گودبرداری به روش تاپ دان
روش تاپ دان (Top-Down)، روشی پیشرفته و مهندسیشده در اجرای سازههای شهری است که با تلفیق محاسبات ژئوتکنیکی و سازهای، امکان اجرای همزمان بخشهای زیرزمینی و روسازه ساختمان را فراهم میکند. در این سیستم، عملیات خاکبرداری، اجرای سقفها، دیوارها، رمپها و سایر عناصر سازهای، بهصورت مرحلهای و همزمان پیش میرود. در نتیجه، فرآیند ساخت نهتنها سریعتر انجام میشود، بلکه ایمنی و پایداری دیوارههای مجاور پروژه نیز بهصورت اصولی تضمین میگردد.
این روش، بهویژه در پروژههایی که با محدودیتهای فضایی، تراکم بالای شهری یا عدم امکان جلب رضایت همسایگان برای اجرای نیلینگ روبهرو هستند، یک گزینهی ایدهآل محسوب میشود. چرا که برخلاف روشهای سنتی، نیازی به اجرای سازههای موقت نگهبان نیست و خودِ سازه اصلی نقش نگهبانی دیوارهها را ایفا میکند.
در روش تاپ دان، ستونهای اصلی سازه در همان ابتدای پروژه و بر اساس نقشههای اجرایی، بهطور کامل اجرا میشوند و سایر مراحل ساخت بر این پایه ادامه مییابد. این ساختار باعث بهبود عملکرد فنی، کاهش زمان کلی پروژه و افزایش بهرهوری میگردد.
کنترل دقیق رفتار خاک و افزایش بهرهوری اجرا
یکی از ویژگیهای کلیدی روش تاپدان، پایش لحظهای و مرحلهای رفتار خاک در حین اجرا است. این قابلیت به مهندسان پروژه اجازه میدهد تا در هر مرحله، رفتار زمین را بهدقت تحلیل کرده و در صورت بروز هرگونه اختلال یا خطا، واکنش فوری و مهندسی برای جلوگیری از وقوع حادثه داشته باشند.
نکته مهم دیگر آن است که در روش تاپ دان، اغلب اجزای در حال اجرا، بخشی از سازه اصلی ساختمان محسوب میشوند، نه سازههای موقت. این موضوع نهتنها ایمنی پروژه را افزایش میدهد، بلکه باعث تسریع چشمگیر در روند اجرا و در نتیجه کاهش قابل توجه هزینههای کلی ساخت میگردد.
تاریخچه روش تاپ دان
روش تاپ دان یکی از روشهای نوین و تحولآفرین در صنعت ساختوساز شهری بهشمار میرود. این روش برای نخستینبار در دهه ۱۹۷۰ میلادی در ساخت ایستگاههای مترو در شهرهای پاریس و میلان مورد استفاده قرار گرفت و با عنوان Cut & Cover شناخته شد. در این روش، ابتدا سازه اصلی مانند سقفها و دیوارها ساخته میشود و سپس عملیات خاکبرداری بهصورت مرحلهای از زیر سازه انجام میگیرد.
ساخت به روش Cut & Cover معمولاً به دو شیوه انجام میشود:
- روش ساخت از بالا به پایین (Top-Down)
- روش ساخت از پایین به بالا (Bottom-Up)
در واقع، روش تاپدان یکی از انواع خاص و پیشرفته ساخت از نوع Cut & Cover است که امکان اجرای همزمان سازه و خاکبرداری را فراهم میکند.
نخستین نمونههای استفاده از روش تاپدان به سال ۱۹۳۵ در توکیو بازمیگردد؛ جایی که برای تسریع در ساخت زیرزمین یک ساختمان، از تکنیک ساخت مرحلهای از بالا بهره گرفته شد. در سال ۱۹۵۰ نیز شرکت ICOS در شهر میلان برای نخستینبار ترکیب اجرای دیوار دیافراگمی با ساخت بالا به پایین را پیادهسازی کرد.
