JP4180615B2 - 建物解体工法 - Google Patents

Description

本発明は、建物解体工法に関し、特には、高層の建物を解体する建物解体工法に関する。

高層の建物が多く建てられるようになってから、かなりの時間が過ぎている。それらのうちの古くに建てられたものの中には、経年劣化などの理由により、解体されるべきものが出てきている。実際、今までに、高層の建物の解体が幾度も行われている。

高層の建物の解体には手がかかる。建物が低層なのであれば、地上に置いた重機で建物を突き崩しながら解体することができるが、現在日本にある重機は、地上からの到達高さが最大でも５０ｍ程度であるので、それ以上の高さの高層の建物は単に重機を用いるだけでは解体できない。
例えば爆薬を使った高層の建物の解体も研究されてはいるが、地震が多く鉄骨の使用量が多い日本にあるような建物を、爆薬を用いて解体するのは略不可能である。
そのため、従来は、建物の屋上に上げた重機に、その足元を突き崩さすようにさせながら建物を屋上から解体させ、解体することにより少し低くなった建物の上で、重機に同じことを行わせるという方法により、高層の建物を解体している。つまり、従来は、重機に、建物を壊しながら地上まで降りてくるという作業を行わせることにより、上から下に向けて建物を解体しているわけである。

しかしながら、このような工法で解体することのできない建物が存在する。
高層の建物の特に駆体の部分は、古い物の方が頑強な構造である場合が多い。例えば、古い高層の建物はその多くが贅沢に鉄骨を使った鉄骨造りである。他方、比較的最近（例えば、ここ２０〜３０年程の間）に建てられた高層の建物は、鉄骨で組んだ骨組みに外壁となるパネルを取付けただけの物が多く、古い高層の建物と比べて頑強さに欠ける場合が多い。なお、本願において、鉄骨で組んだ骨組みに外壁となるパネルを取付けて建物を造る上述の如き工法を、「外壁パネル後付工法」と称することとする。本願では、この「外壁パネル後付工法」の語は、パネル工法、カーテンウォール工法、ハンガーウォール工法、ＰＣ（プレキャスト）工法などの、予め鉄骨で造った骨組みに、外壁となるパネルを組付けることにより建物を造る工法一般を意味するものとする。
上述のような外壁パネル後付工法により比較的最近建てられた高層の建物は、その重さが数十トンを超える場合もある重機を屋上に載せられる程の強度がないことが多い。そのような建物の解体には、上述したような工法を用いることができない。
また、外壁パネル後付工法により建てられた建物ではなくとも、経年劣化などの事情によって、解体作業の際に生じる衝撃や振動で外壁の剥脱が生じるおそれの生じる建物も存在する。このような建物も、上述の如き重機を用いた工法を用いることによっては解体を行えない。
今のところ、重機を用いての解体を行えない高層の建物の解体が始っていないので、上述した課題は顕在化はしていないものの、そのような建物の解体の必要性が生じた場合には、上述した問題が必ず現実のものとなる。
建物の駆体の強度は、建物を建てる場合におけるコスト、工期などの側面から制限を受けやすい。一方、このような制限を解決し易いというメリットを持つ上述の如き外壁パネル後付工法は、現在、高層の建物を建てる場合における略すべてのケースで採用されるようになっている。それゆえ、上述の課題が現実のものとなる場面は、今後益々増えていくと考えられる。

