ג'ט גראוט

ג`ט גראוטינג (באנגלית: Jet Grouting) הוא מונח כללי המתאר מגוון רחב של טכניקות בהנדסה אזרחית המאפשרות טיוב קרקע ושינוי תכונותיה הגיאו - מכניות כך שתוכל להתאים לצרכים החדשים הנדרשים ממנה. מבנים, מתקנים, כבישים וכו` מבוססים ומתפקדים על פני הקרקע (לעיתים אף בתוכה) ולכן נדרשות מהקרקע תכונות מוגדרות היטב כדי שתוכל לעמוד בדרישות התכנון כך שהמבנה יוכל לתפקד בהתאם לייעוד, לקיים ולצרכים הנדרשים ממנו.

אחת הטכניקות לשינוי ושיפור תכונות הקרקע נקראת ג`ט גראוטינג ועיקריה – שינוי המבנה החלקיקי של הקרקע על ידי יצירת מסת חומר חדשה באמצעות טכניקות שונות שיפורטו בהמשך.

אחת הטכניקות היא הזרקת נוזלים (אולטרה נוזלים) בלחץ גבוה (צמנט וחומרי מליטה אחרים) אל תווך החומר (האדמה) ובכך לשפר את חוזקה. פעולת החדרת הנוזל לקרקע נקראת "דיוס" או "גראוט".

הזרקת הדייס למעבה הקרקע משנה לגמרי את תכונותיה ויוצרת מסה הומוגנית של חלקיקים שאת חוזקם נוכל לחשב וכך לקבוע את פרמטרי התכנון המחודש. שינוי ושיפור תכונות הקרקע ממלאים תפקיד קריטי בתכנון המבנה המבוסס על הקרקע המדוייסת תחת חלוקת העומסים החדשה. 

דיוס הקרקע משפיע ישירות על משטר המים שבקרקע (מי תהום) וזאת בשל שינוי בצפיפות הקרקע הנובעת מעצם הדיוס. מבנה הקרקע לאחר הדיוס – ייווצרו עמודונים (גלילים) בעלי קוטר מוגדר. קוטר העמודונים יקבע בהתאם לקצב ההזרקה, לחץ ההזרקה וסוג הקרקע.

שיטות לגראוטינג 
קיימות מגוון שיטות וטכניקות המשמשות כיום לדיוס ושיפור תכונות הקרקע (נסקור כאן את העיקריות שבהן)

הזרקה בזחילה (חלחול) - 
הגראוט מוחדר לקרקע בלחץ נמוך וממלא את החללים שבין חלקיקי האדמה, מבלי לשנות באופן מהותי את מבנה ונפחם של חלקיקי הקרקע. בדרך כלל מדובר על ערבוב של מים וצמנט וערב מיוחד, הכל בהתאם לתכונות הרצויות מהקרקע לאחר ההחדרה).

הזרקה בדחיסה (לחץ) - 
גראוט בצמיגות גבוה מוחדר בלחץ גבוה לקרקע ולמעשה מהירות ההזרקה ומהירות חלקיקי הגראוט הזורמים בקרקע יוצרים ערבוב וציפוף של חלקיקי הקרקע שסביבן.

ג`ט גראוטינג (דיוס סילוני) - 
שיטה זו שונה מיתר השיטות בכך שהיא מפרה לגמרי את מבנה חלקיקי הקרקע ויוצרת מבנה חדש של חומר הומוגני בעל תכונות שונות לגמרי מהקרקע אליו הוחדר. שיטת הסילון יכולה להתבצע כמעט וללא תלות בסוג הקרקע, חדירותה או גודל חלקיקיה וזאת בשל הלחץ הגבוה של הסילון. בתאוריה ניתן לשפר את רוב הקרקעות החל מאדמות קלות דרך חרסית וכלה באדמות כבדות יותר – והכול על ידי שימוש בדיוס הסילוני. למרות שניתן להזריק כמעט וכל חומר, בפועל מוזרקים בדרך כלל צמנט ומים (ולעיתים ערב ייעודי). בחירת שיטת הביצוע לדיוס הקרקע תתבצע בהתאם לתכונות הקרקע ולדרישות התכן של המבנה העתידי.

הפרמטרים שיבחנו לפני שתקבע שיטת הדיוס 

סוג הקרקע, אחידות החומר ממנו עשויה קרקע, נפח הקרקע המצריכה דיוס, גודל החלקיקים של הקרקע ופיזורם, תכולת המים בקרקע (מי תהום), גבולות אטרברג.

מניתוח הנתונים הנ"ל, נוכל לחשב ולהקיש לגבי כמות הצמנט הדרושה למ"ק כמו גם מהו קצב ההזרקה הרצוי ומהו הלחץ הדרוש להזרקת הדייס. סקר קרקע מקיף (כמו גם ניסיון העבר של המתכנן וקבלן הביצוע) יובילו לבחירת השיטה המועדפת לביצוע הדיוס. 

המתכנן יקבע את קוטר ה"עמודים" הדרושים לביצוע באמצעות הדיוס, כמו גם את כמות הצמנט למ"א עמוד אדמה מדוייס ובמידת הצורך יקבע גם שימוש במוסף לשיפור תכונה זו או אחרת (עבידות, דחיית מים וכו`). יחס המים\צמנט הוא שיקבע את חוזק הסופי של עמוד הקרקע המדוייסת ומכאן ייגזרו העומסים המותרים על הקרקע. בדיקת החוזק הלכה למעשה תתבצע על ידי לקיחת דגימות מאתר הדיוס ובדיקתם במעבדת בנייה מוסמכת.

שיטות הזרקה 
אנשי ההנדסה (ביצוע ותכנון) עושים שימוש בגראוטינג בשלוש שיטות הזרקות שונות:
 הזרקה בודדת (Simplex Method) - צמנט גראוט מוזרק לאדמה בלחץ גבוה (כ40 bar) דרך חרירים בקצה מקדח. הסילון פוגע בקרקע ומערבב אותה עם הגראוט. השיטה מתאימה בעיקר לאדמות בעומק רדוד ולגראוטינג אופקי.
 הזרקה כפולה (Duplex Method) - באמצעות צינורות חלולים המכילים מערכת צינורות פנימית כפולה, מוזרם אוויר דחוס בדיוק בנקודת היציאה של הגראוט – רגע לפני ההזרקה לקרקע. פעולה זו מוסיפה אנרגיה לסילון ומאפשרת הגעה לעומקים גדולים יותר (עמוד מצומט בעל קוטר גדול יותר).
 הזרקה משולשת (Triplex Method) –שימוש במים בלחץ גבוה בנוסף לאוויר הדחוס על מנת להחדיר את הגראוט לקרקע. הצמנט מוזרק לקרקע מנחיר הממוקם מתחת לנחירים המדירים אוויר בלחץ גבוה ומים בלחץ גבוה.

קישורים חיצוניים

 CivilEng - הפורטל הישראלי להנדסה אזרחית, בנייה וסביבה
 האתר הרשמי על ג'ט גראוט בעולם
 הסבר על ג'ט גראוט באתר של עירית - חברה לעבודות חיצוב

הנדסה אזרחית