با گذشت زمان، این روش در کشورهای مختلفی مانند انگلستان، آمریکا، فنلاند، چین، روسیه، ویتنام، سنگاپور و نیز ایران توسعه یافت و اکنون بهعنوان روشی قابل اعتماد و اقتصادی برای پایدارسازی، ساخت برجهای بلندمرتبه، پروژههای مترو، تونلهای شهری و ساختمانهای دارای زیرزمینهای متعدد شناخته میشود.
در ایران نیز، استفاده از روش تاپدان از سالها پیش آغاز شده و بهصورت کاملاً مهندسیشده در پروژههای زیرزمینی شهری به کار گرفته شده است. در سالهای اخیر، با توجه به مزایای متعدد روش تاپدان از جمله سرعت بالا، ایمنی بیشتر، کاهش هزینههای غیرمستقیم و امکان اجرا در فضاهای محدود، مورد توجه ویژه سازندگان و کارفرمایان قرار گرفته است.
مراحل اجرای روش تاپ دان
روش تاپدان یک فرآیند مرحلهای، دقیق و نیازمند هماهنگی کامل بین تیمهای مختلف فنی است. مراحل اجرایی پروژه به این روش بهطور کلی شامل موارد زیر است:
1- آمادهسازی و برداشت اولیه
1.1. برداشت زمین و تعیین ترازها توسط مهندس نقشهبردار
در نخستین مرحله از اجرای پروژه، مهندس نقشهبردار عملیات برداشت اولیه را انجام میدهد. این مرحله شامل:
- اندازهگیری دقیق ابعاد زمین و وضعیت موجود
- تعیین ترازهای اصلی پروژه شامل تراز صفر (سطح مبنا)، تراز کف گود، و تراز نهایی اجرای فونداسیون
- ثبت نقاط مرزی زمین و مقایسه موقعیت واقعی با نقشههای مالکیتی
- تهیه نقشههای وضع موجود (As-Built) که مبنای طراحی اجرایی خواهد بود
این اطلاعات پایه، برای اطمینان از دقت اجرای مراحل بعدی از جمله حفاری، استقرار ستونها و قالببندی، حیاتی است.
1.2. پیادهسازی دقیق محل چاههای شمع ستونها
پس از تعیین ترازها، مهندس نقشهبردار اقدام به پیادهسازی موقعیت دقیق شمعها و ستونها براساس نقشههای اجرایی مینماید. این کار با استفاده از تجهیزات دقیق نقشهبرداری نظیر توتال استیشن یا GPS ساختمانی انجام میشود و شامل مراحل زیر است:
- انتقال مختصات نقشهای به محل کارگاه (Stake Out)
- علامتگذاری دقیق محل حفاری شمعها و محل استقرار ستونها بر روی بستر زمین
- کنترل مجدد تراز ارتفاعی و فاصلهگذاری بین چاهها برای تطابق با نقشههای سازهای و ژئوتکنیکی
- در صورت نیاز، انجام آزمایش شاقولی یا کنترل ابعاد چاه در هنگام حفاری
دقت این مرحله مستقیماً بر صحت جانمایی ستونهای سازه اصلی و عملکرد نهایی ساختمان در برابر بارهای ثقلی و جانبی تأثیر میگذارد. کوچکترین انحراف در این مرحله میتواند منجر به تغییرات پرهزینه در فازهای بعدی پروژه شود.
2- حفاری و آمادهسازی شمعهای ستون
در روش اجرای تاپ دان، شمعها بهعنوان عناصر باربر اصلی در نقاط تقاطع سازهای (محل ستونها) پیش از شروع عملیات گسترده خاکبرداری اجرا میشوند. این مرحله شامل سه فرآیند کلیدی است:
2.1. حفاری چاههای ستون طبق نقشه اجرایی و برنامه زمانبندی
پس از پیادهسازی دقیق مختصات محل شمعها توسط نقشهبردار، عملیات حفاری چاههای عمیق آغاز میشود. در برخی موارد این حفاری ها با استفاده از دستگاههای حفاری چرخشی (Rotary Drilling) یا اوگر (Auger) انجام میگیرد. نکات مهم در این مرحله:
عمق و قطر حفاری باید مطابق با مشخصات نقشههای اجرایی سازه و نتایج مطالعات ژئوتکنیک باشد.