本発明は、高層の建物を解体する技術を提供することをその課題とする。

上述の課題を解決するための本発明は、以下のようなものである。
本発明は、高層の建物を解体する建物解体工法である。そして、前記建物の内部又は近辺に、前記建物よりも若干高いタワーを建て、前記タワーの前記建物の最上部よりも高い位置に、前記タワーに沿う下降移動が可能なマストクライミングタイプのクレーンを取付け、前記建物を解体することにより生じた廃材を前記クレーンにより地上に降ろしつつ、前記クレーンを地上まで降下させるようにすることにより、建物を解体する。
この工法では、建物の解体にあたって重機を建物の屋上に上げることをせず、その代わりにクレーンを用いて建物を解体する。しかも、このクレーンは、建物とは別体のタワーに取付けられるため、建物の強度がクレーンの重さに耐えられるかどうかは問題とならない。
なお、本発明は、廃材を地上に降ろすにあたってクレーンを用いるので、廃材を地上に落下させる場合と比べて粉塵が発生することがあまりない。したがって、本発明は、街中などの建物や人が密集している場所でも実施し易いという効果も有する。この効果は、建物の上に重機を載せて上の方から少しずつ建物を解体していくという従来の工法では、廃材を、例えばエレベータホールの中で落下させることにより地上に降ろしていたことと比較すれば容易に理解できる。
なお、本発明のタワー及びクレーンには、建物を建てる際に頻繁に使われているいわゆるタワークレーンを流用することができる。ただし、本発明で用いるタワークレーンは、マストクライミングタイプのものである。

本発明の建物解体工法によって解体される建物は、高層の建物であれば足りる。もっとも、本発明は特に、従来の工法で解体できない建物を解体の対象としている。それは、例えば、従来の工法で解体しようとすると外壁が剥脱してしまう建物や、或いは、外壁パネル後付工法により建築された建物である。
外壁パネル後付工法によって造られた建物は、上述したように、鉄骨で組んだ骨組みにパネルを取付けただけの構成なので、鉄骨からパネルを取外す作業は、作業者の手により、或いは比較的小型の機械を用いればそれを行える。この点で、本発明は、外壁パネル後付工法によって造られた建物に応用しやすい。本発明の工法で外壁パネル後付工法によって造られた建物を解体する場合には、作業者の手により、或いは外壁パネル後付工法によって建てられた建物にも載せることのできる比較的小型な機械を用いて取外したパネル、骨組みの一部を分解して生じた鉄骨などを含む廃材を、クレーンを使って地上に降ろすことにより、建物を解体していけばよい。

本発明において、タワーは、建物の内部又は近辺であって、上述したような建物の解体を行える部分であればどこに建てても構わない。例えば、前記タワーを、前記建物内を上下方向に貫通するエレベータホール内に建てることができる。
建物の近辺にタワーを建てようとしても、敷地上の問題などによりタワーを建てられない場合がある。そのような場合、タワーを建てるための縦方向のスペースを確保するため、建物のスラブの一部にその建物を貫通する縦方向の穴を設けることも考えられるが、高層の建物の非常に数の多いスラブに孔を開ける作業は人力で行うことになるので、手間、コストの面から見て問題がある。また、そのような作業を仮に行うにしても、縦方向に貫通する孔を開ける作業はその孔の近辺で作業を行う作業者にとって危険があり、また、各スラブの孔周辺の養生、管理が大変であるため、そのような作業を行うには困難が多い。
他方、高層の建物であれば、エレベータの設備は必ず存在し、それ故、エレベータホールもまた存在する。また、エレベータホールは、エレベータの点検、補修などの要請により建物を縦方向に貫通するように設けられているのが通例である。したがって、エレベータホールはタワーを建てるに非常に都合がよい。その上、タワーをエレベータホールに建てれば、建物の外にタワーを建てた場合に比べて建物のすべての部分にクレーンのアームが届きやすくなる。つまり、エレベータホールにタワーを建てると、クレーンによる建物の解体を行い易くなるとともに、使用するクレーンを小さくし易くなる。

