گودبرداری به روش تاپ داون تهران

تاپدان چیست :

تاپ دان ترکیبی از روش های اجرایی در کنار محسبات ژئوتکنیکی و سازه ای می‌باشد که با استفاده از این روش می توان همزمان با عملیات خاکبرداری و گودبرداری سازه اصلی ، سقف های اصلی، و دیوار ها ،رمپ ها ،همزمان در رو سازه و زیر سازه اجرا کرد . این روش در ساخت ساختمان های شهری که دارای گودبرداری های عمیق هستند و جهت نیلینگ نیاز به رضایت همسایگان دارد یا فضای معابر جوابگوی مستقر کردن ماشین الات وجود ندارد قابل اجرا میباشد

در ادامه، در رابطه با روش ساخت از بالا به پایین توضیحات کامل ارائه خواهد شد.

روش ساخت از بالا به پایین به عنوان تحول عظیمی در ساخت سازه‌های بزرگ ساختمان برای اولین بار در دهه ۷۰ میلادی، در ساخت ایستگاه‌های متروی شهرهای پاریس و میلان مورد استفاده قرار گرفت و به نام روش (Cut & Cover) شناخته شد. اساس این روش بر مبنای پیشرفت سازه تونل درون گودبرداری و سپس پرکردن محیط خارجی تونل با مصالح خاکریزی پس از تکمیل سازه تونل می‌باشد. این روش ساخت بیشتر برای ساخت تونل‌های سطحی، اقتصادی و قابل قبول می‌باشد.

عملیات ساخت به روش (Cut & cover) به دو نوع مختلف معرفی شده است:

• روش ساخت از بالا به پایین (top-down)
• پایین به بالا (bottom-up)

در سال 1935 میلادی در توکیو ژاپن، گودبرداری یک ساختمان دارای زیر زمین به علت افزایش سرعت ساخت، با این روش انجام شد. در سال 1950 میلادی در شهر میلان ایتالیا کمپانی ICOS ترکیب دیوار دیافراگرامی و ساخت بالا به پایین را اجرا نمود. به مرور زمان تحقیقات بسیاری در امریکا، اروپا و بخصوص شرق آسیا در این زمینه صورت گرفت. این روش نوین ساخت و ساز، تاکنون در کشورهای مختلفی چون انگلستان، امریکا، فنلاند، چین، روسیه، ویتنام، سنگاپور و ایران متناسب با نوع نیاز ساختگاه، در پروژه‌های زیرزمینی (تونل و مترو) و برج‌های بلند دارای زیرزمین‌های متعدد، مورد استفاده قرار گرفته است در ایران نیز سالهاست که این روش به صورت کاملا مهندسی شده در حال اجرا میباشد اما در سالهای اخیر شدت استفاده از این روش به دلیل مزیت های فراوانی که دارد مورد استقبال بسیاری از سازندگان قرارگرفته است.

از مزایای اجرای سازه به‌ روش ساخت از بالا به پایین میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

این روش این امکان را می‌دهد که سازه بالاو زیرسازه به‌طور همزمان اجرا و باعث شتاب گرفتن روند ساخت می‌گردد
این روش سبب صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌های سرمایه‌گذاری می‌شود
صرفه‌جویی در زمان ساخت منجر به کاهش هزینه‌ها می‌گردد
با تکمیل زودهنگام پروژه می‌توان برگشت سرمایه را رغم زد و کارفرما می‌تواند پروژه‌های جدید را آغاز نماید. علیرغم اینکه اگر در اجرای دیوارهای پیرامونی حتی اگر از دیوار دیافراگمی که گران‌تر از دیگر روش‌هاست، استفاده شود، اتمام زودهنگام پروژه می‌تواند منجر به صرفه‌جویی هزینه ای  قابل‌توجهی شود
تغییر باری که از طریق ساخت تدریجی سازه، جایگزین خاک حفاری شده می‌شود به حداقل می‌رسد و بنابراین تغییرشکل‌های سازه جدید و سازه‌های مجاور و همچنین نشست‌های ناشی از احداث سازه جدید بسیار کاهش می‌یابد
سطوح آلودگی در سطح حداقل نگه داشته می‌شوند

در روش ساخت از پایین به بالا و روش مهار متقابل برای مهار دیوار حائل از مقاطع فولادی استفاده می‌شود در حالیکه در روش ساخت از بالا به پایین دیوارهای پیرامونی در ترازهای مختلف با استفاده از سقف های دائمی نگه داشته می‌شوند. یک سقف دائمی شاید بهترین شکل از مهارهای موقت باشند زیرا می‌تواند تکمیل کننده شرایط دائمی باشد و بسیار سخت‌تر از مهار متقابل است. به‌دلیل اینکه سقف بعد از اجرادیگر نیازی به جابجایی نیست. همچنین مهارهای موقت که در روش ساخت از پایین به بالا به‌کار می‌روند، باعث می‌شود که جایجایی مصالح و تجهیزات با مشکل مواجه شود
سقف‌ها پیش از انجام هرگونه عملیات خاکبرداری اجرا می‌شود. بنابراین زمین به‌عنوان یک قالب و تکیه‌گاه برای ساخت به‌کار می‌رود. این موضوع در زمان و هزینه نصب و برپایی قالب‌های سقف صرفه‌جویی می‌کند
حین ساخت، فضاهایی به‌عنوان انبار در اختیار خواهد بود که بسیار ارزشمند است، زیرا بخشی از فضای تراز زمین در تمامی اوقات و پس از آن به‌تدریج طبقات زیرزمین احداث شده بعدی در دسترس خواهند بود

