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建房子难,其实拆房子更难

2018.10.16 | , ,
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作者:顾乐明
原文链接

看待建筑,大家一般从空间的维度出发,建筑的高度,跨度等等。但今天小i想换一个角度,从时间的角度,重新审视建筑。

建筑的生老病死

人的一生会依次经历生、老、病、死,建筑的一生也是类似,会分别度过婴儿阶段、青年阶段、成年阶段、暮年阶段,最后走向死亡。

从建筑师的方案草图开始,建筑的生命就已经开始了。经过设计、建造,这是建筑的成长期。投入使用后,建筑就正式进入成年阶段。后面在使用、维护的过程中逐渐也会衰老。直到最后,使用年限到,建筑可能会被拆除,这时建筑的生命就走到了尽头。

King Dorm 西雅图水手队的室内棒球场

1976年建成,2000年爆破拆除

有的建筑还没到设计年限,但业主觉得没必要存在了,就会被拆除,比如King Dorm。也有的可能业主会进行修缮或改造,建筑又再次换发青春,比如上生·新所。也有的建筑中途遇到意外突然倒塌的,比如纽约世贸大厦双子塔。

哥伦比亚俱乐部(改造前)

上生·新所(改造后)

每个阶段,都有很多代表性的建筑,都可以讲很多故事。

今天,小i从想从几个典型的建筑拆除场景讲起,和大家一起看看建筑走向终点的姿态。限于篇幅,本文仅列出机械拆除方法,爆破拆除以后再详细介绍。

房屋机械拆除

大家对建筑怎么建造起来是很熟悉的,但是怎么拆除,好像不是很清楚。觉得拆除就是用推土机把房子推平就可以了。

大多数人眼中的房屋拆除

一两层的房子可以这么做,但是如果房子很高呢?如果房子位于市中心,不能对周围的建筑造成太多的影响呢?

小i查了一家日本房屋解体公司的网站,他们典型的拆除方式是这样的:

拆除前全景

进场,设置围挡

内装拆除 

重型机械进场

从上往下拆除主体结

废料运出

桩基础拔出

土地平整

小i感觉他们做得非常专业,他们叫“房屋解体公司”。

但这种拆除方式有一定局限性。

首先,这种方法建筑物的顶部是开敞的,这会带来一系列问题,比如:受自然天气原因影响较大,不能施工的天数比较多,粉尘容易扩散到周围,施工噪声和振动问题无法避免。

其次,需要在建筑周围搭建临时的脚手架,如果在建筑较密集的市区,还需要搭建隔音板。

最后,如果建筑物很高,比如超过100m,拆除废料的掉落会带来安全隐患,搭建临时措施的成本和工期也更长。

下面介绍另外两种更现代化的拆除方式。

赤坂王子酒店拆除

这座由建筑师丹下健三设计、1982年落成的40层饭店是日本泡沫经济时代的象征。曾经出现过需要在夏天之前就预定才能订到圣诞房间的人气酒店,因设备老化陷入了经营低迷,并于2011年3月关门谢客停止营运。经过4个半月的准备后,拆除工程于2012年11月13日全面展开。

拆除前的赤坂王子酒店

虽说是拆除,但现场既看不到起重机,也没有重型机械的身影,甚至听不到粉碎混凝土的声音。简直看不出是一个施工现场。

赤坂王子酒店的拆除过程

利用大成建设开发的“TECOREP系统”(Taisei Ecological Reproduction System)这种新的施工法,赤坂王子酒店逐渐从赤坂消失。为什么选择这种拆除方式?

首先,赤坂王子酒店位于市中心,周围建筑密集,爆破需要的场地根本不具备,因此,爆破的方案首先不在考虑范围内。

其次,酒店高138.9m,屋面风很大,常规屋面开敞式的拆除方法有很大风险,而且废料需要有组织运送,否则废料的跌落有很大安全隐患。

除了安全问题,考虑到周围是市区,施工时还须尽量减少振动和噪音。同时,业主还希望在拆除时保持外观的完整性。以保留人们对赤坂王子酒店的美好印象。

所以,最终大成建设凭借“TECOREP系统”中标。

TECOREP系统的原理是:利用现有建筑物的屋顶梁板体系作为保护屋顶,架设新的悬挂脚手架作为四周墙壁,在建筑顶部建立封闭空间进行拆除工作,而原有的柱子则代之以具有升降功能的临时钢柱。

下图是典型的TECOREP系统示意图,由下图可见,屋顶上安装桥式起重机,利用事先在建筑内部打通的通道向下运输拆除废料。

TECOREP系统示意图

假设目标拆除楼层是第N层,则临时钢柱将穿透拆除目标楼层的下面三层。钢柱通过牛腿支撑在第N-2层的楼面梁上,柱子下插到N-3层。每一层均通过楼面梁对钢柱形成水平约束。

