סוגי סלע והתאמתם לבילוט ולסוגי בולטים

סקירה של סוגי הסלע השונים מפורטת במאמר הזה. כאן נדון רק בהתאמתם של עיגונים קבועים (בולטים) לסלעים שונים.

תכונות של בטון ושל סלע טבעי

עיגונים הנדסיים מתוכננים ונבדקים על חומרים הנדסיים: בטון, בלוקים וכו׳, שתכונותיהם ידועות, נקבעות בתהליך הייצור והן נשארות קבועות בדיוק טוב. סלע טבעי שונה מבטון במספר היבטים:

1. בטון הוא הומוגני בכל הנפח (אותן תכונות בכל נקודה). זה אומר שניתן להסיק במידה טובה מעיגונים בבטון על עיגונים אחרים בבטון דומה. זה גם אומר שהחוזק של העיגון אינו תלוי בכיוון המשיכה והוה זהה בכיוונים שונים.
2. בטון הוא מלא בכל הכיוונים. זה אומר שהסיכוי לכיסי אוויר או סדקים הוא קטן (בהנחה שהבטון טוב ועומד בתקני הבנייה).

שני התנאים הללו אינן נכונים בהכרח בסלע טבעי:

1. סלע טבעי נוטה להתחמצן ולהיות מושפע מתנאי מזג אויר לאורך זמן. הסלע נוטה לפתח קרום חיצוני, על פני השטח, שעשוי להיות שונה מהותית בתכונותיו מהסלע עצמו. דוגמאות:

• סלע קרבונטי רך (קירטון או גיר קירטוני) כמו במחצבות קדומים, מומס בקלות במים ושוקע שוב בצורת קרום גיר קשה. על פני השטח הסלע נראה יציב וקשה, אבל כמה סנטימטרים לעומק הוא הופך לרך מאד. זו הסיבה שבולטים במחצבות קדומים מתהדקים בקלות עוד ועוד: בולט מכאני אינו מחזיק עומס גדול בסלע רך. תופעה דומה מוכרת באיזור חבל לכיש: מערות הפעמון נחצבו בסלע קירטון רך מאד, אבל פני השטח מכוסים בגיר קשה המכונה נארי, שמהווה ״שכבה״ שמכסה את פני השטח.
• בגרניט האדום של ההר הגבוה בסיני יש איזורים בלויים מאד (שהיו חשופים לאויר זמן רב). השכבה החיצונית של הסלע מתפוררת ומרגישה לא יציבה בכלל. אבל בעומק לא רב הגרניט קשה ביותר ולא סדוק ויכול להחזיק בולטים מכל סוג.

2. בסלע טבעי ניתן למצוא ״פגמים״ רבים: כיסי אוויר, מערכות סידוק קטנות וגדולות, מערות וחללי המסה, מישורי מעבר בין שכבות ועוד.

סלע מאסיבי

החוזק של סלע, ואיך הוא יחזיק בולטים, נקבעים על ידי שתי תכונות שלא חייבות להיות תלויות זו בזו:

1. הקושי של הגרגרים/גבישים/מינרלים המרכיבים את הסלע. קל לסווג שלוש דרגות קושי:

1. נחרץ בציפורן (למשל גבס, סלע חרסית)
2. לא נחרץ בציפורן אבל נחרץ במסמר/חולץ (למשל גיר או דולומיט).
3. לא נחרץ במסמר (כמו קוורץ, צור ומינרלים שונים שיש בסלע בזלת).

אם הסלע נחרץ בציפורן - בולטים רגילים לא יחזיקו. יש צורך בבולטים ארוכים מאד (מסדר גודל של מטרים) ובדבק דליל מאד שיכול לחדור ולחזק את הסלע - לא בשבילנו...

2. חוזק ההדבקה של מרכיבי הסלע זה לזה.

