روش ساخت تاپ دان
در روش ساخت بالا به پایین یا تاپ دان بایــد فرآیند اجــرا را در ملاحظات طراحی وارد کرد. در ســاخت یک سازه به روش بالا به پایین تاپ دان (Top-down) لازم اســت تــا عــلاوه بر کنترل‌هــای متداول ســازه‌ای، همزمان ملاحظات ژئوتکنیکی در فرآیند طراحی و اجرای ســازه وارد شود.
به این منظور باید سازه همزمان توسط مهندس سازه و مهندس ژئوتکنیــک کنترل و طراحی شود. نادیده ماندن برخی عوامل مختلف در فرآیند کنترل و طراحی که بعدها در شرایط ساخت به ســازه تحمیل خواهد شــد، گاهی باعث عواقب جبران ناپذیری خواهد شــد.
همانگونه کــه در طراحی گودبرداری‌هــای متــداول چنین امری محتمــل اســت و خطــا در برداشــت داده‌های ژئوتکنیکی و کنترل و طراحی منجر به ریزش‌هــای دیواره‌ها و تخریب همجواری‌ها خواهد شد (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد)، در روش ساخت بالا به پایین (تاپ دان (Top-down) هم این اتفاق ممکن اســت رخ دهد.
شکل 1: طراحی و کنترل و اجرای سازه تاپ دان پروژه قلهک توسط مهندسین شرکت پی بان
با استفاده از کنترل دقیق، مدل‌ســازی صحیح و در نظر گرفتن همزمان ملاحظات ژئوتکنیکی و سازه‌ای می‌توان از بروز خسارت جلوگیری کرد.
به عنوان مثــال
ریزش یک پروژه حفاری عمیــق در مجاورت بزرگــراه نیکول در ســنگاپور در 20 آوریل 2004 می‌تواند نمونــه‌ای از اشــتباهات مهندســی در محاسبات و کنترل سازه زیرزمینی باشد.
ریزش این پروژه منجر به کشته شدن 4 نفر و یک تاخیر در بخشی از پروژه متروی سیرکل لاین شد. گسیختگی دلایل اصلی مختلفی از جمله شرایط پیش بینی نشده خاک، گسیخته شــدن ناگهانی سیستم مهــاری (به عنــوان مثال کمانــش یا عدم اتصال کافــی به دیوار( و نقص در مراحل ســاخت طراحی شده پیش از حفاری داشــت.
در اغلب موارد عملکرد پیش از گســیختگی مهم است و می‌تــوان تلاش‌های قابل توجهی برای درک مشخصه‌های تغییرشکل‌های خاک و سازه کرد. برای کاهش تغییرشکل‌های ناشــی از گودبرداری‌هــا لازم اســت تا دیوار حایل و سیســتم نگهبان مناسبی طراحی و روش‌های اجرای مناسب به کار برده شــود (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد).
هرچه ابعاد حفاری بزرگتر و عمیق‌تر می‌شــود و در خاک مســاله دار احداث می‌شــود، چالش‌های بیشــتری برای محققــان، طراحان و ســازندگان حفاری‌های عمیق ایجاد خواهد شد. عمق گودبرداری پــروژه بزرگراه نیکول، 3/33 متــر، عرض آن حــدود 20 متر و روش حفــاری خاکبــرداری- خاکریزی بــود.
دیوار حایل پیرامونــی پروژه دیوار دیافراگمی بــا ضخامــت 8/0 متر بود و این دیــوار در ده تراز توســط مهارهای پیش بارگــذاری شــده متقابــل متعدد همراه با سرشــمع دو عدد شمع تزریق فشــاری پیوسته نگاهداشــته شده بود.
یکــی از دلایل بــروز این حادثــه رفتار زهکشی نشده رس ســاختگاه موردنظر بود زیرا طی بازه زمانی ســاخت فرصت زهکشی برای آب حفره‌ای وجود ندارد و این موضوع در طراحی اولیه لحاظ نشده بود و این رفتار زهکشــی نشده منجر به تغییرشکل‌های بزرگتر دیواره و در نتیجه ایجاد لنگر خمشی و نیروهای بزرگتر در مهارها شــد که در پارامترهای طراحی اصلی انتظار آن نرفته بود. گســیختگی اتصــالات مهارهــا در تراز نهم ســبب آغــاز فروریزش کامل سیســتم نگهبان حفاری شد.
به‌عنوان نمونه‌ای دیگر
می‌توان به پروژه گودبرداری اجرا شده با روش بالا به پایین (تاپ دان (Top-down) در شهر تهران اشاره کرد.
در این پروژه که دارای 9 طبقه پارکینگ در زیرزمین اســت، متاســفانه به دلیل عــدم رعایت حداقــل نکات طراحــی و اجرایی روش بالا به پایین (تاپ دان (Top-down)، این پروژه دچار گســیختگی شــد و جابجایــی در حــدود 6 متر در پاشــنه دیوار بتنی و ستون‌های فلزی در پایین‌ترین تراز اجرایی گودبرداری در پایدارسازی گود ایجاد شد. به عبارت دیگر جابجایی افقی معادل 6 متر به ازای 24 متر ارتفاع گودبرداری، در پای دیوار رخ داده است.
بررسی دلایل وقوع این حادثه بیانگر عدم رعایت ملاحظات طراحی روش ساخت از بالا به پایین و مراحل اجرای منطبق با آن اســت. از جمله موارد اصلی بروز این حادثــه می‌توان به عدم اجرای شــالوده شمعی زیر ستون‌های سازه، عدم اتصال و تکمیل ســقف‌های طبقات در مراحل گودبرداری، عدم اجرای زهکش مناسب و خارج کردن نشــت فاضلاب همسایه، اجرای نادرســت اتصالات پنل‌های بتنی دیوار حایل به ســتون‌ها و ســقف و در نتیجه توزیع نامناسب بار خاک به سازه فلزی، اشاره کرد.
همچنین بخوانید: مشــکلات روش اجرای تــاپ دان (Top-down)
