חפירות
ביצוע החפירות עבור בניית היסודות של המבנה העתיד לקום. המאמר מציג את השלבים בביצוע חפירת היסודות: הכנת השטח, סימון המתווה ועקרונות בביצוע החפירה (בין השאר מובאים נתונים רלוונטיים על סוגי קרקע).
א. הכנת השטח
הפעולה הראשונה היא ניקוי השטח מכל צמחייה (שיחים ועשבים), לרבות השורשים שלה, מפסולת, אשפה ואבנים וכן כריתת עצים ועקירת כל שורשיהם. לאחר מכן, יש למלא את הבורות הנוצרים בעקבות העקירה בחומר מקומי, בשכבות של 15 סמ' מהודקות היטב עד למפלס המקורי. בהמשך, יש לרסס את השטח בחומר קוטל עשבים ו/או שורשים, להרחיק ממנו את כל
הפסולת שנוצרה ולפזרה במקום סילוק מוסכם על ידי הרשות המקומית.
עבודות הכנה אלו תבוצענה לרוב בעזרת דחפורים (בולדוזרים). הדחפורים יכולים להיות מסוגים שונים, כגון D4 D5 D6, D7, D8, D9, של חברת "קטרטפילר" או TD24 TD18, ,41DT, TD9 של חברת "אינטרנשיונל".
עוצמת המנוע של הכלים הנ"ל נעה בין 43 כ"ס ל 148 כ"ס.
מהירותם נעה בין 2.7 ק"מ/ שעה בהילוך ראשון ועד למעלה 9-מ ק"מ/שעה בהילוך הנמוך הגבוה ביותר.
הדחפורים מצוידים בגלגלים פנומטיים או בשרשרות. כלים אלה אמורים להזיז בין 25 מ"ק 150-ל מ"ק לשעה.
לאחר שהחומר שיש להוציא מן השטח רוכז בערמות, יש להעמיסו על גבי משאיות בעזרת מעמיסים אופניים, על פי רוב.
כמו כן, ניתן לבצע את עבודות הניקוי על ידי מגרדים (סקרייפר-reparcS) המצוידים בסכין והנעים על פני האדמה בעזרת טרקטור או על ידי מוטורסקרייפר, הנע בכוחות עצמו. חלקו התחתון של המגרד שקוע בקרקע בזמן החפירה בעומק הנע בין 15 סמ' 40-ל סמ'. הסקרייפר מתמלא עפר, מתרומם, נסגר ונסחב עד למקום הרצוי, בו מרוקנים אותו. קיבולו נע בין 3 10-ל מ"ק.
כל הכלים הנ"ל מתאימים לאדמות רכות. ציוד משלים של "רוטר" (Rooter) או "ריפר" (Ripper) מאפשר פירור השכבות לפני הפעלת הציוד לדחיפה או סחיבה. במקרים של אדמה קשה עוד יותר, ניתן להרכיב על דגמים מסוימים, פטיש פנמטי המרסק את הסלע ומכין אותו לפינוי רגיל.