پایش لحظه ای و مرحله ای در زمان اجرا این اجازه را می‌دهد که رفتار خاک قابل مطالعه باشد و چنانچه خطایی در زمان اجرا وجود داشته باشد بتوان سریعاً عملکرد مناسبی جهت جلوگیری از بروز حادثه داشت  لازم به ذکر است که  و اجرای تمامی بخش ها مطابق با این طرح در حقیقت قسمت عمده‌ای از سازه اصلی است که همین مورد موجب افزایش قابل توجه سرعت اجرا و درنتیجه کاهش هزینه های ساخت خواهد بود

مشکلاتی که به دلیل پایین بودن تجربه پیمانکار در روش بالا به پایین اتفاق خواهد:

با توجه به تجربه کافی مجموعه تهران پی گستر عملیات خاکبرداری و حفاری زیر دال سقف به هیچ وجه مشکل نبوده و بعضا در بسیاری از پروژه سرعت و سهولت اجرای عملیات خاکبرداری بسیار بالاتر از روش دیگر انجام میشود
اگر در کار با هرگونه شرایط پیش‌بینی نشده همچون پی مدفون یا لایه‌های خاک سخت مواجه شویم به هیچ وجه نه از سرعت کار کم خواهد شد و نه سختی کار زیاد خواهد شد و هزینه ها هیچگونه تغییری نخواهد کرد

اما این روش نیز چالش های اجرایی دارد که باید به ان توجه نمود

انجام عملیات خاکی کندتر از روش‌های متداول دبگر در شیفت کاری میباشد که با اجرایی کردن روش های خاکبرداری متناسب با نوع پروزه میتوان از حدر رفت زمان جلوگیری نمود

در صورت استفاده از زمین به‌عنوان قالب، پس از تکمیل بتن‌ریزی دال طبقات نمی‌توان بلافاصله حفاری را آغاز نمود، زیرا نمی‌توان خاک زیر دال را پیش از آنکه بتن به مقاومت مورد نیاز برسد خارج کرد اما در صورت استفاده از سقف های عرشه فولاد بلافاصله بعد از بتن ریزی میتوان عملیات خاکبرداری را بی وقفه ادامه داد

یکی دیگر از چالش های این روش

هر یک از روش های پایدار سازی مزایا و معایبی خود را دارد که در سیستم تاپدان به دلیل این که فضای کاری بسیار محدود است هماهنگی بین پیمانکاران بسیار باید مدیریت شده باشد و فضایی فراهم شود که تمامی اکیپ هایی اجرایی توانایی فعالیت را داشته باشند و از کمک یکدیگر نیز بهره مند شوند زیرا در سیستم تاپدان میبایست در هر طبقه پیمانکار خاکبرداری، پیمانکار عایق بندی، پیمانکار مش و شات، پیمانکار اسکلت یا دیوار بتنی به صورت موازی در یک بازه زمانی با هم مشغول به کار باشند   در پروژه های روتین معمولا میتوانیم تفکیک کنیم که پیمانکاران به صورت مرحله ای وارد محل پروژه شوند ویا در طبقات مختلف به صورت موازی مشغول به کار باشند

روش ساخت از بالا به پایین در ساختمان‌ها، اجازه می‌دهد که ساخت طبقات بالایی ساختمان همزمان با انجام خاکبرداری زیر دال طبقه همکف و ساخت طبقات زیرزمین در زیر آن انجام پذیرد. اساساً در روش ساخت از بالا به پایین نیازمندی به خاکبرداری زیر تراز زمین و ایجاد یک گود را منتفی می‌نماید و سایت پروژه برای ساخت از روز اول در دسترس است
‎این روش به‌طور قابل توجهی میزان خسارت به سازه‌های همجوار پروژه که به تغییرشکل و حرکت خاک حساس هستند را کم میکند
‎این روش به‌طور قابل توجهی سرعت تحویل پروژه به کارفرما را تسریع می‌کند و منجر به بهره‌وری در هزینه‌ها می‌گردد
‎برخلاف روش نیلینگ یا انکراژ با استفاده از این روش نیازی به تعرض به حریم همجواری‌ها نیست و تمامی عملیات ساخت در سایت خود پروژه بدون هیچ بیرون‌زدگی از حریم زمین انجام می‌شود
‎این روش این امکان را می‌دهد که رو سازه و زیرسازه به‌طور همزمان اجرا شود و روند ساخت شتاب ‌گیرد. به این طریق در حالیکه عملیات خاکبرداری در تراز طبقات زیرزمین در حال انجام است می‌توان از طبقات روسازه بهره‌برداری نمود

