مقدمه

با توجه به افزایش تراکم جمعیت در کلان شهرهای دنیا و نیاز به تامین فضاهای مسکونی، اداری و تجاری، مرتفع‌سازی اهمیت دو چندان پیدا نموده است. این ساختمان‌های بلند مرتبه به منظور تامین فضای مناسب پارکینگ و استفاده حداکثری از بنا، به گودبرداری‌های عمیق نیاز دارند. به دنبال آن، مقوله پایدار‌سازی گودبرداری‌های شهری با انواع روش‌هایی نظیر اجرای روش تاپ دان (تاپ دان بتنی یا فولادی) مورد اهمیت بیشتر واقع گردیده است.

روش ساخت از بالا به پایین (تاپ ­دان) یک روش نوین و مقرون به صرفه جهت پایدارسازی گودبرداری‌های عمیق، به عنوان تحولی شگرف در صنعت ساخت‌ سازه‌های زیرزمینی وسیع محسوب می‌شود. مفهوم روش ساخت تاپ ­دان اولین بار در توکیو ژاپن در سال 1935 به منظور کاهش زمان اجرای پروژه یک ساختمان اداری به کار رفت. به دنبال آن در سال 1950 شرکت ایتالیایی با تلفیق روش دیوار دیافراگمی و تاپ­دان در یک گودبرداری با تراز بالای آب زیر زمینی، روش تاپ­دان را توسعه داد. پس از آن در دهه 70 میلادی با ایجاد تغییراتی در نحوه طراحی و اجرا با بهره‌وری از امکانات خاص، در ساخت ایستگاه‌های متروی شهر پاریس و میلان موجب کاهش زمان و هزینه پروژه گردید. پس از آن این روش در سرتاسر جهان به ویژه جنوب غرب آسیا مورد توجه قرار گرفت.

روند اجرای روش پایدارسازی تاپ‌دان

بر خلاف روش‌های معمول که ساخت سازه از پایین به بالا صورت می­گیرد. در اجرای روش تاپ ­دان (تاپ­دان بتنی و فولادی) احداث سازه از بالا (تراز طبیعی زمین) به سمت پایین (تراز شالوده) صورت می‌پذیرد. در ادامه توضیح مختصری از روش اجرا تاپ دان ارائه می‌گردد.

در مرحله اول از اجرای روش تاپ دان (تاپ­دان بتنی و فولادی)، مطابق با (شکل 1) در موقعیت قرارگیری ستون‌ها، چاه‌هایی با قطر کافی تا تراز انتهایی ریشه ستون‌ها حفاری می‌گردد. سپس مطابق با (شکل 2) آرماتور‌بندی ریشه‌ ستون‌ها صورت می‌پذیرد و ستون‌ها در درون چاه‌ها قرار داده می‌شوند. سپس، بتن‌ریزی ریشه‌ ستون‌ها صورت می‌پذیرد. پس از آن، چاه‌ها با مخلوط خاک و سیمان پر می‌گردد.

حفاری چاه‌ در محل ستون‌های سازه
شکل 1: حفاری چاه‌ در محل ستون‌های سازه
نصب ستون‌ها سازه و بتن‌ریزی ریشه ستون‌ها
شکل 2: نصب ستون‌ها سازه و بتن‌ریزی ریشه ستون‌ها

پس از اجرای ستون‌ها، کف زمین رگلاژ می‌گردد سپس، اجرای سقف طبقه همکف صورت می‌پذیرد (شکل 3). در واقع دال بتنی سقف و ستون‌ها سازه در زیر آن، حکم شالوده موقت را دارند.

اجرای سقف طبقه همکف
شکل 3: اجرای سقف طبقه همکف

بعد از تکمیل سقف طبقه­ ی همکف و رسیدن دال بتنی به مقاومت نهایی خود، ماشین آلات حفاری از طریق بازشو‌های تعبیه‌شده در دال بتنی طبقه همکف، ابتدا با ایجاد رمپ، حفاری را تا تراز اجرایی طبقه­ ی اول زیر زمین ادامه می‌دهند. پس از رسیدن به تراز‌ مورد نظر، برای اجرای دال سقف، با رگلاژ نمودن کف زمین و اجرای بتن مگر، سقف اول زیر زمین مطابق با (شکل 4) اجرا می‌گردد.

اجرای سقف طبقه یک زیر زمین
شکل 4: اجرای سقف طبقه یک زیر زمین

در این روش پس از اجرای سقف طبقه همکف، امکان ساخت سازه علاوه بر طبقات زیرین، در طبقات بالاتر از همکف نیز میسر می‌گردد (شکل 5) که به طبع، سرعت پیشبرد پروژه را افزایش می‌دهد.

اجرای همزمان طبقات بالا و زیر زمین
شکل 5: اجرای همزمان طبقات بالا و زیر زمین

پس از رسیدن به تراز کف شالوده و رگلاژ کف پروژه، خروج ماشین آلات حفاری از بازشو‌ها صورت می‌پذیرد. سپس، آرماتوربندی شالوده نهایی سازه و بخش انتهایی دیوار‌های حائل محیطی و به دنبال آن بتن‌ریزی شالوده صورت می‌پذیرد. (شکل 6)

اجرای شالوده نهایی سازه
شکل 6: اجرای شالوده نهایی سازه