روش ساخت از بالا به پائین
Top down construction
روش ساخت تاپ دان (Top-Down) یک رویکرد نوین و پیشرفته در ساختوساز شهری است که به صورت همزمان، اجرای بخشهای زیرزمینی و روسازه (طبقات بالای زمین) ساختمان را امکانپذیر میسازد. این روش برخلاف رویکردهای سنتی (Bottom-Up) که ابتدا کل گودبرداری انجام میشود و سپس ساخت سازه از پایین به بالا آغاز میگردد، عملیات گودبرداری را به صورت مرحلهای و از بالا به پایین پیش میبرد و همزمان، ساخت طبقات نیز در هر مرحله انجام میشود.
در این روش سازه ، خود عامل پایداری گود می باشد
در روش ساخت و ساز از بالا به پایین . ساخت سازه از تراز میانی (صفر) شروع شده و طبقات منفی یک، منفی دو و … به ترتیب ساخته میشوند و در انتها فونداسیون اجرا میگردد.
روش تاپدان به عنوان یک راهحل جهانی برای پروژههای پیچیده و بزرگ، به رسمیت شناخته شده است.
مراحل اصلی روش ساخت تاپ دان
* حفر چاه و ساخت شمعهای نگهبان: در ابتدا، شمعهای اصلی (Pile) در محل ستونهای آینده ساختمان حفر و بتنریزی میشوند. این شمعها به عنوان ستونهای اصلی سازه عمل خواهند کرد و کل بار ساختمان را تحمل میکنند.
* اجرای دیوار حائل (Diaphragm Wall): در اطراف محل گودبرداری، دیوارهای بتنی ضخیم و پیوستهای به عنوان دیوار حائل ساخته میشود. این دیوارها وظیفه نگهداری فشار خاک و آبهای زیرزمینی را بر عهده دارند.
* ساخت سقف اولین طبقه زیرزمین: پس از اجرای شمعها و دیوار حائل، اولین سقف زیرزمین ساخته میشود. این سقف نه تنها به عنوان بخشی از سازه اصلی عمل میکند، بلکه به عنوان یک مهار افقی، دیوارهای حائل را نیز پایدار نگه میدارد.
* گودبرداری و ساخت همزمان: پس از ساخت سقف، گودبرداری به صورت کنترلشده و از زیر آن انجام میشود. با هر مرحله گودبرداری، سقف طبقه پایینتر ساخته میشود. این روند به صورت پلهپله و تا رسیدن به عمیقترین نقطه پروژه ادامه مییابد.
تجهیزات کلیدی روش ساخت تاپ دان
* دستگاههای حفاری عمیق: این دستگاهها برای اجرای شمعهای عمیق و دیوارهای حائل استفاده میشوند. از جمله آنها میتوان به دستگاههای حفاری کیسون (Caisson Drills) و دستگاههای هیدروفرز (Hydrofraise) اشاره کرد که قادر به حفر در عمقهای زیاد و در شرایط سخت خاک هستند.
* جرثقیلها: انواع جرثقیلها، به ویژه جرثقیلهای تاورکرین و جرثقیلهای خزنده ، برای جابهجایی مصالح و تجهیزات سنگین در داخل گود استفاده میشوند.
* پمپ بتن: برای انتقال بتن به طبقات زیرین و اجرای سقفها و دیوارها به پمپهای قدرتمند بتن نیاز است.
* جکهای هیدرولیک: این جکها برای سیستم شورینگ و اعمال فشار کنترلشده و دقیق در سیستمهای موقت و یا برای بالا بردن بخشهایی از سازه استفاده میشوند.
* ابزارها و حسگرهای پایش: در این روش، پایش دقیق و لحظهای سازه و خاک اطراف بسیار اهمیت دارد. از حسگرهای پیشرفته (مانند اینکلینومترها و پیهزومترها) برای اندازهگیری تغییر شکلها و فشارهای خاک استفاده میشود.
مزایا روش ساخت تاپ دان
* سرعت بالا: امکان ساخت طبقات زیرزمینی و روسازه به صورت همزمان، زمان کلی پروژه را به شکل چشمگیری کاهش میدهد.
* ایمنی بیشتر: خود سازه اصلی (سقفها و ستونها) نقش نگهبان دیوارههای گود را ایفا میکند که ایمنی کارگاه را به شدت افزایش میدهد.
* مناسب برای فضاهای محدود شهری: نیاز به فضای بیرونی کمتری برای مهاربندی دارد، که آن را برای پروژههایی که در مناطق پرتراکم شهری اجرا میشوند، ایدهآل میسازد.