タワーをエレベータホール内に建てる場合、前記タワーの所定の部分を、前記エレベータホールの内側面に固定することができる。そのようにすることにより、タワーを安定させることができる。
前記タワーの所定の部分を、前記エレベータホールの内側面に固定する際に、前記エレベータホールの各階のフロアに対応する部分に設けられたドアを開け、そこからエレベータホールの内部に入れた所定の部材の一端を前記タワーに他端をエレベータホールの内側面に固定するようにすることができる。このようにしてタワーを固定すれば、各階のフロアに対応する部分に設けられた複数のドアの部分でタワーをエレベータホールの内側面に固定できることになるのでタワーをより一層安定させられるようになる。この場合に用いる所定の部材はどのような形状でも構わないが、例えば、棒状の部材とすることができる。また、所定の部材の他端をエレベータホールの内側面のうちドアの近辺に固定することとすれば、エレベータホールの内側面のうちドアの近辺の部分の梁が一般的に頑強なことにより、タワーの固定をより安定的なものにできる。必ずしもこの限りではないが、棒状とされた上記所定の部材は、水平乃至略水平に張り渡すことができる。なお、この発明の場合、必ずしもすべてのエレベータホールのドアの部分で、上述の所定の部材による固定を行う必要はない。

本発明の建物解体工法では、建物をどこから解体するかは自由である。本発明の解体工法では、従来の工法のように、建物を必ずしも上側から解体していくべきという制限はない。例えば、前記建物の平面視した場合の一部を他の部分に先駆けて解体することにより前記建物の敷地の一部を露出させるようにすることができる。この場合、それ以降に前記建物を解体することにより生じた廃材を、前記クレーンにより、前記建物の敷地の前記一部に降ろすようにすることができる。
建物を解体する場合に廃棄物をどこに降ろすかということは大きな問題になりがちである。上述のように建物を解体して、建物の敷地（建物が建っていた地面）の一部を露出させ、そこに（例えば、そこに待ち受けていたダンプカーの荷台に）廃材を降ろすようにすれば、廃材を降ろす場所がないという問題は生じなくなる。

本発明で用いるタワーの構成は、特に制限はない。前記タワーは例えば、前記タワーの長さ方向に伸びる複数のタワー部材を連結して構成することができる。タワー部材の連結の仕方にも特に制限はない。タワーをタワー部材により構成した場合、降下した前記クレーンよりも上方にある前記タワー部材を、前記クレーンにより地上に降ろしながら、前記クレーンを地上まで降下させるようにすることができる。このようにすれば、建物の解体とともに、タワーも解体できるので便利である。

以下、本発明の好ましい一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

この実施形態では、図１に概略で示したような略直方体形状の建物１０を解体する。この建物１０は、外壁パネル後付工法により建築されたものであり、高さ７０ｍを超える高層のマンションである。
もっとも、建物１０は、略直方体形状である必要はない。また、建物１０は、外壁パネル後付工法により建築されたものである必要もない。例えば、建物１０は、従来の工法で解体した場合には外壁の落下のおそれがあるものである場合がある。
この建物１０は、その中心付近に、４つのエレベータホール１１を備えている。各エレベータホール１１は、この建物１０の１階から屋上までを縦方向に貫通している。
また、建物１０の内部には、後述する図４、図５に示されたように、各階のフロアとなっている面状のスラブ１２が地面に平行に設けられている。

