روش بالا به پایین (Top-Down Method) روش اجرای معکوس

 

از آنجایی که جمعیت جهان روز به روز بالاتر رفته و نیاز به ساخت و ساز افزایش یافته است. بلندمرتبه سازی و ساخت برجها در جهان افزایش پیدا کرده است.  جهت تأمین پارکینگ و استفاده حداکثری از بنا و قسمت‌های متعدد خدماتی  و همچنین تجهیزات تأسیساتی و مکانیکی که دارای چند طبقه زیرزمین هستند و حفر گودهای عمیق از روش تاپ دان استفاده می کنند.  برای اجرای گودبرداری های عمیق از روش های پایدار سازی و ایمن سازی مانند انکراژ نیلینگ و روش تاپ دان استفاده می کنند .

علت استفاده از روش تاپ دان چیست؟

در مواردی که در ساختمان محدودیت فضای عملکرد را دارند از تاپ دان استفاده می کنند. در صورتیکه امکان اخذ رضایت از همسایه هایی که در مجاورت ملک مورد نظر هستند وجود نداشته باشد روش مطمئن و قابل اجرا روش تاپ دان یا همان روش بالا به پایین یا روش اجرای معکوس می باشد.

ساختمان هایی با گود زیاد و سطح کم باعث می شوند تا فضا برای گودبرداری با محدودیت های خاصی همراه باشد که در اینصورت عملکرد ماشین آلات و روند پیشرفت پروژه را کند می کنند و در نهایت باعث خسارت های مالی در پروژه می شوند و به همین دلیل استفاده از روش تاپ داون گزینه مناسبی برای اجرای این پروژه ها می باشد.

همچینین در ساختمانهایی که تداخل با ترافیک خیابان اصلی وجود دارد و ممکن است باعث تاخیر در روند پروژه شود و با محدودیت زمان مواجه هستیم ، استفاده از روش تاپ دان گزینه ی مناسبی برای اینکار بوده و با سرعت بیشتری نسبت به روشهای دیگر اینکار صورت می پذیرد. همچنین در ساختمانهایی که سطح آب زیرزمینی در آنها بالا بوده و حفاری و اجرای سازه نگهبان و فونداسیون مشکلاتی داشته از روش اجرای تاپ دان استفاده می شود .

آیین نامه تاپ دان

روش اجرای تاپ دان روش بالا به پایین در آیین نامه BS:8002:1994 انگلستان برای سازه های نگهبان و روش ابتکاری و بهینه می باشد که از سالهای قبل در کشورهای مختلفی چون انگلستان، فنلاند، چین و روسیه و ایران و سنگاپور براساس نیاز مورد استفاده قرار گرفته است. اجرای این روش نیازمند نیروی متخصص می باشد که تکنسین های آن باید کاملا مسلط به موضوع و نکات اجرایی باشند تا سازه با بالاترین کیفیت اجرا گردد.

مزایای این روش

  • این روش زمان اجرا را کاهش میدهد و سرعت ساخت را بالا میبرد.
  • در این روش همزمان با اجرای بخشی از طبقات منفی و زیرزمین می توان ساخت طبقات فوقانی را شروع نمود. افزایش سرعت پیشرفت پروژه از مهمترین مزایای این سیستم بوده و باعث کاهش هزینه های تامین و نگهداری مصالح می شود.
  • استفاده از این روش آلودگی در سطح را به حداقل میرساند.
  • حجم بتن مصرفی در این روش کاهش می یابد که منجر به صرفه جویی می باشد همچنین آلاینده های حاصل از آن کاهش می یابد.
  • برای پروژه هایی که نصب پشت بنددر آنها عملی نیست بسیار مناسب است و جابه جایی خاک را به حداقل میرساند.
  • نشست کاهش می یابد.
  • امکان اجرای همزمان روسازه و زیرسازه را فراهم میاورد.
  • کاهش الودگی های ناشی از عملیات خاکبرداری
  • کاهش نشست خاک
  • با توجه به اینکه میتوانید کارگاه را در بالای سطوح گودبرداری تجهیز نمایید ، دیگر نیازی به اشغال معابر در اطراف گودبرداری نیست.
  • با توجه به اینکه ساخت سازه و تاسیسات برقی و مکانیکی همزمان انجام می گیرد ، برنامه زمانبندی ساخت نیز کوتاهتر می شود.

