انواع تاورکرین و موقعیت آن‌ها در پروژه‌های ساختمانی

تاور کرین‌ یا کرین یا در اصطلاح دیگر جرثقیل برجی ازجمله تجهیزات اساسی در پروژه‌های ساختمانی هستند که تأثیر زیادی بر روند ساخت سازه‌های بلندمرتبه دارند. تعیین تعداد، نوع و محل استقرار این جرثقیل‌ها نقش مهمی در سازمان‌دهی کارگاه، مدت زمان ساخت و هزینه‌های اجرایی پروژه ایفا می‌کند.

در کشور اسلواکی، طرح استقرار تاور کرین پیش از صدور مجوز ساخت سازه تهیه می‌شود. مرجع صدور مجوز ساخت این الزام را ایجاد میکند تا مدارک ارائه‌شده در خصوص طرح جانمایی تاور کرینها شامل “طرح سازمان‌دهی ساخت” نیز باشد تا امکان‌پذیری اجرای پروژه را اثبات کند. علاوه بر این، تأثیرات زیست‌محیطی در طول فرآیند ساخت نیز بایستی مشخص شده باشد (Lavrincikova, 2001).

این بخش از اسناد پروژه به مفهوم سازمان‌دهی کارگاه ساختمانی پرداخته و مواردی همچون انواع تاور کرین‌ها، طول بازوها، محل استقرار، روش تثبیت، حداکثر ارتفاع، نحوه تأمین مصالح ساختمانی، شیوه مونتاژ و دمونتاژ کرین‌ها و نیازهای برقی را مشخص می‌کند (Makýš et al., 2005; Szalayova, 2004).

مدیران تأسیسات شهری نیز نظرات خود را درباره این طرح ارائه کرده و در صورت وجود ساختمان‌های بلندمرتبه، مقامات هوانوردی نیز در بررسی آن نقش دارند. در نهایت، مرجع صدور مجوز کلیه مستندات را بررسی می‌کند. از آنجا که این اسناد عمدتاً به مفهوم کلی سازمان‌دهی ساخت می‌پردازند، اطلاعات مربوط به تاور کرین‌ها به‌صورت کلی ارائه شده و نیازمند جزئیات بیشتر در مراحل بعدی است.

جانمایی تاور کرین

طرح دقیق و نهایی تاور کرین‌ها توسط پیمانکار تهیه می‌شود .(Kozlovská et al, 2005) پیمانکار جزئیات مندرج در طرح سازمان‌دهی ساخت را بر اساس وضعیت واقعی پروژه و نوع تاور کرین‌های موجود در زمان اجرا، اصلاح می‌کند. همچنین، بار وارد بر بستر زمین از سوی تاور کرین‌ها مورد بررسی قرار گرفته تا مبنایی برای طراحی فونداسیون مناسب فراهم شود.

تهیه طرح استقرار تاور کرین‌ها فرآیندی پیچیده است. تمایل به تسریع روند ساخت‌وساز معمولاً منجر به استفاده از تعداد بیشتری تاور کرین در یک کارگاه ساختمانی می‌شود (شکل ۱). در این میان، بهینه‌سازی توزیع تاور کرین‌ها در سایت یکی از مهم‌ترین اهداف این طرح محسوب می‌شود. بنابراین، برنامه‌ریزی استقرار تاور کرین‌ها باید به گونه‌ای انجام شود که الزامات زیر را تأمین کند:

پوشش‌دهی تمامی نقاطی که نیاز به جابجایی بار دارند (از جمله مصالح ساختمانی، قطعات، تجهیزات یا سازه‌های مختلف) توسط تاور کرینی با ظرفیت باربرداری مناسب؛
پوشش‌دهی محل‌های تأمین بار؛
استقرار کرین در موقعیتی که کمترین مزاحمت را برای روند اجرای پروژه و حمل‌ونقل درون کارگاهی ایجاد کند؛
تأمین ظرفیت عملکردی مناسب سیستم کرین‌ها برای تضمین تأمین به‌موقع مصالح و تجهیزات مورد نیاز پروژه؛
برنامه‌ریزی برای نصب و برچیدن تاور کرین‌ها؛
در صورت لزوم، مهار تاور کرین به سازه‌های بلندمرتبه برای حفظ تعادل و ایمنی؛
در نهایت، تضمین حداکثر ایمنی در حین کار و در وضعیت آماده به کار

استقرار تاور کرین در خارج از محدوده سازه در حال احدث

از نظر پیشرفت ساخت وساز، قرارگیری تاور کرین در خارج از محدوده سازه گزینه بهتری محسوب میشود. در این حالت، کرین مانعی برای روند اجرای پروژه ایجاد نکرده و در صورت لزوم، تاریخ جمع‌آوری آن بدون تأثیر منفی بر فرآیند ساخت و برنامه زمان‌بندی قابل تغییر است . همچنین، این روش امکان نصب زودهنگام کرین پیش از آغاز عملیات اجرایی را نیز فراهم می‌کند (Motyčka, 2000).
بااینحال، استقرار تاور کرین در خارج از محدوده سازه میتواند مشکلاتی را ایجاد کند، از جمله :
• وجود زیرساخت‌های مدفون شهری مانند خطوط لوله گاز پرفشار، شبکه فاضلاب یا سایر تأسیسات زیرزمینی که در محدوده پروژه قرار دارند.
• بخش‌های زیرزمینی سازه یا گودبرداری مربوط به ساخت پارکینگ یا زیرزمین که ممکن است در مجاورت کرین باشد.
در چنین شرایطی، تاور کرین باید در فاصله‌ای ایمن از سازه و تأسیسات زیرزمینی مستقر شود تا خطری برای پایداری دیواره‌های گود و تأسیسات شهری ایجاد نکند. در برخی موارد، نیاز به استفاده از فونداسیون‌های ویژه با کمک روش‌های اجرایی مانند ریزشم‌عها وجود دارد تا از اعمال بار بیش ازحد به دیواره‌های گودبرداری جلوگیری کند (شکل2)

