معرفی روش ساخت تاپ دان:

روش تاپ دان یک روش ساخت برای زیرزمین های عمیق است که در آیین نامهBS: 8002 نیز برای سازه های نگهبان ارایه شده است. این روش از اوایل دهه 60 میلادی به تصویب رسید و تاکنون در کشورهای مختلفی براساس نیاز ساختگاه استفاده شده است. روش تاپ – دان یک روش نوآورانه حفاری است که کم کم در حال کسب مقبولیت در صنعت است (لانگ، 2001).

در روش ساخت تاپ – دان امکان اجرای همزمان طبقات زیر زمین همراه با پیشروی به تراز زیر پی و انجام عملیات خاکبرداری وجود دارد. در روش آپ – دان امکان ساخت همزمان بخش روسازه بالاتر از سطح زمین همراه با پیشروی طبقات زیرزمین و اجرای عملیات گودبرداری وجود دارد. اصول روش ساخت از بالا به پایین بر این قرار دارد که در ابتدا المان های باربر قائمی نصب میشود و سیستم سازه نگهبان از تراز طبیعی سطح زمین با استفاده از شمعها و دیوارهای حایل، پیش از انجام هرگونه خاکبرداری، ساخته می شود. سپس یک پوشش درجا ریخته شده (طبقه همکف معلق آینده) با پوشاندن مساحتی که باید حفاری شود، ساخته می شود. این کار با دنبال کردن خاکبرداری زیر پوشش درجا ریخته شده تا عمق موردنیاز انجام می پذیرد. این در حالی است که به طور همزمان ساخت روسازه نیز پیش میرود. استفاده از این روش خلاقانه در گودبرداری های عمیق منجر به شتاب گرفتن زمان بندی اجرای پروژه ها در مقایسه با روش های متداول موقتی است.

برخلاف روش های سنتی،در روش تاپ – دان، ابتدا دیوار پیرامونی ساخته می شود و معمولاً پی های شمعی و ستون ها از تراز زمین نصب می شود.

دال طبقه همکف نیز ریخته میشود و سپس حفاری طبقات زیرزمین با استفاده از یک بازشدگی که داخل دال ایجاد شده است، انجام می پذیرد. اساساً در روش ساخت از بالا به پایین نیازمندی به خاکبرداری زیر تراز زمین و ایجاد یک گود را منتفی میکند و ساختگاه پروژه برای ساخت از روز اول در دسترس است. این روش به طور قابل توجهی میزان خسارت به سازه های همجوار پروژه که به تغییرشکل و حرکت خاک حساس اند را کاهش میدهد. همچنین این روش به طور قابل توجهی سرعت تحویل پروژه به کارفرما را تسریع میکند، سبب کاهش استفاده از منابع و همچنین آلودگی شده و منجر به بهره وری در هزینه ها می شود. تعدادی گام های جزیی به عنوان بخشهایی از روند انجام این کار وجود دارد که شامل موارد زیر است:

گام 1: شمع های درجا که به عنوان ستون های زیرزمین و سیستم نگهبان پیرامونی به کار می رود از زیر تراز ستون ها و دیوارهای همکف، ریخته می شود.

گام 2: دال طبقه همکف در بالای شمعها و دیوارهای پیرامونی ریخته می شود.

گام 3: ساخت سازه بالای تراز زمین می تواند آغاز شود.

گام 4: پس از اینکه دال بتنی به مقاومت مشخصی رسید، خاکبرداری زیر دال طبقه همکف ادامه پیدا میکند.

در صورتی که طبقات متعدد زیرزمین مورد نیاز باشد، می توان این فرآیند را تکرار کرد. این روش برای سازه ای که از نظر تئوری دارای ارتفاع نامحدود باشد، مجاز است.

