Du kan riva en stenmur med en slägga, och det är ganska enkelt att jämna ut en femvåningshus med grävmaskiner och vrakbollar. Men när du behöver få ner en massiv struktur, säg en 20 våningar hög skyskrapa, du måste dra ut de stora vapen. Explosiv rivning är den föredragna metoden för att säkert och effektivt riva större strukturer. När en byggnad omges av andra byggnader, det kan vara nödvändigt att "implodera" byggnaden, det är, få det att rasa ner i sitt fotavtryck .

I den här artikeln, vi får reda på hur rivningsbesättningar planerar och genomför dessa spektakulära implosioner. De våldsamma sprängningarna och böljande dammmolnen kan se kaotiska ut, men en byggnadsexplosion är faktiskt en av de mest exakt planerade, delikat balanserade tekniska prestationer du någonsin kommer att se.

Ju större de kommer, desto svårare faller de

Grundtanken med explosiv rivning är ganska enkel:Om du tar bort byggnadens stödstruktur vid en viss tidpunkt, byggnadens sektion ovanför den punkten kommer att falla ner på byggnadens del under den punkten. Om den övre delen är tillräckligt tung, den kommer att kollidera med den nedre delen med tillräcklig kraft för att orsaka betydande skador. Sprängämnena är bara utlösaren för rivningen. Det är tyngdkraften som får ner byggnaden.

Rivningsblåsare ladda sprängämnen på flera olika nivåer av byggnaden så att byggnadsstrukturen faller ner på sig själv vid flera punkter. När allt är planerat och utfört korrekt, den totala skadan av sprängämnen och fallande byggmaterial är tillräcklig för att kollapsa strukturen helt, så städpersonal har bara en hög med spillror.

För att riva en byggnad på ett säkert sätt, blasters måste kartlägga varje element i implosionen i förväg. Det första steget är att undersöka arkitektoniska ritningar av byggnaden, om de kan lokaliseras, för att avgöra hur byggnaden är sammansatt. Nästa, blasterbesättningen besöker byggnaden (flera gånger), skriva ner anteckningar om stödstrukturen på varje våning. När de har samlat all rådata som de behöver, sprängarna slår ut en attackplan. Utifrån tidigare erfarenheter av liknande byggnader, de bestämmer vilka sprängämnen som ska användas, var man ska placera dem i byggnaden och hur man timmar sina detonationer . I vissa fall, blasterna kan utveckla 3D-datormodeller av strukturen så att de kan testa sin plan i förväg i en virtuell värld.

Den största utmaningen för att få ner en byggnad är att styra på vilket sätt den faller. Helst, ett sprängningsbesättning kommer att kunna tumla byggnaden över på ena sidan, till en parkeringsplats eller annat öppet område. Denna typ av sprängning är den enklaste att utföra, och det är i allmänhet det säkraste sättet att gå. Att välta en byggnad är ungefär som att fälla ett träd. För att välta byggnaden i norr, sprängarna spränger sprängämnen på byggnadens norra sida först, på samma sätt skulle du hugga in i ett träd från nordsidan om du ville att det skulle falla åt det hållet. Blaster kan också säkra stålkablar för att stödja pelare i byggnaden, så att de dras på ett visst sätt när de smulas.

Ibland, fastän, en byggnad är omgiven av strukturer som måste bevaras. I detta fall, sprängarna fortsätter med en sann implosion, riva byggnaden så att den faller rakt ner i sin egen fotavtryck (den totala ytan vid byggnadens bas). Denna bedrift kräver sådan skicklighet att bara en handfull rivningsföretag i världen kommer att försöka.

Blasters närmar sig varje projekt lite annorlunda, men grundtanken är att tänka på byggnaden som en samling separata torn. Blasterna ställer in sprängämnena så att varje "torn" faller mot mitten av byggnaden, på ungefär samma sätt som de skulle ställa sprängämnena för att välta en enda struktur åt sidan. När sprängämnena detoneras i rätt ordning, de störtande tornen kraschar mot varandra, och allt spillror samlas i mitten av byggnaden. Ett annat alternativ är att detonera pelarna i mitten av byggnaden före de andra kolumnerna så att byggnadens sidor faller inåt.

