گودبرداری به روش تاپ داون تهران
گودبرداری به روش تاپ داون چیست؟
تاپ داون متدی کاربردی و نسبتا پیچیده در ساخت‌وساز است که امکان پایدارسازی گود و همچنین ساخت همزمان طبقات زیر و روی زمین را فراهم می‌کند. متد تاپ داون (Top-Down Construction) در موارد خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال وقتی فضای زیادی برای عملکرد وجود ندارد و یا زمانی سطح آب زیرزمینی نسبتا بالا است. بنابراین در این مطلب از تهران پی گستر با گودبرداری به روش تاپ داون و مزایا و معایب آن آشنا می‌شویم.
تاریخچه متد تاپ داون
نیازهای خاص پروژه‌های توسعه متروی شهری و وجود ساختمان‌های فراوان و مسیرهای پرترافیک در اطراف آن‌ها باعث طراحی متد تاپ داون شد. بنابراین اولین بار از این متد در ساخت ایستگاه‌های مترو شهرهای میلان و پاریس استفاده شد. این متد در ابتدا با نام Cut & cover شناخته می‌شد. در این حالت ابتدا سازه تونل ساخته می‌شد و سپس اطراف سازه با مصالح پر می‌شد. بعدها این متد در توکیو برای ساخت یک ساختمان در دهه 30 میلادی مورد استفاده قرار گرفت و اندک اندک متناسب با نیازهای پروژه‌های ساخت‌وساز در سراسر دنیا رواج پیدا کرد. همچنین نخستین بار قوانین تاپ داون در آیین‌نامه‌ای در کشور انگلیس تدوین شد.
مراحل اجرای گودبرداری و ساخت‌وساز به روش تاپ داون
همانطور که گفتیم متد تاپ داون برای همه پروژه‌ها مناسب نیست و این شرایط پروژه و نظر مهندسان است که برای انتخاب این متد، مبنا قرار می‌گیرد. همچنین روش اجرای گودبرداری تاپ داون تا حدودی قابل انعطاف است و تغییرات آن بر اساس نیازهای پروژه برنامه‌ریزی می‌شود. با این حال به‌طور عمومی می‌توان مراحل زیر را برای ساخت و پایدارسازی گود با این متد در نظر گرفت.
ساخت دیوارهای حائل
از دیوارهای حائل برای پایدارسازی گود استفاده می‌شود و می‌توان آن‌ها را تا زیر تراز فونداسیون اجرا کرد. برای ساخت این دیوارها می‌توان از متدهای مختلفی مانند دیوار دیافراگمی، دیوار بتن‌آرمه درجا، ستون‌های جت گروتینگ و انواع شمع‌های پیوسته و سکانتی استفاده کرد. همچنین باید برای اتصال این دیوارها به دال سقف طبقات زیر زمین، روش اتصال و تجهیزات آن را تعیین کنید.
حفاری مکان شمع‌های باربر
اجرای ستون‌ها از مهم‌ترین مراحل گودبرداری با متد تاپ داون است. بنابراین باید شمع‌های باربر زیر تراز پی ستون‌ها اجرا شوند. همچنین شما می‌توانید از متدهای مختلفی برای اجرای ستون‌های سازه روی شمع‌ها استفاده کنید. از جمله این روش‌ها می‌توان از ستون مرکب فولادی، ستون‌های بتنی پیش‌ساخته، ستون‌های بتنی درجا و … نام برد.
اجرای دال همکف
وقتی ستون‌های اصلی ساخته شدند می‌توانید آرماتوربندی را برای بتن‌ریزی دال همکف شروع کنید. همچنین این کار با در نظر گرفتن بازشوهای دسترسی به طبقات زیر زمین انجام می‌شود که با استفاده از آن‌ها می‌توان مراحل بعدی ساخت‌وساز در طبقات پایین را نیز اجرا کرد. همچنین بعد از اجرای مراحل، این بازشوها نیز آرماتوربندی و بتن‌ریزی می‌شوند. نکته مهم این است که دال هر طبقه زیر زمین همچون یک سازه برای مهار متقابل دیوارهای گود عمل می‌کند.