ב. חפירה בשטח
בשונה מן הסעיף הקודם של ניקוי השטח, החומר המופק מחפירה בשטח יכול לשמש ליצירת מילוי במקום כל שהוא, לרבות באתר עצמו. הפקת החומר, שהיא תוצאת לוואי של יישור השטח עד למפלס המתוכנן, מתבצעת בעזרת אותם הכלים המוזכרים בסעיף ניקוי השטח וגם על ידי
סדרה של מחפרונים אופניים על גלגלים כמו סדרת w של פיאט היטשי ומחפרים זחליים כגון סדרת EX של פיאט היטשי . פיאט היטשי מיוצגת בישראל על ידי חברת נ. פלדמן וזו סיפקה לנו את הנתונים הבאים:
מעמיסים על גלגלים | ||||||
מהירות מרבית ק"מ/שעה | גובה שפיכה 45- ב | רוחב הכף במ' | נפח הכף במ"ק | משקל (בטונות) | כ"ס | |
36 | 2.69 | 2.35 | 1.6 | 7.5 | 98 | 90 W פיאט-היטשי |
38 | 2.62 | 2.5 | 1.7 | 9.4 | 120 | 110 W פיאט-היטשי |
38 | 2.7 | 2.75 | 2.8 | 14 | 182 | 170 W פיאט-היטשי |
39 | 1.17 | 2.96 | 3.5 | 17 | 205 | 190 W פיאט-היטשי |
40 | 1.17 | 3.07 | 4 | 20 | 235 | 230 W פיאט-היטשי |
40 | 2.7 | 3 | 4.1 | 22.2 | 290 | 270 W פיאט-היטשי |
מחפר זחלי | |||
מהירות מרבית | נפח הכף במ"ק | כ"ס | |
5.4 | 0.58-1.40 | 170 | EX 255 |
5.5 | 0.72-1.8 | 240 | EX 355 |
5.5 | 1.66-2.62 | 305 | EX 455 |
חפירה בידיים:
במקרה שאין אפשרות תמרון לכלי מכני והחפירה מתבצעת בידיים יש לצפות להספקים הבאים:
באדמה טבעית קלה בעומק עד 10 ס"מ: 0.66 מ"ק/שעה 1.50) שעה/מ"ק).
באדמה טבעית קלה בעומק עד 20 ס"מ: 0.75 מ"ק/שעה 1.35) שעה/מ"ק).
באדמה טבעית קלה בעומק עד 20 ס"מ: 0.80 מ"ק/שעה 1.25) שעה/מ"ק).
ג. חפירת יסודות של מבנה
ג. 1 סימון המבנה - המתווה
לאחר גמר יישורו של השטח כולו, ניתן להתחיל בעבודות העפר הקשורות ישירות עם המבנה.
לשם כך יש לסמנו במיקום הנכון וכן יש להקים מתווה, מסגרת סביב הסימון, שתאפשר שחזור של כל נקודה ונקודה של המבנה בשלב שלאחר התחלת החפירות השונות, שמטבע הדברים הורסות את הסימון המקורי.
 |  |
המסגרת העשויה מלוחות עץ בעובי 1" או 1.5" ומקרשים בגודל 5/10 סמ', תפולס מסביב בעזרת מאזנת או פלס מים וגובהה האבסולוטי ייקבע ויירשם על גבי הלוחות. המסגרת תורחק מן המבנה באופן שהיא לא תיפגע מחפירת היסודות או המרתפים, כלומר במרחק גדול מערך עומק החפירה הצפויה כפול H/tan a, כש- a היא הזווית הטבעית של האדמה.
רצוי לבדוק את הזוויות שבין שני קווים ניצבים זה לזה. לאחר קביעתו של קו AB ושל 2 קווים הניצבים אליו CD EF-ו , מודדים על שני קווים אלה שני אורכים שווים no ו mp.
אם הקווים CD ו EF- ניצבים נכונה לקו BA, המרחקים mp ו no- אמורים להיות שווים.
כאלטרנטיבה, ניתן למדוד מידות שאינן שוות mr) ו ms ) ואזי, sr צריך להיות שווה לשורש של mr 2 +ms 2; כדי להקל על הפעולה, ניתן לבחור באורכים של 3 מ' עבור mr -ו 4 מ' עבור sm, ואז sr חייב להיות 5 מ'.
 |
ג. 2 עקרונות דרכי החפירה
כדי למנוע מפולת בזמן החפירה, יש לדאוג שזו תתבצע תוך שמירה על זווית השיפוע הטבעי, כפי שמוגדר להלן: השיפוע הטבעי של קרקע הוא הזווית המרבית שאדמה זו יכולה ליצור עם קו אופקי מבלי לגלוש.