در این روش با طراحی سقف ها و ستون ها میتوان ماشین الات خاکبرداری را روی سقف های پروژه مستقر نمود و از این رو هیچگونه مزاحمتی برای معابر و همسایگان ایجاد نکرد

‎******** تصویر******

میزان دخالت و مزاحمت در ترافیک خیابان‌های پیرامونی به حداقل می‌رسد. به‌خصوص در کارهای مربوط به حمل و نقل عمومی استفاده از این روش سبب می‌شود که راه‌های حمل و نقل به زودی احیا شوند
‎برای پروژه‌های گودبرداری که نصب پشت‌بند‌ها عملی نیست و جابجایی خاک باید به حداقل برسد این روش بسیار مناسب است
‎با این روش می‌توان نشست‌ ساختمان را کاهش داد.
‎با استفاده از این روش نیازی به فضای کاری بزرگ برای ساخت پی نیست و با حذف هزینه ساخت سازه نگهبان گودبرداری، صرفه‌جویی اقتصادی خواهد شد

‎ساخت استرات‌های موقت برای حفاظت دیواره‌ها و ساخت زیرزمین طی حفاری در این روش ضرورت ندارد. سیستم استرات‌های موقت اغلب شرایط فضای کار را پیچیده می‌کنند و از نظر ساخت بسیار گران هستند
‎در این روش بعد از اجرای سقف هم کف تاثیر شرایط بد آب و هوایی هیچگونه خللی جهت انجام عملیات خاکبرداری ایجاد نخواهد کرد و لازم به ذکر است تاثیر بارش بر دیواره‌های به‌دلیل وجود دال طبقه به‌عنوان یک پوشش عمل خواهد کرد

قابلیت اجرای ساده و عدم نیاز به تجهیزات خاصی همچون کمپرسور و انواع دریل واگو و ست تزریق و ست شات

سرعت اجرای بالا و کاهش هزینه‌های اجرائی

تامین ایمنی ضمن اجرا و بعد از اجرا

عدم ایجاد تداخل با سیستم سازه‌ای اصلی

بهبود عملکرد سازه اصلی و جوابگو برای نیازهای طراحی پروژه

اجرای طبقات بالا قبل از اتمام عملیات خاکبرداری

پروژه‌های اجرا شده به روش تاپ دان در مجموعه تهران پی گستر:

• پروژه مژده
• پروژه امیران بلوک a
• پروژه امیران بلوکb
• پروژه نازی اباد
• پروژه قنبرزاده
• پروژه اذربایجان
• پروژه بهاعدوله
• پروژه سعادت اباد
• پروژه سهند
• پروژه ارتیستون
• پروزه زینو
• پروژه ارش
• پروژه فراز لاله زار بلوکa2
• پروژه فراز لاله زار بلوکa2
• پروژه اجیل چی
  

نکات قابل بررسی در روش تاپ دان (Top Down) در ساخت ساختمان با زیرزمین‌های متعدد چیست؟

مانند تمام پروژه‌های عمرانی، یکی از مهمترین مراحل، فاز صفر (مطالعات) می‌باشد. پس از تکمیل مطالعات ژئوتکنیک و شناخت کامل و دقیق لایه‌های خاک محل پروژه، تعیین سطح آب های زیرزمینی، بررسی وضعیت همجواری ها، بررسی اندرکنش سازه و خاک، تعیین دقیق بارهای وارد بر شمع‌ها و دیوار دیافراگمی پیرامونی در مراحل مختلف اجرای سازه، تعیین بارهای ثقلی و جانبی وارد بر سازه، با هماهنگی کامل طراح ژئوتکنیک و سازه، جزئیات اجرایی سازه آماده می­ گردد. این مرحله حساس‌ ترین بخش کار است، چرا که کوچکترین خطا در محاسبات، ممکن است منجر به شکست پروژه گردد.

مطالعه دقیق و رفتارسنجی خاک پشت دیوار

***************عکس****************

مراحل اجرای عملیات خاکبرداری در روش تاپ دان

برای هر پروژه متناسب با نوع و شرایط خاص آن ممکن است روند اجرای تاپ دان اندکی متفاوت باشد. به طور کلی مراحل اجرای عملیات خاکی در پروژه های تاپ دان به شرح زیر می‌باشد:

تخلیه خاک های حاصل از تخریب

پیاده سازی نقاط جهت حفاری چاه

حفاری چاه ها جهت اجرای شمع ها وستون های اصلی

اجرای قفسه آرماتور شمع،

جاگذاری شمع ها توسط جرثقیل

جاگذاری ناحیه مدفون ستون داخل شمع

بتن ریزی شمع ها

خاکبرداری تراز سقف منفی 2با حفظ سپر خاکی

اجرای سقف تراز صفر صفر

اجرای لایه عایق ضد اب

اجرای شبکه آرماتور دیواره،

قالب‌بندی و بتن‌ریزی دیواره،

و شروع عملیات خاکبرداری توسط بیل مکانیکی دکل استاندارد به همرا یک دستگاه مینی بیل یا بابکت در داخل گود

مرحله اول: تخلیه خاک های حاصل از تخریب از محل پروژه و رسیدن به تراز زیر نخاله و تسطیح بستر محل پروژه توسط بیل مکانیکی دکل استاندارد جهت شروع عملیات پیاده سازی نقاط ستون های اصلی و شروع عملیات حفاری چاه (

