קידוחי מיקרופייל בסלע

מאז שבני האדם החלו לתכנן ולבנות מבנים עבור שימושים וסביבות שונות, הם נאלצו לפתח מערכות לחיזוק יסודות המבנים בכדי להתאים לצרכים האדריכליים והמבניים. בעקבות ההתרחבות האורבנית הבלתי פוסקת, אין זה תמיד אפשרי למצוא קרקע יציבה דיה הסמוכה לפני הקרקע.

כתוצאה המציאו המתכננים שיטות נוספות מלבד עמודי תמיכה, בכדי לפזר את עומסי הלחץ עד ליצירת שכבה תומכת מתאימה.

מבנים גבוהים וצרים הצריכים להתמודד עם נטל הרוחות ולחצים סיסמיים, צריכים יסודות המסוגלים לתמוך בלחץ הקרקע כמו גם דחיסה, כמו גם לחצים רוחביים ועיליים.

 

במקום מסה של יסודות בטון גדולים המצריכים שטחים גדולים וחפירות מסיביות, קידוחי יסודות קטנים ועמוקים יותר הופכים לחלופה חסכונית יותר, בה משולבים פלדה ובטון מזוין. קידוחי מיקרופייל משתייכים לקטגוריה זו של יסודות.

הם מאד פשוטים אך התכנון שלהם ייחודי והפופולריות שלהם בתחום הבניה הולכת ועולה.

 

מאז הופעתם לראשונה בשנת 1950 פותחו מספר מערכות מיקרופייל הכוללות חיזוקים בדמות שילובי מוטות פלדה ומלט עם או בלי שרוולי מוטות פלדה. הרעיון היה יצירת מערכת תמיכה המורכבת מקבוצות של כלונסאות צרים אשר יוצרות מסת קרקע משוריינת בדומה למערכת השורשים של עץ. פיתוחים נוספים ששילבו שיטות התקנה שונות ומערכות מחוזקות חייבו אימוץ שם כללי יותר שתחילה נקרא Mini PILES  ומאוחר יותר Micro Piles. עם הקמתה של הסדנה הבינלאומית עבור מיקרופיילים IWM, הראשונה בצפון אמריקה ואחר כך ברחבי העולם. מיקרופיילים הפכו לשם מוכר בתעשיה הגאוטכניקה וביסוס קרקע.  

 

מטרותיה:לחקור פתרון חלופי יעיל וחסכוני למניעת שקיעת היסודות הקיימים. חקר 'התנהגות' מיקרופיילים כדרך של טכניקת חיזוק המבנה הקיים.

 

בשל העובדה שבשנים האחרונות, במיוחד באזורים עירוניים כמו ירושלים, יהודה ושומרון, מודיעין ובערים בדרום הארץ, נרשם גידול עצום בשיפוץ חלקים נרחבים מחדש בין אם הריסת מבנים קיימים ובניית מבנה חדש במקומו או על ידי שדרוג מבנים קיימים, מציאת פתרון משתלם לייצוב מבנים הפך לערך עליון.

כתוצאה ממילוי קרקע גרוע, ניקוז לא תקין, היווצרות בולענים, או אפילו עיצוב שגוי, לשקיעת הקרקע עשויות להיות השפעות מרחיקות לכת על המבנה. אם מבנה צריך להתמודד עם עומסים החורגים מהתכנון המקורי שלו, סביר להניח שיוצרו סדקים חמורים ברצפה או הקירות ויוצר קושי לפתוח את הדלתות. משום כך הצורך לשפר את יציבות תנאי הקרקע ובכך לייצב את המבנה הפך להכרחי. כלונס מיקרופייל מדוייק בקוטר של עד 450 מ"מ קוטר, הכולל ליבת פלדה מזוינת הכוללת מוט אחד או יותר. החדרתם מצריכה ציוד קידוח קטן יחסית, יחיד או בקבוצות, גם בתנאי גישה או מרווח מוגבלים.

 

שיטת הקידוח נבחרת על בסיס העיקרון של גרימת הפרעה מינימאלית ביותר לקרקע ולמבנים רגישים הנמצאים בסמוך והיכולת להשיג את ביצועי הקידוחים הנדרשים. בכל שיטות הקידוח, נוזל קידוח משמש כחומר-קירור עבור המקדח כמדיום שטיפה להסיר את הפסולת הנוצרת כתוצאה מהקידוח. מים הם נוזל הקידוח הנפוץ ביותר לעומת תערובות דלילות אחרות המכילות פולימרים, קצף, ובנטוניט. אמצעי שטיפה אחר הוא השימוש באוויר דחוס, אך הוא לא נמצא בשימוש בישראל.

 

מחקרים בנושא מגלים כי יכולת המשא של הקרקע עליה מוקמים מבנים משתפרת בעקבות השימוש במיקרופיילים.

החוקרים שבדקו צפיפות הקרקע הסובבת את המיקרופיילים והעמידות בחיכוך הנוצר בין המיקרופיילים והאדמה הגיעו למסקנה שניתן להשתמש במיקרופיילים במקומות בהם יכולת הקידוח אינה עמוקה (פחות מ-3.5 מטרים) בכל סוגי הקרקע ובכל מצב קרקע.

 

השימוש בכלונסאות מיקרופיילים פשוט לביצוע והם מסוגלות לעמד בעומסים עיליים וצדיים. השימוש בהם מצריך פינוי כמות קטנה מאד של קרקע בגלל הקוטר הקטן של המקדח הדרוש כמו גם הפרעות. החדרת המיקרופיילים נעשית באמצעות מכונת Boring שאינן גורמות לרעש רב מדי. העובדה שהמיקרופיילים גמישים מאד בתנאים ססמולוגיים רק מגבירה את הפופולריות שלהם.