بسمه تعالی
سقف وافل در سازه های با روش ساخت Top & Down
تاریخچه ساخت به روش تاپ داون
این روش که به عنوان انقلابی در ساخت سازه های زیرزمینی بزرگ محسوب میشود. در دهه ۷۰ میلادی با ایجاد تغییراتی در نحوه طراحی و محاسبات سازه و در اختیار داشتن برخی امکانات و تجهیزات خاص، در ساخت ایستگاههای مترو در شهرهای پاریس و میلان به منظور کاهش زمان و هزینه های اجرایی و کاهش اختلال در ترافیک شهری و زندگی مردم بکار گرفته شد. و بدلیل مزایای بالای آن در سالهای اخیر در پروژه های بزرگ عملا جایگزین روش ساخت سنتی در کشورهای صنعتی گردیده است.کاربرد این روش مختص ساخت سازه های زیرزمینی و برج های بلند با زیرزمینهای عمیق بوده و عمدتاً در زمینهای سست که نیاز به اجرای سازه حفاظت گود جهت جلوگیری از ریزش دیوارهای حفاری وجود دارد از اهمیت فوق العادهای برخوردار است.
معرفی روش تاپ داون
در روش ساخت بالا به پایین یا همان تاپ دان فرآیند گودبرداری همزمان با فرآیند احداث سازه انجام می‌گیرد. در مقابل روشtop down، در سایر روش‌های گودبرداری ابتدا خاک تا عمق مورد نظر برای احداث فونداسیون برداشته و پس از ساخت فونداسیون، اسکلت سازه احداث میشود که اصطلاحا به این سری روش‌های ساخت، روش‌های ساخت پایین به بالا می‌گویند.
در روش ساخت بالا به پایین، در ابتدا با حفر چاه و نصب ستون‌های فولادی (روش مرسوم در ایران) و یا احداث دیوارهای دیافراگمی (روش مرسوم در خارج از کشور) و سپس اجرای سقف زیرزمین اول مابین این اعضای جانبی، فشار جانبی خاک توسط این سقف تحمل می‌گردد؛ برای دسترسی به خاک تراز پایین‌تر در این روش، بر روی سقف احداث‌شده یک بازشو تعبیه شده تا بتوان از طریق آن دستگاه حفاری متناسب خاک را وارد تراز پایین‌تر کرده و همچنین بتوان خاک زیر سقف را از طریق آن خارج نمود.
پس از رسیدن به تراز سقف زیرزمین بعدی، سقف مذکور اجراشده و این فرآیند تا رسیدن به فونداسیون سازه ادامه می‌یابد. شایان ذکر است که اجرای سازه در تراز مثبت همزمان با عملیات خاک‌برداری در حال انجام بوده که باعث کاهش زمان ساخت و صرفه‌جویی در وقت احداث و بهره‌برداری از پروژه می‌گردد.
اجرای سازه با روش بالا به پایین به انجام عملیات ساخت و ساز سرعت چشمگیری می‌بخشد. اجرای سازه با روش بالا به پایین به طور معمول برای اجرای ساختمان‌هایی استفاده میشود که محدودیت فضای عملکرد دارند، چرا که روند ساخت بدلیل کمبود فضا و ایجاد شرایط ترافیکی، پروژه‌های عمرانی به سختی پیش می‌رود. 
شماتیک مراحل اجرای روش ساخت بالا به پایین
فیلم های روش اجرای تاپ داون
مزایای روش ساخت بالا به پایین (Top & Down)
این روش که مزایای فراوانی برای ساخت ساز ها با گودبرداری های عمیق دارد، عمدتاً در پروژه های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این روش برای ساختمانهای بلند با بیش از ۵ طبقه زیرزمین می تواند باعث افزایش سرعت ساخت وکاهش هزینه ها شود. برخی دیگر از مزایای اصلی استفاده از روش ساخت پیشرفته بالا به پایین به شرح زیر است:
1- کاهش تغییر شکل‌های گودبرداری و افزایش ضرایب پایداری
در زمان عملیات گودبرداری ریسک‌هایی وجود دارد که ممکن است خطرات قابل توجهی را به همراه داشته باشند. از جمله این ریسک‌ها، تغییرات حالت دیواره‌ها و کف گود مانند تغییر ارتفاع به دلیل نشست و یا تغییر شکل دیواره‌ها است که با افزایش عمق گودبرداری، این ریسک بیشتر هم خواهد شد. اتفاقات مشابه این، در روش ساخت بالا به پایین به ندرت مشاهده می شود.
با انجام فعالیت گودبرداری و بیرون‌رفت خاک از محل پروژه و همچنین به دلیل کارکرد ماشین‌آلات مخصوص خاک‌برداری، تغییر شکل‌هایی چه از نظر تغییر ارتفاع و نشست و چه از نظر تغییر شکل‌های جانبی دیواره‌های گود مشاهده می‌گردد که در برخی از موارد، خصوصا گودهای عمیق، می‌تواند بسیار خطرخاک باشد. اما در روش ساخت بالا به پایین این تغییر شکل‌های قائم و افقی نسبت به سایر روش‌ها بسیار پایین‌تر خواهد بود.
