סוגי כלונסאות - טבלת כלונסאות לפי שיטת קידוח וקרקע
שני בניינים זהים, ברחובות סמוכים, יכולים לעמוד על כלונסאות שונים לגמרי: באחד כלונס יבש בקוטר 60 ס"מ שנקדח בשעה, ובשני כלונס בנטונייט של 20 מטר שדרש מכונה גדולה ומיכל תמיסה. ההבדל הוא הקרקע, לא הבניין. סוגי כלונסאות נבדלים זה מזה בשלושה דברים: איך הכלונס מעביר את העומס, איך הוא נבנה בתוך הקרקע, ובאיזו שיטת קידוח מגיעים לעומק. לכל שיטה יש את הקרקע שהיא נולדה בשבילה.
3 צירים שמפרידים בין סוגי כלונסאות
כשמהנדס ביסוס אומר "כלונס", הוא מתכוון לאחד מכמה עשרות שילובים אפשריים.
הבלבול נובע מזה שכל אחד בענף ממיין לפי ציר אחר. המהנדס חושב על מנגנון העומס, הקבלן חושב על המכונה שצריך להביא, והמפקח חושב על מה צריך לבדוק. שלושת הצירים האלה מתארים את אותו כלונס מזוויות שונות, וכדי להבין למה נבחר סוג מסוים צריך להכיר את שלושתם.
- לפי העברת העומס: כלונס קצה שנשען על שכבה קשה, כלונס חיכוך שנאחז בדפנות, ורוב הזמן שילוב של השניים.
- לפי אופן הבנייה: כלונס יצוק באתר בתוך בור שנקדח, או כלונס טרומי שנדחק לקרקע במכת פטיש.
- לפי שיטת הקידוח: יבש, CFA, בנטונייט או קייסינג. זה הציר שקובע את המכונה, את הקצב ואת המחיר.
שני הצירים הראשונים הם עניין של תכנון. הציר השלישי הוא המקום שבו קבלן שמכיר את כלונסאות מבפנים חוסך למהנדס ולבעל הפרויקט טעויות יקרות.
יצוק באתר או דחוק לקרקע
כמעט כל הכלונסאות בבנייה למגורים בישראל הם כלונסאות קדוחים ויצוקים באתר: קודחים בור, מכניסים כלוב זיון, יוצקים בטון.
החלופה היא כלונס טרומי, עמוד בטון או פלדה שמיוצר מראש ונדחק לקרקע במכות של פטיש הידראולי.
הכלונס הדחוק מהיר בקרקע רכה ואחידה, ולכן רואים אותו בעיקר במזחים, בגשרים ובתשתיות. בבנייה עירונית הוא כמעט לא קיים, משלוש סיבות:
- רעש ורעידות: מכות הפטיש מורגשות במבנים הסמוכים ועלולות לסדק אותם.
- שכבות קשות: סלע או כורכר עוצרים את הכלונס הדחוק לפני העומק המתוכנן.
- חוסר גמישות: האורך נקבע במפעל, ואי אפשר להתאים אותו לקרקע שמתגלה בשטח.
כלונס קדוח, לעומתו, מותאם לעומק שמוצאים בפועל, ובקוטר של עד 350 ס"מ הוא נושא עומסים שכלונס דחוק לא מתקרב אליהם. הציוד גם הוא שונה לגמרי: במקום פטיש, מכונת קידוח כלונסאות סיבובית עם מקדח מתחלף.
4 שיטות קידוח, 4 סוגי קרקע
מכאן והלאה מדובר רק בכלונסאות קדוחים, כי אלה הכלונסאות שבונים בהם בישראל. ההבדל בין השיטות הוא בעיקר בתשובה לשאלה אחת: מה מחזיק את דפנות הבור עד שהבטון נכנס.
כלונס יבש
הבור נקדח במכונה סיבובית ונשאר פתוח עד היציקה, בלי שום תמיכה. זה עובד רק כשהקרקע יציבה ויבשה: חרסית קשה, כורכר, סלע רך. השיטה הפשוטה והזולה ביותר, ולכן היא ברירת המחדל בכל מקום שהקרקע מרשה.
כלונס CFA
מקדח רציף (Continuous Flight Auger) קודח עד לעומק המתוכנן, ובדרך חזרה מזרים בטון דרך הצינור המרכזי שלו. הבור אף פעם לא עומד פתוח, כלוב הזיון נדחף לתוך הבטון הטרי, וכל התהליך רציף. מתאים לחול, למי תהום ולבנייה עירונית צפופה, כי כמעט אין רעידות.
כלונס בנטונייט
הבור מתמלא בתמיסת חרסית בנטונייט תוך כדי הקידוח. התמיסה כבדה ממי התהום ומייצרת לחץ על הדפנות שמונע מהן להתמוטט, ובסוף הבטון נשפך מלמטה ודוחק אותה החוצה. כלונסאות בנטונייט הם הפתרון לקרקע מתמוטטת ורוויית מים, ולכלונסאות גדולים ועמוקים במיוחד.