Enligt Brent Blanchard, en implosionsexpert med rivningskonsultföretaget Protec Documentation Services, nästan varje byggnad i världen är unik. Och för en given byggnad, det finns hur många sätt som helst som ett sprängbesättning kan få ner det. Blanchard noterar rivningen av Hayes Homes, ett hus med 10 byggnader i Newark, New Jersey, som revs i tre separata faser under tre år. "Ett annat sprängföretag utförde varje fas, "Blanchard säger, "och även om alla byggnader var identiska, varje blaster valde en något annan typ av explosiva och laddade varierande antal stödkolumner. De förde till och med byggnaderna ner i olika matematiska sekvenser, med varierande tid mellan varje byggnads kollaps. "

Generellt, blasters kommer först att explodera de viktigaste stödpelarna på de nedre våningarna först och sedan några övre våningar. I en 20 våningar hög byggnad, till exempel, blasterna kan spränga pelarna på första och andra våningen, samt 12:e och 15:e våningen. I de flesta fallen, att blåsa stödstrukturerna på de nedre våningarna är tillräckligt för att kollapsa byggnaden, men lastningskolonner på övre våningar hjälper till att bryta byggmaterialet i mindre bitar när det faller. Detta gör det enklare att städa efter sprängningen.

När blasterna har kommit fram till hur man installerar en implosion, det är dags att förbereda byggnaden. I nästa avsnitt, vi kommer att ta reda på vad som är involverat i pre-detonation prepping och se hur sprängare riggar sprängämnena för en exakt tidsplanerad rivning.

Strängt talat, ett implosion är en händelse där något kollapsar inåt, eftersom det yttre atmosfärstrycket är större än det inre trycket. Till exempel, om du pumpade ut luften från ett glasrör, det kan implodera.

En byggnadsexplosion är verkligen inte en implosion - atmosfärstryck drar inte eller skjuter strukturen inåt, gravitationen får den att kollapsa. Men termen implosion är vanligt förekommande för denna typ av rivning. I den här artikeln, vi använder ordet på det här sättet.

Detonatorer och dynamit

I det sista avsnittet, vi såg hur sprängare planerar en byggimplosion. När de väl har en klar uppfattning om hur strukturen ska falla, det är dags att förbereda byggnaden. Det första steget i förberedelsen, som ofta börjar innan sprängarna faktiskt har undersökt webbplatsen, är att rensa bort skräp från byggnaden. Nästa, byggnadsbesättningar, eller, mer exakt, de konstruktion besättningar, börja ta ut icke-bärande väggar i byggnaden. Detta ger en renare paus på varje våning:Om dessa väggar lämnades intakta, de skulle stelna byggnaden, hindrar dess kollaps. Destruktionsbesättningar kan också försvaga stödpelarna med slädhammare eller stålskärare, så att de lättare viker.

Nästa, blasters kan starta läser in pelarna med sprängämnen. Blaster använder olika sprängämnen för olika material, och bestäm mängden sprängämnen som behövs baserat på materialets tjocklek. För betongpelare, blaster använder traditionell dynamit eller liknande explosivt material. Dynamit är bara absorberande fyllning genomblöt i en mycket brännbar kemikalie eller blandning av kemikalier. När kemikalien antänds, det brinner snabbt, producerar en stor volym varm gas på kort tid. Denna gas expanderar snabbt, applicerar enormt utåt tryck (upp till 600 ton per kvadrattum) på vad som helst runt det. Blasters täcker detta explosiva material i smal borrhål borrade i betongpelarna. När sprängämnena antänds, det plötsliga yttre trycket skickar en kraftig chockvåg som brister genom kolonnen med supersonisk hastighet, krossar betongen i små bitar.

