چه پروژه هایی برای اجرای روش تاپ دان مناسب هستند؟
روش ساخت از بالا به پایین معمولاً برای پروژه هایی که نیاز به پایدارسازی گود در هر چهار طرف دارند، انتخابی ایده آل و اقتصادی محسوب می شود. همچنین، این روش برای زمین هایی که فضای کافی برای اجرای روش مهار متقابل وجود ندارد، بسیار کاربردی است.
به دلیل کاهش زمان اجرا، افزایش ایمنی و بهینه سازی فرآیند ساخت وساز، روش تاپ دان به یکی از فناوری های پیشرفته در ساخت پروژه های عمرانی و ساختمانی تبدیل شده است.
کاربردهای روش تاپ دان (Top-Down Construction)
– احداث پل های زیرگذر شهری و بین شهری
– ساخت فضاهای زیرزمینی مانند مخازن آب و فاضلاب
– اجرای ایستگاه های مترو در زیر شریان های اصلی شهر
– ساخت تونل های شهری و برون شهری
– ساختمان های واقع در مناطق پرتراکم شهری با نیاز به چندین طبقه زیرزمین
به دلیل مزایای فنی و اقتصادی روش تاپ دان، این فناوری به یکی از انتخاب های برتر در پروژه های عمرانی و زیرساختی تبدیل شده است.
مراحل اجرای روش تاپ دان (Top-Down Construction)
روش تاپ دان یا ساخت از بالا به پایین در اسکلت های بتنی و فولادی قابل اجرا است. در روش های سنتی، اجرای ساختمان از فونداسیون آغاز می شود، اما در روش تاپ داون، فونداسیون در آخرین مرحله اجرا می شود.
مراحل اجرای روش تاپ دان به ترتیب شامل:
♦ حفر چاهک
♦ نصب ستون ها و بتن ریزی شمع ها
♦ اجرای دال کف
♦ آرماتوربندی دیوار حائل طبقه منفی یک و تیر پایین دیوار
♦ قالب بندی و بتن ریزی دیوار حائل طبقه منفی یک
♦ خاکبرداری تا تراز طبقه منفی دو + ارتفاع تیر پایین دیوار
♦ اجرای دال کف طبقه منفی یک و بتن ریزی هم زمان تیرها
این فرآیند به همین ترتیب در طبقات پایین تر ادامه می یابد تا در نهایت به اجرای فونداسیون برسیم.
اجرای روش تاپ دان در سازه های بتنی
در اجرای روش تاپ دان در اسکلت بتنی، مراحل زیر به ترتیب انجام می شوند:
۱- حفر چاهک (Pilot Hole Drilling)
اولین مرحله در اجرای روش تاپ داون، حفر چاهک است که برای تعبیه شمع ها و ستون های بتنی انجام می شود. این مرحله نقش کلیدی در انتقال بار سازه به زمین دارد.
در واقع، شمع ها همان پی های عمیق یا فونداسیون شمعی هستند که به صورت موقت، بار ساختمان را تا زمان اجرای فونداسیون اصلی تحمل می کنند.
در مرحله نهایی اجرای سازه معکوس، زمانی که فونداسیون اجرا شد، عملکرد شمع ها تکمیل شده و فونداسیون به عنوان سرشمع بتنی عمل می کند. به همین دلیل، در مرحله طراحی فونداسیون، ظرفیت باربری شمع ها نیز محاسبه می شود و در نهایت، مجموع شمع ها و سرشمع ها، سیستم فونداسیون نهایی را تشکیل می دهند.
نکات کلیدی حفر چاهک در اجرای روش تاپ دان
در اجرای روش تاپ دان (ساخت از بالا به پایین)، حفر چاهک یکی از مراحل اساسی برای تعبیه شمع ها و ستون های بتنی محسوب می شود. در این مرحله، رعایت نکات زیر ضروری است:
♦ روش های حفر چاهک:
چاهک ها را می توان به دو روش دستی یا مکانیزه (با استفاده از ماشین آلات حفاری) حفر کرد.
♦ شرایط خاک در حفر دستی:
در صورتی که چاهک ها به صورت دستی حفر شوند، خاک محل پروژه باید چسبندگی نسبی داشته باشد تا از ریزش دیواره چاهک جلوگیری شود. اما در صورت استفاده از تجهیزات مناسب مانند بنتونیت و کیسینگ (غلاف فولادی)، این محدودیت برطرف خواهد شد.
