建筑物拆除方案選擇與實例分析

葉洲元 周志華

1 概述

目前，國內正大興土木，特別是汶川大地震后，許多建筑物受到破壞，但尚未倒塌，成為危房，急切需要對破舊建筑物進行拆除，為新城鎮建設騰出空間。合理地選擇拆除方法可以降低成本、縮短工期、實現廢舊材料的回收利用、獲得較好的經濟效益。現在比較成熟的較常用的有以下幾種拆除方法:手工拆除、機械拆除、控制爆破拆除及聯合拆除等。建筑物拆除方法的選擇，要根據建筑物的結構特點、周邊環境的限制條件、工期的要求與業主的個人要求等因素來決定，應保證施工安全的前提下經濟上最優。

2 拆除方法

2.1 手工拆除

手工拆除就是依靠人工利用大錘、鑿子、風鎬、滑輪(組)等工具將建筑物解體的方法。采用這種方法來拆除建筑物，對其周圍環境來說，無較大影響，并可充分回收有用材料，如磚、鋼筋等，給建設單位帶來明顯的回收節支效益。但是拆除過程耗時較長，如果拆除的是強度較高的鋼筋混凝土的建筑，所需時間會更長，且對拆除的工人具有一定的危險性。適用于強度低、樓層少的建筑物，如磚結構的平房。

2.2 機械拆除

機械拆除即工人操縱起重裝置、大型液壓沖擊錘等機械將建筑物拆除的方法。利用此種方法拆除對建筑物周圍的環境也無較大影響，并部分回收有用材料，而且由于機械的破碎能力遠強于工人的敲擊，因此其拆除速度較人工拆除快。受所用機械的能力限制，其拆除高度也有一定的限制。一般的，當使用大型機械時，可適用于高度在15 m以下的建筑物。

2.3 控制爆破拆除[1，2]

控制爆破拆除是在建筑物的主要承重部位布置炮孔，裝藥，利用炸藥爆破釋放的能量破壞建筑物的主要承重位置，使其失去承載能力而逐漸傾斜。在傾斜過程中，建筑物獲得一定速度，最后觸地解體。在此過程中倒塌方向、破壞范圍、破碎程度及爆破危害得到控制。這種拆除方法勞動強度低、施工進度快、成本低、經濟效益好。但技術含量高，需要鉆眼裝藥，并且爆破過程中伴隨五大公害——爆破震動、噪聲、空氣沖擊波、飛石和有毒氣體，如果處理不當，有一定危險性。

2.4 聯合拆除[3-5]

1)手工+機械聯合拆除。它的存在，主要在于機械的破碎能力強，用于強度較大的部位，如圈梁、立柱等，而手工拆除用于強度弱的部分，如磚墻等。這種方法具有手工拆除和機械拆除兩者的優點，同時降低了手工拆除的強度，提高了手工拆除的速度。2)手工+爆破聯合拆除。此時的手工拆除就是所說的控制爆破前預處理。一般的，先利用手工拆除掉待拆建筑物的墻體，然后進行控制爆破技術拆除，有可能再進行二次破碎。此種方法利用了手工拆除，降低了爆破難度，在實際中使用的較多。3)爆破+機械聯合拆除。即先用控制爆破的方法將待拆建筑物坍塌，然后利用機械進行二次破碎，或利用機械方法進行預處理，之后用控爆方法將待拆建筑物坍塌，有可能存在塊度過大的部分就需要再進行二次機械破碎，從而達到將待拆建筑物拆除的目的。4)手工+機械+爆破聯合拆除。這種方法在現實中使用的比較頻繁，一般都是先用手工機械方法進行預處理，然后用控爆方法將待拆建筑物坍塌，再進行二次機械破碎。它主要適用于樓群保護性部分拆除或對塊度有特別要求的建筑物拆除。

3 建筑群的類型

根據不同的劃分標準，建筑物可以有不同的類型。以建筑材料結構的不同作為標準，可以將建筑物分為以下幾種類型:磚(砌石)結構、磚混結構、鋼筋混凝土、鋼結構以及鋼骨、鋼筋混凝土結構。一般磚(砌石)結構和磚混結構建筑物的強度較低，鋼筋混凝土和鋼結構建筑物強度較高，鋼骨、鋼筋混凝土結構建筑物強度最高。按照建筑高度分類，以住宅建筑為主要參照，一般1層～3層為低層建筑，4層～6層為多層建筑，7層～9層為中層建筑，10層以上為高層建筑。其中10層～17層建筑高度一般低于50 m，可稱為小高層建筑，18層～34層建筑可稱為(一般)高層建筑，35層以上建筑高度一般高于100 m，可稱為超高層建筑[6]。我國規定超過100 m的為超高層。高層建筑的土地使用率高、可利用空間較小，拆除對技術質量、安全要求較高，難度大。低層、多層一般采用磚混結構，少數采用鋼筋混凝土結構，強度相對較低;中高層多是采用鋼筋混凝土結構，甚至是鋼結構等，強度高。

4 建筑群拆除方法的選擇

一般地，人工拆除方法適用于強度低、高度低的建筑物。多用人工拆除方法來拆除磚(砌石)結構或磚混結構的平房或2層、3層左右高度的樓房。而鋼筋混凝土、鋼結構或鋼骨、鋼筋混凝土結構的建筑物或高層建筑物最好采用機械拆除、控制爆破方法或聯合拆除方法等來拆除。人工拆除或機械拆除對比控制爆破拆除，由于沒有爆破震動、爆破飛石或粉塵、有毒氣體等，對建筑物周圍環境影響較小。采用控制爆破拆除方法，需充分考慮建筑物周圍環境，確定建筑物倒塌方向、安全距離，選擇合理的爆破施工方案，爆破前要做好充分的安全保障措施。如果對安全保障沒有較大的把握，最好采用人工拆除或機械拆除。從塊度方面考慮，人工拆除或機械拆除后廢渣的塊度大小較一致，而爆破拆除后廢渣的塊度大小懸殊，有時還需二次破碎。

