复杂混凝土结构厂房爆破拆除

复杂混凝土结构厂房爆破拆除

1大楼尚未落地由于建筑工人的要求，兖州医学院的所有大门大楼都被拆除。该楼位于新建门诊楼南侧,相距5m,南距兖矿集团大院院墙50m;西侧18m为活动中心;东侧18m为食堂;紧挨待拆楼房的南侧和西侧的塔松需保留;周围爆破环境比较复杂,爆破拆除该楼的重点是保证新建门诊大楼的安全,特别是新门诊大楼门厅落地玻璃及门窗是这次爆破防护重点,大楼周围环境见图1。该门诊大楼建于70年代,主体为3层,层高4m,砖混结构,高12m,南北宽13m,东西长111m,东西对称。建成后在楼房西侧增建了轮椅走廊,楼间设有沉降缝。由于建设时间比较长,部分位置出现下沉和断裂,之后在大楼外部又用钢筋混凝土柱和梁组成“井”字形组合加固。全楼共有3m×5m房间38间,5m×6m房间8间,4.5m×5m房间2间,大门厅1间,小门厅2间,走廊宽度3.0m;3个楼梯间分别设在门厅后部两侧和楼房东侧(平面结构详见图2);门厅立柱共有16根,其中350mm×350mm形10根,350mm×550mmL形2根,直径300mm圆柱4根,620mm×240mm的4根,该楼除门斗和门厅有钢筋混凝土立柱外,其余全部为24砖墙。2清除大楼的确定根据甲方要求,旧门诊大楼能采用的爆破拆除方案有2种:内向倒塌方案和定向倒塌方案(见图3)。由于该楼周围环境比较复杂、长度长、高度低,为保证倒塌充分,避免爆破时的挤压影响充分倒塌,将拆除大楼分为6部分倾倒,即轮椅走廊向东倒塌、门厅和东西两侧突出部分向南倒塌、剩余的中间2部分向内倒塌,只有采取上述方案才能保证周围建筑物的安全和树木的完好。3爆炸参数的选择3.1爆炸试验设计3.1.1内部坍塌和爆炸1计算h、b的计算按墙体厚度的6倍计算,即H=6δ。式中,δ为墙体厚度,取δ=24mm;经计算得H=1.44m,取B=1.5m。为了使大楼中间2部分的内向倒塌,从走廊两侧墙为炸高最高点,向南向北炸高要逐渐降低,炮孔数目逐渐减少。2预应力爆破法(1)必须保证炸高大于6倍墙壁厚度,才能达到好的坍塌效果。(2)对外部后期加固的“井”字形钢筋混凝土梁、柱,对柱下部和柱间梁进行分割切断。由于周围环境复杂,无法采用爆破的方法,预先采用静态破碎剂和风镐联合将混凝土踢掉,将柱的外部纵筋和梁的全部纵筋切断,破坏“井”字组合梁的整体稳定。(3)爆破网路的起爆时差,各墙起爆时差起爆顺序交错开,以保证上部产生拉剪破坏。(4)对不能预拆除的钢筋混凝土柱要采用粉碎性爆破,使其彻底失去支撑力。此时必须加强防护。(5)各梁柱交接点必须炸松,使其在倒塌过程中能够保证框架结构顺利解体,确保楼房充分倒塌。3.1.2定向坍塌爆炸1钢筋混凝土雨棚破碎带的检验图2(1)爆破切口高度:H≥K(B+Hmin)。式中,K为经验系数,K=1.5~2.0;B为立柱截面的最大边长(按L形立柱考虑),B=0.55m;Hmin为最小破坏高度,按Hmin=12.5d,d为配筋直径,取d=18mm,则Hmin=12.5d=12.5×0.018=0.225mH≥K(B+Hmin)=(1.5~2.0)×(0.55+0.225)=(1.16~1.55)mΗmin=12.5d=12.5×0.018=0.225mΗ≥Κ(B+Ηmin)=(1.5~2.0)×(0.55+0.225)=(1.16~1.55)m为保证门厅的完全、充分向南倒塌,避免后座,保证新门诊大楼的安全,取H=2.0m。(2)实现充分解体、倒塌的措施①对门厅前的钢筋混凝土雨棚进行粉碎性爆破破碎。②对2、3楼的钢筋混凝土立柱沿纵向在其南侧面分别布置4个和2个松动爆破炮眼。③对2、3楼地板的每根纵、横梁分别布置2个松动爆破炮眼,以切割纵、横钢筋混凝土梁。④对门厅北部两侧1、2楼南北向楼梯,沿东西向切割宽不少于40cm的缝隙,并保留钢筋。⑤楼梯间的承重墙破坏高度不少于1.0m。221.20.4按公式h≥(2~5)δ确定,δ为墙体厚度,则有h≥0.48~1.2(m)。