוש בקרקע חרסיתית תופחת ( אדמה שחורה) עם גרגירים קטנים, ולנשיאת עומסים של רבי קומות.  לכלונסאות ישנו תפקיד נוסף חוץ משימושם כיסודות: לדיפון (חיזוק)  דפנות של חפירות גדולות - למניעת התמוטטות החפירה .
ב.     פלטות יסוד, בצורת פירמידה קטומה, שבסיסה הרחב  כלפי מטה, ובסיסה הצר כלפי מעלה.  בבסיס הצר של הפירמידה מחוברים עמודי שלד הבניין.
ג.       יסוד עובר,  בצורת האות t הפוכה, הבנוי  מתחת לכל הקף הבניין. זו שיטת בניית יסודות ישנה שמבני תל אביב  הישנה עד שנות החמישים נבנו בשיטה זו. מתאימה לבניית מבנים נמוכים ולא גדולים.
ד.     רפסודות בטון מזוין, מתאימה לבניית יסודות קרובים זה לזה, מרתפים, לחיזוק מבנים לשימור, לגשרים וכו'.
ה.    מיקרופיילים, קידוח כלונסאות קטנים, המשמשים כיסודות לבניית מבנים באדמת סלע.
 
 
2 סיפורים מהחיים – על כשלים ביסודות הבניין
 
1.      הווילה החדשה ליד  בית שמש שרצפתה  שקעה והתפרקה.
סיפר לי עמית, קבלן בניין מבית שמש, בשם אלי, שבשנת 2006, הוזמן לתקן ליקוי בנייה רציני בווילה חדשה שבנייתה הושלמה בידי אחרים. הוא  בדק  את תוכניות הביסוס והיסודות ומצא את מקור שקיעת הרצפה בקומת הקרקע.
מסתבר שהמגרש  שעליה נבנתה הווילה היה במקורו מדרון משופע.  כשיש מדרון כזה מזמינים אדמת מילוי, ובכך מיישרים אופקית את המגרש המשופע. המהנדס שתכנן את יסודות המבנה, שכח כנראה שהווילה עומדת על אדמת מילוי,  ולא על אדמה יציבה, ותכנן עומק יסודות קצר מדי, שלא עבר את עומק אדמת המילוי. בכך,   ליסודות לא היתה אחיזה בקרקע הטבעית – וכך התחילה הרצפה להתפרק.
פתרון הבעיה היה פשוט ויקר: קידוח ויציקת יסודות נוספים, בהקף הווילה, שהפעם עברו  את אדמת המילוי והגיעו לקרקע טבעית יציבה , ובכך יצבו את המבנה, ועצרו שקיעת הרצפה.
 
2.      בת"א התחילו לחפור חפירה עמוקה לבניין – והבניינים שליד החלו ליסוע לכיוון החפירה
בתחילת שנה  זו, הוזעקתי בדחיפות לבניין ברח' אלנבי, שאותו אני מנהל, לאחר שחלק מהחצר בבניין החלה לשקוע וליפול לתוך חפירה גדולה שנעשתה ברח' יבנה,  הגובל בחצר עם הבניין ברח' אלנבי.
לתדהמתי נוכחתי שמהנדס הבניין החליט שלא לדפן בכלונסאות  את קצות הקף המגרש שבו בוצעה חפירה גדולה לצורך בניית בניית בן 6 קומות. לדבריו בין כה וכה בונים שם מרתפים, ומרתפים אלה יחזיקו את דפנות המגרש  וימנעו גלישת חצרות הבניינים הסמוכים לתוך החפירה.
 
כמובן שאותו מתכנן טעה בגדול, ועבר על תקני הבנייה והבטיחות.  עצם חפירה ליד בניינים קיימים, ללא דיפון המגרש שבו חופרים, גורמת ל'נסיעת הקרקע' של הבניינים הסמוכים לחפירה, ומערערת יציבות היסודות  של הבניינים השכנים, הנשענים על הקרקע 'שנוסעת'.
 
כמובן שפניתי מיידית למח' הפיקוח בעיריית ת"א, ולמח' הפיקוח במשרד התו"מת, יידעתי אותם על הסכנה לבניינים הסמוכים לחפירה שאינה מדופנת, ואלה הגיעו למקום, והוציאו צו הפסקת עבודה – למזלם של כולם.
 