Att riva stålpelare är lite svårare, eftersom det täta materialet är mycket starkare. För byggnader med stålstödkonstruktion, blaster använder vanligtvis det specialiserade explosiva materialet cyklotrimetylentetrinitramin, kallad RDX för korta. RDX-baserade explosiva föreningar expanderar med en mycket hög hastighet, upp till 27, 000 fot per sekund (8, 230 meter per sekund). Istället för att sönderdela hela kolumnen, den koncentrerade, höghastighetstryckskivor rakt igenom stålet, dela det i hälften. Dessutom, blaster kan antända dynamit på ena sidan av kolonnen för att skjuta den över i en viss riktning.

För att tända både RDX och dynamit, du måste applicera en allvarlig chock. Vid rivning av byggnader, blasters uppnår detta med en spränglock , en liten mängd explosivt material (kallat primer laddning ) ansluten till någon sorts säkring. Den traditionella säkringsdesignen är en lång sladd med explosivt material inuti. När du tänder ena änden av sladden, det explosiva materialet inuti det brinner i jämn takt, och lågan går ner i sladden till detonatorn i andra änden. När den når denna punkt, det sätter igång primär avgift .

Dessa dagar, blasters använder ofta en elektrisk detonator istället för en traditionell säkring. En elektrisk sprängsäkring, kallade a ledningslinje , är bara en lång längd av elektrisk ledning. I slutet av detonatorn, tråden är omgiven av ett lager av explosivt material. Denna sprängkapsel fästs direkt på primerladdningen som fästs på huvudsprängämnena. När du skickar ström genom tråden (genom att ansluta den till ett batteri, till exempel), elektrisk motstånd gör att tråden värms upp. Denna värme tänder det brandfarliga ämnet på detonatoränden, som i sin tur sätter igång primerladdningen, som utlöser de viktigaste sprängämnena.

För att kontrollera explosionssekvensen, blasters konfigurerar sprängkåporna med enkla dröjsmål mekanismer, sektioner av långsamt brinnande material placerade mellan säkringen och primerladdningen. Genom att använda en längre eller kortare längd av fördröjningsmaterial, blasterna kan justera hur lång tid det tar varje sprängämne att slockna. Själva säkringens längd är också en faktor, eftersom det kommer att ta mycket längre tid för laddningen att flytta ner en längre säkring än en kortare. Med hjälp av dessa tidsenheter, blasterna dikterar exakt explosionsordningen.

Blasters bestämmer hur mycket explosivt material som ska användas baserat till stor del på deras egen erfarenhet och informationen från arkitekterna och ingenjörerna som ursprungligen byggde byggnaden. Men för det mesta, de kommer inte att förlita sig på denna data ensam. För att se till att de inte överbelastar eller underbelaster stödstrukturen, blasterna utför en testblast på några av kolumnerna, som de sveper in i en sköld för säkerhets skull. Blasterna testar olika grader av explosivt material, och baserat på effektiviteten av varje explosion, de bestämmer den minsta sprängladdning som behövs för att riva kolumnerna. Genom att endast använda den nödvändiga mängden explosivt material, blasterna minimerar flygande skräp, minska sannolikheten för att skada närliggande strukturer.

För att ytterligare minska flygande skräp, blaster kan linda kedjelänkstaket och geotextiltyg runt varje kolumn. Staketet håller de stora bitarna av betong från att flyga ut, och tyget fångar de flesta av de mindre bitarna. Blaster kan också linda tyg runt utsidan av varje golv som är riggat med sprängämnen. Detta fungerar som ett extra nät för att innehålla eventuell exploderande betong som sliter igenom materialet runt varje enskild kolumn. Strukturer som omger byggnaden kan också täckas för att skydda dem från flygande skräp och trycket från explosionerna.

När allt är klart, det är dags att sätta igång showen. I nästa avsnitt, vi kommer att ta reda på vilka sista steg blasterna måste ta för att förbereda inför implosionen, och vi ska titta på själva implosionen. Vi kommer också att ta reda på vad som kan gå fel vid explosiv rivning och se hur sprängare utvärderar projektet när röken har tömts.