כלונס קייסינג
צינור פלדה זמני נכנס לבור יחד עם הקידוח ותומך בדפנות מבפנים. יוצקים דרך הצינור ומושכים אותו החוצה כשהבטון עולה. מתאים לשכבות חול וחצץ רופפות, ולקידוח צמוד למבנים קיימים, כשאסור שהקרקע תזוז אפילו קצת.
טבלת כלונסאות: השוואה בין השיטות
הטבלה מרכזת סדרי גודל מהשטח. הקוטר והעומק הסופיים תמיד נקבעים בתוכנית הביסוס.
| סוג הכלונס | מה תומך בדפנות | קרקע מתאימה | קוטר מקובל | עומק מקובל |
|---|---|---|---|---|
| יבש | כלום, הקרקע עצמה | חרסית קשה, כורכר, סלע רך, בלי מי תהום | 45 עד 350 ס"מ | עד 20 מטר ויותר |
| CFA | המקדח, שנשאר בבור עד היציקה | חול, חרסית רכה, מי תהום, בנייה עירונית | 40 עד 100 ס"מ | עד 27 מטר |
| בנטונייט | תמיסת בנטונייט | קרקע מתמוטטת, מי תהום גבוהים | 60 עד 150 ס"מ | 20 מטר ויותר |
| קייסינג | צינור פלדה זמני | חול וחצץ רופפים, סמוך למבנים | 60 עד 120 ס"מ | לפי אורך הצינורות |
| מחפרון קידוח | כלום, הקרקע עצמה | קרקע יציבה, מגרש קטן, בורות ספיגה | 30 עד 120 ס"מ | עד כ-15 מטר |
השורה הראשונה היא זו שרוב בעלי הבתים יפגשו. קידוח יבש מכסה את רוב הבתים הפרטיים ובנייני המגורים בקרקע חרסיתית, ורק כשדוח הקרקע מגלה מים או חול עוברים לשורות הבאות.
איך מהנדס הביסוס בוחר את סוג הכלונס?
הבחירה מתחילה בקידוחי ניסיון, עוד לפני שיש תוכנית לבניין.
יועץ הקרקע קודח כמה קידוחי בדיקה במגרש, מוציא דגימות מכל שכבה ורושם באיזה עומק נמצאו מים. מהדוח הזה נגזרת השיטה:
- שכבות יציבות, בלי מים: כלונס יבש, המקרה הנפוץ ביותר בבנייה למגורים.
- חול או מי תהום: ההכרעה היא בין CFA לבנטונייט, ולעיתים לפי המכונות שזמינות באזור.
- קידוח צמוד לקיר של שכן: קידוח קייסינג, כי הצינור לא נותן לקרקע שמסביב לזוז.
העומס מהמבנה קובע את הקוטר ואת מספר הכלונסאות, וגישה למגרש קובעת את המכונה. שלושת הגורמים האלה, קרקע, עומס וגישה, סוגרים את הבחירה כמעט בכל פרויקט.
שאלות נפוצות על סוגי כלונסאות
השאלות שעולות אחרי שמסתכלים בטבלה ומנסים להבין איזו שורה בה מתארת את האתר המסוים שלכם.
מהו כלונס קצה?
כלונס שנקדח עד שכבה קשה (סלע, כורכר או חרסית קשה) ומעביר את רוב העומס דרך הקצה התחתון שלו לשכבה הזאת. לעומתו, כלונס חיכוך נאחז בדפנות לכל אורכו.
מה אורך כלונסאות טיפוסי?
בבית פרטי בקרקע חרסיתית מדובר בדרך כלל ב-6 עד 12 מטר. בבניין מגורים 10 עד 20 מטר, ובמבנים כבדים או בקרקע לא יציבה מגיעים ל-25 מטר ויותר. האורך נקבע לפי העומק שבו נמצאת השכבה הנושאת, לא לפי גובה הבניין בלבד.
מתי משתמשים בכלונסאות ולא ביסודות רגילים?
כשהקרקע העליונה לא יציבה (חרסית תופחת, חול רופף, מילוי), כשהמבנה כבד, כשיש מי תהום גבוהים, או כשחופרים מרתף וצריך קיר דיפון. בישראל רוב הבנייה למגורים עומדת על כלונסאות.
מה ההבדל בין כלונס CFA לכלונס רגיל?
בכלונס רגיל (יבש) הבור נקדח, עומד פתוח, מקבל כלוב זיון ואז נוצק. בכלונס CFA היציקה נעשית דרך המקדח עצמו בזמן שהוא יוצא מהבור, וכלוב הזיון נכנס לבטון הטרי אחרי היציקה. לכן CFA מתאים לקרקע שבור פתוח היה מתמוטט בה.