הטבלה הבאה מפרטת את המשקל המרחבי והזווית הטבעית של 22 סוגי הקרקע השונים:
משקל מרחבי בק"ג/מ"ק | שיפוע אנכי/ אופקי | שיפוע טבעי במעלות | סוג האדמה |
1700 - 1930 | 1:2.2 | 25 | חרסית |
1200 - 1400 | 1:1 | 45 | אדמה רגילה |
1350 - 1550 | 1:2.2 | 30-40 | אדמה חרסית יבשה (תפזורת) |
1200-1450 | אדמת חרסית לחה (תפזורת) | ||
1350 - 1420 | אדמת צרורות | ||
850 - 1200 | אדמת גן -חמרה | ||
1345 - 1500 | 27-32 | חול | |
1880 | 1:1.5 | 35 | חול נחלים |
500 - 1850 | 30-40 | חול כורכר (כורכר בתפזורת) | |
2675 | חרסית צפחתית | ||
1640 | בוץ | ||
1570 - 1640 | אבן חרסית - גירית | ||
1370 -1500 | צרורות | ||
6:1 | סלע שלם | ||
3:1 | סלע סדוק | ||
1:1 | סלע בקוע | ||
2500 - 3100 | אבני געש, בזלת, גרניט | ||
2000 - 2800 | אבני גיר דולומיט | ||
2000 - 2700 | אבני חול וכורכר | ||
2500 - 2800 | שיש | ||
1400 - 2000 | אבן גיר קלה | ||
1000 - 1600 | אבן גבס (בתפזורת) |
אם לא ניתן להתרחב עד לקבלת בסיס יציב, יש לדפן את קצות החפירה.
כמו כן, יש לטפל בזרימת מים תת קרקעיים על ידי ציוד שאיבה מתאים ועל ידי יצירת בורות איסוף שאליהם מכוונים את המים דרך תעלות הנחפרות בתחתית החפירה.
זרימת מים תת קרקעיים מהווה סכנה למבנים המוקמים מעליה, סכנה שגודלה תלוי במהירות המים ובאופי השטח. הטבלה הבאה מציינת את המהירות של המים שמעליה האדמות השונות עלולות להתמוטט:
אדמה, בוץ 0.08 מ'/שנייה
חרסית 0.15 מ'/שנייה
חול 0.30 מ'/שנייה
זיפזיף 0.61 מ'/שנייה
אבנים קטנות 0.91 מ'/שנייה
התנפחות האדמה
נפח אדמה נחפרת גדול יותר מזה שהיה לה במקום המקורי. היחס בין הנפח הנחפר לנפח הנשפך ללא הידוק וכן לאחר הרטבה והידוק, הנו כדלהלן:
לאחר הרטבה והידוק | ללא הידוק | |
- | 1.70 | חרסית |
- | 1.60 | צרורות |
1.4 | 1.00 | חרסית גירית |
- | 1.50 | חול |
1.3 | 1.55 | טוף |
1.1 | 1.20 | אדמת גיר |
כשרוצים ליצור מילוי כלשהו, כתוצאה מהתחשבות בשקיעה הצפויה, יש לקחת בחשבון שכדי להגיע בסופו של התהליך לגובה המתוכנן, יש להגדיל את גובה הערמה הנוצרת בכ-10% .
ג. 3 חפירת תעלות ליסודות
חפירה תתבצע ביד או בעזרת מחפר או מחפרון מצויד בכף אחורית, אופני או זחלי.
קודם לחפירה יש לבדוק אם לא קיימים מתקנים תת קרקעיים העלולים להיפגע מפעולת החפירה.
בעומק העולה על 1.50 מ' יש לבדוק אם קיימת סכנה של הידרדרות הקרקע ולקבוע מהו השיפוע המקסימלי שהדפנות יעמדו בו בלי מפולת. שיפוע זה נקבע לפי סוג הקרקע, בהתאם לטבלת הערכים של השיפוע הטבעי.
אם מסיבות של מחסור בשטח חופשי לפעולה, לא ניתן לשמור על השיפוע המבוקש, יש לחשוב על נקיטת אמצעי זהירות למניעת מפולות ושקיעה, כגון גדרות שימנעו גישה לא מבוקרת, תאורה, מעקות בטיחות, שלטי אזהרה והגנת מבנים סמוכים וכן, לדאוג לדיפון על ידי סמכי עץ, תמיכות עץ, קירות שיגומים, מחיצות סוככות ואף על ידי יציקת כלונסאות בטון, במקרים קיצוניים.