مسیرحفاری باید کاملاً عمود بر بستر زمین و در راستای محورهای سازهای ستونها انجام گیرد تا از هرگونه انحراف جلوگیری شود.
در صورت وجود سطح آب زیرزمینی یا خاک سست، از کول گذاری برای تثبیت دیواره چاه استفاده می شود.
2.2. خروج همزمان خاک از چاهها توسط بیل مکانیکی
با پیشروی حفاری در روش تاپ دان، خاک خارجشده از چاهها باید بهسرعت از محل پروژه جمعآوری و حمل گردد تا:
- از تداخل با سایر فعالیتهای کارگاهی جلوگیری شود.
- عملیات حفاری بدون وقفه ادامه یابد.
- در پروژههای شهری، ترافیک و آلودگی محیطی به حداقل برسد.
در این مرحله، بسته به دسترسی سایت، از بیل مکانیکی با دکل بلند یا کمجا، به همراه کامیونهای حمل خاک استفاده میشود. در پروژههایی با فضای محدود، زمانبندی دقیق تخلیه خاک اهمیت حیاتی دارد.
3.3. تحویلگیری شاقولی چاهها و کنترل کیفیت حفاری
پس از تکمیل حفاری هر چاه، عملیات کنترل کیفی و تحویلگیری آن انجام میشود. این مرحله شامل موارد زیر است:
- کنترل شاقول بودن چاه (Plumbness) با استفاده از ابزارهای مکانیکی یا لیزری
- بررسی قطر چاه در نقاط مختلف عمق برای اطمینان از تطابق با نقشه
- ارزیابی پایداری دیواره چاه، بهویژه در خاکهای ریزشی یا لایههای سست
- آزمایش تراوش و نشت آب برای تعیین نیاز به آببندی یا اقدامات مکمل
- ثبت گزارش نهایی برای هر چاه، شامل مشخصات حفاری، مشکلات احتمالی و تأیید ناظر فنی پروژه
3- اجرای شمع و ستون در روش ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان
پس از انجام حفاری چاههای ستون و تحویلگیری آنها، مرحله بسیار حساس و حیاتی اجرای شمعهای باربر و نصب ستونهای دائمی سازه آغاز میشود. این فرآیند، پایهگذار سیستم باربری اصلی در پروژه های تاپ دان است و باید با دقت بالا و کنترل دقیق اجرا گردد.
3.1. آرماتوربندی شمعها و ساخت سبدهای مسلح
در این مرحله، مطابق نقشههای سازهای و جزئیات اجرایی، سبدهای آرماتور طولی و عرضی برای هر شمع آماده میشوند:
آرماتورهای طولی بهعنوان اعضای مقاوم در برابر کشش و خمش در امتداد ارتفاع شمع عمل میکنند.
خاموتها یا مارپیچها برای تأمین مقاومت برشی و جلوگیری از کمانش آرماتورهای طولی تعبیه میشوند.
بسته به عمق شمع و نوع خاک، ممکن است سبد در چند قطعه ساخته و در محل به هم متصل شود.
این سبدها در کارگاه پروژه یا کارخانه آرماتوربندی ساخته شده و پس از آمادهسازی، به محل چاه منتقل میشوند.
3.2. ادامه حفاری و پیشروی در چاههای باقیمانده
در همین زمان، عملیات حفاری برای چاههای باقیمانده که هنوز اجرا نشدهاند، ادامه پیدا میکند. این مرحله میتواند بهصورت موازی با آرماتوربندی و نصب انجام شود تا بهرهوری زمانی پروژه حفظ گردد.
3.3. جایگذاری سبدهای آرماتور در چاههای تکمیلشده
سبدهای آمادهشده پس از کنترل کیفیت، به درون چاههای حفاریشده منتقل و با دقت بالا در محل جانمایی و تثبیت میشوند:
ورود سبد باید بدون تغییر شکل و آسیب به آرماتورها باشد.
