تصور اینکه شما اول اقدام به احداث ساختمان بکنید بعد برای ساخت طبقات منفی ، زیر آن را خالی کنید ، شاید در ابتدا غیرعلمی به نظر برسد . اما امروزه روش گودبرداری و اجرای سازه از بالا به پایین ، بسیار ایمن تر و اجرایی تر از گودبرداری های معمول بوده و مورد استقبال مهندسین واقع شده است . در این نوشته با این تکنولوژی بیشتر آشنا میشویم :
افزایش سریع جمعیت شهری و نیاز روزافزون بشر به ساخت‌های عمرانی از قبیل ساختمان‌های بلند و زیرساخت‌هایی همچون خطوط زیرزمینی و قطار شهری از یک طرف و محدودیت‌های توسعه شهری از سوی دیگر باعث شده تا به تدریج مسئله گودبرداری‌های عمیق در فضای شهری به عنوان اولین گامِ اجرای یک فعالیت عمرانی، بسیار مورد توجه مهندسین و مدیران ساخت قرار گیرد. از این رو انتخاب نحوه گودبرداری، نوع سیستم محافظ گود و روش ساخت مناسب با تامین کلیه شرایط اقتصادی، اجتماعی و ایمنی، از موارد مهمی است که انتخاب دقیق آن‌ها تاثیر زیادی بر روند اجرای طرح خواهد داشت.
استفاده از روش سنتی اجرای سازه‌ها از کف تا بالاترین تراز ساختمان، معروف به روش پایین به بالا، Bottom-Up برای اجرای سازه‌های کوچک تا متوسط بسیار متداول می‌باشد که متاسفانه در کشور عزیزمان این روش برای ساخت سازه‌ها با هر اندازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، گودبرداری تا عمق معین به همراه سیستم مهار جانبی صورت گرفته و ساخت سازه از فونداسیون آغاز می‌گردد. و با ساخت سازه اصلی از کف به سمت بالا ادامه و با تکمیل سقف نهایی پایان می یابد
سیستم محافظ گود متداول در این روش عمدتاً میخکوبی است که دارای هزینه بالا، سرعت اجرای پایین و عدم اطمینان کافی در گودبرداری‌های حجیم می‌باشد.
برخلاف روش مذکور روش پیشرفته ای بنام Top-Down وجود دارد که در سالهای اخیر در پروژه های بزرگ عملا جایگزین روش ساخت سنتی در کشورهای صنعتی گردیده است.
استفاده از تکنیک بالا به پایین در ساخت سازه‌های زیرزمینی یکی از روشهای نوین اجرایی است که علاوه بر کاهش زمان اجرا و سرعت ساخت نقش بسزایی در تامین شرایط لازم برای احداث سازه در فضاهای محدود و پرتردد شهری دارد. معضلات ساخت و سازهای زیرزمینی درون‌شهری به خصوص در کلان‌شهرها از قبیل اختلال در عبور و مرور و ایجاد ترافیک و خطرات ناشی از گودبرداری‌های عمیق، همواره مدیریت شهری را با چالش‌های بسیاری مواجه کرده است.
این روش به عنوان انقلابی در ساخت سازه‌های بزرگ زیرزمینی، برای اولین بار در دهه 70 میلادی، در ساخت ایستگاه‌های مترو شهرهای پاریس و میلان مورد استفاده قرار گرفت و اصطلاحاً به آن روش پوش و کند (Cover then Cut) می‌گفتند. در سالهای اخیر و در پروژه‌های بزرگ استفاده از این روش نوین ساخت با نام بالا به پایین (UP/Down Method) به دلیل مزایای عمده خود عملاً جایگزین روشهای سنتی در کشورهای صنعتی شده است؛ به گونه‌ای که امروزه این روش مختص ساخت سازه‌های زیرزمینی و برج‌های بلند با زیرزمین‌های عمیق شده است. از نمونه‌های استفاده از روش مذکور می‌توان به ساخت قسمت‌هایی از طبقات زیرزمینی مارینا اسکای پارک سنگاپور در سال 2007 میلادی، برج تجاری بیتکسوی ویتنام در سال 2010 میلادی، برج سایه لندن در سال 2013 و طبقات زیرین برج شانگهای چین با مساحتی بالغ بر 35 هزار متر مربع اشاره کرد.
روش نوین ساخت بالا به پایین :
این روش شامل ساخت همزمان بالا و پایین یک ساختمان در یک زمان مشخص است که در آن سازه فوقانی و تحتانی با هم اجرا می‌شوند. این تکنیک نوین که عمدتاً در مناطق شهری برای تسریع در انجام مراحل پروژه‌ها مد نظر قرار می‌گیرد، خود ترکیبی از تکنیک‌هایی چون استفاده از دیوارهای دیافراگمی به عنوان دیوار محافظ گود (در زمین‌های سست)، اجرای شمع درجا با استفاده از ماشین آلات مخصوص و روش‌هایی برای حفاری خاک محل پروژه است.