(لازم به ذکر است  اجرای دیوار حائل بتنی در ایران پس از عملیات حفر چاه و اجرای شمع ها و اجرای ستون های اصلی سازه و انجام عملیات خاکبرداری و اجرای سقف و به صورت طبقه به طبقه اجرا می شود.(

اجرای دیوارهای حائل محیطی

بسته به شرایط پروژه، مقتضیات طرح و مطالعات ژئوتکنیک، جهت ممانعت از ریزش خاک، دیوارهای حائل محیطی می‌توانند با یکی از روش‌های زیر اجرا شوند:

1. دیوار بتن آرمه درجا
2. دیوارهای دیافراگمی پیش ساخته بتنی با استفاده از روش دوغاب بنتونیت
3. شمع‌های سکانتی
4. شمع‌های پیوسته
5. سپری‌های فولادی
6. ستون­ های جت گروتینگ (Jet-Grouting)

دیوار حائل دیافراگمی به دلیل مزایای فراوان آن نسبت به سایر روش‌های اجرایی در ساخت دیوارهای محیطی سازه زیرزمینی، کاربرد بیشتری دارد.

مرحله دوم: حفاری محل شمع‌های باربر

اماده کردن فضایی جهت مستقر کردن بالابر در قسمت ورودی چاه

در تمامی پروژه ها بعد از انجام خاکبرداری اولیه و رسیدن به سطح مورد نظر و قبل از شروع عملیات حفاری چاه میبایست بیسی برای چاه آماده کنیم که بالابر را روی ان مستقر نماییم حفاظ ایمنی را در دور تا دور سه جهت ان اجرا نماییم که کسی بجز نیروی حفار نتواند وارد محدوده چاه شود

شمع‌ها که به عنوان فونداسیون سازه می‌باشند، با روش‌های مرسوم تا عمق مشخص حفاری شده و تا تراز فونداسیون بتن ریزی می‌شوند.

خاک حاصل از حفاری چاه ها به صورت مرحله ای توسط بیل مکانیکی یا بابکت به صورت تدریجی از محل پروژه بارگیری و خارج میشوند و همواره محل پروژه اماده دپو خاک های خارج شده از چاه ها میباشد

*******عکس مربوطه************

بسته به نوع پروژه، در صورت نیاز افزایش ظرفیت باربری ستون، لازم است تا از شمع‌های با انتهای پدستالی استفاده شود. این شمع‌ها دارای عمق مدفون مناسب برای انتقال بار سازه به بستر سنگی مناسب هستند.

ستون‌های باربر میانی سازه زیر زمینی، به کمک یکی از تکنیک‌های زیر، در بالای شمع‌ها اجرا می­شوند:

1. ستون بتنی‌ درجا با مقاطع مربع، مستطیل و یا دایره‌ای بر اساس تجهیزات حفاری موجود
2. ستون‌ بتنی پیش ساخته
3. ترکیب ستون‌های لاغر با ژاکت بتنی در حین ساخت سازه اصلی
4. ستون­ مرکب فولادی

نکات قابل توجه در عملیات چاه‌کنی در ساخت به‌روش تاپ-داون
باید اطمینان حاصل شود که چاه شاقول و در تمام عمق، ابعاد حفاری صحیح است.

نقشه بردار زمان حفاری و نصب

یکی از موارد مهمی که در سیستم تاپدان باید رعایت شود نقشه برداری پی در پی و کنترل آکس بندی چاه ها در هر مرحله است چه در زمان حفاری چاه چه در زمان جانمایی شمع و چه در زمان نصب ستون و بتن ریزی باید کنترل نهایی توسط نقشه بردار انجام شود

نصب سبد میلگرد شمع داخل چاه باید بدون هرگونه درگیر شدن سبد شمع با دیواره چاه و به‌راحتی انجام شود.
هنگام فرستادن سبد شمع به داخل چاه، باید جهت کاور بتن اندازه مناسبی بین چاه و سبد وجود داشته باشد.

برخورد با سنگ در زمان حفاری چاه

در هنگام حفاری چاه با سنگ برخورد کردیم اگر سایز ان  کوچک باشد و درست در آکس چاه بود با گشاد کردن دهانه چاه از ان را با بالابر یا جرثقیل به بیرون میکشیم ولی اگر ابعاد سنگ بزرگ باشد باید با وسایل مخصوص با کتارک یا مته بادی ان را خورد کرد

**عکس**

دستک های مهار ستون

برای اینکه  ستون معلق  تکان نخورند تا ما بتوانیم عملیات بتن ریزی را انجام دهیم میبایست از 4 جهت ستون هارا توسط دستک های فلزی به بدنه چاه مهار کنیم که ستون در هنگام بتن ریزی تکان نخورد

**عکس**

تامین تهویه و انتقال هوای تازه به عمق چاه به‌وسیله فن انجام می‌شود
روشنایی داخل چاه باید با یک شعله لامپ تامین شود
در صورتی که سطح اب بالا باشد همزمان با حفاری، عملیات پمپاژ آب نیز باید انجام شود.