همچنین در مسائل طراحی، کمیتی به نام ضریب پایداری تعریف شده که معیاری جهت تعیین وضعیت مهار جانبی سازه می‌باشد.
در صورت کسر رابطه‌ی این کمیت، که در بند ۹-۱۶-۳ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به آن پرداخته شده است، تغییر شکل طبقه قرار می‌گیرد، که با توجه به تغییر شکل‌های پایین‌تر این روش، مقدار ضریب پایداری نیز کاهش می‌یابد؛ همچنین در بند مذکور از مبحث نهم مقررات ملی تصریح گردیده است که اگر مقدار این ضریب از ۰۵/۰ کمتر باشد، کل طبقه مهارشده در نظر گرفته میشود.
2- کاهش زمان ساخت در روش بالا به پایین
در ساخت به روش تاپ دان بر خلاف سایر روش‌های مهار دیواره‌های خاکی در پروژه‌های ساختمانی، که برای اجرای اسکلت سازه نیازمند برداشت خاک تا تراز فونداسیون است، فرآیند اجرای اسکلت همزمان با عملیات خاک‌برداری انجام شده و این مطلب موجب تسریع فرآیند ساخت سازه می‌گردد.
همچنین به دلیل استفاده از سازه‌ی اصلی به عنوان سازه‌ی نگهبان، نیازی به اجرای سازه‌ی نگهبان به صورت جداگانه نبوده که این مطلب نیز فرآیند کلی ساخت را سرعت می‌بخشد.
ممکن است که در ابتدای فرآیند ساخت این روش زمان‌برتر از سایر روش‌های ساخت تلقی گردد، اما در درازمدت این مطلب صادق نیست و پایان کار این روش در مقایسه با روش‌های ساخت پایین به بالا بسیار سریع‌تر خواهد بود.
3- عدم نیاز به اجاز‌ه‌نامه از طرف همسایگان محل پروژه
در ادامه معرفی مزایای روش ساخت بالا به پایین یا همان تاپ دان (TOP-DOWN) می‌توان به عدم نیاز به اجازه فعالیت در زمینهای مجاور محل پروژه اشاره کرد . همان‌طور که می‌دانید برای اجرای روش میخ‌کوبی و مهارکوبی، به صدور اجازه رسمی از طرف مجاورین محل گودبرداری پروژه نیاز است که همواره برای مجریان و مالکان دشوار بوده و هست چراکه در مناطق شهری و به ویژه مناطق پرتراکم، جلب رضایت همسایگان اطراف کار آسانی نیست. البته گاهی استفاده از ابزارهای مالی برای جلب رضایت نتیجه می‌دهد اما این روش نیز هزینههای اضافی را تحمیل خواهد کرد. در صورتی که استفاده از اجرای سازه با روش بالا به پایین، دیگر چنین دغدغه‌ای موضوعیت ندارد و کار راحت‌تر و سریع‌تر پیش خواهد رفت.
4– کاهش هزینههای ساخت در روش top-down
هزینههای ساخت در این روش تحت تأثیر دو عامل زمان ساخت و لوازم و مصالح مصرفی است. با استفاده از روش ساخت بالا به پایین ضمن کاهش زمان ساخت که منجر به کاهش هزینه‌ی تجهیزات تهیه‌شده می‌گردد، همچنین با استفاده از این روش با حذف روش‌های مرسوم پایدارسازی گود نظیر میخ‌کوبی، خرپاهای فولادی و … حجم قابل‌توجهی از مصالح مصرفی نیز کاهش می‌یابد.
نکته‌ی دیگری که باید به آن توجه نمود این است که در این روش از اسکلت اصلی سازه به عنوان سازه‌ی نگهبان استفاده شده و با حذف سیستم سازه‌ی نگهبان در این روش نیز می‌توان حجم زیادی از بار مالی پروژه را کاهش دهد.
5- کاهش ایجاد آلودگی صوت و هوا برای مجاورین
یکی دیگر از مزایای قابل توجه اجرای سازه با روش بالا به پایین، کاهش آلودگی هوا و صوت در محل اجرای پروژه است چرا که به واسطه انجام فعالیت‌های پایدارسازی در کارگاه‌های مسقف، میزان خروج گرد و خاک و صداهای ناشی از این فعالیت‌ها به بیرون و ایجاد دغدغه برای همسایگان به طرز چشمگیری کاهش می‌یابد که همین مسئله به نوعی یک حاشیه امن روانی برای مجریان پروژه ایجاد خواهد کرد.
6-حذف تأثیر نامطلوب شرایط جوی در روش تاپ داون
در اکثر روش‌های ساخت پایین به بالا محیط گود بدون سقف بوده که با توجه به این مطلب، شرایط نامطلوب جوی جهت فعالیت‌های مربوط به پایداری گود مانند بارش باران یا برف می‌تواند عملیات را با اختلال مواجه کرده و یا باعث تحمیل هزینههای اضافی به پروژه گردد.