نصب دیوار حایل پیرامونی و ستونهای میانی سازه اصلی در صورت لزوم

اجرای دال سقف تراز زمین و سپس خاکبرداری اولین زیرزمین؛ بازشدگی داخل سقف امکان انتقال خاک به بیرون را میدهد

اجرای فونداسیون و بستن بازشدگی های سقفها و تکمیل سازه زیرزمین

نصب دیوار حایل پیرامونی

مراحل اجرایی روش تاپ – دان برای زیرزمین های عمیق را می توان به شرح زیر بیان کرد:

- شمع های درجا که به عنوان ستون های زیرزمین و سیستم نگهبان پیرامونی است از زیر تراز ستون ها و دیوارهای همکف، ریخته میشود. ابتدا دیوارهای پیرامونی زیرزمین اجرا می شود. این دیوار می تواند از نوع دیوار درجاریز، دیوارهای دیافراگمی پیش ساخته بتنی یا با استفاده از روش دوغاب بنتونیت،شمع های سکانتی، شمع های پیوسته یا سپری های فولادی باشد. استفاده از انواع دیوارهای حایل در این روش امکان پذیر است.

اجرای شمع های درجا

۲- پس از اجرای دیوار حایل با توجه به شرایط پروژه و عمق گودبرداری میتوان ستون های میانی سازه را اجرا کرد.

اجرای ستون فولادی بر روی شمع های درجای موقت برای ساخت و ساز زیرزمین

اجرای اتصال بین ستون فلزی و شمع های اجرا شده

ستونهای اجرا شده بر روی شمع ها به عنوان پشتیبان روش بالا - پایین و همچنین به عنوان ستون دائمی برای ساختار آینده

۳- پیش از هرگونه عملیات خاکبرداری، دال سقف زیرزمین اول از تراز زمین موجود اجرا می شود. دال سقف به عنوان یک مهار متقابل عمل میکند. در داخل دال یک بازشدگی تعبیه خواهد شد تا خاک های حاصل از عملیات خاکبرداری از طریق آن به بیرون از سایت انتقال یابد. پس از اجرای دال سقف اولین طبقه زیرزمین، عملیات خاکبرداری اولین زیرزمین انجام می شود.

سطح اول حفاری برای دسترسی به ساخت دال طبقه همکف

دال طبقه همکف در بالای شمعها و دیوارهای پیرامونی ریخته می شود .

اتمام و تکمیل دال طبقه همکف و شروع به حفر رو به پایین برای اولین زیرزمین با استفاده از ستون فلزی به عنوان پشتیبان

اتمام و تکمیل دال طبقه همکف و شروع به حفر رو به پایین برای اولین زیرزمین با استفاده از ستون فلزی به عنوان پشتیبان

۴- پس از پایان یافتن خاکبرداری اولین زیرزمین و رسیدن به تراز سقف زیرزمین دوم، مجدداً عملیات اجرای دال سقف و پس از آن خاکبرداری انجام می شود. این روند تا رسیدن به تراز زیر پی ادامه پیدا میکند.

امکان اجرای سازه بالایی پس از اتمام دال طبقه همکف

اجرای دال طبقه همکف و زیرزمین اول

انجام مراحل بالا و خاکبرداری تا اتمام کامل زیرزمین

انجام مراحل بالا و خاکبرداری تا اتمام کامل زیرزمین

انجام مراحل بالا و خاکبرداری تا اتمام کامل زیرزمین

۵- پس از پایان عملیات خاکبرداری آخرین زیرزمین با رسیدن به تراز زیر پی سازه عملاً گودبرداری پایان میپذیرد.

۶- در مرحله آخر فونداسیون سازه اجرا و بازشدگی های ایجاد شده در دال سقفها بسته می شود و سازه زیرزمین تکمیل می شود.

تکمیل دیوارهای حائل پیرامونی و ستونهای میانی با استفاده از بتن مسلح

عکسی از ستون فلزی زیرزمین که در نهایت با روکشی از بتن مسلح برای تبدیل شدن به ستون دائمی اجرا میشود .

لازم است ذکر شود که در عمل هریک از مراحل مذکور با توجه به شرایط ویژه یک سایت انجام می شود و ممکن است نحوه اجرا از یک سایت به سایت دیگر متفاوت باشد. لذا شرایط ژئوتکنیکی ساختگاه، ملاحظات طراحی و مسایل اجرایی و همجواری پروژه است که تعیین میکند از چه روشی برای اجرا استفاده شود. در مواردی که امکان اخذ رضایت از همسایه های مجاور گودبرداری یا مقابله با تراز بالای سطح آب زیرزمینی در پروژه مطرح باشد، تقریباً تنها روش مطمئن و قابل اجرا است.