硬核，图解日本的顶尖建筑公司如何优雅地拆除100米高的摩天大楼

图片来自百度百科，数据来自CHBUH全球高层建筑数据库报告

而与我们大力推进高层建筑建设不同的是，作为世界第三大经济体，早已经进入高度发达社会的日本近20年来建筑业最大的进步之一却是高层建筑的拆除技术。西松建设、大林组、大成建设、清水建设、鹿岛建设和竹中工务店等日本的大型建筑公司持续投入，对全球顶尖的拆楼技术孜孜以求，促使日本成为高层建筑拆除行业的顶尖力量，解决了日本国内在经济高速发展时期建成的老旧高层建筑的更新换代问题，进一步推动城市建设的现代化进程。

日本被拆解的100米摩天大楼

虽然我国仍处在高层建筑的大发展时期，但是改革开放以来建设的一大批高层建筑即将或者已经进入更新换代的年份，也许日本高层建筑的拆除技术和经验可以为我们提供一些借鉴。

日本在1960年后半程开始，作为市中心土地的高效利用手段之一开始了一股修建高层建筑的热潮，到现在为止时间过去了五十多年，这些高层建筑的抗震安全性、设备老化等问题使其越来越无法适应信息化社会的发展需要，对这些老旧的高层建筑进行改建或者推倒重建开始成为日本主流社会的共识。

根据日本RIBC（日本建筑成本管理系统研究所）的新技术调查报告显示，自1968年霞关大厦建成以来，日本国内高度超过100米的建筑在700幢以上，其中有100幢左右建成超过20年，虽然日本国内的高层建筑主体结构设计年限在60~100年，但是30~40年便拆解的高层建筑业并不鲜见。

来自日本解体达人官网的相关文章，2000年以来，日本国内拆除的高层建筑如下表所示，其中有不少被拆除建筑的高度超过100米，所使用到的拆楼技术在世界范围内也属于首次，引起了不小的关注。

数据来自日本解体达人官网

无论是何种拆解作业现场都会碰到以下的这些问题:

• 粉尘、噪音、震动、拆除废弃物等对周边环境的影响

• 拆除废弃物的掉落、对作业人员、一般市民的安全威胁

• 拆除工作产生的二氧化碳、粉尘污染对环境的影响，以及电力的消耗问题

尤其是要拆解的建筑越高，拆除量增加、施工作业人员增加、工期变长，所引发的问题会更多，情况会更复杂。

因此，高层建筑的拆除作业中有必要针对灾害、环境方面的问题采取相应的对策，下文提到的日本各大顶尖建筑公司的拆楼技术也是围绕着这些问题展开。

虽然欧美以及我国的拆楼施工中有不少使用到“爆破”，但是爆破在日本的使用率并不高。

日本的高层建筑大部分位于人员密集的城市中，这些高楼之间距离很近，爆破作业的震动、噪音、粉尘甚至飞石危险等问题使其在场地狭小、人员密集的城市中难于推行。虽然本文讲解更先进的超高层建筑拆解技术，但是日本国内最普遍的建筑拆解方式还是楼上拆解作业和地上拆解作业两种，这两种方式组合搭配也是我国城市中拆楼中最常用的方式。

楼上拆解作业

楼下拆解作业

楼上拆解作业和地上拆解作业在我国也被称为“降层拆除法”，是将配备液压锤的小型挖掘机吊至高层建筑楼面进行机械拆除为主、人工风镐拆除为辅的高层建筑楼体拆除方法。待楼体拆除至机械能够在地面上进行作业后，再将小型挖掘机移走，采用大型挖掘机配备长臂液压剪为主、液压锤辅助在地面进行解体拆除。

一般高层建筑的拆解流程大概如下图所示：

旧建筑往往容易丢失原来的设计图和施工图，结构强度数据常常也没有，另外，这些三四十年前的建筑中许多使用到石棉等有害材料，这些都需要在拆解开始前仔细调查清楚。

石棉的清除作业

另外，如何分类处理拆楼后的建筑垃圾也是一个重点研究对象。

垃圾分类方面日本一直领先于世界，建筑垃圾也不例外。建筑垃圾在日本由《建设循环法》规定其处理方式，从拆迁工地上产生的四种建筑垃圾必须进行资源再利用回收，它们是素混凝土碎块、钢筋混凝土碎块、木材和沥青混凝土碎块

日本《建设循环法》规定的四种必须资料再利用的建筑分解物

以钢筋混凝土碎块为例，资源化回收再利用的流程如下图所示：

钢筋混凝土碎块的回收利用

高楼拆迁广阔的市场需求促使日本各大建筑公司积极研究先进、环保的拆迁技术，并将这些技术运用于工程实践中。各大建筑公司更是希望通过超高层建筑拆解——这座拆楼界的圣杯来为自家的技术正名。以下为日本主要的几大建筑公司开发的超高层建筑拆迁工法。