この建物１０を解体するにあたって、この実施形態では、４つのエレベータホール１１のうちの一つの内部に、タワーを建てる。なお、この実施形態では、タワーを建てるに先立って、タワーを建てるエレベータホールを含めた３つのエレベータホールにおいて、その内部にあるエレベータを除去する。残りの一つのエレベータは、稼動できるようにしたまま残しておく。
タワーの建て方について、図２を用いて説明する。
タワーは、複数のタワー部材２１を用いて構築される。タワー部材２１は、金属製の棒をトラス構造に組んでなる一定の長さを有する棒状の部材であり、それらの端部を順次連結していくことで、長尺のタワーを形作ることのできるものである。この実施形態におけるタワー部材２１は、その長さが３ｍ程度である。
タワー部材２１の連結の仕方は、以下の通りである。
まず、１つ目のタワー部材２１をエレベータホール１１の内部に搬入する（図２（Ａ））。
次に、図示せぬジャッキによりそのタワー部材２１を上方に持上げ、その下に２つ目のタワー部材２１を搬入する（図２（Ｂ））。
次に、ジャッキアップしていた１つ目のタワー部材２１を２つ目のタワー部材２１の上に降ろし、その下端を２つ目のタワー部材２１の上端と連結する（図２（Ｃ））。
次に、ジャッキにより連結済みの１つ目のタワー部材２１と２つ目のタワー部材２１をまとめてジャッキアップし、その下に３つ目のタワー部材２１を搬入する（図２（Ｄ））。
次に、ジャッキアップしていた１つ目のタワー部材２１と２つ目のタワー部材２１を、３つ目のタワー部材２１の上に降ろし、２つ目のタワー部材２１の下端を３つ目のタワー部材２１の上端と連結する（図２（Ｅ））。
このように、既に接続されている複数のタワー部材２１をまとめてジャッキアップし、その下に新たなタワー部材２１を搬入し、そしてまとめてジャッキアップしていた複数のタワー部材２１を新たに搬入したタワー部材２１の上に降ろし、そして最後にまとめてジャッキアップされていたタワー部材２１の下端と、新たに搬入されたタワー部材２１の上端とを連結するという作業を必要なだけ繰り返すことでタワー２０が完成する。この実施形態の場合であれば、タワー２０の上端は、建物１０の上端よりも６ｍ程上に突き出すことになる。ただし、タワー２０の建物１０の屋上から突き出す長さは、例えば後述のクレーンの大きさなどを考慮し適当に決めればよい。
その状態を、図３に示す。

次に、タワー２０を、エレベータホール１１の内壁に固定する。
この実施形態では、タワー２０は、必ずしもそうする必要はないが、エレベータホール１１のドアを開けて、すべてのスラブ１２に対応する部分でエレベータホール１１の内側面に固定されている。
タワー２０のエレベータホール１１の内側面への固定は、２本の棒状の部材を直線状に組合わせて成る全体としても直線状の棒状とされた固定部材２２を用いて行う。固定部材を構成する２本の棒状の部材は、その一方の先端の外側にネジ切りがされ、また、その他方の先端にその内側にネジ切りがしてあるその部材の長さ方向に沿った孔が設けられており、その一方の先端を他方の孔の中に挿入した状態で、オスメスの関係で互いに螺合させられるようになっている。この固定部材２２は、上述のような構成によって、その一方の先端を他方の孔の中に挿入した状態における螺合の程度を変化させることで、つまり、２本の棒状の部材のうちの一つを相手側に対して相対的に同軸で回転させることにより、その長さを調整させられるようになっている。また、この固定部材２２は、その一端を、例えば適当な冶具を介して、ボルト止め等によってタワー２０に固定できるようになっている。
この実施形態では、各階のエレベータの図示せぬドアを開け、固定部材２２の一端をタワー２０に固定し、その状態で、上述のようにして固定部材２２を構成する２本の部材の螺合の程度を調整することによって固定部材２２の全長を伸ばし、それにより固定部材２２の他端をエレベータホール１１の内側面に強く押接させることで、いわゆる突っ張り棒と同様の原理で、タワー２２をエレベータホール１１の内側面に固定する。この実施形態では、必ずしもそうする必要はないが、各スラブ１２に対応する部分で、断面矩形のエレベータホール１１の各辺の中心からタワー２０の中心に向かう方向となるようにして４本の固定部材２２により、タワー２２をエレベータホール１１の内側面に固定するようにしている。固定部材２２は、この実施形態では水平に配されている。また、固定部材２２のエレベータホール１１の内側面に当接する部分は、エレベータホール１１に面した他の部分よりも頑強な梁に当接するようになっている。なお、屋上部分のスラブ１２の部分では、エレベータのドアからでなく、屋上に開口したエレベータホール１１の差上部から、固定部材２２によるタワー２０のエレベータホール１１内側面への固定作業を行う。