خاکبرداری طبقه زیر همکف در متد تاپ داون
با توجه به این که تا اینجای کار، سازه‌ها دیواره‌های گود را مهار کرده‌اند شما می‌توانید عملیات خاکبرداری از طبقه زیر همکف را شروع کنید. این مرحله باید بعد از گیرش کامل بتن دال همکف انجام شود. بدین ترتیب، گودبرداری تا تراز سقف طبقه زیرین ادامه خواهد داشت. بعد از رسیدن به تراز مورد نظر، کف ایجاد شده برای اجرای آرماتور و بتن‌ریزی آماده و مسطح می‌شود. همچنین کار اتصال این سقف جدید به دیوارهای حائل و ستون‌ها انجام می‌شود. برای انجام این مراحل باید از ماشین‌آلاتی با ارتفاع کم و توان بالا استفاده کنید و گودبرداری بر اساس ارتفاع مورد نظر انجام شود. این مرحله آنقدر تکرار می‌شود تا به تراز پی برسیم.
تکمیل دیوارهای پیرامونی و ستون‌های میانی
وقتی گوبرداری و ساخت سقف‌های طبقات زیرین با متد تاپ داون انجام شد، نوبت به ایجاد لایه تکمیلی برای دیوارهای پیرامونی و ستون‌های میانی با آرماتوربندی و بتن‌ریزی می‌رسد. این کار بعد از خروج کامل ماشین‌آلات و اجرای شالوده انجام می‌شود. اطراف ستون‌های فولادی نیز آرماتوربندی و بتن‌ریزی می‌شود.
اتصال ستون به دال در گودبرداری به روش تاپ داون چطور انجام می‌شود؟
در گودبرداری به روش تاپ داون اتصال ستون به دال بتنی بنابر مراحل ساخت رایج پروژه‌ها انجام نمی‌شود. این یعنی شما باید برای این اتصالات تمهیداتی را در نظر بگیرید. برای مثال از صفحات فولادی اتصال انتظار استفاده می‌شود که روی آرماتورها قرار می‌گیرند. اتصال را نیز می‌توان با یکی از روش‌های مکانیکی یا جوشی انجام داد.
آب‌بندی اتصال شیاری دال سقف چطور انجام می‌شود؟
اتصال شیاری دال سقف به دیوارهای حائل نیاز به آب‌بندی دارد. برای این کار در مراحل اولیه باید روی میلگردهای دیوار را در محل اتصال با استفاده از فوم‌ها بپوشانید. همچنین در مرحله‌ای که عمق گود به تراز اتصالات سقف و دیوارهای حائل رسید می‌توان فوم‌ها را بردارید. بعد از اتصال شیارها با ملات سیمان پر می‌شوند و از نوار ضد آب نیز می‌توانید استفاده کنید.
مراحل اجرای گودبرداری به روش تاپ داون برای ساخت تونل‌ها
همانطور که گفتیم اولین بار از متد تاپ داون برای ساخت تونل‌های مترو استفاده شد و سپس پایدارسازی گود با متد تاپ داون در ساخت ساختمان‌ها رایج شد. با این حال مراحل اجرای تاپ داون برای ساخت تونل‌ها با ساخت ساختمان‌ها متفاوت است.