סדר ביצוע חפירה לצורך בנייה הוא כשפעולה מקדימה מתחייבת לפני ביצוע חפירה גדולה היא לקדוח  ולצקת כלונסאות בכל  4 צלעות  המגרש שבו עומדים לבנות, לצורך דיפון.
 
לאחר חודש ימים מיום ביצוע יציקת כלונסאות הדיפון, כשהבטון בכלונסאות כבר  התקשה, והגיע לחוזק של 80% מחוזקו המקסימלי, כאשר  יכולות הכלונסאות לעמוד מול  לחצים אופקיים שמפעילים הבניינים, הכבישים, שבסביבה, לעצור תנועת הקרקע השכנה – אפשר להתחיל לחפור במגרש, ולבנות יסודות בתחתית החפירה.
 
גולשים  יקרים , באה  כתבה  זו לסיומה. הנכם מוזמנים לפנות למערכת בשאלותיכם, הערותיכם, איזכור מקרים דומים ואחרים, ואם  תרצו –  אגיב ואשיב לכל שאלותיכם.
להתראות בכתבה הבאה. 
 
מגדי יסעור.
שלד
 
ליבת הבניין – השלד
 
א.    למה שלד – מדוע  כדאי  לנו, דיירי הבניין,  להתמצא.
 
בשיגרת חיינו, כשאנחנו גרים בדירה , הממוקמת בבניין מגורים או שהיא בית פרטי, אין אנו  שואלים את עצמנו מה  נמצא  בתוך קירות הדירה שמחזיק את התקרה, כיצד הקומה שמעלינו  אינה 'שוקעת' לתוך לדירתנו.  אנו סומכים, מחוסר ברירה,  באופן עיוור על מי שבנה את הבניין. ואנו עסוקים יותר בבעיות האחזקה השוטפות היומיומיות  של הדירה שהן  בד"כ  קטנות: תיקוני חשמל, אינסטלצייה, קילוף צבע, מנעול, תריסים, אינטרקום, וכו'.
 
פעמים רבות אנו נתקלים בשלט אזהרה ' זהירות מבנה מסוכן', המוצב  על בניין ישן רעוע, שבד"כ גרים בו תושבים. שלט אזהרה זה נתלה ע"י פקחים של  מח' הפיקוח  על מבנים מסוכנים של העירייה. כשבניין מוכרז מבנה מסוכן בדרגות שונות,  ערך הדירות יורד ,  ולפעמים אי אפשר למכור דירות , מאחר שהעירייה קובעת הערת אזהרה בטאבו לכל דירות הבניין.
 
מהי הסיבה שבגללה  פקחי מח'  מבנים מסוכנים  בעירייה שהם   בעלי רישיון מהנדסי בניין, קובעים   שבניין  מסוים  הוא מבנה מסוכן: קילופי טיח מהקיר ? בעיות אטימה בקירות הבניין?  אין תאורה מספקת בכניסת הבניין? הסיבה המרכזית להכריז על בניין מבנה מסוכן ע"י הרשויות היא החלשות ועייפות  מסוכנת  בעמידות שלד הבניין לעומסים, במקום אחד או בכולו, והחלשות זו עלולה לגרום להתמוטטות הבניין על יושביו.
 
 
שלד הבניין משלב ומכיל  מספר מוגדר של אלמנטים קונסטרוקטיביים בתוכו-  הורדת  רכיב אחד  מתוכו – הרסת אותו, בבחינת הכול או לא כלום.  כמו מולקולת ענק: מספיק שנשלוף אטום אחד ממנה – והיא מתפרקת. מספיק כשל  עומסים אחד   בכל רצף עמידות   שלד הבניין לעומסים, בנקודה אחת בלבד: עמוד  אחד , או קורה אחת,   רק בקומה אחת, רק בדירה אחת –  ושלד הבניין והבניין, בחלקו  או כולו –יקרסו לקרקע כמגדל קלפים.
 