فاصلهگذاری مناسب از دیواره چاه با استفاده از اسپیسرها الزامی است.
در صورت نیاز، بخشی از سبد باید از دهانه چاه بیرون بماند تا به ستون متصل گردد.
3.4. دریافت و ورود قطعات اسکلت فلزی به کارگاه (بهصورت موازی)
در حالی که عملیات نصب آرماتور و حفاری در جریان است، قطعات اسکلت فلزی ستونها (اغلب بهصورت I شکل یا Box) از کارخانه ساخت اسکلت، پس از سندبلاست، پرایمر و کنترل کیفیت، به محل کارگاه منتقل میشود.
این قطعات مطابق نقشه شاپدراوینگ دارای شمارهگذاری، اتصالات مشخص و مختصات دقیق نصب هستند.
3.5. نصب ستونها در مختصات تعیینشده و شاقولکردن آنها
در این مرحله، ستونها در بالای سبد آرماتور شمع قرار میگیرند. نکات مهم شامل:
اتصال ستون به سبد آرماتور با جوش یا پیچ و مهره مطابق نقشه اتصال
شاقول کردن دقیق ستون با تجهیزات لیزری یا شاقول مکانیکی
فیکسکردن ستون بهصورت موقت با نگهدارندههای فلزی تا زمان بتنریزی
مختصات افقی و ارتفاعی ستون باید با دقت میلیمتری کنترل و ثبت شود، چرا که در مراحل بعدی مبنای قالببندی و اجرای سقف خواهد بود.
3.6. بتنریزی اطراف شمع جهت تثبیت نهایی ستون
پس از نصب و تثبیت ستون، بتنریزی شمع از پایین به بالا انجام میگیرد. هدف:
تثبیت کامل ستون در داخل شمع
انتقال بار ستون از ابتدا به زمین یا المان نگهبان
اطمینان از یکپارچگی ستون و شمع بهعنوان یک عضو سازهای واحد
بتنریزی ممکن است با لوله ترمی انجام شود، بهخصوص اگر چاه پر از دوغاب یا آب باشد.
3.7. تکمیل و بتنریزی چاههای باقیمانده
در پایان، چاههایی که در مراحل قبل به هر دلیل ناقص ماندهاند، نیز با همان روند تکمیل شده و ستونهای مربوطه نصب میشوند تا فاز اجرای شمع و ستون بهصورت کامل به اتمام برسد.
4- اجرای سقف طبقه همکف
در روش تاپ دان، سقف طبقه همکف نخستین دال دائمی سازهای است که در مراحل اولیه اجرا میشود و نقش مهمی در مهار جانبی دیوارهای پیرامونی گود و آغاز ساخت روسازه ایفا میکند. این مرحله تاپدان از چند گام اساسی تشکیل شده است:
4.1. نصب کامل ستونها در تراز همکف
پس از آنکه شمعها و ستونهای دائمی در چاههای حفاریشده تثبیت شدند، ادامه ستونها تا تراز همکف اجرا میشوند. این شامل موارد زیر است:
- افزایش طول ستونها تا رسیدن به تراز کف همکف با استفاده از وصلهکردن (وصله جوشی یا مکانیکی)
- بررسی نهایی محور ستونها با نقشهبرداری دقیق و اعمال اصلاحات در صورت وجود انحراف
- تثبیت موقت و دقیق ستونها برای تحمل بار سقف در مرحله اجرا
دقت در موقعیت ستونها در این مرحله بسیار حیاتی است، زیرا سقف بر پایه همین محورهای ستون قالببندی و اجرا خواهد شد.
