در این مقاله به بررسی روش نوین پایدارسازی بالا به پایین (روش اجرای معکوس-تاپ دان) جهت اجرای سازه های بلند مرتبه هم در بعد ارتفاعی و هم در عمق زمین خواهیم پرداخت.
1- کلیات روش بالابه پایین
با توجه به افزایش چشمگیر جمعیت و کمبود زمین جهت ساخت و ساز، مهندسین سازه و خاک به سمت بلند مرتبه سازی روی آوردند که مستلزم اجرای گودبرداری های عمیق در مناطق پر تراکم شهری می باشد. به جهت ایمن سازی معابر و املاک مجاور گود مورد نظر، اقدام به پایدارسازی، ایمن سازی و تثبیت خاک محل کارگاه می پردازند. همچنین این روش نوین سرعت اجرا را افزایش داده و در کلان شهرها باعث کاهش اختلال در عبور و مرور وسایل نقلیه شده و خطرات ناشی از گودبرداری را تا حد زیادی کاهش می دهد.
2- روش های پایدارسازی گودهای عمیق
- انکراژ
- نیلینگ
- اجرای سولجر پایل
- روش اجرای معکوس یا بالا به پایین
3- دلایل استفاده از روش بالا به پایین
در شرایطی که نیاز به رضایت همسایگان داریم و یا به عبارتی مسائل حقوقی و در صورتی که تراز سطح آب زیزمینی محل احداث پروژه بالا باشد، می توان از روش اجرای معکوس استفاده نمود.
4- آیین نامه طراحی و اجرای روش بالا به پایین
آیین نامه BS:8002:1994 توسط کشور انگلستان برای سازه های نگهبان ارائه و اولین آیین نامه ای بود که در این حوزه منتشر گردید که از سال 2001 میلادی تاکنون در بسیاری از کشورها از جمله آمریکا، ایران، انگلستان، فنلاند، چین، ویتنام، سنگاپور مورد استفاده قرار گرفته است. جهت طراحی از نرم افزارهای المان محدودی چون آباکوس[2] و پلکسیس[3] استفاه می شود.
5- تاریخچه روش بالا به پایین
این روش برای اولین بار در ساخت ایستگاه های مترو شهرهای پاریس و میلان مورد استفاده قرار گرفت و در زمان خود باعث تحول عظیمی در ساخت و سازهای زیرزمینی شد و امروزه در ساخت سازه های زیر زمینی و برج های بلند با زیرزمین های عمیق کاربرد دارد.
6- مراحل روش اجرای معکوس
● اجرای شمع های درجا به عنوان ستون ها زیرزمین و سیستم سازه نگهبان پیرامونی
● انجام حفاری زمین تا تراز زیر پی و نصب ستون های پیش ساخته یا درجا بتنی یا فولادی
● اجرای همزمان دیوارهای حائل و سقف طبقه همکف به همراه اجرای آب بند جهت آب های زیر زمینی با تراز بالا
● شروع خاکبرداری از طبقه زیر همکف به صورت مرحله ای و آماده سازی جهت اجرای طبقه زیر زمین که در صورت داشتن تعداد طبقات زیرزمین بیشتر این فراند تکرار می گردد.
● در مرحله آخر فونداسیون سازه اجرا شده و بازشدگی های ایجاد شده در دال سقف ها (جهت انتقال خاک) بسته می شود و سازه زیرزمین تکمیل می گردد.
توجه شود در روش بالا به پایین علاوه بر مهندس سازه به مهندس ژئوتکنیک، جهت کنترل و طراحی نیاز است.
6-1 رمپ های موقت و بازشوهای دال بتنی
در این روش به علت خاکبرداری از تراز پایین سقف همکف و طبقات پایین تر حتماً به ابعاد بازشوها و رمپ های مورد نیاز جهت خروج خاک دقت کافی گردد. در اشکال زیر نمونه اجرای روش بالا به پایین را با استفاده از دیوار حائل و استرات مشاهده می نمایید.
7- مزایای روش بالا به پایین
- افزایش سرعت اجرا به دلیل پیشروی همزمان اجرا به سمت بالا و پایین
- حذف هزینه های مربوط به نیلینگ و انکراژ جهت مهار گودها
- کاهش زمان ساخت که منجر به زود بازده بود پروژه می شود.
- کاهش آلودگی های زیست محیطی
- عدم نیاز به گرفتن مجوز از همسایگان (مسائل حقوقی)
- کاهش ریسک آسیب به سازه های مجاور گود به دلیل خود مهار بودن گود
- کارایی بسیار زیاد برای سازه هایی که نیاز به عمق حفاری زیادی دارند جهت ایجاد پارکینگ های طبقاتی زیرزمینی، مترو، زیرگذرها و...
- به دلیل اجرای فونداسیون در مرحله آخر شاهد کاهش چشمگیر در نشست خاک زیر پی هستیم.
- اجرای عملیات آرماتوربندی و قالب بندی در فضای محدود
- اجرای همزمان عایق بندی پشت دیوارهای حائل به جهت آب بندی تمام قسمت مدفون شده سازه تا زیر فونداسیون
- امکان کار در شرایط بد آب و هوایی به دلیل مدفون بودن سازه و زیرزمینی بودن پروژه
- با توجه به مورد قبلی شرایط بتن ریزی و عمل آوری بتن به طور مناسب انجام می گیرد.
- در صورت آماده نمودن اولین سقف می توان تجهیز کارگاه را آغاز نمود به همین جهت استفاده از معابر عمومی و فضاهای خیابان نیز به حداقل ممکن می رسد.
8- معایب روش بالا به پایین
- دسترسی محدود جهت خارج نمودن خاک از طریق بازشوها
- دشواری عملیات اجرا
- پیچیدگی اتصال دال به ستون و دیوارهای حائل
- به دلیل دسترسی سخت نیاز به ماشین آلات خاص می باشد.
- به دلیل اجرا و طراحی نامناسب احتمال خروج از مرکزیت ستون ها زیاد می باشد.
- در صورت اجرا و طراحی نامناسب اتصال دال و دیوار احتمال نشت آب زیاد است.
- دسترسی سخت به سطح خارجی دیوارهای حایل جهت آب بندی
در این مقاله به بررسی روش نوین پایدارسازی بالا به پایین (روش اجرای معکوس-تاپ دان) جهت اجرای سازه های بلند مرتبه هم در بعد ارتفاعی و هم در عمق زمین پرداخیتم.
9- منابع
- engineeringdiscoveries
- geotech
- https://pdfs.semanticscholar.org/88cb/f847cd174b19cf1356fa4857f7f4b93721fc
- Cut and Cover, fhwa.dot.gov; lta.gov.sg
- سبز سازه
- همیار ناظر
- پی بان