فضای مناسب جهت مستقر شدن جرثقیل

یک مسئله مهمی که باید در سیستم تاپدان دقت شود این است که همیشه یک فضای مناسبی برای جرثقیل تا آخرین مرحله کاشت ستون ها در نظر گرفته شود و نباید همه چاه ها به یکباره حفاری شود  مخصوصا زمانی که یا تاور در محل پروژه وجود ندارد یا ظرفیت تاور در حدی نیست که بتواند ستون را جانمایی کند زیرا در روند اجرا اگر خواستیم ستون های گوشه را جا نمایی کنیم با مشکل برخورد نکنیم و یا هزینه اضافی جهت استفاده از جرثقیل های سنگین پرداخت ننماییم یا گاهی اوقات ورودی کوچه اجازه نمی دهد جرثقیل با تناژ بالا و.ارد معبر کوچه شود بنابراین اگر می بینید که مثلا فضای مناسبی ندارید چاه ها را در دو بخش حفاری نمایید ابتدا چاه های دور را حفاری و ستون های ان را نصب کرده سپس چاه های میانی رو حفاری کرده تا بتوانیم با جرثقیل سبک از داخل معبر ستون هارا نصب نماییم

سویل سمنت/ترکیب خاک و سیمان

در سیستم تاپدان بعد از کاشت ستون  داخل چاه باید فضای خالی درون چاه را با یک متریال مناسب پر کنیم یکی از ارزانترین و مناسب ترین متریال ها ترکیب خاک محل پروژه با سیمان و آب با عیاری که مشاور برای ما طرح می کند می توانیم پر کنیم به این صورت که یک حوضچه ای  توسط بیل مکانیکی در نزدیک محل چاه حفر نماییم و سپس خاک، سیمان و اب را ترکیب نماییم و درون چاه بریزیم.

معمولا بعد از نصب ستون در چاه های مجاور ملک همسایگان به علت این که ستون در خط زمین همسایه نصب شده است مقداری پیشروی به سمت زمین همسایه خواهد داشت ،پس از نصب ستون امکان دارد چاه را با خاک معمولی پر کنید این امر باعث ان خواهد شد که خاک چسبندگی کافی را نداشته و هنگام خاک برداری پشت ستون ها  خالی شوند و تقریبا هیچ فشار خاکی به ستون جهت پایداری و جلوگیری از پیچیدگی منتقل نشود و ستون و پشت ستون ها باز خواهد ماند  وقتی که چاه با خاک و سیمان پر می شود شما اگر خاک برداری بکنید قسمت پشت ستون آنقدر استحکام دارد که سر جای خودش بماند و بتواند فشار خاک رو به ستون منتقل کند این کمک خیلی زیادی جهت ثبات ستون می کند

یکی دیگر از دلایل این که چاه را حتما باید بعد از ستون ها گذاری با ترکیب خاک و سیمان پر بکنیم این است که وقتی  بار ثقلی روی ستون های اجرا شده وارد میشود به دلیل این که طول ازاد ستون بسیار زیاد است دچار کمانش نشود زیرا اگر چاه خالی بماند امکان دارد ستون دچار کمانش زیادی شود  و اگر چاه را با خاک معمولی بدون تراکم پر بکنیم باز امکان کمانش در ابعاد کوچک تر را نیز دارد ولی وقتی چاه با خاک و سیمان عیار مناسب پر شود تقریبا مانع کمانش ستون می شود زیرا طول چاه با خاک متراکم شونده پر خواهد شد و بعد از اینکه اقدام به انجام عملیات خاکبرداری کردیم بعد از رسیدن به تراز و کد مد نظر جهت اجرای سقف منفی و دیوار های پیرامونی ابتدا اقدام به برداشت خاک وسیمان متراکم شده توسط پیکور می نماییم و سپس میبایست تیر های اصلی و فرعی طبقه فوق نصب شوند

**عکس**

نحوه ترکیب خاک وسیمان

برای تهیه خاک و سیمان مناسب باید حجم چاه را براورد کرده  و میزان سیمان مصرفی را تعیین کنید و حوضچه ای را توسط بیل مکانیکی حفاری نمایید و عملیات ترکیب باید به صورت مرحله به مرحله انجام شود  یعنی حوضچه  را یک بار با ترکیب خاک و سیمان و اب فراوان پر کرده و  با بیل مکانیکی ترکیب کنیم و تمامی ان را به داخل چاه منتقل کنیم و مجددا عمل فوق را تا پر شدن چاه تکرار نماییم این ترکیب میباست بسار روان باشد تا بتواند تمامی فضای خالی چاه را پر بکند اگر این کار را درست انجام شود می تواند استحکام خوبی برای ستون ایجاد کند

**عکس**

مرحله سوم: اجرای سقف همکف (سقف نهایی سازه زیر زمینی)

پس از اجرای ستون‌های باربر ، کف زمین توسط بیل مکانیکی یا بابکت رگلاژ شده و با در نظر گرفتن محل بازشوهای دسترسی به طبقات پایین (با ابعاد مورد نیاز)

بتن مگر در سقف های عرشه فولاد یا بتن مگر و آرماتوربندی دال کف طبقه همکف در تراز بالای شمع‌ها و دیوارهای پیرامونی اجرا شده و بتن ریزی دال طبقه همکف بر روی زمین طبیعی یا روی قالب های وافل انجام می ­شود. در واقع این دال بتنی و ستون‌های میانی در حکم مهار موقت سازه می‌باشد.