4.2. تیرریزی و قالببندی سقف طبقه همکف
در این مرحله، ساخت اسکلت سقف شامل تیرهای فرعی و اصلی، مهاربندها و قالببندی کف دال انجام میشود. بسته به نوع سیستم سقف (بتنآرمه سنتی، عرشه فولادی، کوبیاکس و…) مراحل زیر طی میگردد:
- نصب تیرهای اصلی بین ستونها (معمولاً تیرهای IPE، باکس یا ترکیبی)
- نصب تیرهای فرعی برای توزیع بار یکنواخت
- اجرای قالببندی کف دال با استفاده از تخته، تخته سهلا، پانل فلزی یا عرشه فولادی
- نصب جکهای موقت، مهاربندها و شمعهای زیر سقف برای تحمل وزن بتن تا زمان گیرش کامل
طراحی سازهای سقف باید بهگونهای باشد که علاوهبر نقش سازهای، نیروی جانبی خاک را نیز به دیوارهای حائل انتقال دهد و آنها را مهار کند.
4.3. پر کردن چاههای شمع با ترکیب خاک و سیمان (در صورت نیاز)
پس از بتنریزی ستون و پیش از اجرای دال همکف، در برخی پروژهها برای تثبیت نهایی پایه ستونها، فضای باقیمانده چاه شمعها (که در مراحل قبل فقط بخشی از آن بتنریزی شده بود) با ترکیبی از خاک، سیمان، یا دوغاب خاص پر میشود.
هدف از این مرحله:
- اطمینان از انتقال کامل بار ستون به شمع
- افزایش پایداری محلی در اطراف ستون
- پرهیز از ایجاد فضای خالی یا نشست موضعی در محل اتصال ستون به بستر خاک
4.4. بتنریزی سقف طبقه همکف (اولین دال مهاری)
پس از اتمام آرماتوربندی سقف، قالببندی و آمادهسازی کامل، عملیات بتنریزی دال انجام میشود:
بتنریزی باید در چند مرحله پیوسته و با کنترل دمای محیط، رطوبت و زمان ویبره انجام گیرد.
ضخامت دال معمولاً بین ۲۰ تا ۳۵ سانتیمتر است، بسته به دهانه، بارگذاری و نوع سازه
در صورتی که از عرشه فولادی استفاده شده باشد، پس از پخش بتن روی عرشه، نیازی به قالببرداری وجود ندارد و زمان گیرش بتن کاهش یافته و بهرهبرداری سریعتر ممکن است.
نقش سقف طبقه همکف در این مرحله:
- نخستین دال پایدارکننده در برابر فشار جانبی خاک
- پایهای برای استقرار تجهیزات کارگاهی
- سکوی آغاز برای ادامه ساخت روسازه
- بستر اولیه جهت آغاز عملیات خاکبرداری طبقات زیرزمین به روش مرحلهای
5- عملیات خاکبرداری مرحلهای زیر سقف (در روش تاپدان)
پس از اجرای سقف طبقه همکف، پروژه وارد مرحلهای میشود که در آن خاکبرداری از زیر سقف اجراشده، طبقهبهطبقه به سمت پایین انجام میگیرد. این بخش از اجرای تاپ دان یکی از حساسترین و دقیقترین مراحل پروژه است که نیاز به برنامهریزی دقیق، کنترل ایمنی، و هماهنگی کامل دارد.
۵.۱. آغاز خاکبرداری برای یک طبقه زیرزمین (زیر دال اجراشده)
با رسیدن بتن سقف به مقاومت مورد نیاز، عملیات خاکبرداری زیر آن آغاز میشود:
خاکبرداری از ناحیه باز مرکزی سقف انجام میشود، جایی که دهانهای برای دسترسی ماشینآلات حفاری (معمولاً بیل مکانیکی) باقی گذاشته شده است.
خاک از زیر سقف بهتدریج برداشت میشود و از دهانه مرکزی یا با استفاده از چاله آسانسور به بیرون انتقال مییابد.
ماشینآلات باید متناسب با ارتفاع محدود و عرض عبور زیر سقف انتخاب شوند (بیل ۱۴۰ بازوی کوتاه یا بابکت).
در این مرحله، کاهش بار سربار، کنترل ارتعاش و کنترل تنشهای وارد بر دیوارههای حائل اهمیت زیادی دارد.