گام های اجرای سازه به روش تاپ دان :

با توجه به شرایط مختلف اعم از خاک پروژه و خاک منطقه و محدودیت های زمانی و بودجه و امکانات اجرایی در منطقه می توانیم به روش های مختلفی اجرا کنیم.

مراحل اجرای سازه به روش تاپ دان:

اجرای دیوارهای دیافراگمی که نقش سازه نگهبان را دارند. در صورتیکه عرض راه زیاد باشد می توانیم در بین دو دیواره شمع های بتنی عمیق اجرا کنیم تا نقش ستون را ایفا کنند و استرات ها را به دیوارهای دیافراگمی و شمع ها متصل میکنند. در صورتیکه عرض سازه کم باشد به کمک استرات های فولادی دیوارها را به یکدیگر متصل می نمایند تا پایداری سازه افزایش یابد.

مرحله ی دوم ، حفاری خاک می باشد که تا تراز منفی یک آن را اجرا می کنند. اینکار تا رسیدن به تراز کف گود یعنی پایین ترین طبقه ادامه پیدا می کند.

نکته ی مهمی که در این روش باید به آن دقت کنیم ایجاد بازشو برای تامین دسترسی مصالح و ماشین آلات به طبقات پایین می باشد. این بازشو ها از انتها شروع به بسته شدن می کنند و در نظر گرفتن آرماتورها و اتصالات مناسب برای این بازشوها بسیار مهم می باشد. در انتهای عملیات استراتهایی که برای پایداری خاک در نظر گرفته شده بود برداشته شد.

پروژه هایی که با روش تاپ دان ساخته شده اند:

  • برج تجاری ویتنام Bitexco Financial Tower

این برج در سال 2011 با ارتفاع 262.5متر که 68 طبقه داشته و سه طبقه زیرزمین در ویتنام تکمیل و افتتاح شد.

 

  • برج تجاری اداری هرون لندن Heron Tower

از دیگر ساختمانهایی که در سال 2011 تکمیل و افتتاح شد برج تجاری لندن بوده که ساخت آن در سال 2007 شروع شد و 46 طبقه به ارتفاع 202 متر و با مساحت زیربنای 43000 متر مربع با کابری اداری- تجاری می باشد.

  • مجتمع (Marina Bay Sands) سنگاپور (2010 میلادی)

این برج نیز در سال 2010 افتتاح شد که 38 هکتار بوده و معماری آ به صورت سه برج 57 طبقه با ارتفاع 194 متر می باشد. این مجموعه دارای موزه و مغازه های تجاری و هل و کازینو می باشد که توسط یک تراس 1 هکتاری به یکدیگر متصل شده اند. پارک ابی ای که در این مجموعه قرار دارد ظرفیتی بالغ بر 39000 نفر را داشته که یک استخر 150 متری دارد و این استخر در ارتفاع 191 متری از سطح زمین قرار گرفته است. مساحت کل این مجموعه 20 هکتار می باشد. به علت متصل شدن 3 برج به یکدگیر و حرکت های آنها ، کشتی معروف روی آن بر 4 مفصل متحرک قرار گرفته تا برج ها بتوانند ارتعاش های طبیعی خود را داشته باشند .

  • برج شانگهای چین (Shanghai Tower)

این ساختمان در سال 2016 به اتمام رسید . آسمان خراشی با ارتفاع 567 متر و کاربری اداری- تجاری در 121 طبقه می باشد.

گام های اجرای سازه به روش تاپ دان

1-اجرای دیوارهای حائل محیطی:

در اولین مرحله دیوارهای حائل محیطی زیرزمین تا عمق مشخصی از تراز زیر پی اجرا می شوند تا به سنگ بستری با ظرفیت باربری مورد نظر برسند. این دیوارها نقش سازه نگهبان را ایفا کرده و در مراحل بعدی به عنوان دیوار سازه ای ای دائمی مورد استفاده قرار میگیرد. در صورتیکه تراز آب های زیرزمینی بالا باشد. سیستم آب بندی نیز اجرا می شود. جهت ممانعت از ریزش خاک، دیوارهای حائل محیطی می توانند اجرا شوند. اجرای دیوارهای حائل محیطی به روش های دیوار بتن آرمه درجا و شمع های سکانتی و دیوارهای دیافراگمی پیش ساخته بتنی با استفاده از  روش دوغاب بنتونیت و شمع های سکانتی و پیوسته و سپری های فولادی ، ستونهای جت گروتینگ انجام می پذیرد.