سقف های وافل در تاپدان و رابطه ان با خاکبرداری

در اجرای سقف های وافل که نیاز به جک و استاکفلد و موارد زیر بندی دارند اولین مسئله این است که حتما باید خاک سطح پروژه کاملا مسطح باشد به استاکفلد ها به راحتی چیده شوند دومین مسئله که نیاز به انضباط و مدیریت دقیق دارد ابزار زیادی اعم از استاکفلد، قالب ، پلایود، نبشی و قوطی لازم دارند سطح زیادی از فضای کارگاه را اشغال می نمایند و در بحث تاپدان که فضا محدود است  حتما مدیریت کنید که بعد از اتمام هر مرحله از استفاده در محل مناسب دپو شوند که خللی در عملیات خاکبرداری وارد ننماید در بسیاری از پروژه ها به دلیل دپو مصالح و ابزار الات اجرایی در طبقه ای که خاکبرداری ان میخواهد انجام شود سرعت عملیات خاکی به شدت افت خواهد کرد و همچنین در بسیاری از موارد عملیات خاکی را کاملا متوقف می نماید، بهتر از است همیشه تجهیزات را در یک طبقه بالاتر از محوطه ای که قرار است عملیات خاکی انجام شود دپو کنیم

سقف های فلزی در تاپدان و رابطه ان با خاکبرداری

در پروژه هایی که اسکلت فلزی است و سقف ها هم سقف هایی هستند که نیاز به شمع  و جک ندارد همانند سقف کامپوزیت و سقف عرش فولادی خاکبرداری ما راحت است و در زمان هم خیلی می توانیم صرفه جویی کنیم به این علت که در هر مرحله از خاکبرداری که فضایی برای اجرای تیر های اصلی و فرعی فراهم بود بعد از نصب مقاطع اقدام به اجرای سقف مبنماییم

ووید یا بازشو در سیستم تاپدان

در سیستم تاپدان برای خروج خاک از زیر سقف های اجرا شده و همچنین جهت ورود و خروج ماشین الات مورد نظر و همچنین انتقال بار به طبقات منفی میبایست یک بازشو در طبقه هم کف و به موازات ان در طبقات پایینی تعبیه شود محل باز شو در زمان طراحی سازه توسط طراح و همفکری با مشاور و پیمانکار خاکبرداری در نقشه ها جابر نمایی شود. در پروژه هایی که قرار است از مینی بیل و بابکت در زمان خاکبرداری در طبقات منفی استفاده شود ابعادی حدود 3 در 5 کافی است و اما باید فضای کافی برای بارگیری توسط بیل مکانیکی دکل بلند فراموش نشود و این موضوع باید با تیم خاکبرداری همفکری و مشورت شود ولی در پروژه هایی که  از بیل مکانیکی با سایز 20 تن به بالا قرار است استفاده شود ابعاد بازشو بسیار بزرگ تر از حالت قبل میباشد که با همفکری با پیمانکار خاکبرداری ابعاد در طراحی جانمایی شوند

محل ووید یا باز شو

در بسیاری از پروژه ها که معبر در قسمت عرض زمین است و سه طرف ملک بسته است ووید خاک باید به سمت معبر باشد در نتیجه تمام خاک را باید از تمام نقاط پروژه به سمت باز شو منتقل شود و توسط دستگاهی که دسترسی تا ان عمق را دارد به بیرون منتقل و داخل کامیون بارگیری شود در پروژه هایی که ابعاد انها بزرگ است میتوان از دو بازشو در سقف در ضلع های دیگر نیز تعبیه کرد زیرا این امر باعث میشود که جابجایی خاک توسط ماشین الات دداخل کمتر شده به تناسب سرعت خاکبرداری بالا رفته و هزینه ها بهینه تر شوند

در پروژه هایی که توسط تیم تهران پی گستر انجام میشود طراحی بازشو در قست های میانی پروژه انجام میشود و ماشین الات را بر روی سقف مستقر می نماییم موقعیت و ابعاد بازشو‌های دسترسی دال کف، باید به گونه‌ای انتخاب شود که علاوه بر تأمین قابلیت مانور ماشین‌آلات خاکبرداری و حمل و نقل، و دسترسی مناسب به تمامی طبقات پایین‌تر برای بتن‌ریزی و عملیات اجرایی وجود داشته باشد و حتی الامکان هیچ‌یک از ستون‌ها یا اعضای باربر سازه‌ای، درون محدوده بازشو قرار نگیرد. در اطراف بازشوها، باید تمهیدات لازم جهت آرماتوربندی و بتن ریزی نهایی دال جهت بستن بازشو، پس از تکمیل فونداسیون و خروج ماشین آلات درنظر گرفته شود. ‌دال بتنی با سختی زیاد علاوه بر اینکه به عنوان یک مهار متقابل قوی در مدت انجام عملیات خاکبرداری عمل می‌کند، مانع انتقال صدا نیز به محیط اطراف می­ شود.