همزمان با خاکبرداری، پایداری موقتی دیوارههای محیطی دائماً پایش میشود. استفاده از سنسورهای نشست و ترکسنج توصیه میگردد.
۵.۲. شروع عملیات پنلبرداری (از زیر سقف)
در حین یا پس از خاکبرداری مرحلهای، لازم است قالبهای زیر سقف (در صورت استفاده از سیستم قالببندی سنتی) از زیر سقف بازشده و جمعآوری شوند:
پنلبرداری باید پس از رسیدن بتن به حداقل مقاومت ۷ تا ۱۴ روزه و طبق نظر ناظر مقیم انجام شود.
در صورت استفاده از عرشه فولادی یا قالبهای ماندگار فلزی، نیازی به پنلبرداری نخواهد بود.
پنلبرداری باید از مرکز به سمت بیرون و با پشتیبانی موقت انجام شود تا به سازه فشار ناگهانی وارد نشود.
۵.۳. اجرای کامل سقف طبقه زیرزمین بعدی بهصورت مرحلهای
- تسطیح کف خاکبرداریشده و آمادهسازی بستر قالببندی
- نصب تیرها و قالببندی دال بعدی
- آرماتوربندی دال
- بتنریزی و مراقبتهای پس از بتن
- پس از رسیدن به مقاومت لازم، آغاز خاکبرداری طبقه بعدی
این چرخه تا رسیدن به تراز نهایی فونداسیون و کف آخرین طبقه زیرزمین ادامه مییابد.
همزمانی اجرای سقف و خاکبرداری در طبقات زیرین، مزیت اصلی روش تاپدان است که باعث صرفهجویی چشمگیر در زمان اجرا و امکان استفاده سریعتر از طبقات بالایی میشود.
نکات اجرایی مهم در این مرحله:
- اجرای سیستم تهویه، نورپردازی موقت و تخلیه آبهای زیرزمینی باید بهطور مستمر برقرار باشد.
- کنترل نشست و کرنش دیوارهای حائل در هر مرحله الزامی است.
- هماهنگی بین تیمهای سازه، خاکبرداری، نقشهبرداری و ایمنی باید لحظهبهلحظه برقرار باشد.
6- اجرای دیوارهای پیرامونی در روش تاپ دان
پس از اجرای هر طبقه از سقف و خاکبرداری زیر آن، نوبت به اجرای مرحلهای دیوارهای پیرامونی در تراز همان طبقه میرسد. این دیوارها بخشی از سازه دائمی هستند و در کنار نقش سازهای خود، پایداری خاک اطراف گود را نیز تأمین میکنند. مراحل این بخش به شرح زیر است:
۶.۱. رگلاژ و اصلاح سطح دیوارهای دیافراگمی یا شمعی
در پروژههایی که دیوار حائل پیرامونی بهصورت دیافراگمی، شمعهای پیوسته یا سکانتی اجرا شده، پس از انجام خاکبرداری تا تراز مورد نظر، سطح دیوارها در معرض دید قرار میگیرد. در این مرحله:
کلیه ناهمواریها، بیرونزدگیها یا فضاهای خالی روی سطح دیوار بررسی و اصلاح میشوند.
پوستههای اضافی بتن یا قلوهسنگها با چکش یا برش حذف میگردد.
تراز کف و ارتفاع دیوار با دوربین نقشهبرداری کنترل شده و در صورت نیاز اصلاح میگردد.
در صورت وجود آسیب یا شکستگی موضعی در بتن دیوار حائل، ترمیم آن پیش از ادامه کار ضروری است.
هدف این مرحله، آمادهسازی دیوار برای اجرای شاتکریت، آرماتور و قالببندی مرحلهای است.
۶.۲. اجرای شاتکریت اولیه جهت تثبیت سطح دیوار
پس از رگلاژ، بهمنظور تثبیت سطح دیوار و جلوگیری از ریزش احتمالی یا فرسایش ناشی از بارهای موقت و رطوبت، یک لایه شاتکریت اولیه اجرا میشود:
شاتکریت با ضخامت حدود ۵ الی ۸ سانتیمتر روی سطح دیوار پاشیده میشود.
