建筑結(jié)構(gòu)爆破拆除

建筑結(jié)構(gòu)爆破拆除

1臨空間條件及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)根據(jù)城市規(guī)劃的需要，必須從日本的第二海水浴室到塔廣場(chǎng)，拆除國際帆船運(yùn)輸區(qū)的所有建筑物。日本照照港的一座建于1993年的五層磚混結(jié)構(gòu)的大樓必須被拆除。該樓東側(cè)距工地辦公室4.5m(作為臨時(shí)設(shè)施,暫時(shí)不拆除),待拆除樓房與工地辦公室之間有條道路,南側(cè)距離25m處為一水塔,西側(cè)有電線(離地高12m)和倉庫,距離分別為3m和12m,此外,距倉庫東側(cè)2m有地下管線,北側(cè)3m處為配電室,爆區(qū)環(huán)境如圖1所示。該樓為5層磚混結(jié)構(gòu),東西長(zhǎng)54m,南北寬15.6m,高約20m,除陽臺(tái)、樓梯、衛(wèi)生間為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外,其余為預(yù)制空心樓板,東西向有4排立柱,每排16根,共64根立柱,立柱和圈梁尺寸為25cm×25cm,墻體厚度均為25cm。樓房結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。2南定向傾覆爆破爆破拆除施工時(shí)要求保證西側(cè)倉庫、架空電線和地下管道的安全,確保北側(cè)的配電室和東側(cè)工地辦公室的安全,保證南側(cè)水塔的安全。根據(jù)擬拆除樓房的結(jié)構(gòu)尺寸和周圍的環(huán)境圖,僅樓房南側(cè)較為空曠,能為樓房倒塌提供場(chǎng)地,故選擇向南定向傾倒爆破方案。即在樓房底部布置一個(gè)三角形的爆破缺口。由南向北,每排立柱選擇不同的爆破高度:A柱爆破高度最大,B柱次之,C柱再次之,D柱最小。每排立柱采用不同的延期時(shí)間:1、2層A軸立柱先引爆,3層A軸立柱和1、2層B軸立柱第2次引爆;C柱立柱最后引爆,缺口爆破后在重力作用下產(chǎn)生傾覆力矩,以D柱為支點(diǎn)向南轉(zhuǎn)動(dòng),使樓房整體按設(shè)計(jì)方向倒塌。爆前對(duì)水塔北側(cè)2m處用土袋搭長(zhǎng)5m高1.5m的土臺(tái)進(jìn)行近體防護(hù),防止爆破時(shí)碎塊前沖對(duì)水塔造成破壞。爆破前暫時(shí)停止電線供電,爆后恢復(fù)。3爆炸參數(shù)設(shè)計(jì)3.1爆破高度計(jì)算根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),一般磚混結(jié)構(gòu)樓房爆破切口高度H按下式計(jì)算:H=(2~4)BΗ=(2~4)B式中,B為墻體厚度,計(jì)算得各立柱爆破高度如圖3所示。3.2爆破參數(shù)設(shè)計(jì)立柱的斷面尺寸為25cm×25cm,沿立柱豎向鉆1排炮孔,第1至3層均布爆破孔,立柱鉆孔數(shù)量見表1,其爆破參數(shù)設(shè)計(jì)如下:間距和排距a=b=20cm;炮孔深度取L=16cm;單孔裝藥量Q2=40g。4管雷連接點(diǎn)為了使樓房按設(shè)計(jì)方向傾倒,爆破網(wǎng)路和合理的微差時(shí)間選擇也很重要。本次爆破采用電雷管引爆非電導(dǎo)爆管雷管的混聯(lián)爆破網(wǎng)路。每個(gè)炮孔1發(fā)導(dǎo)爆管雷管,采用孔內(nèi)微差、孔外均用1段導(dǎo)爆管雷管聯(lián)接,每20雷管簇聯(lián)后與雙發(fā)導(dǎo)爆管雷管相聯(lián)形成一個(gè)連接點(diǎn),然后把連接點(diǎn)進(jìn)行復(fù)式連接形成爆破網(wǎng)路。樓房共4排立柱,通過不同爆高和微差爆破使其失穩(wěn)傾倒。拆除爆破選擇合適的微差時(shí)間也十分重要。因此決定采用1、2層A軸為5段(110ms)雷管,3層A軸、1、2層B軸、1層C軸為9段(310ms)雷管,1層D軸和2層C軸為10段(380ms)雷管進(jìn)行微差爆破。5安全對(duì)策5.1爆破振動(dòng)估算建筑物拆除爆破時(shí)裝藥部位多位于地表以上且藥量通常不大,其爆破產(chǎn)生的振動(dòng)遠(yuǎn)小于建筑物自身觸地時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng),經(jīng)估算,爆破振動(dòng)在安全范圍內(nèi),周圍建筑物是安全的。