مرحله چهارم: شروع عملیات خاکبرداری از طبقه زیر همکف 

پس از تکمیل سقف نهایی و رسیدن سقف به مقاومت مورد نظر، با قرار گرفتن ماشین‌آلات حفاری در محل بازشو‌ها، عملیات گودبرداری تا تراز اجرایی سقف پایین‌تر، ادامه می‌یابد. در ابتدای حفاری عمدتاً از بیل مکانیکی جهت سرعت‌دهی به امر خاک‌برداری استفاده می‌شود و با ایجاد رمپ با شیب مناسب، راهی برای عبور و مرور ماشین‌آلات حمل وخروج مصالح ایجاد می‌گردد. روش خروج مصالح از درون بازشو‌ها بر اساس عمق و ابعاد سازه زیرزمینی و بدون ایجاد رمپ نیز امکان‌پذیر است.

پس از رسیدن به تراز‌ مورد نظر برای اجرای دال سقف، با رگلاژ نمودن کف زمین طبیعی و اجرای بتن مگر، مراحل اجرای سقف بعدی با آرماتور‌بندی و بتن‌ریزی بر روی زمین طبیعی یا اجرای سقف عرشه فولاد اجرا می‌شود. اتصال سقف به ستون‌ها و دیوارهای محیطی با استفاده از یکی از تکنیک‌های اتصالات جوشی یا مکانیکی روی صفحات انتظار تعیین شده از قبل، انجام می‌گیرد. وضعیت زمین‌شناسی لایه‌های خاک، ارتفاع دقیق حفاری و انتخاب نوع ماشین‌آلات با ارتفاع کوتاه‌تر و توان بیشتر از نکاتی است که در زمان اجرای این مرحله باید مورد توجه قرار گیرد.

در این مرحله ساخت سازه بالای تراز زمین به طور موازی و هم‌زمان می‌تواند آغاز شود. نکته حائز اهمیت در اجرای روسازه این است که در همه مراحل اجرایی باید تعادل بارگذاری روسازه و تحمل سازه باربر زیرزمینی در نظر گرفته شود. این بدین معنی است که متناسب با تعداد زیرزمین‌های اجرا شده، ارتفاع روسازه افزایش یابد.

مرحله پنجم: تکرار مرحله ۴ تا رسیدن به اجرای فونداسیون

فرآیند ذکر شده در گام قبل برای سایر ترازها تا رسیدن به پایین‌ترین تراز سازه تکرار خواهد شد.

بالا بردن راندمان عملیات خاکبرداری

با توجه به پایین بودن راندمان عملیات خاکبرداری در گودبرداری به روش تاپ دان اگر فضایی محیا باشد که بتوان در طول روز نیز عملیات خروج و دپی خاک در محوطه پروژه فراهم شود سرعت عملیات خاکبرداری 2 برابر حالت عادی خواهد بود

سنگ در زمان گودبرداری
در زمان گودبرداری به روش تاپدان زمانی که به یک سنگ بزرگ برخورد کردید که خارج از ظرفیت دستگاه های فعال در پروژه بود و توانایی جابجایی و خارج کردن این سنگ را نداشتند و همچنین با پیکور هم خورد نشد می توان چاله ای به ابعاد سنگ توسط بیل مکانیکی حفاری کرده و سنگ را به درون چاله انتقال دهید

*******************عکس****************

مرحله ششم: اجرای آرماتوربندی و بتن ریزی لایه تکمیلی دیوارهای پیرامونی و ستون های میانی

پس از تکمیل عملیات گودبرداری و اجرای فونداسیون وخروج ماشین آلات، اقدام به آرماتوربندی و اجرای بتن لایه دوم اطراف ستون های فولادی و بخش داخلی دیوار دیافراگمی جهت باربری دائمی سازه می‌شود. استفاده از فونداسیون متکی بر شمع در این روش، توصیه شده است.

**************عکس ************

5) مراحل مختلف روش تاپ دان در یک نگاه

تفاوت روش تاپ‌دان در سازه‌های فلزی و بتنی

آنچه اجرای روش تاپ دان در سازه اسکلت فلزی و بتنی را از هم متمایز می‌نماید، روش اجرا، برنامه زمان­‌بندی، روش حمل و انبار مصالح، نوع اتصالات و مبانی و الزامات طراحی و اجرا می‌باشد. به عنوان مثال لازم است جهت اتصال ستون فلزی به شمع بتنی پایه و اتصال آن به دیوار دال بتنی با توجه به شرایط هر پروژه تمهیداتی محاسبه و در نظر گرفته شود که متفاوت با اسکلت بتنی است.

