建筑结构爆破拆除

建筑结构爆破拆除

1临空间条件及建筑结构特点根据城市规划的需要，必须从日本的第二海水浴室到塔广场，拆除国际帆船运输区的所有建筑物。日本照照港的一座建于1993年的五层砖混结构的大楼必须被拆除。该楼东侧距工地办公室4.5m(作为临时设施,暂时不拆除),待拆除楼房与工地办公室之间有条道路,南侧距离25m处为一水塔,西侧有电线(离地高12m)和仓库,距离分别为3m和12m,此外,距仓库东侧2m有地下管线,北侧3m处为配电室,爆区环境如图1所示。该楼为5层砖混结构,东西长54m,南北宽15.6m,高约20m,除阳台、楼梯、卫生间为现浇钢筋混凝土结构外,其余为预制空心楼板,东西向有4排立柱,每排16根,共64根立柱,立柱和圈梁尺寸为25cm×25cm,墙体厚度均为25cm。楼房结构示意图如图2所示。2南定向倾覆爆破爆破拆除施工时要求保证西侧仓库、架空电线和地下管道的安全,确保北侧的配电室和东侧工地办公室的安全,保证南侧水塔的安全。根据拟拆除楼房的结构尺寸和周围的环境图,仅楼房南侧较为空旷,能为楼房倒塌提供场地,故选择向南定向倾倒爆破方案。即在楼房底部布置一个三角形的爆破缺口。由南向北,每排立柱选择不同的爆破高度: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时间:1、2层A轴立柱先引爆,3层A轴立柱和1、2层B轴立柱第2次引爆;C柱立柱最后引爆,缺口爆破后在重力作用下产生倾覆力矩,以D柱为支点向南转动,使楼房整体按设计方向倒塌。爆前对水塔北侧2m处用土袋搭长5m高1.5m的土台进行近体防护,防止爆破时碎块前冲对水塔造成破坏。爆破前暂时停止电线供电,爆后恢复。3爆炸参数设计3.1爆破高度计算根据工程经验,一般砖混结构楼房爆破切口高度H按下式计算:H=(2~4)BΗ=(2~4)B式中,B为墙体厚度,计算得各立柱爆破高度如图3所示。3.2爆破参数设计立柱的断面尺寸为25cm×25cm,沿立柱竖向钻1排炮孔,第1至3层均布爆破孔,立柱钻孔数量见表1,其爆破参数设计如下:间距和排距a=b=20cm;炮孔深度取L=16cm;单孔装药量Q2=40g。4管雷连接点为了使楼房按设计方向倾倒,爆破网路和合理的微差时间选择也很重要。本次爆破采用电雷管引爆非电导爆管雷管的混联爆破网路。每个炮孔1发导爆管雷管,采用孔内微差、孔外均用1段导爆管雷管联接,每20雷管簇联后与双发导爆管雷管相联形成一个连接点,然后把连接点进行复式连接形成爆破网路。楼房共4排立柱,通过不同爆高和微差爆破使其失稳倾倒。拆除爆破选择合适的微差时间也十分重要。因此决定采用1、2层A轴为5段(110ms)雷管,3层A轴、1、2层B轴、1层C轴为9段(310ms)雷管,1层D轴和2层C轴为10段(380ms)雷管进行微差爆破。5安全对策5.1爆破振动估算建筑物拆除爆破时装药部位多位于地表以上且药量通常不大,其爆破产生的振动远小于建筑物自身触地时产生的振动,经估算,爆破振动在安全范围内,周围建筑物是安全的。5.2振动速度衰减系数k采用周家汉教授提出的触地振动计算公式:v=Kt[R(MgH/σ)1/3]βv=Κt[R(ΜgΗ/σ)1/3]β取触地振动速度衰减系数Kt=3.0;触地振动速度衰减指数β=-1.6;下落体的质量M=1000t;重力加速度g=10m/s2;σ=10MPa;立窑高度H=20m;R为被保护建筑物与触地中心的距离,本工程取到配电室距离R=3m。将数值带入公式得v=1.73cm/s<3cm/s。5.3管道和管线的覆盖由于爆破环境较为复杂,为防止爆破时产生的飞石和振动对周围建筑物造成破坏,需要采取一定的防护措施,主要采用了以下几种防护措施:(1)爆破前将楼内的管道和电线全部拆除。(2)对爆破点采用2层浸湿草帘和2层竹排进行覆盖,再用铁丝捆绑固定的防护方法。(3)对东侧办公室窗子、西侧仓库窗子及配电室都要进行覆盖防护。(4)对水塔进行近体防护,在北面楼房倒塌方向上距离水塔2m处筑1个1.5m高、5m宽的台子(用土袋子),防止楼房倒塌时碎块击中水塔。(5)在西侧仓库与待拆除楼房之间挖1条深约2m、宽为1m左右的减振沟,减小楼房倒塌时的触地振动以保护地下管线。6阳台墙体预拆为保证楼房在爆破时完全按照设计的方向倾倒,在不影响楼房安全稳定性的前提下对部分承重墙、楼面、圈梁进行预处理。(1)对1、2层南面的阳台墙体预拆除;窗台下的外墙预拆除,拆除后的外墙剩余高度不大于50cm。(2)对1层墙体的预拆除,除留有支撑点外,其余拆成拱形,拱高1.2~1.8m,拱宽1.5~3.0m。对1层楼梯进行拆除,使其失去支撑作用。(3)对2、3层纵向墙体进行拆除,形成拱形,而且2层的拱形要大于3层的拱形,南面的拱形要大于北面的拱形,这样一是可以减少预拆除的工作量,二是可以起到稳定、导向的作用。7爆炸效果与原因的分析7.1有努力的破坏起爆后,楼房缓慢向南倾斜而后下座,未形成完全的倒塌,无飞石产生;东面临时办公室和西面仓库玻璃未损坏,楼房整体后座约2m,配电室未受影响;楼房倒塌时产生的碎块;前冲约20m,被防护的土台子挡住未击中水塔;东面爆堆高度8m左右,(上面2层未完全倒塌,只是倾斜和有裂缝),西面爆堆高度11m左右,(西面有楼梯和卫生间)上面3层未完全倒塌,圈梁全部拉断,造成楼房从中间断开;雷管全部引爆,未发现砸断、漏联、拒爆、盲炮等现象。7.2爆破倒塌大悬索式爆破观爆破后楼房后座没有完全倒塌,可能有以下几个原因造成的:(1)楼房结构与设计图纸不符,混凝土和砂浆的标号不符合标准,1层、2层、3层的强度不同,个别地方混凝土和砂浆强度不达标,圈梁中的钢筋尺寸不达标(图纸设计中钢筋直径12mm,而实际钢筋直径只有6mm),造成楼房在倒塌过程中倒塌不彻底,甚至圈梁拉断也未将楼房拉倒。(2)楼梯处理不完全。仅对1层的楼梯进行了预拆除,应将2、3层的楼梯进行预拆除,使其在楼房的爆破倒塌过程中不能起到支撑作用。(3)卫生间处理不彻底。卫生间墙体贴有瓷砖,其整体强度远大于一般砖墙,由于工期只有3d时间紧张,因此只对1楼的卫生间进行了爆破预拆除,没有对2、3层卫生间墙体进行爆破预拆除。(4)楼内承重墙的支撑点的宽度太小而装药量偏大,爆破时,这些支撑点不是被炸松动而是被炸