זוכרים את  מעשה  שמשון הגיבור במקדש הפלישתים-   הנ"ל מוטט 2 עמודים שהחזיקו קורה מרכזית במבנה גדול, -  בסה"כ מוטט 2 עמודים -  ויצר חורבן כל כך גדול:  מבנה כה גדול קרס  על  יושביו.
 
אסון ורסאי, שבו קרסו מספר רצפות של כמה קומות המבנה ,  רצפה אחת  מפילה את  השנייה שמתחתיה, התרחש מ-2 סיבות עיקריות: האחת שיטת בנייה פסולה, והשנייה בשל שגיאה נוראית של משפץ, שביצע חיתוך עמוד אחד, בקומה אחת -  הוציא רק קטע אחד מכל השלד הגדול של הבניין , לצורך הגדלת משטח ריקודים באולם -   והשלד הגדול  קרס לתוך עצמו.   מספיק שאנו מבטלים את רצף המשכיות כוחות  השלד, מספיק שנשלוף מרכיב אחד מתוך השלד (עמוד, קורה), בקומה אחת, בדירה אחת, בקומת החצר -  וכל משוואת הכוחות של השלד משתבשת ומתפרקת באותה נקודה.
כל הקומות הנמצאות מעל נקודת הכשל בשלד קורסות למטה, וסוחפות איתן את שאר הבניין: כאשר  נקטע רצף הסבולת (עמידות) המתמשך  של השלד לעומסים , משתבש שיווי משקל הכוחות  הפנימי  בתוך  השלד, והוא קורס לתוך עצמו, לקרקע.
 
בשל העדר שלד בניין מתאים רעידות אדמה  באירן 'מוחקות'  בתים של כפרים שלמים,  ואילו רוב הבניינים  בסן פרנסיסקו, ארה"ב, בשעת רעידת אדמה,  נשארים  שלמים על מקומם. קריסת שלד המתכת של מגדלי התאומים בארה"ב בשעת התרסקות מטוס נוסעים  בתוכו נבעה כתוצאה מהתכת שלד המתכת בקומה אחת  ע"י בעירת דלק המטוס. 
 
הטיפול בבטון השלד לאחר הקמת הבניין: כאשר נוצרים סדקים בבטון השלד  או כאשר הבטון סביב לפלדה שבתוכו – מתפורר יש צורך בשימוש  בבטון מיוחד לשם תיקונו, ובתהליך מסוים הנקרא שיקום בטונים   ( וזאת משום שמקדם ההתכווצות של הבטון החדש  חייב להתאים למקדם ההתכווצות של הבטון הישן,  שהתכווץ במשך הזמן.  אם לא תהייה התאמה כזו בין ישלף ויפול הבטון המתוקן מתוך הבטון הישן).
 
ב.     מבנה שלד הבניין.
 
שלד הבניין  הינו מבנה אחד, רציף,  המורכב  מעמודים אנכיים ומקורות אופקיות לכל גובה ורוחב  הבניין, החל מיסודות הבניין וכלה בגג. כל רצפות הבניין  של כל קומה בבניין קשורות לעמודים ולקורות של השלד. עמוד של קומה אחת עובר דרך הרצפה של קומה אחת, מעוגן לריצפה , וממשיך ברציפות  לעמוד של הקומה מעליה ומעוגן לרצפה שמעליה. כך נוצר עמוד אנכי אחד רציף ונמשך  המתנשא  מהיסודות בתחתית הבניין  וממשיך כיחידה אחת למעלה,  עד קצה  הבניין -  הגג . הקורות האופקיות
 
הנמצאות בכל קומה של שלד הבניין (שהן כמו עמודים אופקיים, אלא שכיווני העומסים עליהם הם אחרים) מקשרות וקושרות  באופן  אופקי את כל  העמודים בקומה  אחת,  ובכל הקומות, ומהוות  רצף  קונסטרוקטיבי  קשיח לכל קומה וקומה וכל  מכלול השלד.
 
עמודי השלד  הם  אלמנטים  קונסטרוקטיביים  שפועלים עליהם מאמצי לחץ – והם אמורים לקבל את העומסים מהקורות ומהרצפות של כל קומות הבניין – ולהעביר העומסים ליסודות.
 