این لایه بهصورت موقت است و نقش نگهدارندهی آرماتورها و قالب نهایی را ایفا میکند.
در صورت وجود ترکهای سطحی، از دوغاب تزریقی یا نوار واتراستاپ برای آببندی موقت استفاده میشود.
۶.۳. آرماتوربندی دیوارهای پیرامونی طبق نقشه اجرایی
با آمادهسازی سطح دیوار، نوبت به اجرای شبکه آرماتور اصلی دیوار سازهای میرسد:
آرماتورهای طولی (Vertical Bars) و عرضی (Horizontal Bars) طبق نقشه اجرا میشوند.
فاصلهگذاری آرماتورها با اسپیسر استاندارد انجام میشود تا بتنریزی نهایی با پوشش کافی صورت گیرد.
در صورت نیاز به وصله بین آرماتورهای طبقات مختلف، جزئیات وصلهگذاری طبق نقشه و آییننامه رعایت میشود.
اتصالات آرماتور سقف به دیوار باید در محل تقاطع با دقت ویژه اجرا شود تا پیوستگی کامل سازهای حفظ شود.
۶.۴. قالببندی و مهاربندی دیوارها
پس از تکمیل آرماتوربندی، دیوارها قالببندی میشوند:
قالبهای فلزی یا ترکیبی در دو سمت شبکه آرماتور نصب میشوند.
سیستم مهاربندی قالب شامل داربست، جک، بولت و چوب بست برای جلوگیری از تغییر شکل قالب در زمان بتنریزی الزامی است.
تمامی ابعاد قالب (ارتفاع، ضخامت دیوار، محل بازشوها) باید با نقشه کنترل گردد.
کنترل نهایی شاقول بودن قالب با تراز لیزری یا شاغول انجام میشود.
۶.۵. بتنریزی مرحلهای و هماهنگ دیوارها
دیوارها معمولاً در چند مرحله و بهصورت لایهلایه از پایین به بالا بتنریزی میشوند:
بتنریزی باید بدون وقفه و بهصورت یکپارچه در هر لایه انجام شود.
استفاده از ویبراتور دستی و سوزنی برای اطمینان از تراکم مناسب بتن در تمامی نقاط توصیه میشود.
شرایط دما، رطوبت، سرعت پمپاژ و نسبت آب به سیمان در بتن کنترل میگردد.
بتنریزی معمولاً در طول دیوار هر طبقه، پس از اجرای سقف بالاسری همان تراز انجام میگیرد.
۶.۶. اطمینان از پیوستگی سازهای بین سقف و دیوارها
یکی از مهمترین الزامات فنی در این مرحله، اتصال سازهای صحیح بین دال سقف و دیوارهای پیرامونی است. برای این منظور:
آرماتورهای دیوار بهصورت U شکل یا L شکل به داخل سقف دوخته میشوند.
قالببندی محل اتصال بهگونهای انجام میشود که یکپارچگی سازهای بین دو عضو حفظ شود.
ناظر سازهای و ژئوتکنیک باید پیش از بتنریزی، پیوستگی و صحت اتصال سقف و دیوار را تأیید کنند.
7- ادامه خاکبرداری در مرکز پروژه (تا رسیدن به فونداسیون)
پس از اجرای سقف هر طبقه و دیوار پیرامونی، عملیات خاکبرداری در مرکز پروژه ادامه مییابد. هدف از این مرحله، رسیدن به تراز نهایی فونداسیون و آمادهسازی بستر برای اجرای پی ساختمان است.
۷.۱. همزمانی عملیات خاکی با اجرای سقف و دیوار
در روش تاپدان، یکی از مزیتهای مهم، اجرای همزمان سقف، دیوار و خاکبرداری طبقه زیرین است. بدین ترتیب، در حالی که:
دیوار پیرامونی طبقهی اجراشده در حال آرماتوربندی و قالببندی است،
و دال طبقه بعدی در حال بتنریزی یا گیرش است،
تیم خاکبرداری در بخش مرکزی پروژه، عملیات برداشت خاک را تا تراز بعدی ادامه میدهد.