دیوار حائل دیافراگمی به دلیل مزایای فراوان نسبت به سایر روش های اجرایی کاربرد بیشتری دارند. به منظور اتصال دیوارهای حائل به دال سقف زیرزمین ها، در ترازهای مشخصی صفحات انتظار برای اتصالات بعدی پیش بینی می شود.

2-حفاری محل شمع های باربر میانی و نصب ستون های باربرمیانی

شمع ها با روشهای مرسوم تا عمق مشخصی حفاری می شوند و تا تراز فونداسیون بتن ریزی می شوند. ستونهای باربر میانی سازه زیرزمینی به کمک یکی از روشهای زیر اجرا می شوند:

  • ستون بتنی درجا با مقطع مربع، مستطیل و دایره ای براسا تجهیزات حفاری موجود
  • ستون بتنی پیش ساخته
  • ستون مرکب فولادی
  • ستون لاغر با ژاکت بتتی در حین ساخت سازه اصلی

3-اجرای دال همکف

با در نظر گرفتن و تعیین محل بازشو ( بازشوهای دسترسی به کف طبقه همکف در تراز بالای شمع و دیوارهای پیرامونی طبقات پایین) کف زمین رگلاژ و همسطح می شود و نوبت به بتن مگر و آرماتوربندی دال و بتن ریزی دال همکف میرسد. محل بازشوها به گونه ای انتخاب شود که دسترسی مناسبی به طبقات پایینتر داشته باشیم و به راحتی ماشین آلات حفاری و حمل و نقل قابلیت مانور و حرکت داشته باشند. در تعیین محل بازشو دقت شود هیچ ستون یا اعضای باربر سازه ای درون بازشو قرار نگیرد.

4-شروع خاکبرداری از طبقه زیر همکف

عملیات گودبرداری تا تراز اجرایی سقف پایینتر ادامه می یابد .پس از رسیدن به تراز مورد نظر با رگلاژ کف زمین طبیعی و اجرای بتن مگر و آرماتوربندی و بتن ریزی بر روی زمین طبیعی اجرا می شود. اتصال سقف به ستونها و دیوارهای محیطی با اتصالات جوشی و مکانیکی روی صفحات انجام میگیرد. وضعیت زمین شناسی لایه های خاک ارتفاع دقیق حفاری و انتخاب نوع ماشین آلات متناسب با ارتفاع در زمان اجرای این مرحله باید مورد توجه قرار بگیرد.

ساخت سازه بالای تراز زمین همزمان شروع می شود و نکته ی مهم که باید به آن دقت شود این است که تعادل بارگذاری روسازه و سازه باربر زیرزمینی در نظر گرفته شود.

این مرحله تا رسیدن به پایین ترین تراز سازه تکرار می شود.

در نهایت اجرای آرماتوربندی و بتن ریزی لایه تکمیلی دیوارهای پیرامونی و ستون میانی را داریم.

بعد از اتمام عملیات گودبرداری و اجرای فونداسیون و خروج ماشین آلات نوبت به آرماتوربندی و اجرای بتن لایه دوم اطراف ستونهای فولادی و دیوار دیافراگمی جهت باربری دائمی سازه میرسد.

اتصال ستون به دال بتنی در روش تاپ دان

جهت اتصال صحیح ستون و دال تمهیدات لازم را در نظر بگیرید. در صورتیکه ستونها از نوع بتنی باشند باید صفحات اتصال انتظار بر روی شبکه آرماتوربندی تعبیه شود. اتصال سقف به ستون و دیوارهای اصلی با استفاده از تکنیک های اتصالات چوشی یا مکانیکی انجام می گیرد.

اجرای آب بندی دال شیاری سقف به دیوارهای محیطی :

  • براساس نقشه های طراحی شده پانل های فومی روی شبکه میلگردهای فولادی دیوار دیافراگمی در محل اتصال قرار می گیرد.
  • زمانیکه عمق گودبرداری به تراز اتصالات سقف و دیوار رسید، پانل های فوم را از بین می برند.
  • داخل شیار با استفاده از ملات سیمان پر می شود.
  • رول ضدآب اجرا شود و شبکه آرماتور فولادی از کف بتنی عبور می کند.