השלד נושא בכל עומסי הבניין: משקל עצמי של הבניין (עומס קבוע), תכולת הבניין ושימושיו: למגורים, מסחרי, מוסדות, תעשייה ( עומס שימושי), עומס נשיבת  הרוח היוצר עומס אופקי על השלד, עומס דינמי (בתנועה) הנגרם מזעזועי רכבים ורכבות, ועומס רעידות אדמה.
 
 
קיימים 3 סוגי שלד עיקריים:
1.    כשהקירות עצמם  משמשים  כשלד והם נושאים  ותומכים  את הבניין.  והרצפות בקומות נתמכות על קורות מתכת (ריילסים).  חסרונות השיטה שהיא מיועדת למבנים  קטנים. השיטה אינה  בשימוש כיום, רוב  בנייני תל אביב הישנה נבנו בשיטה זו.
2.   שלד בטון ופלדה, השיטה הנפוצה כיום.  בנשיאת העומס על השלד משתתפים גם הבטון וגם הפלדה, כלומר, סה"כ יכולת העומס של השלד היא צירוף יכולת העומס של שניהם. מאחר שיכולת העמידות לעומסים של הבטון ושל הפלדה בתוכו הם שונים, מגדיר התקן הישראלי את היחס המדויק בין התסבולת של הבטון לתסבולת של הפלדה ( לא יותר מפי 15).  מקדם היחס הזה בא לבטא את מנת הפלדה ( אחוז הפלדה) המותר באלמנטי הבטון  של השלד.
3.    בניית שלד באופן תעשייתי בעזרת קורות פלדה  מאסיביות -  כשעל שלד המתכת מעוגנות קומות וקירות הבניין. שיטה מהירה ולכן חסכונית.
 
חוזק  ועמידות הבניין לעומסים  אינם  נובעים מהבלוקים שישנם  בקירות-  אלא משלד הבטון שהוא ליבת הבניין. השלד  הוא הגורם  שקומות הבניין  תשארנה סטאטיות ויציבות  מול מאמצי ההרס של הטבע, כל קומה, וכל הבניין ימשיכו וישארו  כמו שהם למרות עומסי ההרס, ולאורך זמן רב ככל האפשר ( אורך חיים מתוכנן של בניין הוא 100 שנה).
 
  ג.        סיפור מהחיים על שלד בניין
בשנת 2005 נתבקשתי ע"י בעל בניין, בכיכר מסריק  בת"א לפתור  בעייה של קורת בטון מתפוררת בגג הבניין. קורת הבטון האופקית היתה תלויה באוויר בגובה 2 מטר, וקשרה 2 נקודות:   בין מבנה חדר  היציאה לגג  ובין קיר ארוך של   דירה הנמצאית  בגג בניין סמוך.
 
תחילה  ביקש ממני לתקן את הנזקים לקורה. ראיתי שמישהו לפני כבר תיקן את הבטון הפגום, ולמרות  תיקוני המלט הטריים, יחסית – הפלא ופלא - כל מקומות התיקון התפרקו ונפלו במקומם.
 
הסברתי לו שכדי לתקן  קורות או עמודי בטון יש צורך להשתמש בחומרים מיוחדים, ויש צורך לבצע תהליך מסוים  הנקרא שיקום בטונים – אחרת כל  תיקוני הבטון החדשים יתפרקו כמו  התיקונים המצחיקים שבוצעו.
ואז הוא הציע הצעה נוספת: בוא נפרק ונפנה את הקורה  המיותרת שממילא לא עושה שום דבר חוץ מלהיות תלויה  באוויר לשם יופי.
הסברתי לו -  מבלי שהצלחתי לשכנעו - שהקורה אינה תלויה  לשם יופי אלא שהיא חלק משלד הבניין ותפקידה גם להחזיק את קיר הדירה בגג הסמוך שלא יפול,  ותפקידה גם לחזק את מבנה  חדר היציאה לגג. כמובן שסירבתי, לבצע את תוכנית בעל הבניין.
 
עד כאן, על קצה המזלג, בנושא שלד הבניין בו אנו חיים. להתראות בכתבה הבאה בסדרה.
גדי יסעור, חברת ניהול ואחזקת בניינים, קבלן בניין רשום 25470
 
 
  נייד:  2445070 - 052