* کاهش هزینههای جانبی: با حذف سازههای نگهبان موقت، هزینههای مربوط به طراحی، ساخت، و جمعآوری آنها از بین میرود.
معایب روش ساخت تاپ دان
* پیچیدگی بالا: این روش نیازمند برنامهریزی بسیار دقیق و تیم مهندسی با تجربه است، که پیچیدگی پروژه را بالا میبرد.
* هزینه اولیه بیشتر: به دلیل نیاز به تجهیزات تخصصی و نیروی کار ماهر، هزینه اولیه پروژه ممکن است نسبت به روشهای سنتی بالاتر باشد.
* انعطافپذیری کمتر: تغییرات در طراحی در طول اجرای پروژه دشوار و پرهزچه زمانی روش تاپدان را انتخاب کنیم؟
* فضاهای محدود و پرتراکم شهری: این روش به دلیل نیاز نداشتن به فضای گسترده برای مهاربندیهای موقت، برای پروژههایی که در مراکز شهری شلوغ یا در کنار ساختمانهای حساس قرار دارند، ایدهآل است.
* خاکهای سست و سطح آب زیرزمینی بالا: در این شرایط، اجرای گودبرداریهای عمیق با روشهای سنتی بسیار خطرناک و پرهزینه است. تاپدان با فراهم کردن یک سیستم نگهبان قوی و پایدار، ایمنی پروژه را تضمین میکند.
* پروژههایی که نیاز به ساخت سریع دارند: از آنجایی که این روش امکان اجرای همزمان بخشهای زیرزمینی و روسازی را فراهم میکند، زمان کلی پروژه را به شکل چشمگیری کاهش میدهد.ینه است.
* ایستگاههای مترو : در توسعه سیستمهای حملونقل زیرزمینی ، به دلیل عبور از زیر خیابانها و ساختمانهای حساس و شلوغ، روش تاپدان به طور گستردهای به کار گرفته میشود تا همزمان با ساخت ایستگاهها و تونلها، ترافیک سطحی نیز دچار اختلال نشود.
هزینه روش ساخت تاپ دان
عوامل موثر در هزینه :
* پیچیدگی پروژه: هرچه عمق گودبرداری بیشتر و ابعاد پروژه بزرگتر باشد، به تجهیزات و زمان بیشتری نیاز است که مستقیماً بر هزینهها تأثیر میگذارد.
* نوع خاک: شرایط خاک و سطح آب زیرزمینی میتواند هزینهها را به شکل قابل توجهی افزایش دهد. برای مثال، در خاکهای سست یا در مناطق با سطح آب بالا، نیاز به سیستمهای پایدارسازی قویتر و پمپهای تخلیه آب است.
* هزینه نیروی کار و تجهیزات: استفاده از تجهیزات تخصصی و نیروی کار ماهر در این روش، هزینه بیشتری نسبت به روشهای سنتی دارد. با این حال، باید در نظر گرفت که این هزینهی اولیه با کاهش زمان پروژه و حذف سازههای نگهبان موقت جبران میشود.
* موقعیت مکانی: اجرای پروژه در مناطق شهری پرتراکم، با توجه به ملاحظات ترافیکی و محیطی، هزینهها را افزایش میدهد.
نکته : به طور کلی، هزینه اولیه روش تاپدان نسبت به روشهای سنتی ممکن است بالاتر باشد، اما با در نظر گرفتن صرفهجویی در زمان و ایمنی پروژه و حذف هزینههای سازههای نگهبان موقت، در مجموع میتواند به صرفه و اقتصادیتر باشد.
انتخاب روش ساخت تاپ دان
* چه زمانی روش تاپدان را انتخاب کنیم؟
- فضاهای محدود و پرتراکم شهری: این روش به دلیل نیاز نداشتن به فضای گسترده برای مهاربندیهای موقت، برای پروژههایی که در مراکز شهری شلوغ یا در کنار ساختمانهای حساس قرار دارند، ایدهآل است.
- خاکهای سست و سطح آب زیرزمینی بالا: در این شرایط، اجرای گودبرداریهای عمیق با روشهای سنتی بسیار خطرناک و پرهزینه است. تاپدان با فراهم کردن یک سیستم نگهبان قوی و پایدار، ایمنی پروژه را تضمین میکند.
- پروژههایی که نیاز به ساخت سریع دارند: از آنجایی که این روش امکان اجرای همزمان بخشهای زیرزمینی و روسازی را فراهم میکند، زمان کلی پروژه را به شکل چشمگیری کاهش میدهد.