در ادامه با این مراحل آشنا می‌شویم:
- اجرای دیوارهای حائل: این همان دیوار نهایی تونل است که از انواع دیافراگمی بتنی یا شمع‌های سکانتی است و پیش از خاکبرداری اجرا می‌شود
- گودبرداری: بعد از نصب مهارها می‌توان عملیات خاکبرداری را شروع کرد. این مهارها از نوع متقابل و فولادی هستند
- اجرای دال بتنی: دال بتنی سقف با اتصال به دیوارهای حائل در این مرحله اجرا می‌شود و بازشوهای دسترسی نیز برای آن در نظر گرفته می‌شود. اجرای این مرحله همچنین باعث می‌شود تا سروصدای ماشین‌آلات به سطح زمین نرسد. این مرحله تکرار می‌شود تا به تراز پی برسیم
- تکمیل شالوده‌ها و دیوارها: در این مرحله نیز آرماتوربندی و بتن‌ریزی برای کامل کردن شالوده‌ها و دیوارهای محیطی انجام می‌شود
- خاکریزی پایانی: در این مرحله خاکریزی برای پوشاندن سازه تونل تا تراز مهارها ادامه می‌یابد
مزایای گودبرداری به روش تاپ داون در اجرای تونل
متد تاپ داون یکی از متدهای کاربردی در اجرای تونل‌ها است. این متد باعث می‌شود بتوانید سرعت اجرای پروژه را افزایش دهید و همچنین تداخل زیادی با مسیرهای رفت‌وآمد شهری ایجاد نشود. در این متد همچنین دال‌های سقف، خود عملکرد مهار متقابل را دارند؛ بنابراین تعداد مهارها کاهش می‌یابد.
برخی از این دیگر مزایای تاپ داون در ساخت تونل عبارتند از:
- این متد بی‌نیاز از ساخت سازه نگهبان موقتی است
- هزینه‌های پروژه در این متد کاهش می‌یابد
- بسیاری از فرآیندها در تاپ داون را می‌توان به‌طور همزمان اجرا کرد
- با اجرای سازه تونل و سقف‌ها عوامل جوی و محیطی اثر چندانی بر فرآیندها ندارند
حفاری مضاعف در گودبرداری به روش تاپ داون
یکی از تکنیک‌ها برای افزایش سرعت کار در گودبردای ساختمان با متد تاپ داون، تکنیک حفاری مضاعف است. در این تکنیک، خاکبرداری به عمق دو زیر زمین انجام می‌شود. سپس دال سقف روی کف طبقه پایین‌تر با آرماتوربندی و بتن‌ریزی انجام می‌شود و به‌طور همزمان با استفاده از شمع‌های موقت می‌توان دال سقف طبقه بالاتر را نیز اجرا کرد. بنابراین سرعت اجرا بیشتر می‌شود.
چرا بررسی شرایط خاک در تاپ داون اهمیت دارد؟
اجرای صحیح و بدون ریسک متد گودبرداری تاپ داون ارتباط مستقیم با بررسی خاک دارد. زیرا اگر خاک به‌طور دقیق مورد بررسی قرار نگیرد، احتمال ریزش گود و حتی بروز خسارت‌هایی به ساختمان‌های مجاور وجود دارد. بنابراین در این متد با خاک از نظرات مختلفی مورد بررسی قرار گیرد.
برخی از نکات مهمی که باید مورد بررسی قرار بگیرند عبارتند از:
- بررسی تغییر شکل خاک
- طراحی سازه نگهبان بر اساس شرایط خاک
- بررسی ویژگی‌های خاک و سطح آب‌های زیرزمینی
مزایا و معایب گودبرداری ساختمان به روش تاپ داون
برای شما از مزایای تاپ داون در اجرای تونل‌ها گفتیم و نوبت به این می‌رسد که مزایا و معایب گوبرداری تاپ داون را نیز برای اجرای ساختمان‌ها بشناسیم. زیرا آگاهی از این موارد به انتخاب این متد یا جایگزین کردن آن با متدهای دیگر کمک می‌کند.