مراحل اجرایی روش ساخت بالا به پایین
استفاده از روش بالا به پایین علاوه بر کاهش تاخیر ناشی از حفر زیرزمین، تاثیر به سزایی بر مدیریت برنامه زمان‌بندی انجام پروژه خواهد داشت. این روش شامل مراحل اجرایی خاصی است که از آن می‌توان برای هر پروژه بسته به شرایط آن استفاده نمود. مراحل کلی استفاده از روش بالا به پایین به شرح زیر است:
1-نصب دیوار حائل محیطی: به عنوان اولین مرحله در ساخت سازه زیرزمینی در این روش، می‌بایست نسبت به اجرای دیوارهای محیطی سازه اقدام نمود. این دیوارها که در مراحل ابتدایی به عنوان محافظ گود کاربرد دارند، در مراحل بعدی به عنوان دیوار دائمی سازه اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از روش دیوار دیافراگمی نسبت به سایر روشهای اجرایی در ساخت دیوارهای محیطی سازه زیرزمینی به دلیل مزایای فراوان آن، کاربرد بیشتری دارد.
2- اجرای ستون‌های باربر و فونداسیون: اجرای ستون‌های میانی و باربر سازه زیر زمینی در نقاط مشخص شده با استفاده از یکی از تکنیک‌های شمع درجا یا ستون‌های پیش ساخته صورت می گیرد. بسته به موقعیت، در صورت نیاز به اجرای فونداسیون و افزایش باربری ستون، لازم است تا از شمع‌های پدستالی (انباره دار در انتهای شمع) استفاده شود. روشهای متفاوتی برای اجرای ستون‌ها وجود دارد که از آن جمله می‌توان به اجرای ستون‌های بتنی درجا با مقاطع مربع، مستطیل و یا دایره‌ای بر اساس تجهیزات حفاری موجود، ستون‌های بتنی پیش ساخته، مرکب فولادی، ترکیب ستون‌های لاغر با ژاکت بتنی در حین ساخت سازه اصلی اشاره نمود.
3- اجرای سقف نهایی سازه زیرزمینی: در این مرحله پس از اجرای ستون‌های باربر با در نظر گرفتن آرماتورهای انتظار در انتهای ستون‌ها و رگلاژ نمودن کف و اجرای بتن مگر، نسبت به آرماتوربندی و بتن‌ریزی سقف نهایی بر روی زمین طبیعی اقدام می‌شود.
نکته‌ای بسیار مهم که می‌بایست در زمان اجرای سقف‌ها خصوصاً سقف نهایی سازه زیرزمینی مد نظر قرار داد تعیین موقعیت اجرای بازشو‌های موقت است چرا که پس از اجرای سقف نهایی، کلیه عملیات اجرایی در ترازهای پایین‌تر صورت می‌گیرد و عملا ارتباط کارگاه روزمینی و زیرزمینی از طریق این بازشوها انجام خواهد شد. به این منظور موقعیت و ابعاد بازشوها باید به گونه‌ای انتخاب شود که علاوه بر تامین قابلیت مانور ماشین آلات حفار و حمل، 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.
4- گودبرداری و اجرای سقف پایین‌تر: پس از تکمیل سقف نهایی، با قرار گرفتن ماشین‌آلات حفاری در محل بازشوها و گودبرداری تا تراز اجرایی سقف پایین‌تر، عملیات خاکبرداری ادامه مییابد و اتصال سقف به ستون‌ها و دیوارهای اصلی با استفاده از یکی از تکنیک‌های اتصالات جوشی یا مکانیکی انجام می‌گیرد.
در ابتدای حفاری عمدتاً از بیل مکانیکی معکوس جهت سرعت‌دهی به امر خاکبرداری استفاده می‌شود و با ایجاد رمپ راهی مناسب برای عبور و مرور ماشین‌آلات حمل و خروج مصالح ایجاد می‌گردد، شکل خارج کردن مصالح از درون بازشوها بر اساس عمق و ابعاد سازه زیرزمینی و بدون ایجاد رمپ نیز امکان‌پذیر است. پس از رسیدن به ترازهای مورد نظر، با رگلاژ نمودن کف و اجرای بتن مگر، مراحل اجرای سقف بعدی با آرماتوربندی و بتن‌ریزی در ترازهای مختلف بر روی زمین طبیعی اجرا می‌شود. 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 لازم است به آن دقت شود.
5- تکرار مرحله 4 تا رسیدن به اجرای فونداسیون: با تکرار مرحله قبلی، با خاکبرداری و رسیدن به تراز هر سقف زیرین، آن سقف نیز اجرا می‌شود و در حین انجام، مراحل تکمیل سقفهای فوقانی سازه زیرزمینی با اجرای تاسیسات و … ادامه مییابد. پس از رسیدن به پایین‌ترین تراز، فونداسیون طراحی شده در ریشه‌ی ستون‌ها اجرا می‌شود.
6- اجرای بنای فوقانی: اجرای سازه‌ی فوقانی به روشهای مرسوم و طبق ضوابط، به طور موازی و همزمان با انجام مرحله 4 صورت می‌گیرد
- چند تصویر شماتیک از نحوه اجرای روش بالا به پایین :
- دانلود دو فایل پی دی اف در مورد روش اجرای top /down:
سازه خودپایدار برای نگهداری ترانشه ها؛ طرحی از مسعود مقدس پور
- دانلود یک پاورپوینت در مورد روش اجرای بالا به پایین :
گود برداری و اجرای سازه به روش بالا به پایین کاری از مهندس مسعود مقدس پور
- منابع :
www.iransaze.com
http://tarahsaze.ir
http://www.mspir.ir
http://elmofan.ir