'硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓'

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

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圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

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圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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日本被拆解的100米摩天大樓

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日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

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高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
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而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

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高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
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日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

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數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

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而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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日本被拆解的100米摩天大樓

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日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

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而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

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硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

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MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

"

中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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樓上拆解作業

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樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

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石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

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日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

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鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

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西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

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MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

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QB Cut Off工法原理圖

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正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

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吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

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吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

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獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

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圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

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拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解開始的赤阪王子酒店

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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樓上拆解作業

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樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

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石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

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西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

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MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

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QB Cut Off工法原理圖

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正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

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吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解開始的赤阪王子酒店

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

赤阪王子酒店的拆解過程

最終主辦方選擇了能最大限度地限制粉塵、碎片飛散,降低噪音和震動的大成建設TECOREP系統作為拆除方案,西武建設參與其中。從2011年9月開始到2013年7月6日完成全部解體工作,成為日本國內拆解的最高建築。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓上拆解作業

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

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QB Cut Off工法原理圖

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正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

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吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

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吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

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獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

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TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

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圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

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圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

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圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

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圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

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圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

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打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

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打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

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鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

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鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

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竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

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竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

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拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

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拆解開始的赤阪王子酒店

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赤阪王子酒店的拆解過程

最終主辦方選擇了能最大限度地限制粉塵、碎片飛散,降低噪音和震動的大成建設TECOREP系統作為拆除方案,西武建設參與其中。從2011年9月開始到2013年7月6日完成全部解體工作,成為日本國內拆解的最高建築。

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TECOREP系統內部,圖片來自網絡

下圖為拆解中的王子酒店TECOREP系統內部及其分解圖。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

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圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

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數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
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  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
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  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
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尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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樓上拆解作業

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樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

QB Cut Off工法原理圖

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

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TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

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圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解開始的赤阪王子酒店

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

赤阪王子酒店的拆解過程

最終主辦方選擇了能最大限度地限制粉塵、碎片飛散,降低噪音和震動的大成建設TECOREP系統作為拆除方案,西武建設參與其中。從2011年9月開始到2013年7月6日完成全部解體工作,成為日本國內拆解的最高建築。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP系統內部,圖片來自網絡

下圖為拆解中的王子酒店TECOREP系統內部及其分解圖。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

資料來自Taisei-Seibu JV

高層建築的拆除作業,我們能從中學到什麼?

根據中新網2017年7月11日的報道,公安部消防局公佈的一組有關中國高層建築火災的數據顯示,全國高層建築(8層、24米以上)共有34.7萬幢,百米以上超高層建築近6000幢,數量均居世界之首。近十年全國發生高層建築火災3.1萬起,目前全國超4成高層住宅沒有自動消防設施,近年來高層建築火災近4成由電器線路引發……

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

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數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
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  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
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尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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樓上拆解作業

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樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

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石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

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日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

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鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

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西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

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MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

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QB Cut Off工法原理圖

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正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

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吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

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吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

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獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

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TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

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圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

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圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

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圖片來自大成建設官網

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圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

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圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

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圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

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打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

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打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

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鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

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鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

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竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

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竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

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拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

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拆解開始的赤阪王子酒店

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赤阪王子酒店的拆解過程

最終主辦方選擇了能最大限度地限制粉塵、碎片飛散,降低噪音和震動的大成建設TECOREP系統作為拆除方案,西武建設參與其中。從2011年9月開始到2013年7月6日完成全部解體工作,成為日本國內拆解的最高建築。

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TECOREP系統內部,圖片來自網絡

下圖為拆解中的王子酒店TECOREP系統內部及其分解圖。

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資料來自Taisei-Seibu JV

高層建築的拆除作業,我們能從中學到什麼?

根據中新網2017年7月11日的報道,公安部消防局公佈的一組有關中國高層建築火災的數據顯示,全國高層建築(8層、24米以上)共有34.7萬幢,百米以上超高層建築近6000幢,數量均居世界之首。近十年全國發生高層建築火災3.1萬起,目前全國超4成高層住宅沒有自動消防設施,近年來高層建築火災近4成由電器線路引發……

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圖片來自央視新聞網

從上世紀80年代開始建造的老式高層建築的使用年限陸續超過30年,由於設計年限的比較久遠,這些老式建築開始面臨著設備老化、佈局落後、跟不上信息化社會步伐等問題,其中危及大樓內住民安全的消防設施的缺失也是其中一大難題。

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中國城市化快速發展的進程中,高層建築的開發和建設進入了一個全新階段,尤其是超高層建築的開發和建設更是取得了巨大的成就。根據CHBUH全球高層建築數據庫的報告,2018年世界最高的20座建築中,中國佔了其中的一半。

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圖片來自百度百科,數據來自CHBUH全球高層建築數據庫報告

而與我們大力推進高層建築建設不同的是,作為世界第三大經濟體,早已經進入高度發達社會的日本近20年來建築業最大的進步之一卻是高層建築的拆除技術。西松建設、大林組、大成建設、清水建設、鹿島建設和竹中工務店等日本的大型建築公司持續投入,對全球頂尖的拆樓技術孜孜以求,促使日本成為高層建築拆除行業的頂尖力量,解決了日本國內在經濟高速發展時期建成的老舊高層建築的更新換代問題,進一步推動城市建設的現代化進程。

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日本被拆解的100米摩天大樓

雖然我國仍處在高層建築的大發展時期,但是改革開放以來建設的一大批高層建築即將或者已經進入更新換代的年份,也許日本高層建築的拆除技術和經驗可以為我們提供一些借鑑。

日本為什麼要大量拆除高層建築甚至是100米以上的超高層建築

日本在1960年後半程開始,作為市中心土地的高效利用手段之一開始了一股修建高層建築的熱潮,到現在為止時間過去了五十多年,這些高層建築的抗震安全性、設備老化等問題使其越來越無法適應信息化社會的發展需要,對這些老舊的高層建築進行改建或者推倒重建開始成為日本主流社會的共識。

根據日本RIBC(日本建築成本管理系統研究所)的新技術調查報告顯示,自1968年霞關大廈建成以來,日本國內高度超過100米的建築在700幢以上,其中有100幢左右建成超過20年,雖然日本國內的高層建築主體結構設計年限在60~100年,但是30~40年便拆解的高層建築業並不鮮見。

來自日本解體達人官網的相關文章,2000年以來,日本國內拆除的高層建築如下表所示,其中有不少被拆除建築的高度超過100米,所使用到的拆樓技術在世界範圍內也屬於首次,引起了不小的關注。

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數據來自日本解體達人官網

高層建築的拆解作業會面臨哪些問題和注意事項?

無論是何種拆解作業現場都會碰到以下的這些問題:

  • 粉塵、噪音、震動、拆除廢棄物等對周邊環境的影響
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  • 拆除廢棄物的掉落、對作業人員、一般市民的安全威脅
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

  • 拆除工作產生的二氧化碳、粉塵汙染對環境的影響,以及電力的消耗問題
硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

尤其是要拆解的建築越高,拆除量增加、施工作業人員增加、工期變長,所引發的問題會更多,情況會更復雜。

因此,高層建築的拆除作業中有必要針對災害、環境方面的問題採取相應的對策,下文提到的日本各大頂尖建築公司的拆樓技術也是圍繞著這些問題展開。

高層建築的一般拆除方式有哪些?一般流程是什麼?

雖然歐美以及我國的拆樓施工中有不少使用到“爆破”,但是爆破在日本的使用率並不高。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本的高層建築大部分位於人員密集的城市中,這些高樓之間距離很近,爆破作業的震動、噪音、粉塵甚至飛石危險等問題使其在場地狹小、人員密集的城市中難於推行。雖然本文講解更先進的超高層建築拆解技術,但是日本國內最普遍的建築拆解方式還是樓上拆解作業和地上拆解作業兩種,這兩種方式組合搭配也是我國城市中拆樓中最常用的方式。

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樓上拆解作業

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樓下拆解作業

樓上拆解作業和地上拆解作業在我國也被稱為“降層拆除法”,是將配備液壓錘的小型挖掘機吊至高層建築樓面進行機械拆除為主、人工風鎬拆除為輔的高層建築樓體拆除方法。待樓體拆除至機械能夠在地面上進行作業後,再將小型挖掘機移走,採用大型挖掘機配備長臂液壓剪為主、液壓錘輔助在地面進行解體拆除。

一般高層建築的拆解流程大概如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

舊建築往往容易丟失原來的設計圖和施工圖,結構強度數據常常也沒有,另外,這些三四十年前的建築中許多使用到石棉等有害材料,這些都需要在拆解開始前仔細調查清楚。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

石棉的清除作業

另外,如何分類處理拆樓後的建築垃圾也是一個重點研究對象。

垃圾分類方面日本一直領先於世界,建築垃圾也不例外。建築垃圾在日本由《建設循環法》規定其處理方式,從拆遷工地上產生的四種建築垃圾必須進行資源再利用回收,它們是素混凝土碎塊、鋼筋混凝土碎塊、木材和瀝青混凝土碎塊

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

日本《建設循環法》規定的四種必須資料再利用的建築分解物

以鋼筋混凝土碎塊為例,資源化回收再利用的流程如下圖所示:

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鋼筋混凝土碎塊的回收利用

日本的大型建設公司們在研究超高層建築的拆解作業中各顯神通

高樓拆遷廣闊的市場需求促使日本各大建築公司積極研究先進、環保的拆遷技術,並將這些技術運用於工程實踐中。各大建築公司更是希望通過超高層建築拆解——這座拆樓界的聖盃來為自家的技術正名。以下為日本主要的幾大建築公司開發的超高層建築拆遷工法。

  • 西松建設超高層建築拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即將拆解的樓層安裝升降式養護圍擋框,完全遮擋住作業樓層。從頂部開始按順序拆除結構體、切斷大梁等,然後通過升降機將拆下來的結構件搬運到地面、破碎後分類處理的系統。

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西松建設MOVE HAT拆解作業中

MOVE HAT原理圖

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MOVE HAT原理圖,來自西松建設官網

西松建設MOVE HAT工法用在第22興和大廈的拆除項目中,創造了6個工作日內完成一個樓層的拆除和分類處理的記錄。

  • 清水建設超高層建築拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直譯過來是逆向建造工法的意思,在即將拆解的樓層設置單元化的活動腳手架,從待拆解大樓的頂樓局部開始,按照從上至下的順序進行結構件的塊狀切割分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業中

樓板使用平切法切割成塊、CFT柱(型鋼混泥土柱)以及與柱子相連的樑、外牆結構件整合為一組塊,使用塔式起重機將拆解的大塊運輸至地面分解。

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清水建設 Reverse Construction工法拆解作業

由於單元化的局部拆解,使得拆解條件的適用範圍更廣,同時單元化也使得成本的計算更為方便,而且結構件粉碎機等機械設置在地面上使得噪音、震動大幅度降低。

2009年清水建設就使用Reverse Construction工法拆解了位於東京都中央區的自家舊總部大樓。大約7天完成一個樓層的解體作業。重型機械的使用量相比一般拆解方式減少了一半,節約燃油的同時二氧化碳的排出量減少了將近4成。

  • 大林組超高層建築拆解工法-——《QB Cut Off》

大林組的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安靜、Quick迅速,B代表的是Block結構塊。這種工法是使用金剛石鏈珠鋸或者馬路切割機將結構件切割成一定的大塊,再利用空中帶有吊裝方向限制裝置的塔吊起重機運輸到地面上進行分解處理。

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QB Cut Off工法原理圖

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正在切割樁的金剛石鏈珠鋸

吊裝方向限制裝置的原理如下圖所示:

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吊裝方向限制裝置的原理圖,來自大林組官網

和清水建設的工法一樣,負責壓碎分解結構件的大型機械都設置在地面,因此拆解過程中不會在高處產生大量的飛散碎塊,噪音和粉塵的產生量也大大降低。大林組針對結構框架的切割順序和防止顛覆制定了嚴密的對策,在拆解過程中就算遇到突發地震也可以保證安全。

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吊裝運輸切割下的結構件

  • 大成建設超高層建築拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法,大成建設的TECOREP在國際社會上也赫赫有名,這個工法曾經在CTBUH Asia Ascending 崛起的亞洲論壇中作為重要技術由大成建設總技術工程師宣島誠課長進行介紹,並且獲得了JICE第十四屆日本國土技術開發獎的最優秀技術獎。

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獲獎的大成建設宣島誠及市原英樹

在TECOREP工法中,在將待拆解大樓的頂層和次頂層安裝臨時的鋼結構柱,將屋頂切割後支撐在臨時的鋼結構柱上,形成一個可以活動的,完全封閉式的拆解空間。臨時的鋼結構柱內安裝有千斤頂,待上部樓層拆解完成後屋頂在千斤頂的作用下隨著拆解進度下降,逐層進行拆解。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP工法原理圖,圖片來自網絡

TECOREP工法的最大特徵是從頂部開始的拆解空間完全封閉,拆解作業在內部進行,內部使用對吸吹式通風系統進行空氣更新,確保作業空間內外的空氣質量維持在正常水平。因此,拆解過程不會受到雨雪、惡劣天氣的影響,具有以下三大特徵:

TECOREP系統與建築主體結構一體化安裝,形成高強度的剛性結構,能抵抗地震和颱風的侵襲。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全自動下降系統的頂蓋傾斜度誤差控制在±5mm以內。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

全封閉的作業空間大幅抑制粉塵、噪音汙染,降低對周圍環境的影響。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

TECOREP系統設置了能量回收系統,將拆解物運輸到地面的掛鉤在下降過程產生的重力加速度通過回收電機生成電能,並儲存在蓄電池內,當收起掛鉤時可以使用這部分電能。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自大成建設官網

要拆解的大樓越高,產生的電力越多,拆解工作就越環保。

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圖片來自大成建設官網

TECOREP系統最經典的案例是高度超過100米的東京王子酒店的拆解,下文有詳細說明。

  • 鹿島建設超高層建築拆解工法-——《KC&D》

鹿島建設的KC&D工法也很有名,它的原理近似於日本傳統的打達摩落遊戲,如下圖所示:

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲

建築的拆解是從最下層開始的,在最下層設置支撐上層建築的結構件,然後將原建築的結構體逐一拆除掉,被拆解的大樓慢慢下降。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

打達摩落遊戲模擬的鹿島建設KC&D工法

具體來說,在建築物一樓的所有結構柱下安裝液壓千斤頂來支撐大樓,中心安裝類似核心筒的結構件來保證主體的抗震性,當切掉了下部柱子和樓板後千斤頂助力大樓向下。

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鹿島建設的KC&D工法原理圖,來自鹿島建設官網

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱

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鹿島建設KC&D工法,切割支撐柱後用液壓千斤頂支撐上部結構

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鹿島建設KC&D工法,核心筒設置抗震支撐結構

這個工法最大的特徵是所有的拆解工作始終在一樓進行,重複的操作使得效率提高,同時保證粉塵、噪音控制在一樓,粉碎物的高空掉落大大減少。

KC&D工法被用在鹿島舊總部的拆解中,一個樓層的拆解時間被縮短在5個工作日內。

  • 竹中工務店超高層建築拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工務店HAT DOWN工法和大成建設TECOREP系統有相似之處,都是在待拆建築的頂層周圍設置活動式的圍牆,形成封閉空間後在裡面由上至下進行拆解作業。不同點在於竹中HAT DOWN將移動式的拆解工場搬入這個封閉空間中,拆掉原有屋頂後用鋼架製作拆解期間的屋蓋。

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竹中工務店HAT DOWN工法拆解作業中

樑式起重機安裝在這個封閉空間中,將切割後的結構件直接運送到一樓進行拆解。

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竹中工務店HAT DOWN工法內部

這種封閉作業工法降低了粉塵和噪音的擴散,碎塊掉落的危險性也隨之降低,而且臨時屋架上安裝了類似大成建設的下降力能量回收和太陽能發電裝置,十分節能環保。

以大成建設的TECOREP系統為例,如何使一座100米高的摩天大樓在市中心優雅地消失

2013年,大成建設TECOREP系統成功將東京千代田區赤阪王子酒店(高度138米)進行拆解。現場看不到任何起重機、沒有粉碎設備的高噪音和震動,沒有粉塵飛散,王子酒店悄悄地就變矮直至消失,這個拆解案例在世界範圍內引起了廣泛討論。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

拆解前的赤阪王子酒店

赤阪王子酒店於1983年正式運營,由日本著名的建築師丹下健三設計,這座40層的高級飯店成為赤阪的象徵,開業第二年獲得了第25屆日本建築協會優秀建築獎(BCS獎)。然而,進入新世紀後因為設備老化、設計跟不上時代要求,酒店經營持續慘淡而不得不停止營業,拆除後在寸土寸金的東京赤阪建起新的商業設施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何讓這座著名的酒店建築以一種體面的方式離開也是拆解工作的重點。

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拆解開始的赤阪王子酒店

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赤阪王子酒店的拆解過程

最終主辦方選擇了能最大限度地限制粉塵、碎片飛散,降低噪音和震動的大成建設TECOREP系統作為拆除方案,西武建設參與其中。從2011年9月開始到2013年7月6日完成全部解體工作,成為日本國內拆解的最高建築。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

TECOREP系統內部,圖片來自網絡

下圖為拆解中的王子酒店TECOREP系統內部及其分解圖。

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資料來自Taisei-Seibu JV

高層建築的拆除作業,我們能從中學到什麼?

根據中新網2017年7月11日的報道,公安部消防局公佈的一組有關中國高層建築火災的數據顯示,全國高層建築(8層、24米以上)共有34.7萬幢,百米以上超高層建築近6000幢,數量均居世界之首。近十年全國發生高層建築火災3.1萬起,目前全國超4成高層住宅沒有自動消防設施,近年來高層建築火災近4成由電器線路引發……

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自央視新聞網

從上世紀80年代開始建造的老式高層建築的使用年限陸續超過30年,由於設計年限的比較久遠,這些老式建築開始面臨著設備老化、佈局落後、跟不上信息化社會步伐等問題,其中危及大樓內住民安全的消防設施的缺失也是其中一大難題。

硬核,圖解日本的頂尖建築公司如何優雅地拆除100米高的摩天大樓

圖片來自央視新聞網

因此,對這些老式建築的改造或者重建在我國也是建築業的一大重點難題。如何安全、高效、節能環保又體面的拆解重建舊建築,也許我們可以向日本的建築公司學習,開發出適合國內環境的高層建築拆解技術。

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