اما در روش ساخت top down به دلیل اجرای سقف زیرزمین اول در شروع فعالیت، شرایط نامطلوب جوی مذکور، نسبت به روش‌های پایین به بالا مزاحمت‌های بسیار کمتری را برای فعالیت پروژه ایجاد می‌نماید.
همچنین به دلیل مسقف بودن کارگاه‌های تاپ دان امکان انجام فرآیند گودبرداری زیر سقف میسر است و شرایط نامساعد جوی باعث ایجاد هیچ‌گونه خللی در این فعالیت نمی‌گردد؛ در حالی که در دیگر روش‌های پایدارسازی با نامساعدشدن شرایط جوی، عموما فعالیت خاک‌برداری متوقف شده و یا دچار اختلال میشود.
7- قابلیت اجرا ساخت در شرایط سخت ژئوتکنیکی
قابلیت دیگر روش ساخت بالا به پایین، توانایی اجرا در شرایط سخت و پیچیده‌ی ژئوتکنیکی است. برای مثال انجام عملیات حفاری و میخ‌کوبی و یا مهارکوبی در هر خاکی به راحتی انجام نمی‌گیرد و در خاک‌های ریزشی و یا برعکس خاک‌های به شدت سخت و لایه‌های سنگی، عملیات حفاری با دشواری‌هایی مواجه خواهد شد.
همچنین در زمین‌هایی که عموما از جنس خاک‌های دستی و یا نخاله باشند که عموما نشست‌های قائم زیادی را از خود نشان می‌دهند استفاده از خرپاهای فولادی نیز امکان‌پذیر نیست. اما در این روش مسائل مطرح‌شده عموما مطرح نیست و فرآیند ساخت را با مشکل مواجه نمی‌کند.
8- عدم وجود آلودگی‌های صوتی و محیطی
همانطورکه در قسمت‌های قبلی مطرح گردید، برخلاف دیگر روش‌های پایدارسازی، کارگاه‌هایی که با روش تاپ‌داون اجرا می‌گردند، مسقف می‌باشند. این قابلیت مسقف‌بودن باعث می‌گردد که گرد و خاک ناشی از عملیات خاکی از محیط خارج نشده و همچنین آلوگی‌های صوتی ناشی از فعالیت‌های کارگاهی در زیر زمین مستهلک شده و از آن خارج نگردد.
معایب استفاده از روش بالا به پایین
جداي از مطالب مطرح‌شده در رابطه با مزايا و قابليت‌هاي روش ساخت بالا به پایین مطابق هر روش دیگری استفاده از این روش در مقایسه با سایر روش‌ها دارای مشکلات و معایبی نیز هست، که در ادامه به صورت خلاصه به آن‌ها اشاره می‌گردد:
- نیاز به نیروهای متخصص و مجرب، در هر دو بخش طراحی و اجرا
- دشواری پیاده‌سازی سیستم آب‌بندی
- دشواری دسترسی به محل نصب ستون‌ها
- صعوبت عملیات خاک‌برداری و اجرای بخش زیر زمین
- ضرورت اجرای شمع‌های بتن مسلح زیر ستون‌ها و پیچیدگی عملیات خاک‌برداری
- نیاز به درنظرگرفتن ملاحظات خاص طراحی و اجرا در سازه‌های بتن‌مسلح
استفاده از سقف وافل در روش ساخت تاپ داون
استفاده از سقف وافل در این نوع روش ساخت نیز بسیار کارآمد بوده و می‌تواند به سرعت و کیفیت اجرا نیز کمک شایانی بکند زیرا که سرعت اجرا از نکات مثبت روش ساخت تاپ داون می‌باشد. در داخل کشور هم نمونه‌های استفاده از سقف وافل در این روش ساخت وجود دارد که چند تصویر از این پروژه‌ها در زیر آمده است.
جمع بندی
در مجموع با توجه به شرایط مخصوص هر پروژه باید امکان‌سنجی استفاده از این روش را بررسی نمود؛ عموما مزایای پرشمار این روش به معایب آن برتری داشته و باعث می‌گردد که بتوان از معایب مذکور، صرف نظر نمود. استفاده از سقف وافل در این نوع روش ساخت نیز بسیار کارآمد بوده و می‌تواند به سرعت و کیفیت اجرا نیز کمک شایانی بکند.
شرکت گنبد فیروزه به عنوان تولید کننده انواع قالب‌های سقفی وافل دوطرفه، وافل یکطرفه، یوبوت و قالب تخت همواره در تلاش است با بهره‌گیری از فناوری‌های به روز در صنعت ساختمان، استفاده از روش‌های نوین ساخت و ساز را در اولویت سیاست‌های کاری خود قرار دهد. برای دریافت خدمات و بهره مندی از مشاوره رایگان می‌توانید با کارشناسان ما در تماس باشید. جهت اطلاعات بیشتر نیز به وبسایت شرکت مراجعه فرمایید.