5 工程實例[7]

某公司因二期基礎建設急需將其附近磚廠內的建筑群拆除。建筑群包括兩棟平房、一棟4層鋼筋混凝土框架結構廠房和一棟磚混結構廠房，見圖1。兩棟廠房相距2 m，中間由工字形角鋼連成一整體。4層框架結構廠房拆除面積，長×寬=13 m×8 m，高18 m，各層高度不盡相同，第4層無樓板。每層頂部長度方向上有4根相互平行的橫梁，寬24 cm，高40 cm;寬度方向上有3根相互平行的橫梁，寬 35 cm，高60 cm;由6根立柱支撐，立柱長50 cm，寬50 cm;其具體位置和相互間距離詳見圖1。磚混結構廠房拆除面積，長×寬=6 m×5.8 m，高12 m，整體為一長方體，內部中空。兩棟平房中，一棟與框架結構廠房緊密挨著，另一棟與其相距5 m。待拆建筑群周邊環境具體見圖1，其東面和南面由圍墻所包圍，兩者最小距離為29 m;在東面圍墻內側，距圍墻6 m，距磚混結構樓24 m處有1根電線桿，其上有架空電線;南面存在一鋼架梁，距待拆平房2 m;北面為一開闊地帶，地下有一暗溝與磚混結構樓相距1 m;東北方向上30 m處有一臨時施工工棚;西面有兩個轉爐，距平房 10 m，距框架結構廠房20 m。整個工程要求3 d內完成。

拆除方案確定:1)從圖1中可以看出，建筑群中既存在磚結構平房和磚混結構廠房，又存在混凝土框架結構廠房。磚結構平房高僅3 m，磚混結構廠房高12 m，鋼筋混凝土框架結構廠房高18 m。由于磚結構平房和磚混結構廠房不是很高，既可用控制爆破方法拆除，也可用機械拆除，還可用人工拆除。但磚結構平房若用控爆方法拆除，其工效反而低于機械拆除方法。因而磚結構平房選用機械拆除。2)由于框架結構中鋼筋密集，整體強度高，拆除的困難度也很大，而且所需時間較長，故最好是采用控制爆破方法拆除。由于工期短，決定采用機械和控制爆破聯合拆除——磚結構平房和磚混結構廠房利用機械拆除方法，鋼筋混凝土框架結構廠房利用機械和控制爆破聯合控制拆除。3)控制爆破時倒塌方向的確定:由于平房的頂板為混凝土預制板需回收，樓房的拆除時間安排在兩棟廠(樓)房拆除之后;而且距爆破施工廠房20 m處存在兩個轉爐，故南面和西面不能作為倒塌方向。而東面有電線桿，倒塌時難度較大，不能很好控制其倒塌的準確性;最好朝南面的暗溝方向倒塌，這時水溝需要重點保護。4)鋼筋混凝土框架結構第4層墻壁為20 cm厚的現澆墻體，且無地板，給為充分解體而在四樓打眼的工作造成了困難，因此最后需機械法充分破碎。5)經研究決定:磚結構平房采用人工拆除，利用小型起重機將頂部混凝土預制板吊起移開，待鋼筋混凝土框架結構廠房爆破之后再人工將墻推倒;與此同時，對鋼筋混凝土框架結構廠房設計爆破方案，并根據設計方案鉆孔;待設計的爆破鉆孔完成后，利用大型液壓沖擊錘拆除磚混結構廠房，再利用推土機將拆除后的碎渣推至暗溝上方，作為緩沖層起到保護作用。之后裝藥堵塞，爆破拆除鋼筋混凝土框架結構廠房。由于鋼筋混凝土框架結構廠房高度僅18 m，倒塌觸地時的沖擊能量不能將其上部破碎，再利用大型液壓沖擊錘二次破碎。6)按此安排進行施工，保證了在工期要求的3 d之內完成了任務，且對周邊環境特別是地下暗溝未產生破壞，施工效果特別好。此工程既節約了時間，降低了成本，又有效回收利用了廢舊材料，達到了較好的經濟效益和社會效益。

[1] 馮叔瑜.城市控制爆破[M].北京:中國鐵道出版社，1996:119-129.

[2] 段寶福，畢衛國，高文樂，等.鋼筋混凝土框架結構高層建筑物的爆破拆除[J].爆破器材，2007(4):20-23.

[3] 馬建軍，黃風雷，楊 軍，等.大型筒倉的機械與爆破綜合控制拆除技術[J].武漢科技大學學報，2000(4):369-372.

[4] 馬建軍，熊祖釗，黃風雷，等.機械與爆破相結合的大型樓群保護性部分拆除[J].工業建筑，2002(1):70-72.

[5] 馬建軍，段衛東.采用機械與爆破聯合作業對建筑物進行控制拆除[J].建筑技術，2003(6):430-432.

[6] JG 37-87，民用建筑設計通則[S].

[7] 葉洲元，李 鋒，王 斌，等.小型建筑群的機械與爆破聯合控制拆除技術[J].煤炭科學技術，2004(5):20-22.