היערכות לרעידת אדמה

>> רעידת האדמה שהתרחשה בהאיטי היא תזכורת כואבת לאימרה הידועה, שלא רעידות אדמה אלא בניינים מעשי ידי אדם הם אלו שהורגים. גם בישראל ייתכן בהחלט אסון עם אלפי הרוגים ועשרות אלפי מחוסרי גג, שבנייה נכונה תקטין מאוד את מימדיו.

בספטמבר 2009 הוכנסה לתקן הבנייה הישראלי מפה חדשה. המפה מציגה אזורים שבהם תנודות הקרקע בזמן רעידת אדמה עלולות להיות חזקות במידה ניכרת ביחס לסביבתן. באזורים אלו, יש לבצע חקירה מפורטת של התשתית המקומית לצורך הפקת המידע הדרוש לשם תכנון מבנים עמיד לרעידות אדמה.בכדי להמחיש את חשיבות העניין, כדאי שנשווה בין שתי רעידות אדמה שהתרחשו ב-2003 באיראן ובקליפורניה. ב-22 בדצמבר 2003 בשעה 11 בבוקר התרחשה במרכז קליפורניה רעידה במגניטודה 6.5 (מגניטודה: עוצמת הרעידה בסולם ריכטר). בעיר פסו רובלס הנמצאת כ-40 ק"מ ממוקד הרעש, ניזוקו קשה 40 בניינים. נספרו שני הרוגים.
לאחר ארבעה ימים, בשעה חמש בבוקר, התרחשה בדרום איראן רעידה בעוצמה זהה, שתוצאותיה היו מחרידות. העיר באם, שהיתה קרובה מאוד למוקד הרעש, נהרסה כמעט כליל. רוב בנייניה התמוטטו ועשרות אלפי אנשים נקברו מתחת להריסות בעודם ישנים.

מדוע דווקא בבאם נגרם נזק כה חמור? מלבד הקרבה למוקד הרעש, איכות הבנייה בה ירודה והרעש החזק אירע בשעות הבוקר המוקדמות, כשרוב התושבים נמצאו בתוך הבתים שקרסו. בקליפורניה נגרם נזק מועט יחסית, למרות הקרבה למוקד, בעיקר בגלל איכות הבנייה הגבוהה.

השוואת האיטי ואיראן לקליפורניה מוכיחה שההבדל בין מוכנות לאי-מוכנות עלול להיות אלפי הרוגים, פצועים ופליטים, מיליארדי דולרים, ובמקרים חמורים ערעור תשתיות לאומיות ואובדן שלטון.

מה צריך לדעת כדי לתכנן בתים שלא יקרסו? ההחלטה על רמת הבנייה הראויה נקבעת בראש ובראשונה על פי שיקול כלכלי, שמאזן בין עלות ההיערכות לעלות הנזק הפוטנציאלי. על פי תקני בנייה מקובלים, מבנים רגילים מתוכננים לעמוד בעוצמת רעידה שמתרחשת פעם ב-500 שנה בקירוב. מבנים חשובים מתוכננים לעמוד אף ברעידה נדירה וחזקה יותר.

קביעת עוצמת התנודות הצפויות בכל מקום כוללת כמה שלבים: ראשית, יש למצוא את השברים הגיאולוגיים הפעילים ולקבוע את עוצמת הרעידה שהם מסוגלים לייצר בהתסברות שנקבעה. שנית, יש לחשב את עוצמת תנודות הקרקע הצפויות בכל אתר במדינה על פי מרחקו ממוקדי הרעש הפוטנציאליים. שלישית, יש לחשב את ההשפעה של התשתית הגיאולוגית המקומית, שבחלקים מסוימים של המדינה עלולה להגביר מאוד את תנודות הקרקע (ראה מפה).

תשתית הרסנית
דוגמא כואבת במיוחד להשפעה ההרסנית של תשתית מקומית בעייתית על בניינים נלמדת מרעידת האדמה שפגעה בעיר מקסיקו סיטי ב-85' וגרמה שם ל-10,000 הרוגים ולהרס של כ-3,000 בניינים. התופעה המדהימה במקרה זה היתה שהנזק העצום התרחש למרות המרחק הגדול (350 ק"מ) מהמוקד ולמרות שהיו חלקים של העיר שניזוקו מעט.