• 西松建設超高层建筑拆解工法-——《MOVE HAT》

MOVE HAT拆解工法是在即将拆解的楼层安装升降式养护围挡框，完全遮挡住作业楼层。从顶部开始按顺序拆除结构体、切断大梁等，然后通过升降机将拆下来的结构件搬运到地面、破碎后分类处理的系统。

西松建设MOVE HAT拆解作业中

MOVE HAT原理图

MOVE HAT原理图，来自西松建设官网

西松建設MOVE HAT工法用在第22兴和大厦的拆除项目中，创造了6个工作日内完成一个楼层的拆除和分类处理的记录。

• 清水建设超高层建筑拆解工法-——《SHIMIZU Reverse Construction》

SHIMIZU Reverse Construction工法直译过来是逆向建造工法的意思，在即将拆解的楼层设置单元化的活动脚手架，从待拆解大楼的顶楼局部开始，按照从上至下的顺序进行结构件的块状切割分解。

清水建设 Reverse Construction工法拆解作业中

楼板使用平切法切割成块、CFT柱（型钢混泥土柱）以及与柱子相连的梁、外墙结构件整合为一组块，使用塔式起重机将拆解的大块运输至地面分解。

清水建设 Reverse Construction工法拆解作业

由于单元化的局部拆解，使得拆解条件的适用范围更广，同时单元化也使得成本的计算更为方便，而且结构件粉碎机等机械设置在地面上使得噪音、震动大幅度降低。

2009年清水建设就使用Reverse Construction工法拆解了位于东京都中央区的自家旧总部大楼。大约7天完成一个楼层的解体作业。重型机械的使用量相比一般拆解方式减少了一半，节约燃油的同时二氧化碳的排出量减少了将近4成。

• 大林组超高层建筑拆解工法-——《QB Cut Off》

大林组的QB Cut Off工法中的Q代表的是Quakeproof抗震、Quiet安静、Quick迅速，B代表的是Block结构块。这种工法是使用金刚石链珠锯或者马路切割机将结构件切割成一定的大块，再利用空中带有吊装方向限制装置的塔吊起重机运输到地面上进行分解处理。

QB Cut Off工法原理图

正在切割桩的金刚石链珠锯

吊装方向限制装置的原理如下图所示：

吊装方向限制装置的原理图，来自大林组官网

和清水建设的工法一样，负责压碎分解结构件的大型机械都设置在地面，因此拆解过程中不会在高处产生大量的飞散碎块，噪音和粉尘的产生量也大大降低。大林组针对结构框架的切割顺序和防止颠覆制定了严密的对策，在拆解过程中就算遇到突发地震也可以保证安全。

吊装运输切割下的结构件

• 大成建设超高层建筑拆解工法-——《TECOREP》

相比其他工法，大成建设的TECOREP在国际社会上也赫赫有名，这个工法曾经在CTBUH Asia Ascending 崛起的亚洲论坛中作为重要技术由大成建设总技术工程师宣岛诚课长进行介绍，并且获得了JICE第十四届日本国土技术开发奖的最优秀技术奖。

获奖的大成建设宣岛诚及市原英树

在TECOREP工法中，在将待拆解大楼的顶层和次顶层安装临时的钢结构柱，将屋顶切割后支撑在临时的钢结构柱上，形成一个可以活动的，完全封闭式的拆解空间。临时的钢结构柱内安装有千斤顶，待上部楼层拆解完成后屋顶在千斤顶的作用下随着拆解进度下降，逐层进行拆解。

TECOREP工法原理图，图片来自网络

TECOREP工法的最大特征是从顶部开始的拆解空间完全封闭，拆解作业在内部进行，内部使用对吸吹式通风系统进行空气更新，确保作业空间内外的空气质量维持在正常水平。因此，拆解过程不会受到雨雪、恶劣天气的影响，具有以下三大特征：

