淺談城市舊建筑物定向拆除

【摘要】城市舊建筑物的拆除潛在危險大，在確定施工方案時要結合現場實際情況，制定切實可行、安全可靠、經濟合理、操作方便的施工方法。南寧市糖業總公司倉庫擴建舊水塔拆除工程，根據工程要求及現場實際情況經過多方案綜合分析、對比，最終確定采用人工從水塔底部制作倒塌斜口，同時拆除倒塌斜口臨時支柱，水塔整體倒塌毀壞性拆除的施工方法，由于前期準備工作充分，在實施水塔整體倒塌過程中未出現任何差錯，完全按預想方向倒塌，成為廣西第一例不用爆破而實施的定向拆除工程，尤其在環保方面取得顯著的成效，創造了良好的經濟效益和社會效益，得到廣西爆破協會及多部門的好評。

【關鍵詞】定向；倒塌；配重；實施；同步；安全距離

隨著我國城市現代化建設的加快，土地資源日益減少，而人們對土地資源的需求與日俱增，為滿足城市發展需要：一、現代城市建筑物向空間發展，充分地利用土地資源；二、工業廠房搬離城市。因此舊建筑物拆除工程也日益增多，拆除物的結構也從磚木結構發展到了混合結構、框架結構、板式結構等，從房屋拆除發展到煙囪、水塔、橋梁、碼頭等建筑物或構筑物的拆除。城市舊建筑物的拆除潛在危險大，主要表現在：一、無原圖紙，制定拆除方案困難，易產生判斷錯誤；二、由于加層改建，改變了原承載系統的受力狀態，在拆除中往往因拆除了某一構件造成原建筑物和構筑物的力學平衡體系受到破壞而造成部分構件產生傾覆造成人員傷亡；三、施工可利用的場地非常有限，要求施工精確度高，稍有偏差就會對周圍建筑物產生嚴重損壞，造成重大損失；四、高空作業、露天作業多，受天氣、環境影響大，施工可控性低。在確定施工方案時要結合現場實際情況，制定切實可行、安全可靠、經濟合理、操作方便的施工方法。拆除的主要施工方法有：人工拆除、機械拆除、爆破拆除、靜力破碎等方法；按拆除的程度，可分為全部拆除和部分拆除（或叫局部拆除）；按拆下來的建筑構件和材料的利用程度不同，分為毀壞性拆除和拆卸。南寧市糖業總公司倉庫擴建舊水塔拆除工程，根據工程要求及現場實際情況經過多方案綜合分析、對比，最終確定采用人工從水塔底部制作倒塌斜口，同時拆除倒塌斜口臨時支柱，水塔整體倒塌毀壞性拆除的施工方法。具體施工方案如下：

一、工程概況

南寧市糖業總公司倉庫擴建舊水塔拆除工程，位于南寧市沙井糖倉基地內，需把廢棄的舊水塔拆除擴建糖倉。舊水塔拆除工程由承建單位委托定向拆除，由于水塔建于60年代，現在無法找到水塔的圖紙資料，設計所需資料靠現場實測，精度比較低。

二、水塔拆除周邊環境（詳見現場情況示意圖）

該水塔為漿砌磚結構，底層高h=4.5m，壁厚δ=0.5m，上部壁厚δ=0.38m，底層外半徑R=1.8m，塔高約21m，塔頂水池容積估計為50T，水塔自重大約160T，底層正北部有一處2m 高的門，東西兩側對稱布置一個小窗戶，從第二層以上，每層對稱布置三個小窗戶，西側15m 為倉庫，東側約7m為圍墻，圍墻外面是民宅，還有一條10Kv的高壓電線穿空過，北側12m有辦公室和倉庫，東南方向約10m有配電房，西南方向有一廢棄的8×4m 沉沙池，圍墻外最近50m有南昆鐵路通過，其余為空地。

三、拆除方案的確定

根據現場情況，西南方向有比較寬的空地和廢棄的沉沙池，承建單位打算用水塔的廢渣填沉沙池，希望在拆除時，廢渣盡量掉在沉沙池里避免二次清渣。如果采用分段微差定向爆破的拆除方法，要防塵、防飛石、防沖擊波都比較困難，而且成本高。經研究分析決定，利用西南方向有利的空曠空間，先把舊水塔整體倒塌，然后人工破碎清除，此方法可以不需要防塵、防飛石、防沖擊波，施工成本也大大降低。

四、水塔倒塌軸線的確定

為了使舊水塔倒塌后的廢渣盡量落在沉沙池里，設法使水塔倒塌后掉到沉沙池里。而沉沙池的空間最大有效長度應在對角線上，但是水塔的中心點不在對角線的延長線上，那么選擇西南方向沉沙池下頂點與水塔中心點連線初定為水塔倒塌軸線，然后校核東西方向兩側的安全距離，根據經驗安全距離La≥4m。該倒塌軸線西邊的安全距離：L=15-21sinarctg[（15-5）/（6+8）]-1.8=1La；東邊L=1+10×7/14=6m>La，兩邊的距離達到安全要求，因此確定該軸線為水塔倒塌軸線，南偏西26.6°，方位角為243.4°。

五、倒塌缺口的制作

上述已經提到本工程不適應爆破作業，只能想其它的辦法解決，經研究決定采用‘支承點解除法’。該方法簡便、環保、成本低。水塔倒塌時根部需要一個倒傾角度，在制作倒塌缺口時，以倒塌軸線位置為頂點，兩邊以60°角往下降，頂點高設1.5m。首先在水塔倒塌半圓方向安裝五個頂柱支承，頂柱采用20x20cm的方木；Ⅰ號頂柱支承點在倒塌軸線上，頂柱高為1.5m；Ⅱ號頂柱支承點在倒塌軸線兩側45°各一點頂柱高為1.06m；Ⅲ號頂柱支承點在倒塌軸線兩側90°各一點頂柱高為0.63m。然后按斜線把墻體拆除，讓五個頂柱支承水塔倒塌方向的重量，預計墻體需拆除在220°∽260°，在拆除到180°時以后要求兩邊對稱拆除，達到220°停止拆除，在實施整體倒塌前根據實際情況拆除剩余部份。

六、安全防護技術措施

1.防反向、偏向倒塌措施：水塔底層北邊的門位于預留支承區，削弱了預留區的強度，用水泥砂漿紅磚封死；把二層以上的位于傾塌方向的窗戶用水泥砂漿紅磚封死，反方向的空著，兩側面對稱封死；妨礙倒塌的一切因素預先拆除，如水塔內水管，避雷針等割掉，在塔頂水池內砌一個以水塔中心為圓心以倒塌軸線為中心線左右兩側30°為邊界的扇形水池，容積大約在5t，以便在實施整體倒塌時充水配重，使重心偏向倒塌方向；沿倒塌方向，用鋼絲繩預先牽引拉緊。

2.防水塔倒塌后，斷裂滾動損壞兩側建筑物，在建筑物前用沙袋砌墻保護，以防萬一。

3.警戒范圍300m，確保人員安全。

4.10Kv高壓電線協調供電部門停電，以防萬一。

七、水塔整體倒塌的實施

根據實際情況對稱拆除兩側的剩余墻體，給配重水池充水，同時牽引拉緊鋼絲繩；在頂柱周圍放置干柴并澆上柴油，從水塔倒塌軸線方向 （Ⅰ號頂柱支承點）點火，讓火向兩邊擴展。隨著配重水不斷的增加，水塔整體重心越來越偏向倒塌方向，而頂柱隨火燒強度越來越差，在Ⅰ號頂柱不負重荷拆斷，緊跟著Ⅱ號、Ⅲ號頂柱拆斷，水塔按預期方向倒塌。由于前期準備工作充分，在實施水塔整體倒塌過程中未出現任何差錯，完全按預想方向倒塌，成為廣西第一例不用爆破而實施的定向拆除工程，尤其在環保方面取得顯著的成效，創造了良好的經濟效益和社會效益，得到廣西爆破協會及多部門的好評。示意圖如下

作者簡介： 凌子騰：男（1973— ），工程師，主要從事港航工程施工及項目管理工作。