* ملاحظات انتخاب روش ساخت تاپ دان
انتخاب این روش نیازمند یک تحلیل جامع استراتژیک و مهندسی است که شامل مراحل زیر میشود:
- مطالعات ژئوتکنیک: تحلیل دقیق نوع خاک و سطح آب زیرزمینی برای طراحی صحیح شمعها و دیوارهای حائل.
- طراحی دقیق سازه: طراحی دقیق سازه زیرزمینی و روسازه به گونهای که بتواند نقش مهاربند را ایفا کند.
- انتخاب تجهیزات تخصصی: تهیه و استفاده از تجهیزات پیشرفته مانند دستگاههای حفاری عمیق و ابزارهای پایش.
- برنامهریزی اجرایی دقیق: تدوین یک برنامه زمانبندی دقیق که مراحل گودبرداری و ساخت را به صورت همزمان و هماهنگ پیش ببرد.
برخی نمونه پروژهای اجرا شده به روش ساخت تاپ دان
* برج خلیفه (Burj Khalifa)، دبی، امارات متحده عربی: در اجرای فونداسیون عمیق این برج از روشی مشابه تاپ-دان استفاده شد تا همزمان با گودبرداری، سازه نیز به سرعت بالا برود و پروژه در زمان تعیینشده به پایان برسد.
* برج ۱ مرکز تجارت جهانی (One World Trade Center)، نیویورک، ایالات متحده: این برج که یکی از بلندترین سازههای نیمکره غربی است، از این روش برای اجرای همزمان بخشهای زیرزمینی و سازه اصلی بهره برد.
* برج شانگهای (Shanghai Tower)، شانگهای، چین: این برج به دلیل موقعیت مکانی در منطقهای با خاک نرم، به فونداسیون بسیار پیچیدهای نیاز داشت که با استفاده از تکنیکهای تاپ-دان اجرا شد.
* خط متروی دوحه، قطر: در بسیاری از ایستگاههای متروی دوحه، برای کاهش تأثیر بر ترافیک شهری و اجرای سریعتر پروژه، از روش تاپ-دان استفاده شده است.
* خط مترو کراسریل (Crossrail)، لندن، بریتانیا: این پروژه بزرگ زیرزمینی برای احداث ایستگاههای جدید و تونلها در مناطق شلوغ و پرتراکم شهری، به طور گسترده از این روش بهره برد.
* هتل بزرگ فردوسی تهران : با توجه به عمق گودبرداری حدود ۲۵ متر و موقعیت مکانی آن در یک منطقه شهری و پرتراکم (میدان امام خمینی)، روش تاپ-دان به این پروژه کمک کرده تا همزمان با گودبرداری طبقات زیرین، سازه اصلی نیز اجرا شود. این کار باعث کاهش زمان پروژه و افزایش ایمنی در حین ساخت شده است.
* پارکینگ طبقاتی نیایش تهران : این پروژه با عمق گودبرداری ۳۶ متر و داشتن ۱۰ طبقه زیرزمین، یکی از پیچیدهترین پروژههای شهری ایران به حساب میآید. استفاده از روش تاپ-دان برای این پارکینگ، امکان اجرای سریع و ایمن پروژه را در مجاورت اتوبانهای شلوغ و با حداقل مزاحمت برای ترافیک فراهم کرده است.
* برج میلاد، تهران: در ساخت فونداسیون این برج و بخشهای زیرین آن از روشهای مشابه تاپ-دان استفاده شده. این پروژه به دلیل عمق گودبرداری و پیچیدگیهای ژئوتکنیکی یک نمونه بارز محسوب میشه.
* پروژههای خطوط مترو، تهران و سایر شهرها: بسیاری از ایستگاهها و تونلهای مترو در شهرهای بزرگ ایران به خصوص تهران، برای کاهش ترافیک سطحی و افزایش سرعت اجرا در مناطق پرتراکم شهری، با این روش ساخته شدن.
* پروژه ایرانمال (بازار بزرگ ایران)، تهران: بخشهای وسیعی از گودبرداری و فونداسیون این مجتمع بزرگ تجاری، فرهنگی با روش تاپ-دان اجرا شده است.
* تونل توحید، تهران: اجرای تونلهای شهری با روش تاپ-دان به دلیل محدودیتهای فضایی و نیاز به سرعت بالا در مناطق پرجمعیت، بسیار متداول است. تونل توحید یکی از نمونههای موفق در این زمینه است.
مجری و پیمانکار اجرای روش ساخت تاپ دان
در حال شناسایی
موضوعات مرتبط
* در حال ویرایش