להלן הקריטריונים לסוג הדיפון הנדרש:
אין צורך בדיפון - בקרקע לס, בקרקע צרורות צפופה, בסלע סדוק או שלם, כולן עד עומק של 3 מ' ובסלע שלם, בכל עומק שהוא.
שיגומים מרווחים - בקרקע כבול קשה, בקרקע חרסית בינונית עד קשה או בעלת משטח חלקלק, בקרקע חול צפופה, בקרקע צרורות שפוכה, כולן עד עומק של 3 מ' ומעבר 3-ל מ' גם בקרקע לס, בקרקע חול צפוף, בקרקע צרורות צפופה ובסלע סדוק.
חציצים של שיגומים - בכל יתר הקרקעות, לרבות קרקע כבול, קרקע טין, קרקע חרסית רכה, קרקע חול שפוכה בכל עומק שהוא. כמו כן, בקרקע כבול קשה, קרקע חרסית בינונית עד קשה, קרקע צרורות שפוכה, כשהעומק עובר 3 מ'.
חפירה צמודה למבנים קיימים
עבודה זו עדינה למדי ודורשת זהירות רבה. קיים צורך להיות "מכוסים" מבחינה משפטית לפני התחלתה ולהתגונן מפני תביעות אפשריות של השכן, ולכן רצוי לדאוג לעריכת דו"ח על ידי מומחה חיצוני, של מצב הבניין שאליו נצמדים.
הואיל ובדרך כלל יש צורך לרדת מתחת למפלס יסודותיו של הבניין שאליו נצמדים, חייבים לתמוך בו וגם להתקדם בקטעים קצרים ולא צמודים, כלומר לחפור קצת, להקים את היסוד החדש באותו קטע, לאחר מכן לטפל בקטע נוסף מרוחק ממנו, ואז, לחזור לקטע הביניים, וכך להמשיך.
הספקים של חפירה ידנית:
אם החפירה מתבצעת ידנית, ניתן לצפות להספקים הבאים:
(ק"מ/שעה 1.40) | 0.70 מ"ק/לשעה | תעלה 40/60 ס"מ באדמה קלה |
(ק"מ/שעה 2.20) | 0.45 מ"ק/לשעה | תעלה 40/60 ס"מ באדמה כבדה מאוד |
(ק"מ/שעה 1.60) | 0.63 מ"ק/לשעה | תעלה ברוחב 60 בעומק 100-מ עד 140 סמ' |
(ק"מ/שעה 1.80) | 0.55 מ"ק/לשעה | תעלה ברוחב 80 בעומק 150-מ עד 180 סמ' |
(ק"מ/שעה 1.90) | 0.53 מ"ק/לשעה | תעלה ברוחב 100 בעומק 120-מ עד 150 סמ' |
(ק"מ/שעה 2.50) | 0.40 מ"ק/לשעה | תעלה ברוחב 100 בעומק 150-מ עד 200 סמ' |
(ק"מ/שעה 3.50) | 0.33 מ"ק/לשעה | תעלה ברוחב 100 בעומק 200-מ עד 203 סמ' |
ג. 4 חפירת בורות בודדים
בעומקים ובחתכים קטנים ניתן לחפור ידנית. הוצאת העודפים נעשית בעזרת סלים, גלגל מסירה או גלגלת מסתובבת פשוטה. בעומקים ובחתכים גדולים יותר, משתמשים במחפר כף או ביעה.
כשקיימות שורות של שוחות לא רחוקות זו מזו, יש לשקול אם לא עדיף לחפור תעלה רצופה במקום השוחות. פתרון זה עשוי להיות חסכוני ומהיר יותר מן הטיפול בבורות הבודדים.
אם החפירה ידנית, ניתן לצפות להספקים הבאים, במ"ק לשעה:
אדמה כבדה מאוד | אדמה כבדה | אדמה קלה |
0.34 | 0.53 | 0.55 |
0.23 | 0.28 | 0.31 |
0.18 | 0.23 | 0.34 |