Brent Blanchard, en implosionsexpert med Protec Documentation Services, säger att otaliga implosionsentusiaster ställer honom samma fråga:"Hur kan jag bli en sprängare eller rivningsexpert?" Det finns inget "blaster school" eller organiserat rivningsprogram i världen, Blanchard säger, så det enda sättet att bli en rivningsexpert är att lära sig på jobbet. Blivande sprängare kommer att arbeta på ett etablerat sprängföretag tills de känner till fältet inifrån och ut. Sedan, de kan antingen fortsätta med sin chef eller ge sig ut på egen hand och tävla med sprängarna som utbildade dem.

Kunderna är förståeligt försiktiga med att bygga implosion, och de tenderar att anställa ett rivningsföretag baserat på de jobb som det har dragit av tidigare. Av denna anledning, Blanchard säger, det är mycket svårt för ett ungt rivningsföretag att landa stora implosionsjobb. Nästan alla större byggimplosioner i världen hanteras av ett 20-tal väletablerade företag. I många av dessa företag, sprängning överförs från generation till generation. Föräldrar lär sina barn färdigheter, och barnen uppfostrar sedan sina egna småblåsare.

Big Bang

I de senaste avsnitten, vi tittade på allt som blasters gör för att förbereda en byggnad för implosion. Förutom dessa åtgärder, sprängarna måste förbereda människorna i området för sprängningen, försäkra lokala myndigheter och närliggande företag om att rivningen inte kommer att allvarligt skada närliggande strukturer. Det bästa sättet som sprängare kan lugna ner oroliga myndigheter är genom att demonstrera företagets framgång med tidigare implosioner.

Två torn i Holly Street Development i London, England, revs i mars 2001. De var en formidabel utmaning för sprängningsföretaget, Kontrollerad rivningsgrupp, Ltd. . Ett torn måste riggas så att det skulle ramla omkull på sidan, bort från en gasledning, medan den andra måste kollapsa perfekt till sitt eget fotavtryck, för att undvika att skada grannstrukturer. Rivningen gick precis som planerat, utan några som helst skador på gasledningarna eller angränsande byggnader.

För att hjälpa sprängarna att arbeta genom denna process, ett sprängföretag kan ta in ett oberoende rivningskonsultföretag, t.ex. Protec Documentation Services. Protec använder bärbara fältseismografer för att mäta markvibrationer och luftblåsningar under en implosion. Brent Blanchard, en verksamhetschef för företaget, säger att de också inspekterar omgivande strukturer före implosionen, så att de kan hjälpa till att bedöma eventuella skadekrav efter sprängningen. Dessutom, Protecs personal filmar sprängningen från flera vinklar så att det finns en registrering av vad som faktiskt hände. Med hjälp av data som samlats in från tidigare sprängningar, företagets ingenjörer kan förutsäga i förväg vilken vibrationsnivå en viss implosion kan orsaka.

När strukturen har försvagats och alla sprängämnen har laddats, det är dags att göra de sista förberedelserna. Blaster gör en sista kontroll av sprängämnena, och se till att byggnaden och omgivningen är helt tydliga. Förvånande, implosionsentusiaster försöker ibland smyga förbi hinder för en närmare bild av sprängningen, trots de uppenbara riskerna. Med nivån av förstörelse inblandad, det är absolut nödvändigt att alla åskådare är en bra bit bort. Blasters beräknar denna säkerhetsomkrets utifrån byggnadens storlek och mängden sprängämnen som används.