הסיבה להרס העצום בחלק מסוים של העיר היתה בנייה על גבי תשתית שהיתה בעבר שכבת בוץ בקרקעית אגם שלחופיו נבנתה העיר בתחילה. שכבת הבוץ הזו נהפכה לרוע המזל למגבר של תנודות הקרקע ובפרט הגבירה תנודות שזמן המחזור שלהן 2 שניות. כתוצאה מכך נוצרה תהודה בבניינים שגובהם 7-18 קומות ורבים מהם קרסו.

בנוסף לתופעת ההגברה הנובעת מקיומה של שכבה רכה המונחת על סלע בסיס קשה, באגנים גיאולוגיים צרים ועמוקים עלולים להיווצר אפקטים מיוחדים הקשורים לגורמים כמו כליאה של האנרגיה בתוך האגן, למיקוד גלים, לאזורים מסוימים ועוד. מניסיון שהצטבר מרעידות אדמה חזקות כמו זאת שהתרחשה באזור לוס אנג'לס (קליפורניה) ב-94' ובעיר קובה ביפן ב-95', התברר שהשפעות אגן גם מאריכות את משך התנודות וגם מגבירות אותן. כתוצאה מכך, מידת הנזק באגנים הללו היתה גבוהה במידה ניכרת ביחס לסביבתן.

אזורים חשודים
המפה החדשה שהוכנסה, כאמור, לתקן הבנייה הישראלי, מיועדת להתריע על המקומות המועדים להגברה חריגה של תנודות הקרקע בזמן רעידת אדמה בישראל. המפה מצביעה על שני סוגי אזורים חריגים: האחד הוא אזורים שבהם קרקע רכה מונחת ישירות על סלע בסיס קשה, וכתוצאה מכך האנרגיה הסיסמית נכלאת בשכבת הקרקע והתנודות הסיסמיות מתחזקות. אזורים אלה כוללים את השפלה הפנימית למרגלות יהודה ושומרון ומישור חוף הגליל.

הסוג השני הוא אגנים גיאולוגיים צרים ועמוקים, בהם עלולים להיווצר אפקטים נוספים הקשורים לכליאה של האנרגיה בין קירות האגן ופני השטח, למיקוד גלים לאזורים מסוימים ועוד. אזורים העונים לאפיון זה הם העמקים לאורך הערבה ועמק הירדן והעמקים של עמק יזרעאל.
לאחר שנים רבות שנושא חשוב זה נדון שוב ושוב, החליטה ועדת המומחים של מכון התקנים הישראלי לאמץ את המפה שהוכנה על ידי המכון הגיאולוגי והמכון הגיאופיסי כחלק מתקן 413. הוחלט שעבור תכנון מבני ציבור חשובים ועבור תכנון אורבני, מקדמי הגברת תנודות הקרקע באזורים החשודים ייקבעו על סמך לימוד פרטני של תנאי התשתית המקומיים ולא על פי מקדמים סטנדרטיים.

חשוב שמידע זה המופיע באתר האינטרנט של המכון הגיאולוגי (המפרט גם גורמי סיכון נוספים) ובאתר מכון התקנים הישראלי יהיה מוכר לציבור הרחב ובפרט לציבור המתכננים והמהנדסים בישראל. בעזרת המידע הזה יכול כל אזרח לדעת אם המבנה שהוא רוצה לבנות או לחזק ממוקם באזור רגיל, שעבורו מהנדס בניין בעל הכשרה רגילה מספיק, או שמא המבנה המתוכנן נמצא באזור בעייתי, וראוי שיפנה תחילה לחברה המתמחה באפיון מפורט של תנאי התשתית המקומיים ורק אחר כך למהנדס בניין שיתכנן על פי הממצאים.
——–
הכותב הוא מנהל אגף מיפוי גיאולוגי והמרחב התת קרקעי במכון הגיאולוגי ירושלים