待N层拆除完毕,在N-1层安装牛腿(beam A),收起N-2层钢柱的牛腿(beamB),由N-1层的牛腿(beam A)承受竖向力。通过千斤顶牵引,屋顶和临时外墙下降一层,钢柱下插到N-4层。然后打开已位于N-3层的牛腿(beamB),拆除位于N-1层的牛腿(beam A)。进行N-1层的拆除。

TECOREP系统下降示意图

 因此,TECOREP系统中,大多数时间顶部的屋盖都是通过beam B支承的,只有在系统下降过程中,重量由beam A临时承接,而beam B跟随系统一起下降到下一层。到达指定楼层后,Beam B将再次打开,作为屋盖的支承。拆除一层大约需要近1周的时间。

赤坂王子酒店拆除内景

ResonaMaruha拆除

在日本东京千代田区大手町,坐落着一栋24层建筑“里索那玛璐哈大厦(Resona Maruha Building)”。2012年10月底,这栋面朝皇宫、高108米的超高层建筑开始“缩水”,拆除施工就此全面展开。施工期间,只在首层设置了围挡,如果不注意都不知道这栋建筑在拆除。

Resona Maruha 拆除前场景

该拆除方式采用了鹿岛公司开发的“CUT DOWN施工法”。2008年在拆除东京港区的2栋鹿岛旧总部大厦时首次投入使用。两栋大厦的高度分别是75米和65米。拆除ResonaMaruha是第二次采用该方法,也是第一次用于拆除高度超过100米的大厦。

Resona Maruh总建筑面积为75,413.9平方米,1978年完工。地上为钢(S)结构,地下为钢骨钢筋混凝土(SRC)结构。

“CUT DOWN施工法”的原理如下:首先在一层的立柱上安装千斤顶,在临时撑起重达2.7万吨的大厦主体结构后,从低楼层开始逐层进行拆除。完成一层的拆除后,千斤顶的高度就降低1层,如此反复进行相同的操作。

CUT DOWN施工法步骤

施工步骤是这样的:

施工首先要切断一层的立柱,在缝隙中插入千斤顶。千斤顶为液压式,1台的起重量为1.5万千牛(约1500吨)。40根立柱每根设置1台,共计40台。

接着,拆除并清理地面附近低楼层的梁、地板、外装材料。

然后按照顺序,逐一把每根立柱切掉70~80厘米,使千斤顶升起同等高度代替立柱进行支撑。

将建筑物所有的的立柱的全部切割后,再使千斤顶同时下降,下降的幅度与切割的高度相当。这项操作重复5次即可完成一层的拆除。

Resona Maruha 拆除现场

按照日本相关法律和条例的规定,产生噪声和振动的拆除施工通常禁止夜间作业。而使用CUTDOWN施工法,收缩千斤顶降低建筑高度的作业在法律上并不属于拆除施工。通过在夜间进行这种作业,这样可以缩短工期。每层的拆除时间由通常的一周缩短为3天,拆除过程持续了三个月。

如果拆除自上而下,结构的抗侧力体系还是保留完成的,但COT DOWN施工方法是从下往上拆,因此,它最大的问题是破坏了结构抗震体系。

因此拆除Resona Maruha时,在设置千斤顶之前,鹿岛首先建造了四堵钢筋混凝土剪力墙。剪力墙高于地面约13米,通过结构梁与周围的立柱连接。剪力墙纵向的沟槽与承重梁的突起咬合,能够上下滑动。

拆除时架设的剪力墙

发生地震时,地震作用将由剪力墙承担,而竖向力仍由柱子传递给千斤顶。因此在拆除过程中也能保证建筑物具有一定的抗震性能。

1500t千斤顶

这种施工方法,其成本高于普通拆除工法。原因在于拆除Resona Maruha时定制了40台承载力1500t的千斤顶,耗资数亿日元。但鹿岛认为“千斤顶可以反复使用,只要做足够多的项目,千斤顶的成本就会被摊薄”。

 小结

相信很多读者脑海中拆除建筑还停留在,几台挖掘机围着一栋几层的小楼,大肆挥舞机械手臂的场景。但我们从日本的发展经验来看,未来,在大城市的市中心土地将非常珍贵。目前,上海的改造项目已有很多,那么,以后在市中心拆除重建也是有可能的。希望这篇文章能够给你带来一点启发。

参考文献:

1.https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2010/100223_3481.html

2.http://www.taisei-design.jp/de/news/2013/05_01.html

3.https://www.kajima.co.jp/news/digest/mar_2013/site/index-j.html

4. 最新拆除技术让超高层建筑悄无声息地“缩水

5. 本文图片均来源于网络,版权属于原作者或网站

iStructure的初衷是分享建筑结构领域的见闻、优秀的设计和自己一些的思考,向更多人呈现结构设计有趣的一面。

2条评论
Fansii
Fansii 2018-10-16 14:49:40 回复 0

惊了,还有这样的方法

陇上行
陇上行 2018-10-16 09:11:06 回复 0

拆楼

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作者:顾乐明
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