نکات مهم در مورد بازشوهای دال بتنی و رمپ‌های موقت

تعیین موقعیت، تعداد و ابعاد بازشوهای دال بتنی از جمله مسائل مهم در روش تاپ دان است. بسته به وسعت دال و حجم مصالح خاکبرداری و عمق خاکبرداری، ممکن است نیاز به تعبیه رمپ‌های مجزا برای ورود و خروج ماشین الات باشد. به عنوان مثال در پروژه مرکز تجارت بین المللی IFC هنگ کنگ، از شفت‌های موقتی جهت خروج مصالح حاصل از خاکبرداری استفاده شده بود. نکته مهم دیگر، پیش بینی آرماتورهای انتظار پیرامون بازشوها جهت اجرای نهایی دال و بستن بازشوها به نحو مناسب می‌باشد.

(شکل 27) شفت موقت برای خروج مصالح خاکبرداری به خارج

نکات اجرای روش تاپ دان

کنترل دقیق، مدل‌ســازی صحیح و در نظر گرفتن هم‌زمان ملاحظات ژئوتکنیکی و سازه‌ای در این روش نقش حیاتی دارد.

انتخاب پیمانکار با دانش فنی لازم و تجربه اجرایی مشابه

انتخاب مجموعه ای که تجهیزات کاملی از ماشین الات را در سازمان خود داشته باشند

اعمال ضریب‌های اطمینان در طراحی برای مقابله با عوامل ایجاد گسیختگی در سیستم پایدارسازی گود از جمله شرایط پیش بینی نشده خاک، گسیخته شــدن ناگهانی سیستم مهــاری (به عنــوان مثال کمانــش یا عدم اتصال کافــی به دیوار و خطاهای محتمل در ساخت دیوار.

در نظر گرفتن رفتار زهکشی نشده رس ســاختگاه در مرحله طراحی. دلیل این موضوع این است که طی بازه زمانی اجرای پروژه، فرصت زهکشی برای آب حفره‌ای وجود نداشته و این رفتار زهکشــی نشده منجر به تغییرشکل‌های بزرگ‌تر دیواره و در نتیجه ایجاد لنگر خمشی و نیروهای بزرگتر در مهارها خواهد شد.

بررسی احتمال گســیختگی اتصــالات مهارهــا با دیوارهای پیرامونی در زمان طراحی.

از دیگر ایراداتی که ممکن است به وجود آیند عبارتند از: عدم اجرای شــالوده شمعی مناسب زیر ستون‌های سازه، عدم اتصال و تکمیل ســقف‌های طبقات در مراحل گودبرداری، عدم اجرای زهکش مناسب و خارج کردن نشــت فاضلاب همسایه، اجرای نادرســت اتصالات پنل‌های بتنی دیوار حائل به ســتون‌ها و ســقف و در نتیجه توزیع نامناسب بار خاک به سازه که می‌تواند منجر به شکست پروژه گردد.

معمولاً سرعت اجرای زیر سازه به دلیل محدودیت‌ها و صعوبت کار در زیر سطح زمین کمتر از سازه فوقانی است. لذا باید به تعادل بین تعداد طبقات اجرا شده بر روی زمین و طبقات زیر زمین توجه شود. زیرا ستون­ها و دال‌های میانی در هر مرحله، نقش فونداسیون موقت سازه را دارند. لذا نباید کل وزن سازه فوقانی به یکباره بر سازه تحتانی وارد شود.

از آنجا که با پیشرفت تعداد طبقات بالایی، آسانسورها و تاسیسات مکانیکی و برقی و تجهیزات دیگر بطور موازی اجرا می‌شوند باید در طراحی، وزن دقیق اعمالی به ستون‌های پایینی در هر مرحله در نظر گرفته شود.

در طراحی برج‌ها با زیرزمین‌ها متعدد، در ستون‌های فولادی باید احتمال فشرده شدن آنها در اثر بار قائم سازه و کاهش طول آنها در نظر گرفته شود و در صورت نیاز ستون­ها بلندتر اجرا شوند. حتی ممکن است این میزان فشردگی در همه ستون‌ها یکسان نبوده که بدین منظور هم باید با مدلسازی صحیح، مقدار افت دقیق هر ستون معین شود.

برای اتصال کامل و دقیق دال بتنی به دیوارهای حائل و ستون­ها نیاز به دقت بسیاری در طراحی و اجرا است. امکان نفوذ آب به داخل گود در صورت عدم آب بندی کامل این درزهای سازه‌ای وجود دارد.

لازم است در حین ساخت زیر زمین، کنترل دقیق جهت قرارگیری درست دال روی تکیه گاه‌های ستون‌ها و دیوارها انجام شده و میزان تغییرشکل های سازه زیرزمینی به طور مرتب پایش شود.

ممکن است متناسب با شرایط پروژه نیاز به تعبیه بازشوها و رمپ‌های مختلفی در طبقات مختلف باشد که باید در مرحله طراحی و اجرا به آن دقت شود.

در در طراحی برج‌ها با زیرزمین‌ها متعدد، باید رفتار دینامیکی سازه فوقانی به دلیل نیروی جانبی باد یا زلزله و اثر آن بر زیر سازه در نظر گرفته شود.

 کدام آیین نامه‌ به معرفی روش تاپ دان پرداخته است؟

اجرای روش تاپ‌دان در آیین نامه BS:8002:1994 انگلستان برای سازه‌های نگهبان ارائه شده است.

مقایسه روش ساخت بالا به پایین با روش پایین به بالا