مزایای متد تاپ داون در اجرای پروژه‌های ساختمانی عبارتند از:
- این روش به کسب رضایت از مالکان ساختمان‌های مجاور نیازی ندارد
- در این متد از سازه‌های موقتی نگهبان استفاده نمی‌شود
- تاپ داون متدی ایده‌آل برای محیط‌های شهری پرازدحام است
- در مواردی با کمبود فضا مواجه باشید، تاپ داون گزینه‌ای مناسب است
- سازه‌های نگهبان در تاپ داون دائمی هستند و به بدنه سازه تبدیل می‌شوند
- این متد را می‌توان در پروژه‌هایی با ابعاد مختلف زمین و اشکال هندسی خاص اجرا کرد
معایب متد تاپ داون از اجرای پروژه‌های ساختمانی نیز عبارتند از:
- تاپ داون یک متد پیچیده به‌ویژه در زمان اتصال دال‌های سقف به ستون‌ها و دیوارها است
- در صورت عدم دقت در طراحی، امکان خارج شدن ستون‌های میانی از محور وجود دارد
- دسترسی به طبقات زیرین برای خاکبرداری تنها از طریق بازشوها و شفت‌ها ممکن است
- در این متد نیاز به ماشین‌آلاتی با قدرت بالا و ارتفاع کم نیاز دارید
- خاکبرداری در این متد دشوارتر از متدهای دیگر است
- در زمان اجرای طبقات زیر زمین، سرعت اجرا کمتر می‌شود
- اجرای اسکلت بتنی نیز در این متد، دشوارتر از متدهای دیگر است
نکات مهم در زمان اجرای گوبرداری با متد تاپ داون
تاپ داون متدی پیچیده است و به فرآیندهای دقیق برنامه‌ریزی، طراحی و مهندسی نیاز دارد. شما همچنین باید ریسک‌های پروژه را پیش از اجرا تعیین کنید و برای هر کدام سناریوها و تمهیداتی را در نظر بگیرید. برای مثال برای تعیین کنش متقابل خاک و سازه می‌توان از تکنیک‌های شبیه‌سازی استفاده کرد. توجه داشته باشید که هزینه گودبرداری تاپ داون نیز به مواردی مانند مقیاس پروژه، نوع و ویژگی‌های سازه، تعداد طبقات زیر زمین و ماشین‌آلات مورد نیاز بستگی دارد. بنابراین باید از پیش این هزینه‌ها را نیز معین کنید.
برخی از نکات مهم دیگر در این زمینه را با هم بررسی می‌کنیم:
- باید تمامی عوامل ایجاد گسیختگی در پایدارسازی را شناسایی کنید
- ریسک جدا شدن اتصالات بین مهارها و دیوارها را بررسی کنید
- اتصالات باید با دقت بالایی آب‌بندی شوند
- تغییرات شکل گود باید به‌طور مداوم مورد بررسی قرار گیرد
- از هرگونه اشکال‌های اجرایی در زمینه اجرای شالوده شمعی، اتصالات، زهکشی و … پیشگیری کنید
اجرای گودبرداری به روش تاپ داون توسط تهران پی گستر
در صورت نیاز به اجرای پروژه با متد تاپ داون ما در مجموعه تهران پی گستر آمادگی داریم تا فرآیندهای این روش را برای شما اجرا کنیم. تهران پی گستر همچنین تمامی ماشین‌آلات مورد نیاز برای اجرای این متد را در اختیار دارد. شما می‌توانید برای دریافت خدمات اجرای پروژه با متد تاپ داون با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید. ما همچنین خدمات متنوعی را برای اجرای فرآیندهای خاکبرداری و تخریب انواع ساختمان به شما ارائه می‌دهیم.
سوالات متداول
در این متد این امکان ایجاد می‌شود بتوان مراحل اجرای طبقات زیر زمین و روی زمین را به‌طور همزمان انجام داد.
با اجرای دیوارهای حائل و اتصال آن‌ها به دال سقف و ستون‌ها، این سازه‌ها نیز کارکرد مهارهای متقابل را دارند. بنابراین تمامی سازه‌های نگهبان از نوع دائمی هستند و دیگر نیازی به سازه‌های موقتی و برچیدن آن‌ها ندارید.
از پروژه‌های مشهوری که با متد تاپ داون ساخته شده‌اند می‌توان به هتل ماریوت در آمریکا، مرکز تجارت بین‌المللی IFC هنگ کنگ، مجتمع تفریحی اقامتی مارینا بی سندز در سنگاپور، برج شانگهای در چین و برج تجاری اداری هرون لندن اشاره کرد.