چالش دیگر این نوع استقرار، نیاز به فضای بیشتر در کارگاه و استفاده از تجهیزات نصب قدرتمندتر و گران‌تر با بازوی بلندتر است. به همین دلیل، محدودیت‌های کارگاهی و تمایل به کاهش هزینه‌ها معمولاً منجر به انتخاب نصب تاور کرین در داخل محدوده سازه در حال ساخت می‌شود.

استقرار تاور کرین در داخل محدوده سازه در حال احداث

گاها به دلیل کارکرد در فضای شهری شلوغ و محدودیتهای فضای سایت، جانمایی تاور کرین درون سازه در نظر گرفته می‌شود.

مزایای این روش شامل موارد زیر است:

نیاز به شعاع عملیاتی کمتر برای کرین، که باعث می‌شود طول بازوی آن کوتاه‌تر از حالتی باشد که کرین در خارج از سازه نصب شده است.
کاهش فضای اشغال‌شده در کارگاه ساختمانی که به ویژه در پروژه‌هایی که با محدودیت فضا رو به رو هستند، حائز اهمیت می‌باشد.

با این حال، استقرار کرین داخل سازه چالش‌هایی نیز به همراه دارد:

ایجاد وقفه در روند ساخت‌وساز به دلیل محدودیت‌های حرکتی کرین در مراحل مختلف اجرا.
نیاز به ایجاد حفره‌های مونتاژ در سقف‌ها برای نصب و قراردهی سکشن‌های کرین. این حفره‌ها بایستی از نظر مقاومت سازه‌ای محاسبه و طراحی شده باشند. ابعاد استاندارد حفره‌های مونتاژ معمولاً بین 1.0 تا 1.6 متر بزرگ‌تر از ابعاد سکشن‌های کرین در نظر گرفته شده تا از برخورد کرین با سقف در اثر نوسانات ناشی از کارکرد جلوگیری شود. اندازه این حفره‌ها همچنین بایستی به گونه‌ای باشد که امکان دمونتاژ ایمن کرین فراهم شود.

به طور کلی، انتخاب محل استقرار تاور کرین (داخل یا خارج از محدوده سازه) باید با در نظر گرفتن شرایط پروژه، فضای کارگاهی، نیازهای اجرایی و ملاحظات ایمنی انجام شود. شکل 3 نمایی از قرارگیری تاور کرین در درون سازه را نشان می‌دهد.

جلوگیری از ایجاد بازشو در داخل سازه

برای جلوگیری از ایجاد بازشوهای مونتاژ، می‌توان کرین‌ها را در چاهک‌های آسانسور مستقر کرد. با این حال، چاهک‌ها باید به اندازه کافی بزرگ باشند تا مراحل مونتاژ و دمونتاژ تاور کرین و فضای کافی برای قالب‌بندی دیوارهای چاهک نیز فراهم شود (Juríček, 2005). به همین دلیل، چاهک‌های آسانسور تنها در موارد خاص برای نصب کرین مناسب هستند.

در ساختمان‌های بلندمرتبه، می‌توان از کرین‌های صعودی (Scansorial Cranes) استفاده کرد. در ابتدا، این کرین‌ها روی فونداسیون‌ نصب شده و سپس از سازه جدا شده و همراه با ساختمان به بالا می‌روند و به سازه متصل می‌شوند. دمونتاژ این کرین‌ها یا با استفاده از هلیکوپتر و یا با جرثقیل انجام می‌شود. این نوع کرین‌ها در اتحادیه اروپا کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند و بیشتر در کشورهایی مانند ایالات متحده و دبی شناخته شده‌اند. طبق محاسبات اولیه، استفاده از این کرین‌ها برای ساختمان‌هایی با ارتفاع بیش از ۲۵۰ متر در اسلواکی امکان‌پذیر است. شکل4، نمایی از شماتیک این جرثقیل را نشان می‌دهد.

در شرایط محدود، ممکن است وضعیتی پیش آید که نیاز باشد تاور کرین روی سقف تکمیل‌شده نصب شود. این روش معمولاً براینصب کرین‌های حمایتی به‌منظور تسریع در روند ساخت استفاده می‌شود. سقف سازه توسط طراح سازه ارزیابی شده و در صورت لزوم با استفاده از جک‌ها تقویت یا پشتیبانی می‌شود. جک‌ها بار کرین را به چندین دال زیرین منتقل می‌کنند. نصب کرین تنها پس از آن انجام می‌شود که محل‌های باربر به مقاومت و استحکام لازم برسند. معمولاً تاور کرین‌های کوچک و سبک‌تر روی سازه‌های سقف نصب می‌شوند، اما با حمایت مناسب، حتی کرین‌های بزرگ و سنگین نیز می‌توانند به این روش نصب شوند.