איטום תחתית החפירה כנגד עליית מי תהום באמצעות פקק ג'ט גראוט

אחת מהשיטות להתמודדות עם מי תהום במפלסי הבניה היא באמצעות איטום "קופסת" האתר מכל פאותיה (פרט לפאה העליונה כמובן) באמצעות אלמנטים אשר משמשים גם לאיטום הקופסא וגם לנשיאת לחצי המים אשר מנסים לפרוץ לקופסא.

האלמנטים הנ"ל מתחלקים לאלמנטים אנכיים ואלמנטים אופקיים, כאשר האלמנטים האנכיים עשויים להיות באמצעות קירות סלרי או כלונסאות המבוצעים בטכניקת ה Secant Piles. האלמנטים האנכיים (תחתית הקופסא) מבוצעים באמצעות "פקק ג'ט גראוט".

פקק הג'ט גראוט הוא מבנה צמנטי אשר נוצר בהזרקה לתת הקרקע באמצעות מערך מכונות ייעודי ללחץ גבוהה (מערך הג'ט גראוט) וממוקם מתחת לחפירה ובין קירות הדיפון (כמתואר באיור 1). פקק הג'ט גראוט נתון תחת שני הטרחות עיקריות:

  1. עילוי – אשר נוצר בעקבות לחצי המים התחתים אשר שואפים לחדור לתוך הקופסא ולשום למפלסם המקורי בתוך הקופסא.
  2. פריצה – אשר נוצרת בעקבות חולשה נקודתית באיטום הג'ט גראוט.

איור 1. סכמת פקק הג'ט גראוט –  Modoni et al. 2016

 

כנגד עילוי, מחשבים את משקלו של פקק הג'ט גראוט ושל השכבות אשר מעליו במצב הקל ביותר – בתחתית החפירה, וכנגד, מחשבים את לחצי המים בתחתית הפקק. עובי פקק הג'ט גראוט ייקבע לכזה אשר מייצר איזון בין שני הכוחות הנ"ל עם מקדם בטחון רצוי.

כנגד פירצה, יש לתכנן ולבצע את מערך הג'ט גראוט איתן ורציף. בשל שיטת הביצוע של הג'ט גראוט בהפעלת לחץ סיבובי ועלייה, האלמנטים הם גלילים ועל כן תכנון רישות תוואי הפקק באלמנטים נעשה ע"י מעגלים אשר חופפים ביניהם במידה מסוימת, ככל שיחפפו יותר כך אמינות הפקק תהיה טובה יותר (איור 2).

איור 2. סידור קידוחים, סכמה ריבועית ומשולשית –  Modoni et al. 2016

קוטר אלמנט הג'ט גראוט הבדיד הוא משתנה אשר תלוי בעיקר בסוג הקרקע, בשיטת הדיוס, בעוצמת הדיוס ובמהירות העלייה בזמן הדיוס, כמו כן הוא תלוי גם בכל שאר הפרמטרים במערך (צפיפות הדייס, מהירות סיבוב ועוד). מכאן שתכנון הג'ט גראוט צריך להתחשב גם בציוד הקידוח וגם בסוג הקרקע באתר – עובדה אשר מחייבת ניסוי מקדים באתר, אשר כשלעצמו בעייתי בשל המוגבלויות למדידה אמינה של אלמנט אשר בוצע בעומק רב ולא ניתן לחשוף אותו.

הבקרה על הג'ט גראוט גם היא בעייתית כיוון שאיננה ניתנת למדידה אלא רק באמצעות דרכים עקיפות של מאזן חומר נכנס ויוצא תוך כדי קידוח אשר בהן החיזוי הוא גס מאוד.

בשיטה של פקק ג'ט גראוט, הפקק לרוב מבוצע בעומק רב (כמתואר באיור 1) וכל הפרה קלה באנכיות המכונה תוביל למקום קידוח אחר מאשר המיועד לו. ומנגד, אנכיות המכונה המוחלטת איננה מובטחת (דיוק של כ 3-5 מעלות) זאת עקב רמת הדיוק בשטח ועקב הסטה של זווית המכונה לאחר תחילת הקידוח ובעקבות "בריחת" המוטות לטווח מקומי רך יותר.

איור 3. מקבצי קידוח בפועל –  Modoni et al. 2016

כל האמור לעיל אין בו בכדי לגרוע מיכולות שיטת פקק הג'ט גראוט אלא רק להאיר על מגבלותיה ולהבין שפתרון של פקק מושלם הינו בערבון מוגבל.

הפניות:

Design of Jet Grouted Excavation Bottom Plugs; 2016 American Society of Civil Engineers.

Giuseppe Modoni; Alessandro Flora; Stefania Lirer; Maciej Ochmański; Paolo Croce,

סגירת תפריט