次に、建物１０の上にクレーンを上げ、タワー２０にクレーンを取付ける。
タワー２０へのクレーンの取付けは、以下のように行う。
この実施形態におけるタワークレーンは、２０ｔ程度の重さがあり、例えそれを分解したとしても、稼動できるように残したままの上述のエレベータを用いて建物１０の上に上げることができない。
そこで、この実施形態では、最終的にタワー２０に取付けられるクレーンを建物１０の上に上げる前に、エレベータで地上から屋上まで運ぶことのできる小型のクレーンを建物１０の上に運ぶ。そして、建物１０の屋上に運んだその小型のクレーンで、最終的にタワー２０に取付けられるクレーンの部品を吊って、建物１０の上に引上げる。なお、エレベータで運ぶことのできる小型のクレーンで最終的にタワー２０に取付けられるクレーンの部品を吊上げられない場合には、最終的にタワー２０に取付けられるクレーンの部品を吊上げられる大きさのクレーンを小型のクレーンで建物１０の上に吊上げ、そのクレーンを用いて最終的にタワー２０に取付けられるクレーンの部品を建物１０の上に吊上げればよい。中型のクレーンを、段階的に大きくしながら、何度か吊上げることで、最終的にタワー２０に取付けられるクレーンの部品を建物１０の上に上げることも可能である。

次いで、タワー２０のうち、建物１０の上方に突き出た部分に、図４に示したようにしてクレーン３０を取付ける。
クレーン３０は、タワー２０をその間に挿入するための溝を備えたベース３１を備えている。ベース３１は、タワー２０に沿う上下方向の移動を任意に行えるようにされている。ベース３１は、また、タワー２０を軸とした任意方向での旋回運動を行えるようにされている。
ベース３１の上側の面には、操縦室３２と、アーム３３が設けられている。操縦室３２は、その内部に操縦者が入り、クレーン３０の操作を行うためのものである。アーム３３は、その基端を中心とする上下方向の旋回運動が可能となっている。アーム３３の先端からは、ケーブル３４が下方に垂れているが、そのケーブル３４のアーム３３の先端からの長さは、操縦者の操縦により調節できるようになっている。
なお、この実施形態のクレーン３０には、例えば、株式会社北川鉄工所のビルマン（商標）を用いることができる。

クレーン３０をタワー２０の建物１０の上方に突き出た部分に取付けたら、建物１０の解体を本格的に開始する。外壁パネル後付工法によって造られた建物１０は、鉄骨で組んだ骨組みにパネルを取付けた構造となっているので、建物１０内に入った作業者がパネルと骨組みの固定部分（一般的には、係止、ボルト止め、溶接の組合わせにより固定が行われている）を外していけば、骨組みから容易にパネルを取外すことができる。また、骨組みを構成する各鉄骨は、他の鉄骨との固定部分（一般的には、ボルト止め、溶接の組合わせにより固定が行われている）を外していけば、他の鉄骨から容易に取外すことができる。このようにして骨組みから取外されたパネル、或いは他の鉄骨から取外された鉄骨などの廃材１３を、クレーン３０のケーブル３４の先端に固定し、図５に示したようにしてクレーン３０で地上へと降ろす。
なお、図５では、建物１０を、建物１０の上の方（破線で示した部分）から下に向けて解体していくこととしている。
ただし、建物１０の解体は、必ずしも建物１０の上から下に向けて行う必要はない。建物１０の平面視した場合の一部の上から下までを、建物１０の他の部分に先駆けて解体することができる。例えば、建物１０のうちの、図６に示した１０Ａ、１０Ｂ、或いは１０Ｃで示した範囲に含まれる縦方向のすべての部分を、建物１０の他の部分に先駆けて解体することができる。このように、建物１０の一部を建物１０の上から下まで解体して建物１０が建てられていた土地の一部を露出させた場合には、廃材１３をその露出した土地に降ろすことができる。この場合、露出させられたその土地に、廃材１３排出用の図示せぬトラックを止め、その荷台に廃材１３を直接降ろすようにしてもよい。

