כלונס

כְּלוֹנָס הוא סוג של יסוד בניין, שתפקידו לקבע את המבנה לקרקע או לתמוך בעומסים שונים הקשורים בקרקע. הכלונס הוא למעשה עמוד המוחדר בחלקו לקרקע, כאשר חלקו העליון מחובר ליתר יסודות המבנה. השימוש בכלונסאות מונע מהבניין לשקוע באדמה חולית או בוצית, ומקירות תמך לקרוס תוך כדי תהליך הבנייה. בבנייה המסורתית יוצרו כלונסאות מעץ (אשר שימשו גם להנדסה צבאית עתיקה) וכיום כלונסאות עשויים בעיקר מפלדה, בטון מזוין או בטון דרוך.
קיימים סוגים שונים של כלונסאות, הנבחרים בהתאם לסוג הקרקע ואופי העומסים הצפויים.

כלונס מוחדר

כלונס מוחדר הוא רכיב המיוצר במפעל ומובא לאתר לצורך החדרתו לקרקע על ידי מהלומות. הכלונס המוחדר, שיכול להיות מכל חומר אך לרוב עשוי פלדה, נתלה בעזרת ציוד מתאים בניצב לקרקע מעל הנקודה המתאימה. תוך כדי הקפדה על זווית ניצבת לקרקע, הוא סופג מהלומות בחלקו העליון המחדירות אותו לקרקע בכוח, בדומה לתקיעת יתדות של אוהל באמצעות פטיש.
כלונס חיכוך מוחדר עד סופו, ואת כלונס הקצה מחדירים עד אשר תקיעתו בקרקע הופכת לקשה במיוחד - משמע שהוא הגיע לשכבת קרקע קשה ויציבה. אחד החסרונות במצב זה הוא שלעיתים עלולים גושים קשים בקרקע, כגון סלע בודד המצוי בתוך קרקע חולית, לתת את הרושם המוטעה כי הכלונס הגיע עד לשכבת העומק הרצויה.
על כלונס מוחדר להיות מתוכנן באופן כזה שיוכל לשאת את עומסי המבנה לאחר הגעתו למקום המיועד, אך גם חשוב שיוכל לשאת את מהלומות הפטיש ולא להתעקם תוך כדי החדרתו לקרקע. חיסרון נוסף של שיטה זו הוא יצירת תנודות בקרקע העלולות לפגוע בכלונס, ואף לערער את יציבותם של מבנים אחרים בסביבתו הקרובה של הכלונס. היתרון הגדול של שיטה זו הוא שניתן לדעת בוודאות כי לעומק מסוים הוחדר כלונס שלם, להבדיל משיטת הקידוח אשר בה קיימת אי ודאות מסוימת לגבי טיבו של הכלונס בעומק האדמה.

קיר שיגומים

קיר שיגומים הוא רצף של כלונסאות שתפקידם לתמוך באדמה מצד אחד של הקיר. הכלונסאות המרכיבים את קיר השיגומים מכונים כלונסאות דיפון. קיר שיגומים משמש כקיר תמך במקומות בהם נחצבה האדמה מצידה, כגון בכבישים בדרכים הרריות או באתרי הבנייה בהם נחפר בור עמוק לטובת חניון תת-קרקעי תוך כדי הבנייה. אף שהבור צפוי להתמלא בבינוי (מרתפים, חניונים וכו') ולתמוך בעצמו את האדמה, תוך כדי תהליך הבנייה, כאשר הבור עודו פתוח, עלולה אדמה זו לקרוס לתוכו אם הבור עמוק ולא קיים שיפוע של אדמה אלא נוצר למעשה מצוק. קיר השיגומים הוא חשוב במיוחד אם לצד הבור, במפלס העליון, עומד מבנה קיים שעלול להיפגע. אם קיים שיפוע של 100% (45 מעלות) או פחות בין מפלס הקרקע העליון למפלס הבור, אין צורך לבנות קיר תמך היות שמשקל האדמה מספיק כדי לתמוך את עצמה.
קיר שיגומים הוא תוצאה של החדרה או יציקה של כלונסאות בשורה, ולאחר מכן חפירה מצד אחד שלהן. כלונסאות של קיר שיגומים נדרשים להיות כמעט כפולים באורכם מגובה הקיר הנראה מחוץ לקרקע ותומך בעומסי האדמה האופקיים מצדו השני. הכלונס חייב להיות מוחדר לקרקע עמוק מספיק כדי שהעומס האופקי לא יגרום לו להתמוטט הצידה אל חלל הבור הנחפר. גם לגובה החיצוני של הכלונס יש מגבלה, הנובעת מחוזקו הפנימי התלוי במומנט ההתמד שלו, ומתמירותו המגבירה את מומנט הכפיפה הפועל עליו. במצב בו קיר השיגומים גבוה מדי, יש צורך להשתמש בעוגני קרקע. עוגני הקרקע הם כבלים המוחדרים אל הקרקע בכיוון אופקי או בזווית כמעט אופקית לתוך קיר האדמה אותו נועדו לתמוך. העוגנים "מושכים" את הכלונסאות ומצמידים אותם לקרקע אשר אותה הם תומכים. עוגני הקרקע מחוברים אל חלקיו העליונים של קיר השיגומים, אך אם הקיר גבוה במיוחד יש ליצור עוגנים בגבהים שונים כל כמה מטרים - בהתאם לגובה, סוג האדמה וסוג הכלונס. מכיוון שלא ניתן לעגן כל אחד מהכלונסאות, משתמשים בחגורות רוחב האוחזות כלונסאות אחדות יחד ומעגנות אותם אל הקרקע בעזרת עוגן המוצב כל כמה מטרים לאורך הקיר (ולא רק לגובהו).
קיים סוג פשוט יחסית של עוגן קרקע, אשר מחזיק מעמד רק חודשים ספורים ולאחר מכן נחלש. משתמשים בו במצב שבו קיר השיגומים הוא זמני וצפוי להיתמך מצידו השני על ידי המבנה המתוכנן עצמו.
כאשר יוצרים קיר שיגומים מכלונסאות קידוח ויציקה, לא ניתן לקדוח כלונס ליד כלונס ברצף משום שקידוח אחד יפגע בזה שלצידו. אם יציקת הבטון בכלונס אחד טרם התקשתה והתחזקה, וכבר נקדח בצמוד אליו בור לכלונס נוסף, לחץ הבטון יופנה לבור השכן ויגרום לאדמה לקרוס, וכך יהרסו שניהם. באתר הבנייה, כדי להימנע מהצורך להמתין יום שלם להתקשות הבטון בין יציקת כלונס לבין קדיחת שכנו (כך בניית קיר שיגומים בעל 50 כלונסאות תימשך 50 יום), בונים את קיר השיגומים בשלושה שלבים אשר עשויים להימשך 3 ימים בלבד. בכל יום יוצקים שורה של כלונסאות במרחק של 3 מרווחים בין אחד לשני. כלומר ביום הראשון יוצקים את כלונסאות מס' 1, 4, 7 וכן הלאה, ביום השני את כלונסאות מס' 2, 5, 8 וכן הלאה, וביום האחרון משלימים את כל השורה.
שלבי ביצוע: קידוח הכלונס ויציקתו, חפירה במפלס הקרקע, יציקת קיר בטון מזוין, קידוח עוגנים, כפתורי העוגנים ודריכתם. חפירה וחוזר חלילה.