روش تاپدان یا بالا-پایین یکی از جدیدترین روش‌های پایدارسازی گودهای عمیق است. در این روش همزمان با گودبرداری و ساخت طبقات به سمت پایین، ساخت طبقات بالایی نیز انجام می‌شود و زمان اجرای سازه کاهش می‌یابد. در این روش اسکلت و سقف‌های پروژه علاوه بر کاربری اصلی خود، نقش سازه نگهبان را نیز دارند و مانع ریزش دیواره‌های خاکی گود می‌شوند.
اجرای سازه به روش تاپدان
مراحل اجرای تاپدان
در این روش در ابتدا محل ستون‌های سازه مشخص می‌شود و برای هر ستون با توجه به میزان بار وارده بر آن در تراز زیر پی یک شمع اجرا می‌شود. سپس ستون‌های سازه بر روی این شمع ها نصب می‌گردد و اطراف آن‌ها با خاک و سیمان پر می‌شود. سپس گودبرداری آغاز می‌شود و در هر مرحله خاک‌برداری متناسب با خاک محل پروژه عمقی از گود برداشته می‌شود و سقف طبقاتی که امکان اجرای آن‌ها فراهم باشد، اجرا می‌گردند.
این مراحل تا رسیدن به تراز کف پی و اجرای پی ادامه می‌یابد. بار سقف‌ها توسط ستون‌ها به شمع‌ها منتقل می‌گردد و سقف‌ها نیز به عنوان مهار افقی مانع از ریزش دیواره خاکی می‌شوند. در روش تاپدان با پیشرفت پروژه به سمت پایین پس از اجرای دو سقف از طبقات منفی امکان ساخت طبقات مثبت هم فراهم می‌شود و اجرای پروژه سرعت می‌گیرد، به گونه‌ای که از این پس با اجرای سقف هر طبقه منفی می‌توان یک یا دو سقف از طبقات مثبت را اجرا کرد.
در ادامه مراحل اجرای سازه به روش تاپدان به صورت گام به گام بیان می‌گردد:
- حفاری چاه و میلگرد‌گذاری شمع
- نصب ستون‌های زیرسازه
- پرکردن فضای خالی بین دیواره چاه و ستون
- خاک‌برداری و اجرای دیوار حائل
- اجرای سقف زیرسازه
- ساخت روسازه
- تکرار مراحل خاک‌برداری، اجرای دیوار حائل و سقف در زیرسازه
- اجرای شالوده
- خروج ماشین‌آلات و مصالح و تکمیل زیرسازی
سرعت اجرا در پروژه‌های تاپدان
در ابتدای اجرای پروژه به روش تاپدان به دلیل اینکه نیاز به حفر چاه برای اجرای شمع و نصب ستون است و پس از آن گودبرداری آغاز می‌شود، ممکن است تصور شود که این روش سرعت اجرای پروژه را کاهش می‌دهد. اما با توجه به اینکه در این روش می‌توان طبقات منفی و مثبت را همزمان اجرا کرد، علاوه بر اینکه این تاخیر جبران می‌شود، در مجموع سرعت اجرا در این روش از دیگر روش‌ها بیشتر است.
مناسب در مجاورت سازه‌های حساس
در روش تاپدان نسبت به روش‌های دیگر پایدارسازی گود به دلیل صلبیت بالای اعضای مهاری که همان سقف‌های سازه هستند، جابه‌جایی‌ها و تغییرشکل‌ها بسیار کمتر است. در پروژه‌هایی که در مجاورت بناهای حساس و آثار تاریخی قرار دارند و حفظ سلامت این سازه‌ها در اولویت است این روش می‌تواند با کاهش جابه‌جایی‌های ناشی از گودبرداری مانع از تخریب این سازه‌ها و ایجاد ترک در آن‌ها شود.
تاپدان در ایران
روش تاپدان در چند سال گذشته در ایران رواج یافته و پروژه‌هایی نیز به این روش در شهرهای بزرگ از جمله تهران انجام شده است. پیش از ورود این روش به ایران این روش در نقاط مختلف جهان از جمله ژاپن، آمریکا و چین مورد استفاده قرار گرفته و نتایج قابل قبولی را به همراه داشته است. در اکثر نقاط جهان اجرای پروژه به روش تاپدان با اجرای یک دیوار دیافراگمی در اطراف پروژه آغاز می‌شود .
اما در ایران با توجه به اینکه اکثر پروژه‌های گودبرداری عمیق در شهر تهران انجام می‌شود و خاک این شهر از مقاومت بالایی برخوردار است لذا از اجرای دیوار دیافراگمی صرف‌نظر شده و در هر مرحله که سقف هر طبقه اجرا می‌شود، دیوار حائل آن طبقه نیز اجرا می‌گردد. اجرای روش تاپدان در ایران به این روش باعث کاهش هزینه‌های پروژه می‌گردد.
تاپدان و سیستم‌های سازه‌ای مختلف
روش تاپدان در اکثر سازه‌ها از جمله سازه‌های با اسکلت فولادی، بتنی و مختلط قابل اجراست. از مزایای اسکلت فولادی می‌توان به سرعت بالای اجرا و در مورد اسکلت بتنی می‌توان به مقاومت آن در برابر آتش‌سوزی اشاره کرد. سازه‌های مختلط با ترکیب ویژگی‌های مفید فولاد و بتن، کارایی بسیار مناسبی در ساخت‌وساز دارند. سازه‌های CFT و SRC به عنوان مهم‌ترین سازه‌های مختلط در ساخت به روش تاپدان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
صعوبت‌های اجرایی
از صعوبت‌های اجرایی این روش لزوم اجرای سیستم روشنایی و تامین روشنایی لازم برای حفاری در طبقات زیرین و همچنین تامین تهویه مورد نیاز در این طبقات است. در روش تاپدان ساخت طبقات فوقانی زودتر از طبقات زیرین انجام می‌شود. لذا با پیشروی به سمت پایین نور مناسب به طبقات پایین نمی‌رسد و خطر برخورد ماشین آلات حفاری به ستون‌ها و دیگر موارد افزایش می‌یابد. تهویه مناسب نیز برای رسیدن هوای تازه به افراد حاضر در طبقات زیرین و خروج آلاینده‌های ناشی از فعالیت ماشین آلات خاک‌برداری ضروری است.
