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建筑结构丨日本超高层建筑拆除技术让楼房悄无声息地“缩水”

来源: | 发布时间:2018年03月07日
建筑结构丨日本超高层建筑拆除技术让楼房悄无声息地“缩水”


沈阳结构拆除在日本东京千代田区大手町,坐落着一栋24层建筑“里索那玛璐哈大厦(Resona Maruha Building)”。10月底,这栋面朝皇宫、高108米的超高层建筑“缩水”了两米,拆除施工就此全面展开。今后,这栋大厦将逐渐降低高度,在2013年1月下旬彻底消失。


现高106米的“Resona Maruha Building”


从底部支撑2.7万吨大厦的千斤顶

拆除施工是由三菱地所公司和JX控股公司发包,由鹿岛公司与NIPPO公司的联营体(JV)实施。

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

此次拆除完全不在建筑上部进行作业。鹿岛称,这种施工方法是在保持大厦外观的状态下,如同“达摩落”游戏一般逐渐降低高度,因此,“周围的人注意不到正在进行拆除施工”。

这种拆除方法被命名为“鹿岛削低施工法”,2008年在拆除东京港区的2栋鹿岛旧总部大厦时首次投入使用。两栋大厦的高度分别是75米和65米。

拆除Resona Maruha Building是第二次采用该方法,也是第一次用于拆除高度超过100米的大厦。


利用鹿岛削低施工法拆除“Resona Maruha Building”的模式图


从永代路眺望北侧。图左搭建了临时围墙的建筑就是“Resona Maruha Building”。周边超高层建筑林立。左为皇居方向,右为东京站方向。

拆除一层仅需3天


插入千斤顶

拆除高层的梁和地板

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

切断立柱

升起千斤顶

降下所有千斤顶

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

接着,拆除并清理地面附近低楼层的梁、地板、外装材料。

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

将一周的立柱的全部切割后,再使千斤顶同时下降,下降的幅度与切割的高度相当。这项操作重复5次即可完成一层的拆除。

鹿岛事先在其技术研究所对千斤顶的性能进行了测试。经确认,1台千斤顶最大具备2.25万千牛的支撑力,40台千斤顶能够以高精度同时伸缩。

按照鹿岛JV的计划,拆除Resona Maruha Building的一层只需3天。
按照日本相关法律和条例的规定,产生噪声和振动的拆除施工通常禁止夜间作业。而使用削低施工法,收缩千斤顶降低建筑高度的作业在法律上并不属于拆除施工。通过在夜间进行这种作业,可以缩短工期。

液压千斤顶的转用成为课题


黑色标注的部分为核心墙。红色为承重梁。

从大楼底部开始拆除的削低施工法的最大课题是在千斤顶下降时和切割立柱时确保建筑的抗震性。

拆除Resona Maruha Building时,在设置千斤顶之前,鹿岛JV首先建造了四堵钢筋混凝土结构的坚固墙壁——核心墙。核心墙高于地面约13米,通过承重梁与周围的立柱连接。核心墙纵向的沟槽与承重梁的突起咬合,能够上下滑动。

发生地震时,施加到建筑上的水平作用力将通过立柱传递到承重梁,由核心墙承担。在拆除中也能够使建筑保持与拆除前相同的抗震性。

  
拆除Resona Maruha Building的临建计划图

使用削低施工法,如何降低施工费也是一个课题。

鹿岛介绍,“Resona Maruha Building的拆除施工费略高于通常施工”,原因在于特别订购的起重量1.5万千牛的千斤顶。

在首次采用该施工法的鹿岛旧总部大厦拆除施工中,鹿岛JV也特别订购了44台起重量为8000千牛的千斤顶。如果千斤顶能够运用于其他施工现场,施工费也可以降低。

但是,通常的施工现场基本用不到能够支撑超高层建筑的巨型千斤顶。今后,鹿岛将根据可以采用削低施工法的拆除施工的接单状况调整施工费。

采用的决定因素是环保和缩短工期


自上而下的传统拆除施工法

Resona Maruha Building的拆除施工之所以决定采用削低施工法,是因为这种方法在环保、缩短工期方面具有优势。

普通的传统拆除施工法是利用塔吊把切割立柱和横梁的重型机械吊升至屋顶,然后从顶层开始,自上而下进行拆除。因为是进行高空作业,所以在建筑的外周必须搭建脚手架,还需要采取措施防止噪声和粉尘侵扰周围。

而削低施工法的拆除作业仅在地面附近进行,容易对建筑周围进行隔音。因为高层不发出噪声,所以在附近超高层建筑林立的地区尤为有效。

Resona Maruha Building拆除施工现场使用的重型机械还采用了主动噪声控制技术。通过利用扬声器播放与发动机噪音相抵消的声音,抑制了噪声。

削低施工法的噪声传播模拟

传统施工法的噪声传播模拟

对粉尘对策也力求做到万全。通过实施气流模拟,优化了临时围墙的位置和高度。最大可以减少49%的粉尘扩散。而且,在施工时,施工人员还会进行喷雾,利用带电水粒子吸附空中漂浮的粉尘。

因为地面附近的拆除作业效率高,所以工期可以缩短。鹿岛称,使用传统的施工法拆除Resona Maruha Building需要9个月,而使用削低施工法的话,包括搭建核心墙在内,全部施工只需6个半月,可以缩短2个半月。

重型机械的燃料消费量也会随之减少。鹿岛推测,二氧化碳排放量可以比传统拆除施工法减少8.5%。


气流模拟。验证防止粉尘扩散的临时围墙的形状。 二氧化碳排放量比较。右侧为削低施工法。

相邻超高层大厦同时改建


大手町1-1计划的效果图。从北侧眺望。(资料:三菱地所)


大手町1-1计划的效果图。从北侧眺望。(资料:三菱地所)

Resona Maruha Building拆除后,在旧址上将建设一栋22层、总建筑面积为10.7万平方米的办公楼。

办公楼计划2013年2月开工建设,2015年11月完工,施工商尚未确定。这项业务名为“大手町1-1计划”,由三菱地所负责实施。

这项计划还包括与Resona Maruha Building相邻的三菱东京UFJ银行大手町大厦的改建。这栋大厦将由竹中建筑公司负责拆除。工期截止到2013年8月。


竹中建筑公司负责拆除的三菱东京UFJ银行大手町大厦


从东侧眺望2栋建筑。左侧为Resona Maruha Building。

沈阳结构拆除在其旧址上计划建设29层、总建筑面积为14.7万平方米的办公楼。高楼层将设置可供商务客人中长期住宿的约120间服务公寓。

计划整体预定于2016年度完工。

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