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(xiǎn)大，在確定施工方案時(shí)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定切實(shí)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、操作方便的施工方法。南寧市糖業(yè)總公司倉庫擴(kuò)建舊水塔拆除工程，根據(jù)工程要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況經(jīng)過多方案綜合分析、對(duì)比，最終確定采用人工從水塔底部制作倒塌斜口，同時(shí)拆除倒塌斜口臨時(shí)支柱，水塔整體倒塌毀壞性拆除的施工方法，由于前期準(zhǔn)備工作充分，在實(shí)施水塔整體倒塌過程中未出現(xiàn)任何差錯(cuò)，完全按預(yù)想方向倒塌，成為廣西第一例不用爆破而實(shí)施的定向拆除工程，尤其在環(huán)保方面取得顯著的成效，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，得到廣西爆破協(xié)會(huì)及多部門的好評(píng)。

【關(guān)鍵詞】定向；倒塌；配重；實(shí)施；同步；安全距離

隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)的加快，土地資源日益減少，而人們對(duì)土地資源的需求與日俱增，為滿足城市發(fā)展需要：一、現(xiàn)代城市建筑物向空間發(fā)展，充分地利用土地資源；二、工業(yè)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(jié)構(gòu)也從磚木結(jié)構(gòu)發(fā)展到了混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、板式結(jié)構(gòu)等，從房屋拆除發(fā)展到煙囪、水塔、橋梁、碼頭等建筑物或構(gòu)筑物的拆除。城市舊建筑物的拆除潛在危險(xiǎn)大，主要表現(xiàn)在：一、無原圖紙，制定拆除方案困難，易產(chǎn)生判斷錯(cuò)誤；二、由于加層改建，改變了原承載系統(tǒng)的受力狀態(tài)，在拆除中往往因拆除了某一構(gòu)件造成原建筑物和構(gòu)筑物的力學(xué)平衡體系受到破壞而造成部分構(gòu)件產(chǎn)生傾覆造成人員傷亡；三、施工可利用的場(chǎng)地非常有限，要求施工精確度高，稍有偏差就會(huì)對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞，造成重大損失；四、高空作業(yè)、露天作業(yè)多，受天氣、環(huán)境影響大，施工可控性低。在確定施工方案時(shí)要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定切實(shí)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)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(jī)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(gòu)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(yè)總公司倉庫擴(kuò)建舊水塔拆除工程，根據(jù)工程要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況經(jīng)過多方案綜合分析、對(duì)比，最終確定采用人工從水塔底部制作倒塌斜口，同時(shí)拆除倒塌斜口臨時(shí)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(yè)總公司倉庫擴(kuò)建舊水塔拆除工程，位于南寧市沙井糖倉基地內(nèi)，需把廢棄的舊水塔拆除擴(kuò)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(xiàn)在無法找到水塔的圖紙資料，設(shè)計(jì)所需資料靠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，精度比較低。

二、水塔拆除周邊環(huán)境（詳見現(xiàn)場(chǎng)情況示意圖）

該水塔為漿砌磚結(jié)構(gòu)，底層高h(yuǎn)=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(jì)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(cè)對(duì)稱布置一個(gè)小窗戶，從第二層以上，每層對(duì)稱布置三個(gè)小窗戶，西側(cè)15m 為倉庫，東側(cè)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(cè)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，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(jīng)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(shè)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(zhǎng)度應(yīng)在對(duì)角線上，但是水塔的中心點(diǎn)不在對(duì)角線的延長(zhǎng)線上，那么選擇西南方向沉沙池下頂點(diǎn)與水塔中心點(diǎn)連線初定為水塔倒塌軸線，然后校核東西方向兩側(cè)的安全距離，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(dá)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(jīng)提到本工程不適應(yīng)爆破作業(yè)，只能想其它的辦法解決，經(jīng)研究決定采用‘支承點(diǎn)解除法’。該方法簡(jiǎn)便、環(huán)保、成本低。水塔倒塌時(shí)根部需要一個(gè)倒傾角度，在制作倒塌缺口時(shí)，以倒塌軸線位置為頂點(diǎn)，兩邊以60°角往下降，頂點(diǎn)高設(shè)1.5m。首先在水塔倒塌半圓方向安裝五個(gè)頂柱支承，頂柱采用20x20cm的方木；Ⅰ號(hào)頂柱支承點(diǎn)在倒塌軸線上，頂柱高為1.5m；Ⅱ號(hào)頂柱支承點(diǎn)在倒塌軸線兩側(cè)45°各一點(diǎn)頂柱高為1.06m；Ⅲ號(hào)頂柱支承點(diǎn)在倒塌軸線兩側(cè)90°各一點(diǎn)頂柱高為0.63m。然后按斜線把墻體拆除，讓五個(gè)頂柱支承水塔倒塌方向的重量，預(yù)計(jì)墻體需拆除在220°∽260°，在拆除到180°時(shí)以后要求兩邊對(duì)稱拆除，達(dá)到220°停止拆除，在實(shí)施整體倒塌前根據(jù)實(shí)際情況拆除剩余部份。

六、安全防護(hù)技術(shù)措施

1.防反向、偏向倒塌措施：水塔底層北邊的門位于預(yù)留支承區(qū)，削弱了預(yù)留區(qū)的強(qiáng)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(cè)面對(duì)稱封死；妨礙倒塌的一切因素預(yù)先拆除，如水塔內(nèi)水管，避雷針等割掉，在塔頂水池內(nèi)砌一個(gè)以水塔中心為圓心以倒塌軸線為中心線左右兩側(cè)30°為邊界的扇形水池，容積大約在5t，以便在實(shí)施整體倒塌時(shí)充水配重，使重心偏向倒塌方向；沿倒塌方向，用鋼絲繩預(yù)先牽引拉緊。

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

3.警戒范圍300m，確保人員安全。

4.10Kv高壓電線協(xié)調(diào)供電部門停電，以防萬一。

七、水塔整體倒塌的實(shí)施

根據(jù)實(shí)際情況對(duì)稱拆除兩側(cè)的剩余墻體，給配重水池充水，同時(shí)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(hào)頂柱支承點(diǎn)）點(diǎn)火，讓火向兩邊擴(kuò)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(qiáng)度越來越差，在Ⅰ號(hào)頂柱不負(fù)重荷拆斷，緊跟著Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)頂柱拆斷，水塔按預(yù)期方向倒塌。由于前期準(zhǔn)備工作充分，在實(shí)施水塔整體倒塌過程中未出現(xiàn)任何差錯(cuò)，完全按預(yù)想方向倒塌，成為廣西第一例不用爆破而實(shí)施的定向拆除工程，尤其在環(huán)保方面取得顯著的成效，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，得到廣西爆破協(xié)會(huì)及多部門的好評(píng)。示意圖如下

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