דוגמאות:

• בסלע גיר, המינרל הדומיננטי הוא קלציט, שאינו מינרל קשה במיוחד (הוא נחרץ במסמר או בסכין). ההדבקה בין הגבישים בקיר קשה היא טובה למדי. בולטים מחזיקים לא רע בסלע גיר מאסיבי. אבל הידוק ושחרור של בולטים מכאניים שוחקים ומפוררים את הנקודות שאמורות להחזיק את רוב העומס.
  • בולטים לא ארוכים כמו בולטים קדוחים ביד לא בטוחים לאורך זמן.
  • בולטים מכאניים עמוקים וקבועים עובדים טוב בגיר קשה.
  • בולטים כימיים באורך בינוני-ארוך עובדים טוב בגיר קשה.
• באבן חול, המינרל הדומיננטי הוא קוורץ, שמרכיב את גרגרי החול, שהם רוב הנפח של הסלע. מאידך, ההדבקה בין גרגרי החול יכולה להשתנות והיא נעה בין חלשה מאד (מה שקוראים בוואדי ראם ״חול אנכי) ובין חזקה מאד, כמו בפונטיינבלו, או במשטחי בסלע השחור בראם. במקרה של הדבקה חלשה:
  • בולטים מכאניים לא יעילים בכלל ו״זוחלים״ לאט לאט החוצה.
  • בולטים קדוחים ביד יהיו חלשים מאד ועלולים להישלף עם חלק מהסלע.
  • בולטים כימיים ״עמוקים״ יעשו עבודה טובה...
• בגרניט ובזלת, המינרלים קשים מאד (לא נחרצים במסמר), וההדבקה ביניהם בדרך כלל מצויינת. בסלעים אלו יחזיקו גם בולטים קצרים מאד.

סלעי משקע

בכל סלעי המשקע ניתן לראות שכבות אופקיות (כי כך החומר שקע בתהליך היצירה של הסלע). אם השכבות עבות (גיאולוגים אומרים שהסלע ״מאסיבי״) זה אומר שבמרכז השכבה ניתן להתייחס למישורי המעבר (מעל השכבה ומתחת לשכבה) כאל רחוקים מספיק.

אם השכבות דקות

סלעי משקע ימיים

תופעות רלבנטיות בסלעי משקע ימיים קרבונטיים (שיש בהם מינרלים של קלציום קרבונט, CaCo3) הן סידוק והמסה.

קירטון וגיר קירטוני

סלע קרבונטי

גיר ודולומיט

גיר (קלציום קרבונט, CaCo3)

צור

צור מצוי בישראל שני מופעים בעדשות מקומיות בגיר (בולבוסים, למשל), ובשכבות של צור ברקציוזי בתצורת מישש (מעל קירטון של תצורת מנוחה) מתקופת הסנון. במרבית המקרים שכבות הצור הן דקות, אבל במקומות מסויימים הם מגיעות גם לעשרות מטרים (המפל של נחל צבירה, הוא דוגמה קיצונית).

צור הוא סלע קשה ביותר (הוא בנוי מסיליקה - גבישי קוורץ קטנים). ובשכבות עבות, צור שאינו מתפורר יכול להתאים לעיגונים קבועים מכל הסוגים.

סלעי משקע יבשתיים

אבן חול

אבן חול אינה מקבלת היטב בולטים מכאניים. האלמנט המתרחב של הבולט מפעיל לחץ על גרגירי החול וגורם להם להסתדר מחדש סביב אותו אלמנט בצורה לחוצה פחות. תהליך זה מתרחש קצת במהלך הידוק הבולט אך ממשיך להתרחש עם כל נפילה והעמסה חוזרת של הבולט. בולט מכאני שכזה יהפוך להיות משוחרר לגמרי עד מהרה וניתן יהיה לשלוף אותו ביד.

מקובל כי לשימוש קבוע באבן חול משתמשים בבולטים כימיים ארוכים. לשימוש חד פעמי באבן חול קשה, ניתן לקבוע גם בולטים מכאניים.

קונגלומרט

התאמה של קונגלומרט לבילוט תלוייה בעיקר בגיל שלו ובחוזק ההדבקה שלו. קונגלומרט מתפורר מתאים יותר לעיגוני קרקע מאשר לעיגוני סלע. קונגלומרט עתיק ומאובן (כמו במטאורה, ביוון, למשל) מתאים לכל סוגי הבולטים: מכאניים וכימיים.

סלעי יסוד

סלעי פרץ

טוף

---

תרמו לדף זה: מיכה יניב ואחרים...