اجرای تونل و مترو با این روش:

مرحله ی اول همان اجرای دیوارهای حائل محیطی می باشد که به طور معمول یک دیوار دیافراگمی بتنی یا شمع های سکانتی قبل از شروع خاکبرداری نصب می شوند که به عنوان دیوارنهایی سازه تونل می باشند.

بعد از نصب وادار فولادی تا تراز زیر دال بتنی مرحله ی اول گودبرداری شروع می شود و خاکبرداری تا زیر تراز سقف سازه زیرزمینی انجام می شود. مهارهای فولادی استرات برای حفاظت از دیوارهای حائل در مقابل فشار جانبی خاک و جلوگیری از تغییرشکل جانبی نصب می شوند.

اقدام بعدی احداث دال بتنی با تعبیه بازشوی مناسب می باشد که در این مرحله امکان استفاده از سطح فوقانی تونل فراهم میشود.

بعد از گودبرداری در تراز اول، دال نهایی اجرا می شود .دال بتنی در تراز زیر استرات ها با تعبیه بازشوهای به دیوارهای محیطی متصل می شود . این دال با سختی بالا مانع تغییرشکل دیوارهای محیطی می شود و مانع انتقال صدای ماشین آلات به خارج از گود می شود. و این مرحله تا رسیدن به تراز فونداسیون ادامه می یابد.

بعد از تکمیل فونداسیون  نوبت به خروج ماشین آلات حفاری از محل بازشوها میرسد و دیوارهای بتنی مضاعف محیطی با آرماتوربندی دوبله به سمت بالا اجرا می شود. در نهایت بازشوها بسته می شوند.

اخرین مرحله خاکریزی تا تراز استرات ها ادامه پیدا کرده و استرات های میانی حذف شده و خاکریزی بعد از تکمیل سازه زیرزمینی تا سطح زمین ادامه پیدا می کند.

مرحله ششم: خاکریزی نهایی سطح فوقانی تونل

پس از تکمیل سازه زیرزمینی، عملیات خاکریزی تا تراز استرات ها انجام شده و در ادامه استرات های میانی حذف شده و خاکریزی تا سطح زمین ادامه می‌یابد.

به طور کلی روش اجرای تاپ دان در اسکلت فلزی و بتنی با یکدیگر متفاوت است.

معایب روش تاپ دان:

  • اتصالات دال به ستونها و دیوارهای حائل پیچیده می باشد.
  • دسترسی به گودها از طریق بازشوها یا از طریق شفتها صورت می گیرد، به همین دلیل سختی کار بالا می باشد.
  • با توجه به اینکه فضای محدودی برای گودبرداری دارید ، تجهیزات و ماشین آلات متناسب با پروژه باید تهیه شود.
  • در صورت عدم اجرای اضولی و صحیح ستونهای میانی ممکن است از آکس خود خارج شوند.
  • در صورتیکه اجرای صحیح و اصولی نداشته باشید ، امکان نشت آب از محل تقاطع دال و دیوار وجود دارد.

نکات مهمی که در اجرای روش تاپ دان باید به آن دقت شود:

  • با توجه به محدودیتهایی که در زیر سطح زمین وجود دارد، سرعت اجرای زیرسازه نسبت به طبقات فوقانی پایین تر بوده است. تعادل بین طبقات بسیار مهم می باشد زیرا در این روش ستونها و دال های میانی به عنوان فونداسیون موقت سازه می باشند. به همین علت باید دقت شود که کل وزن سازه فوقانی بر سازه تحتانی وارد نشود.
  • مدلسازی درست و اصولی و کنترلهای دقیق و ملاحظات ژئوتکنیکی که بسیار مهم میباشند.
  • در طراحی به وزن دقیق وارد شده بر ستونهای پایینی دقت شود .
  • ممکن است در اتصالات مهارها با دیوارهای پیرامونی احتمال گسیختگی وجود داشته باشد.
  • اعمال کلیه ضریب های اطمینان برای مقابله با ایجاد گسیختگی در پایدارسازی گود از جمله موارد بسیار مهم می باشد.
  • در طراحی های برجها مخصوصا برجهایی با زیرزمین های متعدد، ستونهای فولادی باید در اثر بار قائم سازه به درستی طراحی شوند و ممکن است فشردگی در همه ستونها یکسان نبوده است، که باید مدلسازی صحیح انجام گیرد.

 

 

 

 

 

 

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *