اجرای سازه به روش هستهی پیشتاز
در دنیای ساختوساز مدرن، بهویژه در پروژههای ساختمانهای بلند مرتبه، بهینهسازی زمان اجرا، کاهش هزینهها و افزایش ایمنی از اهمیت ویژهای برخوردار است. شرکت ساختمانی کیسون، با پشتوانه بیش از چند دهه تجربه شرکت کیسون در اجرای پروژههای بزرگ عمرانی، همواره به دنبال نوآوریهای فنی و اجرایی بوده تا چالشهای ساخت را برطرف کند. یکی از این نوآوریها، سیستم اجرای سازه به روش هستهی پیشتاز یا Core Ahead Method است که در پروژههای متعددی مانند برج بهشت نیاتوس با موفقیت اجرا شده. این روش، که بر پایه جداسازی عملیات ساخت هسته مرکزی (هسته برشی Core Wall) از سایر اجزای سازه بنا شده که امکان اجرای همزمان چند عملیات پیش نیازی را فراهم میکند و زمان کلی پروژه را به طور قابل توجهی کاهش میدهد. در ادامه، به بررسی جزئیات این تکنولوژی، مزایا و کاربردهای آن در پروژههای واقعی میپردازیم.
روش سنتی اجرای دیوارهای برشی مرکزی (هسته) و چالشهای آن
در روشهای سنتی ساخت ساختمانهای بتنآرمه، هستهی مرکزی هر طبقه (که معمولاً شامل دیوارهای برشی، آسانسورها و راهپلهها است) و سقف آن طبقه به صورت همزمان اجرا میشوند. این رویکرد، که در بسیاری از پروژهها هنوز نیز رایج است، شامل مراحل آرماتوربندی، قالببندی و بتنریزی همزمان برای هسته و سقف هر طبقه است. بر اساس تجربیات پروژهی برج بهشت نیاتوس، در روش سنتی، زمان اجرای هستهی مرکزی حدود ۱۵ تا ۲۰ روز و زمان اجرای سقف نیز مشابه آن است، اما به دلیل وابستگی این دو عملیات به هم و لزوم رعایت توالی اجرا (ابتدا المانهای قائم مثل دیوارهای سازهای و ستونها و سپس عناصر افقی مانند تیر و سقف)، یک دورهی انتظار ۱۰ روزه به جهت عدم امکان اجرای همزمان عملیاتهای مذکور و تداخلات کاری ایجاد میشود. در نتیجه، کل سیکل اجرایی هر طبقه حدود ۲۵ تا ۳۰ روز طول میکشد.
چالشهای اصلی این روش (سنتی) عبارتند از:
- کاهش سرعت عملیات اجرایی: با عنایت به تقسیمبندی کلی سازه به المانهای قائم و افقی، الزام رعایت توالی اجرایی آنها (که ابتدا میبایست المانهای قائم سازه همچون دیوارهای برشی و ستونها اجرا گردد و سپس امکان اجرای عناصر افقی میسر میشود) و همسانی سرعت اجرایی این دو بخش، همواره و در نهایت کارِ هر طبقه، عملیات اجرایی سقف در پُشت عملیات اجرایی دیوارهای برشی (بدلیل زمانبر بودن نسبت به ستونها) دچار تأخیر و بیکاری میگردد که این موضوع سبب تطویل زمان کل پروژه خواهد شد.
- عدم بهرهوری نیروهای متخصص: زمان انتظار و پیشنیازی فضاهای کاری المانهای افقی و قائم نسبت به یکدیگر، سبب بیکاری در جبهههای جلوتر اجرا شده و متعاقب آن عدم بهرهوری نیروهای متخصص میگردد (تعیین نیروها برای یک کار مشخص در کارگاه باعث افزایش راندمان اجرایی میشود که با توجه به توضیحات ارائه شده این امکان در روش سنتی نیست و نیروها به جهت عدم بیکاری میبایست طیفی وسیعی از کارهای ساختمانی را انجام دهند و این امر عامل کاهش بهرهوری آنان خواهد شد).
- پایداری سازههای موقت قالب: سازههای موقتی که به عنوان قالبِ سقف در نظر گرفته میشود اغلب در تابآوری بارهای جانبی دچار ضعف هستند زیرا توجهِ بیشتر در طراحی آنها تحمل بارهای ثقلی است از این رو و به طور پیوسته، بیمِ واژگونی این نوع قالبها بدلیل نبود تکیهگاه کافی برای نیروهای جانبی، وجود دارد.
این مشکلات در پروژههای بلندمرتبه، مانند برجهایی با بیش از ۲۰ طبقه، میتواند منجر به افزایش هزینهها و تأخیر در تحویل شود. شرکت ساختمانی کیسون برای غلبه بر این مسائل، سیستم اجرای سازه به روش هستهی پیشتاز را توسعه داد.
توضیحات سیستم اجرای سازه به روش هستهی پیشتاز
سیستم هستهی پیشتاز، یک رویکرد نوین است که عملیات ساخت هستهی مرکزی یا همان دیوارهای برشی مرکزی را از کل سازه جدا میکند. در این روش، هستهی برشی جلوتر از سقفها ساخته میشود. شایان توضیح است که اصطلاحاً هر طبقه از المانهای قائم را لیفت نامگذاری میکنند و در نهایت در پروژه برج بهشت نیاتوس، این روش با ایجاد دو لیفت اختلاف بین هستهی مرکزی و سقف اجرا شد، که امکان کار همزمان در سطوح مختلف را فراهم کرد.
مراحل کلیدی اجرای این سیستم عبارتند از:
- جداسازی عملیات: در قدم اول و بعد از انجام عملیات فونداسیون، هستهی مرکزی اجرا میگردد و بدون الزام اجرای کامل سقف متناظر، دیوارهای برشی به همراه کوپلرهای مدفون انتظار، بدون توقف ادامه مییابد که در امتداد روند عملیات اجرایی، هستهی بتنریزی شده آمادهی اتصال تیر و دال هم تراز خود باشد. شایان ذکر است زمان اجرای هستهی پیشتاز حدود ۶ تا ۷ روز و ستونها ۱۵ تا ۲۰ روز است، اما بدون وابستگی به سقف.
- استفاده از پلتفرمهای کار در ارتفاع و قالبهای جهنده (Climbing Formwork): از پلتفرمها و قالبهای مخصوص کار در ارتفاع برای آرماتوربندی، قالببندی و بتنریزی هستهی پیشتاز استفاده میشود. این پلتفرمها، که به صورت معلق (با اتصال سازهای به روش تکیهگاه مدفون در بتنِ دیوارهای برشی که شامل دو قسمت ثابت و متحرک است که امکان انتقال تکیهگاهها به طبقات بالاتر را ممکن سازد) و خودبالارونده با جکهای هیدرولیکی یا سریعالانتقال با استفاده از تاورکرین طراحی شدهاند، ایمنی کار در ارتفاع را افزایش و صعوبت آن را کاهش میدهند و امکان اجرای عملیات هسته با هر اختلاف لیفت را ممکن میسازد که در پروژهی برج بهشت نیاتوس به دلایل الزامات کنترل کیفیت بتن، استفادهی بهینه از تکنولوژی بوم بتنریزی خودبالاروندهی ثابت (Placing Boom) و سهولت بتنریزی برای نیروهای اجرایی (نیروهای کم هزینهتر)، تعداد اختلاف طبقات محدود به دو لیفت شد.
- اجرای همزمان هسته و سقف: با پیشتاز بودن هسته، عملیات سقف (شامل قالببندی با میز پرنده، آرماتوربندی، عملیات پیشتنیدگی و بتنریزی) بدون توقف پیش میرود و زمان اجرای سقف به ۱۱ تا ۱۶ روز کاهش مییابد و کل سیکل هر طبقه به ۱۵ تا ۲۰ روز میرسد.
- اتصال با کوپلرها: برای اتصال دال و تیر سقف به هستهی پیشتاز، از کوپلرهای مکانیکی مدفون در دیوارهای برشی استفاده گردید که این کوپلرها،علاوه بر اتصال مناسب بین میلگردها، هیچ مانعی نیز برای قالببندی دیوارهای برشی ایجاد نمیکنند زیرا اگر از میلگرد انتظار استفاده میشد، میبایست در قالبهای اجرا شده سوراخهای مناسب تعبیه میگردید.
در پروژهی برج بهشت نیاتوس، سقفها با قالب میز پرنده (Flying Table) اجرا شدند، که شامل مونتاژ میز قالب سقفها، زیرسازی خرپایی و فیلرگیری نهایی بود. هستههای برشی شمالی و جنوبی به صورت جداگانه پیشتاز شدند، و رمپهای پارکینگ نیز به طور مستقل مدیریت گردیدند. این روش نه تنها زمان را کاهش داد، بلکه باعث افزایش بهرهوری نیروهای اجرایی با حفظ ایمنی کلی کارگاه شد.
مزایای سیستم هستهی پیشتاز
این تکنولوژی مزایای متعددی دارد که آن را به گزینهای ایدهآل برای پروژههای بلندمرتبه تبدیل کرده است:
- کاهش زمان پروژه: در مقایسه با روش سنتی، زمان سیکل هر طبقه از ۳۰ روز به ۲۰ روز کاهش مییابد، که در پروژهای مانند برج بهشت نیاتوس (با ۳۱ طبقه) میتواند ماهها صرفهجویی ایجاد کند. کل زمان پروژه نیاتوس ۳۲ ماه بود، که بخش عمدهی کاهش زمانی اجرایی اسکلت آن به لطف این روش محقق شد.
- افزایش کارایی و ایمنی: اجرای همزمان در سطوح مختلف، بهرهوری نیروی کار را بالا بُرده و همزمان بدلیل وجود هستهی بتنی مقاوم در برابر بارهای ثقلی و جانبی، ریسکهای کار در ارتفاع را با پلتفرمهای ایمن و متصل به هسته، کاهش میدهد.
- صرفهجویی اقتصادی: کاهش زمان و تخصصمحور کردن نیروها، منجر به کاهش هزینههای نیروی کار، تجهیزات و تأخیرات میشود.
- انطباق با استانداردهای زیستمحیطی: این روش با کاهش ضایعات (مانند میلگردهای اضافی)، بهینهسازی مصرف مواد و کاهش زمان اجرا و به تبع آن کوتاهی شرایط کارگاهی برای همسایگان به حفظ محیط زیست کمک میکند.
در پروژه برج بهشت نیاتوس، که در منطقه الهیه تهران واقع شده و شامل ۶۵,۰۰۰ مترمربع زیربنا که در ۵ طبقه زیرزمین،۲۴ طبقه مسکونی، ۲ طبقه لابی و استخر تفکیک شده است، این سیستم برای سازههی بتنی با دال پیشتنیده پسکشیدهی چسبیده استفاده شد. حجم بتنریزی ۴۱,۰۰۰ مترمکعب و آرماتوربندی ۷,۸۰۰ تُن بود، که با بکارگیری روش مذکور به طور کارآمد مدیریت گردید.
کاربرد در پروژههای کیسون و چشمانداز آینده
شرکت ساختمانی کیسون با توجه به بومیسازی فناوری روش هستهی پیشتاز در کشور توسط متخصصان خود، امکان طراحی و اجرای سیستم مذکور را به صورت کامل و در ابعاد مختلف دارد که پروژه برج بهشت نیاتوس گواه این ادعا میباشد. شایان ذکر است که علاوه بر مزیتهای اقتصادی، ارزشهای تخصصی سازه (بتن با مقاومت ۲۸ روزهی بیش از ۶۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) و شاخصهای زیست محیطی نیز بخشی از این رویکرد جامع هستند.
در نهایت، سیستم اجرای سازه با روش هستهی پیشتاز نمادی از تعهد شرکت ساختمانی کیسون به نوآوری است. این روش نه تنها پروژهها را سریعتر به اتمام میرساند، بلکه کیفیت و پایداری را تضمین میکند.