♦ ابعاد چاهک:
قطر چاهک ها معمولاً بین ۸۰ سانتی متر تا ۱ متر در نظر گرفته می شود تا امکان ورود نیروی کار به داخل چاهک فراهم باشد.
عمق چاهک ها بر اساس میزان گودبرداری به علاوه طول شمع تعیین می شود.
♦ قرارگیری قفسه آرماتور:
پس از حفر چاهک، قفسه آرماتور درون چاهک قرار داده می شود که بخشی از سازه بتنی نهایی را تشکیل می دهد.
با رعایت این نکات، اجرای چاهک در روش تاپ دان با ایمنی و دقت بالا انجام شده و بستر مناسبی برای اجرای ستون های بتنی و انتقال بار سازه فراهم می شود.
۲- نصب ستون ها و بتن ریزی شمع در روش تاپ دان
در این مرحله از اجرای روش تاپ دان، ستون های بتنی پیش ساخته با طول گیرداری تعیین شده داخل چاهک ها قرار گرفته و سپس شمع ها بتن ریزی می شوند.
♦ استفاده از ستون های پیش ساخته در تاپ دان
در روش ساخت از بالا به پایین، معمولاً برای بخش زیر تراز همکف از ستون های بتنی پیش ساخته استفاده می شود. یکی از مهم ترین مزایای ستون های پیش ساخته، داشتن سطح صاف و صیقلی است که باعث سهولت در نازک کاری و افزایش کیفیت اجرای سازه می شود.
♦ گزینه های جایگزین به جای ستون های پیش ساخته
به جای ستون های پیش ساخته، می توان از گزینه های زیر نیز استفاده کرد:
* ستون بتنی درجا: مقاطع مربع، مستطیل یا دایره ای که بر اساس تجهیزات حفاری موجود انتخاب می شوند.
* ترکیب ستون های لاغر با ژاکت بتنی: در این روش، ستون های لاغر در هنگام ساخت سازه اصلی با ژاکت بتنی تقویت می شوند.
* ستون مرکب فولادی: استفاده از ستون های فلزی ترکیبی به عنوان جایگزین ستون های بتنی.
♦ نحوه اجرای ستون های پیش ساخته
برای اجرای ستون های پیش ساخته، مراحل زیر طی می شود:
۱. آرماتوربندی ستون ها در کارگاه مخصوص
۲. قالب بندی و بتن ریزی ستون ها
۳. تراکم بتن و پرداخت سطح ستون ها برای دستیابی به سطحی صاف و مقاوم
این فرآیند باعث افزایش سرعت اجرای پروژه، کاهش هزینه ها و بهبود کیفیت نهایی سازه در روش تاپ دان می شود.
مراحل نصب ستون و بتن ریزی در روش تاپ دان
در اجرای روش تاپ دان (Top-Down Construction)، رعایت استانداردهای نصب ستون ها و بتن ریزی شمع اهمیت زیادی دارد. در ادامه، مراحل اجرای این فرآیند و نکات کلیدی آن را بررسی می کنیم:
۱- آماده سازی برای بتن ریزی ستون ها
♦ قرار دادن آرماتورهای اتصال تیر و دیوار حائل
هنگام ساخت ستون های پیش ساخته، در قسمت هایی که قرار است به تیرها و دیوارهای حائل متصل شوند، باید آرماتورگذاری مطابق با محاسبات مهندسی انجام شود.
سر آرماتورها باید رزوه کاری شود تا امکان اتصال مقاوم و دقیق به سایر بخش های سازه فراهم گردد.
♦ محافظت از آرماتورها در زمان بتن ریزی
قبل از بتن ریزی ستون ها، لازم است روی سر رزوه شده آرماتورها، غلاف و یونولیت قرار داده شود.
این کار مانع از آغشته شدن رزوه ها به بتن شده و پس از خشک شدن بتن، یونولیت به راحتی جدا می شود.
ادامه مراحل نصب ستون و بتن ریزی در روش تاپ دان
در مراحل بعدی، نحوه استقرار ستون های پیش ساخته، تثبیت آن ها در چاهک و اجرای بتن ریزی شمع را بررسی خواهیم کرد تا با جزئیات فنی این روش مهندسی پیشرفته بیشتر آشنا شوید.