TECOREP系统与建筑主体结构一体化安装，形成高强度的刚性结构，能抵抗地震和台风的侵袭。

图片来自大成建设官网

全自动下降系统的顶盖倾斜度误差控制在±5mm以内。

图片来自大成建设官网

全封闭的作业空间大幅抑制粉尘、噪音污染，降低对周围环境的影响。

图片来自大成建设官网

图片来自大成建设官网

TECOREP系统设置了能量回收系统，将拆解物运输到地面的挂钩在下降过程产生的重力加速度通过回收电机生成电能，并储存在蓄电池内，当收起挂钩时可以使用这部分电能。

图片来自大成建设官网

要拆解的大楼越高，产生的电力越多，拆解工作就越环保。

图片来自大成建设官网

TECOREP系统最经典的案例是高度超过100米的东京王子酒店的拆解，下文有详细说明。

• 鹿岛建设超高层建筑拆解工法-——《KC&D》

鹿岛建设的KC&D工法也很有名，它的原理近似于日本传统的打达摩落游戏，如下图所示：

打达摩落游戏

建筑的拆解是从最下层开始的，在最下层设置支撑上层建筑的结构件，然后将原建筑的结构体逐一拆除掉，被拆解的大楼慢慢下降。

打达摩落游戏模拟的鹿岛建设KC&D工法

具体来说，在建筑物一楼的所有结构柱下安装液压千斤顶来支撑大楼，中心安装类似核心筒的结构件来保证主体的抗震性，当切掉了下部柱子和楼板后千斤顶助力大楼向下。

鹿岛建设的KC&D工法原理图，来自鹿岛建设官网

鹿岛建设KC&D工法，切割支撑柱

鹿岛建设KC&D工法，切割支撑柱后用液压千斤顶支撑上部结构

鹿岛建设KC&D工法，核心筒设置抗震支撑结构

这个工法最大的特征是所有的拆解工作始终在一楼进行，重复的操作使得效率提高，同时保证粉尘、噪音控制在一楼，粉碎物的高空掉落大大减少。

KC&D工法被用在鹿岛旧总部的拆解中，一个楼层的拆解时间被缩短在5个工作日内。

• 竹中工务店超高层建筑拆解工法-——《竹中HAT DOWN》

竹中工务店HAT DOWN工法和大成建设TECOREP系统有相似之处，都是在待拆建筑的顶层周围设置活动式的围墙，形成封闭空间后在里面由上至下进行拆解作业。不同点在于竹中HAT DOWN将移动式的拆解工场搬入这个封闭空间中，拆掉原有屋顶后用钢架制作拆解期间的屋盖。

竹中工务店HAT DOWN工法拆解作业中

梁式起重机安装在这个封闭空间中，将切割后的结构件直接运送到一楼进行拆解。

竹中工务店HAT DOWN工法内部

这种封闭作业工法降低了粉尘和噪音的扩散，碎块掉落的危险性也随之降低，而且临时屋架上安装了类似大成建设的下降力能量回收和太阳能发电装置，十分节能环保。

2013年，大成建设TECOREP系统成功将东京千代田区赤坂王子酒店（高度138米）进行拆解。现场看不到任何起重机、没有粉碎设备的高噪音和震动，没有粉尘飞散，王子酒店悄悄地就变矮直至消失，这个拆解案例在世界范围内引起了广泛讨论。

拆解前的赤坂王子酒店

赤坂王子酒店于1983年正式运营，由日本著名的建筑师丹下健三设计，这座40层的高级饭店成为赤坂的象征，开业第二年获得了第25届日本建筑协会优秀建筑奖（BCS奖）。然而，进入新世纪后因为设备老化、设计跟不上时代要求，酒店经营持续惨淡而不得不停止营业，拆除后在寸土寸金的东京赤坂建起新的商业设施—TOKYO GARDEN TERRACE KIOICHO。而如何让这座著名的酒店建筑以一种体面的方式离开也是拆解工作的重点。

拆解开始的赤坂王子酒店

赤坂王子酒店的拆解过程

最终主办方选择了能最大限度地限制粉尘、碎片飞散，降低噪音和震动的大成建设TECOREP系统作为拆除方案，西武建设参与其中。从2011年9月开始到2013年7月6日完成全部解体工作，成为日本国内拆解的最高建筑。

TECOREP系统内部，图片来自网络

下图为拆解中的王子酒店TECOREP系统内部及其分解图。

资料来自Taisei-Seibu JV

根据中新网2017年7月11日的报道，公安部消防局公布的一组有关中国高层建筑火灾的数据显示，全国高层建筑（8层、24米以上）共有34.7万幢，百米以上超高层建筑近6000幢，数量均居世界之首。近十年全国发生高层建筑火灾3.1万起，目前全国超4成高层住宅没有自动消防设施，近年来高层建筑火灾近4成由电器线路引发……

图片来自央视新闻网

从上世纪80年代开始建造的老式高层建筑的使用年限陆续超过30年，由于设计年限的比较久远，这些老式建筑开始面临着设备老化、布局落后、跟不上信息化社会步伐等问题，其中危及大楼内住民安全的消防设施的缺失也是其中一大难题。

图片来自央视新闻网

因此，对这些老式建筑的改造或者重建在我国也是建筑业的一大重点难题。如何安全、高效、节能环保又体面的拆解重建旧建筑，也许我们可以向日本的建筑公司学习，开发出适合国内环境的高层建筑拆解技术。