این تداخل زمانی و مکانی بین جبهههای کاری، باعث افزایش سرعت اجرا و کاهش زمان کل پروژه میگردد، اما نیازمند هماهنگی بسیار دقیق بین تیمهای اجرایی، ایمنی، و نقشهبرداری است.
۷.۲. روش اجرای خاکبرداری مرکز پروژه
خاکبرداری معمولاً از میانگاه باز بین ستونها و از طریق دهانههای باقیمانده در سقفها انجام میشود.
در طبقات پایینتر، مسیر خروج خاک میتواند از چاه آسانسور، رمپ موقت یا دهانه بازکنترلی باشد.
ماشینآلات سبکوزن، مانند بیل مکانیکی زنجیری کوچک، بابکت یا نقاله مکانیزه برای کار در ارتفاع محدود زیر سقف بهکار میروند.
خاکهای برداشتشده بهصورت مرحلهای بالا آورده شده و تخلیه میگردند. در پروژههای شهری، تخلیه شبانه یا زمانبندیشده برای کاهش ترافیک اطراف پروژه رایج است.
۷.۳. کنترلهای فنی و ایمنی در حین خاکبرداری
همزمان با پیشروی عملیات خاکبرداری در مرکز پروژه، باید نکات زیر بهدقت رعایت شود:
پایش لحظهای دیوارههای حائل برای تشخیص نشست یا تغییرشکل
بررسی ایمنی زیر سقف و ستونهای استقرار یافته (با محدودیت ارتفاع و مانور)
نورپردازی، تهویه و تخلیه آب زیرزمینی بهصورت مداوم
نصب موانع ایمنی و علائم هشدار در محل عملیات
ثبت و بروزرسانی تراز خاکبرداری با دوربین نقشهبرداری
۷.۴. تکرار فرآیند در تمامی طبقات زیرزمین
این روند بهصورت طبقهبهطبقه تا رسیدن به تراز نهایی فونداسیون ادامه مییابد:
اجرای سقف طبقه بالا
خاکبرداری در مرکز پروژه
اجرای دیوارهای پیرامونی
قالببندی و بتنریزی سقف بعدی
تکرار مرحله خاکبرداری زیر دال جدید
این مدل اجرا، برخلاف روشهای سنتی (Bottom-Up)، نیاز به گودبرداری کلی و طولانی ابتدایی را از بین میبرد و فرآیند ساخت را چندمرحلهای، ایمنتر، و منعطفتر میکند.
اتصال ستون به دال در گودبرداری به روش تاپ دان چطور انجام میشود؟
در گودبرداری به روش تاپ دان 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 دان برای ساخت تونلها
همانطور که گفتیم اولین بار از روش تاپ دان برای ساخت تونلهای مترو استفاده شد و سپس پایدارسازی گود با روش تاپ دان 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 دان در اجرای تونل
متد تاپ دان 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 دان 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 دان 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 تاپدان
یکی از تکنیکها برای افزایش سرعت کار در گودبردای ساختمان با متد تاپ دان ، 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 دان اهمیت دارد؟
اجرای صحیح و بدون ریسک متد گودبرداری تاپ دان 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 دان
برای شما از مزایای تاپ دان در اجرای تونلها گفتیم و نوبت به این میرسد که مزایا و معایب گوبرداری تاپ دان 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 دان 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 دان از اجرای پروژههای ساختمانی نیز عبارتند از:
- تاپ دان یک روش 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 دان
تاپ دان 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 دان 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 تاپدان توسط تهران پی گستر
در صورت نیاز به اجرای پروژه با متد تاپ دان 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 دان با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید. ما همچنین خدمات متنوعی را برای اجرای فرآیندهای خاکبرداری و گودبرداری به روش های نیلینگ، تاپ دان، سازه نگهان خرپا، مهارتقابل و تخریب ساختمان به شما ارائه میدهیم.