اتصال آرماتورهای تیر و دیوار حائل به ستون ها
پس از حذف یونولیت و غلاف ها، می توان آرماتورهای طولی تیر و دیوار حائل را به آرماتورهای تعبیه شده در ستون ها متصل کرد. این اتصال معمولاً از طریق روش کوپلینگ میلگرد انجام می شود که موجب افزایش استحکام سازه و یکپارچگی اتصال ها می گردد.
استفاده از کوپلر میلگرد در این فرآیند، علاوه بر بهبود عملکرد سازه در برابر بارهای فشاری و کششی، باعث کاهش میزان همپوشانی میلگرد و افزایش سرعت اجرای پروژه نیز می شود.
۳- اتصال ستون ها به فونداسیون
برای اتصال ستون ها به فونداسیون، باید در انتهای ستون هایی که به فونداسیون متصل می شوند، آرماتورهای رزوه شده تعبیه شود. این آرماتورها مانند آرماتورهای تیر و دیوار حائل درون ستون قرار گرفته و پیش از بتن ریزی، با غلاف و یونولیت پوشانده می شوند.
این کار از آغشته شدن رزوه های آرماتور به بتن جلوگیری کرده و در پایان کار، امکان اتصال دقیق و مقاوم آرماتورهای فونداسیون به ستون ها از طریق کوپلینگ میلگرد فراهم می شود . این روش باعث افزایش استحکام سازه و بهبود عملکرد اتصالات در برابر بارهای فشاری و کششی می شود.
۴- حمل و نقل ستون های پیش ساخته
برای حمل و نقل ستون های پیش ساخته، باید ابعاد استاندارد تریلی های حمل بار در نظر گرفته شود. معمولاً طول کف تریلی ها حداکثر ۱۲ متر است، بنابراین ستون های پیش ساخته باید در ابعادی بین ۱۲ تا ۱۴ متر طراحی شوند.
در صورتی که طول ستون بیش از ۱۲ متر باشد و بخشی از آن از تریلی خارج شود، لازم است یک خودروی اسکورت در پشت تریلی حرکت کند. این اقدام از بروز خطرات احتمالی در مسیر حمل ونقل جلوگیری کرده و ایمنی جاده ای را افزایش می دهد.
ایجاد محل های مخصوص برای حمل ستون های پیش ساخته
در مرحله آرماتوربندی ستون های پیش ساخته، برای تسهیل در حمل و جابه جایی ستون ها، لوله های داربستی در نقاط مشخصی از ستون تعبیه می شوند. این کار باعث ایجاد فضاهای خالی در بدنه ستون شده که امکان حمل آسان تر و ایمن تر ستون ها را فراهم می کند.
محل قرارگیری این لوله های داربستی بر اساس محاسبات مهندسی و نظر طراح سازه تعیین می شود تا ضمن حفظ استحکام ستون، فرآیند حمل ونقل و نصب نیز بهینه سازی شود.
۵- اتصال ستون ها در روش تاپ دان
برای پروژه هایی که گودبرداری آن ها عمق بیش از ۱۲ متر دارد، لازم است طول مناسب ستون ها تأمین شود. به همین منظور، اتصال دو ستون به یکدیگر انجام می شود.
مراحل اتصال ستون ها:
ابتدا ستون زیرین درون شمع قرار داده می شود.
با استفاده از لوله های داربستی تعبیه شده در ستون، ستون در ارتفاع مشخصی نگه داشته می شود.
سپس ستون بعدی به ستون زیرین متصل شده و در عمق مناسب جای گذاری می شود.
روش های اتصال ستون ها:
* اتصال کوپلینگ: در این روش، انتهای آرماتورهای طولی رزوه می شوند و از ستون بیرون می مانند. سپس، با استفاده از کوپلر مناسب، آرماتورهای رزوه شده به یکدیگر متصل می شوند که این اتصال باعث افزایش استحکام و یکپارچگی سازه می شود.
* اتصال فلنجی: در برخی موارد، از اتصال فلنجی برای اتصال دو ستون به یکدیگر استفاده می شود که بسته به طراحی سازه و نوع بارهای وارد بر ستون، گزینه مناسبی خواهد بود.
این روش ها باعث افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای فشاری و کششی شده و نقش مهمی در پایداری و ایمنی ساختمان در روش تاپ دان ایفا می کنند.
اتصال فلنجی ستون ها در روش تاپ دان
در روش اتصال فلنجی، در هنگام بتن ریزی ستون ها، یک پلیت فولادی در انتهای ستون تعبیه می شود. این پلیت ها نقش اتصال دهنده بین دو ستون را ایفا می کنند.