5.2振動(dòng)速度衰減系數(shù)k采用周家漢教授提出的觸地振動(dòng)計(jì)算公式:v=Kt[R(MgH/σ)1/3]βv=Κt[R(ΜgΗ/σ)1/3]β取觸地振動(dòng)速度衰減系數(shù)Kt=3.0;觸地振動(dòng)速度衰減指數(shù)β=-1.6;下落體的質(zhì)量M=1000t;重力加速度g=10m/s2;σ=10MPa;立窯高度H=20m;R為被保護(hù)建筑物與觸地中心的距離,本工程取到配電室距離R=3m。將數(shù)值帶入公式得v=1.73cm/s<3cm/s。5.3管道和管線的覆蓋由于爆破環(huán)境較為復(fù)雜,為防止爆破時(shí)產(chǎn)生的飛石和振動(dòng)對(duì)周圍建筑物造成破壞,需要采取一定的防護(hù)措施,主要采用了以下幾種防護(hù)措施:(1)爆破前將樓內(nèi)的管道和電線全部拆除。(2)對(duì)爆破點(diǎn)采用2層浸濕草簾和2層竹排進(jìn)行覆蓋,再用鐵絲捆綁固定的防護(hù)方法。(3)對(duì)東側(cè)辦公室窗子、西側(cè)倉庫窗子及配電室都要進(jìn)行覆蓋防護(hù)。(4)對(duì)水塔進(jìn)行近體防護(hù),在北面樓房倒塌方向上距離水塔2m處筑1個(gè)1.5m高、5m寬的臺(tái)子(用土袋子),防止樓房倒塌時(shí)碎塊擊中水塔。(5)在西側(cè)倉庫與待拆除樓房之間挖1條深約2m、寬為1m左右的減振溝,減小樓房倒塌時(shí)的觸地振動(dòng)以保護(hù)地下管線。6陽臺(tái)墻體預(yù)拆為保證樓房在爆破時(shí)完全按照設(shè)計(jì)的方向傾倒,在不影響樓房安全穩(wěn)定性的前提下對(duì)部分承重墻、樓面、圈梁進(jìn)行預(yù)處理。(1)對(duì)1、2層南面的陽臺(tái)墻體預(yù)拆除;窗臺(tái)下的外墻預(yù)拆除,拆除后的外墻剩余高度不大于50cm。(2)對(duì)1層墻體的預(yù)拆除,除留有支撐點(diǎn)外,其余拆成拱形,拱高1.2~1.8m,拱寬1.5~3.0m。對(duì)1層樓梯進(jìn)行拆除,使其失去支撐作用。(3)對(duì)2、3層縱向墻體進(jìn)行拆除,形成拱形,而且2層的拱形要大于3層的拱形,南面的拱形要大于北面的拱形,這樣一是可以減少預(yù)拆除的工作量,二是可以起到穩(wěn)定、導(dǎo)向的作用。7爆炸效果與原因的分析7.1有努力的破壞起爆后,樓房緩慢向南傾斜而后下座,未形成完全的倒塌,無飛石產(chǎn)生;東面臨時(shí)辦公室和西面?zhèn)}庫玻璃未損壞,樓房整體后座約2m,配電室未受影響;樓房倒塌時(shí)產(chǎn)生的碎塊;前沖約20m,被防護(hù)的土臺(tái)子擋住未擊中水塔;東面爆堆高度8m左右,(上面2層未完全倒塌,只是傾斜和有裂縫),西面爆堆高度11m左右,(西面有樓梯和衛(wèi)生間)上面3層未完全倒塌,圈梁全部拉斷,造成樓房從中間斷開;雷管全部引爆,未發(fā)現(xiàn)砸斷、漏聯(lián)、拒爆、盲炮等現(xiàn)象。7.2爆破倒塌大懸索式爆破觀爆破后樓房后座沒有完全倒塌,可能有以下幾個(gè)原因造成的:(1)樓房結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖紙不符,混凝土和砂漿的標(biāo)號(hào)不符合標(biāo)準(zhǔn),1層、2層、3層的強(qiáng)度不同,個(gè)別地方混凝土和砂漿強(qiáng)度不達(dá)標(biāo),圈梁中的鋼筋尺寸不達(dá)標(biāo)(圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中鋼筋直徑12mm,而實(shí)際鋼筋直徑只有6mm),造成樓房在倒塌過程中倒塌不徹底,甚至圈梁拉斷也未將樓房拉倒。(2)樓梯處理不完全。僅對(duì)1層的樓梯進(jìn)行了預(yù)拆除,應(yīng)將2、3層的樓梯進(jìn)行預(yù)拆除,使其在樓房的爆破倒塌過程中不能起到支撐作用。(3)衛(wèi)生間處理不徹底。衛(wèi)生間墻體貼有瓷磚,其整體強(qiáng)度遠(yuǎn)大于一般磚墻,由于工期只有3d時(shí)間緊張,因此只對(duì)1樓的衛(wèi)生間進(jìn)行了爆破預(yù)拆除,沒有對(duì)2、3層衛(wèi)生間墻體進(jìn)行爆破預(yù)拆除。(4)樓內(nèi)承重墻的支撐點(diǎn)的寬度太小而裝藥量偏大,爆破時(shí),這些支撐點(diǎn)不是被炸松動(dòng)而是被炸