روش بالا به پايين (Top-Down Method)

معرفی روش اجرای سازه های زیرزمینی به روش بالا به پایین (Top-Down Method):

روش بالا به پایین که به عنوان انقلابی در ساخت سازه های زیرزمینی بزرگ محسوب می شود در دهه 70 میلادی با ایجاد تغییراتی در نحوه طراحی و محاسبات سازه و در اختیار داشتن برخی تجهیزات و امکانات 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 به کار گرفته شد و به دلیل مزایای بالای آن در سال های اخیر در پروژه های بزرگ عملاً جایگزین روش ساخت سنتی در کشورهای سنتی گردیده است.

کاربرد این روش مختص ساخت و سازه های زیرزمینی و برج های بلند با زیرزمین های عمیق بوده و عمدتاً در زمین های سست که نیاز به اجرای سازه حفاظت گود جهت جلوگیری از ریزش دیوارهای حفاری وجود دارد از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.

در این روش عموماً از دیوارهای دیافراگمی که به عنوان دیوار حفاظت گود (در زمین های سست) در ابتدا و قبل از آغاز عملیات گودبرداری احداث می شوند به عنوان دیوارهای اصلی سازه زیرزمینی استفاده می گردد. ستون های داخلی نیز قبل از اجرای عملیات گودبرداری با استفاده از یکی از سیستم های بارت های دیافراگمی، شمع های بتنی درجا و یا ستون های پیش ساخته بتنی یا فولادی اجرا گردیده و سپس نسبت به احداث سقف ها از بالاترین تراز به سمت پایین و خاکبرداری زیر هر سقف اقدام می گردد، در این روش سقف طبقات به عنوان سازه های دائمی هستند که جایگزین مهاربندهای افقی داخلی (استرات ها) یا سایر سیستم های مهاربندی در روش اجرای Bottom-Up Method می شوند و وظیفه مهار دیوارهای سازه نگهبان در برابر بارهای جانبی ناشی از خاک پشت و سایر سربارها را بر عهده دارند.

مراحل اجرای روش بالا به پایین:

1. نصب دیوار حائل

دیوار حائل زیرزمینی، که معمولاً یک دیوار دیافراگمی بتنی است، قبل از شروع خاکبرداری نصب می شود.

2. خاکبرداری و نصب استرات های فولادی

خاک تا زیر تراز سقف سازه زیرزمینی حفر می شود. استرات ها برای حفاظت از دیوارهای حائل نصب می شوند که به منظور نگه داشتن خاک در کناره ها می باشد.

  

3. ساخت سازه زیرزمینی

 دال سقف همراه با بازشوهای دسترسی تعبیه شده روی آن که به منظور ایجاد امکان دسترسی به قسمت های پایینی می باشد، ساخته می شود. دال سقف علاوه بر اینکه یک تکیه گاه عمده در طول عملیات خاکبرداری ایجاد می کند، به عنوان مانع انتقال صدا نیز کاربرد دارد.  

4. ادامه عملیات

 حفاری در زیر سقف میانی تا تراز بعدی دال ساخته می شود و این فرآیند به سمت پایین ادامه  می یابد تا اینکه دال کف تکمیل شود.

 

5. تکمیل سازه فونداسیون و بستن محل بازشو

 پس از تکمیل فونداسیون سازه و خروج ماشین آلات حفاری از محل بازشوها، دیوارهای کناری رو به بالا ساخته می شوند، در ادامه استرات های میانی حذف و پس از آن بازشوهای دسترسی دال سقف پر می شوند.

6. خاکریزی و تسطیح

 پس از آنکه سازه زیرزمینی تکمیل شد، خاکریزی تا تراز استرات، قبل از بین بردن آن، انجام می شود. این مرحله با تکمیل خاکریزی در بالای سازه زیرزمینی ادامه می یابد و در نهایت صاف کردن سطوح انجام می شود.

 

 مزایا روش بالا به پایین (Top-Down Method):

1. این روش این امکان را می‌دهد که رو سازه و زیرسازه با اعمال تمهیدات لازم در مراحل طراحی و ساخت به ‌طور همزمان اجرا و باعث شتاب گرفتن روند ساخت می‌گردد.
2. این روش با حذف سازه حائل موقت سبب صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌های سرمایه‌گذاری می‌شود.
3. صرفه‌جویی در زمان ساخت منجر به کاهش هزینه‌ها می‌گردد.
4. سطوح آلودگی در سطح حداقل نگه داشته می‌شوند.
5. حجم بتن مصرفی بسیار کاهش می‌یابد و منجر به صرفه‌جویی در هزینه و کاهش خارج شدن کربن می‌گردد.
6. میزان دخالت و مزاحمت در ترافیک خیابان‌های پیرامونی به حداقل می‌رسد. به‌خصوص در کارهای مربوط به حمل و نقل عمومی استفاده از این روش سبب می‌شود که راه‌های حمل و نقل به زودی احیا شوند.
7. برای پروژه‌های گودبرداری که نصب پشت‌بند‌ها عملی نیست و جابجایی خاک باید به حداقل برسد این روش بسیار مناسب است.
8. این روش کارایی بسیار گسترده‌ای برای ساختمان‌های دارای طبقات زیاد زیرزمین دارد.
9.با این روش می‌توان نشست‌ را کاهش داد.
10. با استفاده از این روش نیازی به فضای کاری بزرگ برای ساخت پی نیست و با حذف هزینه ساخت سازه نگهبان گودبرداری، صرفه‌جویی اقتصادی خواهد شد.
11. ساخت استرات‌های موقت برای حفاظت دیواره‌ها و ساخت زیرزمین طی حفاری در این روش ضرورت ندارد. سیستم استرات‌های موقت اغلب شرایط فضای کار را پیچیده می‌کنند و از نظر ساخت بسیار گران هستند.
12. با ساخت زیرزمین با طبقه همکف در شروع کار، تاثیر شرایط بد آب و هوایی بر روی خاک زیرین از بین می‌رود. به‌عنوان مثال تاثیر بارش بر دیواره‌های حفاری شده در روش نیلینگ و انکراژ، به‌دلیل وجود دال طبقه به‌عنوان یک پوشش، حذف می‌شود.
13. سطح زمین با احداث سقف اولین زیرزمین بعنوان سطح مفید جهت تجهیز مداوم کارگاه، عدم نفوذ به معابر پیرامون گود را میسر می نماید.
14.امکان اجرای همزمان فعالیت های ساخت سازه، تاسیسات برقی و مکانیکی همزمان با افزایش طبقات در زیر و روی زمین موجب افزایش سرعت اجرا و کوتاه شدن برنامه زمان بندی ساخت می گردد.