مراحل اجرای اتصال فلنجی ستون ها:
قرار دادن پلیت در انتهای ستون هنگام بتن ریزی.
چیدمان دقیق پلیت های دو ستون روی یکدیگر و اتصال آن ها.
تزریق دوغاب منبسط شونده در محل اتصال برای پُر کردن فضاهای خالی و افزایش استحکام اتصال.
♦ چرا از دوقاب منبسط شونده استفاده می شود؟
استفاده از دوقاب منبسط شونده باعث می شود که هیچ فضای خالی بین دو ستون باقی نماند واتصال کاملاً مقاوم و یکپارچه باشد.
♦ اتصال ستون های در تراز همکف به طبقات بالاتر:
در انتهای ستون هایی که در تراز همکف قرار می گیرند، باید آرماتورهای رزوه شده تعبیه شود.
این آرماتورها به ستون های طبقات بالاتر (که معمولاً درجا ساخته می شوند) متصل شده و از طریق کوپلینگ میلگرد، وصله می شوند.
این روش اتصال، پایداری سازه را افزایش داده و از جابجایی یا ضعف در نقاط اتصال جلوگیری می کند.
۳- اجرای دال کف در روش تاپ دان
در این مرحله از روش تاپ دان، اجرای تیرها و دال کف انجام می شود. دال کف در این روش، سازه ای دائمی است که به جای قیدهای فشاری در روش گودبرداری مهاربندی شده عمل کرده و مقاومت لازم در برابر فشار خاک پشت دیوارهای نگهدارنده را فراهم می کند.
مراحل و نکات اجرای دال کف در روش تاپ دان:
♦ ۱. گودبرداری اولیه قبل از اجرای دال کف
در ابتدای عملیات، حدود ۲ تا ۳ متر گودبرداری انجام می شود که کمتر از عمق بحرانی است.
این میزان گودبرداری، امکان استقرار ماشین آلات در عمق مناسب را فراهم کرده و اجرای دال کف (در تراز صفر) را تسهیل می کند.
♦ ۲. آرماتوربندی و بتن ریزی دال کف در تراز همکف
محل بازشوهای دسترسی به طبقات پایین در طراحی دال کف در نظر گرفته می شود.
سپس آرماتوربندی و بتن ریزی دال کف در تراز همکف اجرا می شود.
♦ ۳. طراحی دقیق بازشوهای دسترسی
ابعاد و محل بازشوها باید به گونه ای باشد که ماشین آلات حفاری به طبقات پایین تر دسترسی داشته باشند.
در پایان پروژه، تمهیدات لازم برای آرماتوربندی و بتن ریزی نهایی جهت بستن بازشوها فراهم می شود.
اهمیت اجرای دال کف در روش تاپ دان
دال کف علاوه بر پایداری سازه، نقش کلیدی در کنترل فشارهای جانبی خاک و انتقال بارها به بخش های پایین تر ساختمان دارد . رعایت استانداردهای اجرایی در این مرحله، دوام و ایمنی سازه را افزایش داده و سرعت اجرای پروژه را بهبود می بخشد.
۶- خاکبرداری تا تراز طبقه منفی دو
در این مرحله، خاکبرداری تا عمق یک طبقه به علاوه ارتفاع تیر پایین دیوار انجام می شود، مشابه مراحل قبلی. در این شرایط، دیوارهای حائل طبقات بالایی به صورت معلق باقی می مانند.
♦ نکات کلیدی در این مرحله:
سطح خاکبرداری شده باید کاملاً مسطح و رگلاژ شود تا بستر مناسبی برای اجرای مراحل بعدی فراهم گردد.
پس از آماده سازی سطح، بتن مگر اجرا می شود تا سطح یکنواخت و مقاومی برای ادامه ساخت وساز ایجاد شود.
۷- اجرای دال کف طبقه منفی یک
در این مرحله، دال کف طبقه منفی یک به همراه بتن ریزی تیرهای آن، به صورت هم زمان اجرا می شود. این فرآیند در تمام طبقات زیرین ادامه می یابد تا به فونداسیون برسیم.
جمع بندی
اجرای موفق این روش مستلزم رعایت استانداردهای فنی و مهندسی است تا از چالش هایی مانند نشست زمین و نفوذ آب زیرزمینی جلوگیری شود.
- 9
- 5