上述したような方法で建物１０の解体を進めながら、クレーン３０を適宜降ろしていく。一般的には、建物１０の一番高い部分の高さと、ベース３１の高さの差が一定の範囲を超えた場合に、タワー２０に沿わせながらクレーン３０を降下させる。例えば、図５で示した状態であれば、クレーン３０は、ベース３１が実線で示された建物１０の直上に位置するまで降下させることができる。

なお、クレーン３０を降下させていくと、タワー２０を構成するタワー部材２１のうち、クレーン３０よりも上側の部分は不要になる。タワー部材２１のうち、不要になった部分は、図７に示したような手順で分解し、地上に降ろす。なお、図７は、タワー２０とクレーン３０の側面図である。
タワー２０を分解して地上に降ろすには、まず、図７（Ａ）に示したように、クレーン３０のアーム３３を略垂直に上げることによりアーム３３の先端がタワー２０の真上に位置するようにする。その状態で、ケーブル３４の先端を、最も上側のタワー部材２１に固定する。次いで、最も上側のタワー部材２１とその下のタワー部材２１の連結を解く。そして、最後に、図７（Ｂ）で示したようにアーム３３を水平に近い方向に下げてからケーブル３４を延ばして、タワー部材２１を地上に降ろす。
このように、この実施形態では、タワー２０を分解しつつ、クレーン３０を降下させる。

クレーン３０が地上に降下し、建物１０のすべてを解体することにより、この実施形態の建物１０の解体は終了する。

本発明の一実施形態で分解される建物の斜視図。 図１に示した建物のエレベータホールにタワーを建てる手順を示す側面図。 図１に示した建物のエレベータホールにタワーを建てた状態を示す斜視図。 図３に示したタワーにクレーンを取付けた状態を示す側面図。 解体途中の建物を示す側面図。 建物の解体の順序の一例を示す平面図。 タワーの解体の手順を示す側面図。

符号の説明

１０ 建物
１１ エレベータホール
２０ タワー
２１ タワー部材
３０ クレーン

Claims (4)

1. 高層の建物を解体する建物解体工法であって、
   前記建物内を上下方向に貫通するエレベータホール内に、前記建物よりも若干高いタワーを建てるとともに、前記タワーの所定の部分を、前記エレベータホールの内側面に固定し、
   前記タワーの前記建物の最上部よりも高い位置に、前記タワーに沿う下降移動が可能なマストクライミングタイプのクレーンを取付け、
   前記建物を解体することにより生じた廃材を前記クレーンにより地上に降ろしつつ、前記クレーンを地上まで降下させるようにするとともに、
   前記タワーの所定の部分を、前記エレベータホールの内側面に固定する際に、前記エレベータホールの各階のフロアに対応する部分に設けられたドアを開け、そこからエレベータホールの内部に入れた所定の部材の一端を前記タワーに他端をエレベータホールの内側面に固定する、
   建物解体工法。
2. 高層の建物を解体する建物解体工法であって、
   前記建物の内部又は近辺に、前記建物よりも若干高いタワーを建て、
   前記タワーの前記建物の最上部よりも高い位置に、前記タワーに沿う下降移動が可能なマストクライミングタイプのクレーンを取付け、
   前記建物を解体することにより生じた廃材を前記クレーンにより地上に降ろしつつ、前記クレーンを地上まで降下させるようにするとともに、
   前記建物の平面視した場合の一部を他の部分に先駆けて解体することにより前記建物の敷地の一部を露出させ、それ以降に前記建物を解体することにより生じた廃材を、前記クレーンにより、前記建物の敷地の前記一部に降ろす、
   建物解体工法。
3. 前記建物は、外壁パネル後付工法により建築されたものである、
   請求項１又は２記載の建物解体工法。
4. 前記タワーを、前記タワーの長さ方向に伸びる複数のタワー部材を連結して構成し、
   降下した前記クレーンよりも上方にある前記タワー部材を、前記クレーンにより地上に降ろしながら、前記クレーンを地上まで降下させるようにした、
   請求項１〜３のいずれかに記載の建物解体工法。

Images