Vid tillfälle, sprängare har felbedömt utbudet av flygande skräp, och åskådare har skadats allvarligt. Blasters kan också överskatta mängden explosiv kraft som behövs för att bryta upp strukturen, och så producera en kraftfullare sprängning än vad som är nödvändigt. Om de underskattar vilken explosiv kraft som behövs, eller några av sprängämnena inte tänds, strukturen kanske inte är helt riven. I detta fall, rivningsbesättningen tar in grävmaskiner och vrakbollar för att avsluta jobbet. Alla dessa olyckor är extremt sällsynta i rivningsindustrin. Säkerhet är en blasters viktigaste fråga, och, för det mesta, de kan mycket väl förutspå vad som kommer att hända i en implosion.

När området är klart, blasterna drar sig tillbaka till detonatorkontrollerna och börjar nedräkningen. Blasterna kan låta en siren på 10-minuter, fem minuter och en minut, att låta alla veta när byggnaden kommer att komma ner. Om de använder en elektrisk detonator, blasterna har en detonatorstyrenhet med två knappar, en märkt "laddning" och en märkt "eld". Mot slutet av nedräkningen, en blaster trycker och håller "ladda" -knappen tills en indikatorlampa tänds. Detta bygger upp den intensiva elektriska laddning som behövs för att aktivera sprängkapslarna (detta liknar laddning av en kamerablixt för att bygga den nödvändiga elektriska energin för att belysa en scen). Efter att detonator-kontrollmaskinen har laddats, och nedräkningen är klar, blastaren trycker på "eld" -knappen (medan laddningsknappen fortfarande hålls intryckt), släppa ut laddningen i trådarna så att den kan kvitta blästerskydden.

Vanligtvis, den faktiska implosionen tar bara några sekunder. För många åskådare, förstörelsens hastighet är den mest otroliga aspekten av en implosion. Hur kan en byggnad som tog månader och månader att bygga, och stod upp mot elementen i hundra år eller mer, kollapsa i en hög med spillror som om det vore ett sandslott?

Efter sprängningen, ett moln av damm böljar runt vraket, omsluter närliggande åskådare. Detta moln kan vara till besvär för alla som bor nära sprängningsplatsen, men blasters påpekar att det faktiskt är mindre påträngande än det damm som sparkas upp av icke-explosiv rivning. När arbetare tar ner byggnader med slägga och vrakbollar, rivningsprocessen kan ta veckor eller månader. Vid den här tiden, en betydande mängd damm sparkas upp i luften varje dag. När byggnaden är jämn på ett ögonblick, å andra sidan, allt damm är koncentrerat i ett moln, som dröjer en relativt kort tid. Invånare i närheten med allergier kan lämna området en dag och undvika dammet helt.

Efter att molnet har klarat, blasterna undersöker scenen och granskar band för att se om allt gick enligt plan. I detta skede, det är avgörande att bekräfta att alla sprängämnen detonerade och att ta bort eventuella sprängämnen som inte gick av. Om ett konsultpersonal för rivning fanns till hands, blasterna granskar också deras vibrations- och luftblastdata. För det mesta, erfarna sprängare ger byggnader ner precis som planerat. Skador på närliggande strukturer, även de omedelbart intill sprängningsplatsen, är vanligtvis begränsad till några trasiga fönster. Och om något inte fungerar riktigt, blasterna loggar in det i sin mentala katalog och ser till att det inte händer vid nästa jobb. På det här sättet, jobb för jobb, implosionens vetenskap och konst fortsätter att utvecklas.

För mer information om byggimplosion, kolla in länkarna på nästa sida.

Mycket mer information

Relaterade artiklar om HowStuffWorks

• Hur skyskrapor fungerar
• Hur smarta strukturer fungerar
• Hur kraft, Kraft, Vridmoment och energiarbete
• Hur C-4 fungerar
• Hur kondensatorer fungerar
• Hur jordbävningar fungerar
• Hur landminor fungerar
• Hur kärnbomber fungerar
• Vad är dynamit och hur fungerar det?
• Kan mjöl explodera?

Fler fantastiska länkar

• ImplosionWorld
• Kontrollerad rivningsgrupp, LTD.
• Dykon Drilling and Blasting Specialists:Filmklipp
• Phillyblast
• Rivningsforum