由于该部分高宽比较小,稳定性好。为保证倒塌顺利,取爆破切口高度为1.2m。3.2孔网参数的选择和计算3.2.1炮孔破碎参数为选择合理的装药量,单孔装药量采用体积和剪切破碎2个公式综合确定。体积公式:Q=KaBH式中,Q为单孔装药量,g/孔;K为单位用药量,g/m3;a为炮孔间距;B为炮孔排距或爆破体宽度,m;H为爆破体的厚度,m。剪切破碎公式:q=f(q1A+q2A)式中,A为单个炮孔爆破时的剪切面积,m2;V为单孔负担体积,m3;f为炮孔所在位置的临空面系数;q1为单位剪切面积用药量,g/m2(对于布筋较密的钢筋砼立柱,取K=650g/m3;对4个自由面的立柱,自由面系数f=0.75;q1取q1=45W)q1=45W);q2为体积单位用药量,取150g/m3。3.2.2孔网参数的选择各立柱、砖墙的炮眼布置及装药量见表1。4半秒微差爆破技术炸药选用岩石乳化炸药约168kg(7箱),雷管选用半秒塑料导爆管雷管1~10段约8000发,瞬发电雷管100发,四通连接块3000个,塑料导爆管2000m。为保证大楼顺利倒塌和保证将爆破震动及爆破燥音降到最低以及对周围建筑物不产生影响,决定采用半秒微差爆破,起爆时差取0.5s。轮椅走廊(由东向西)和门厅(由南向北)采用1、2、3段首先依次起爆;内向倒塌部分爆破切口的起爆顺序由大厅两侧同时向东向西起爆,采用4、5、6和7段交错依次起爆;东、西两侧突出部分采用8、9和10段由南向北依次起爆。对于爆破起爆系统采用塑料四通连接,每房间为一小循环,每一溜为一中循环,房间与每一溜形成一个大循环,小循环之间、中循环之间、大循环之间多处搭接,形成闭合复式交叉网路。5安全及爆炸防护计算5.1一些飞散剂的安全对策1针织包草袋防护凡是单孔装药量Q超过25g(包括25g)的立柱,先在立柱周围包上1层编织包草袋(在编织袋中填满稻草),再在外面围上1层大棚草垫,然后再用铁丝捆扎起来,用这2道防护体阻挡飞石,控制飞散距离;凡是单孔装药Q小于25g的立柱可先围2层草垫,外包1层地毯用铁丝捆扎起来。2带明显飞石的杂草在大楼四周外墙上,有炮孔处吊挂上大棚草垫(该草垫是用稻草编织而成,长12m,宽1.2m,厚5~6cm,重20kg)用以阻挡近体防护后剩余的少量飞石。做到大楼之外无飞石,确保楼房周围建筑物及设备设施的安全。3钢管墙下天然升级m,靠近新门诊大楼前用钢管扎1排长90m高6m钢管墙,把竹笆用铁丝固定在钢管上,然后在吊挂上不少于2层的草垫,爆破前用水喷湿,保证将近体防护没能防护好的个别飞石挡在该墙之内。5.2爆炸爆炸振动安全试验5.2.1垂直振动系数ws确定爆破振动可以用介质的振动速度、加速度和位移来表示强弱,在我国现行《爆破安全规程》中,是以建(构)筑物地面质点垂直振动速度来表示。本工程爆破振动速度:V1=KK′(Q1/3/R)αV1=ΚΚ′(Q1/3/R)α式中,V1为爆破引起地面质点垂直振动速度,cm/s;K、K′、α为与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数,K取50,K′取0.20,α取1.5;Q为微差爆破取最大一段药量;R为爆源中心到测点距离,取爆源中心到新门诊楼的距离,楼房爆破时,最大单响药量是Q=14kg,(该楼总炮孔约8000个,平均每孔装药20g,即8000×20g/孔=160kg,160kg分10段起爆,最大单响药量是Q=16kg)爆源中心取大楼门厅中心,距新门诊楼平均距离为10m,将以上数据代入上述公式得:大楼对它们的地面振动速度V=1.26cm/s,国家标准为2.5cm/s,爆破振动对周围建筑物是安全的。5.2.2爆破时释放能量的计算冲击振动作用中心点位于大楼门厅中心处,它离北面新门诊楼最近,对它产生的最大冲击振动速度,根据多年实践经验,可用下式预测:V2=KK′{[Gh/(4.1×105)]1/3/R}αV2=ΚΚ′{[Gh/(4.1×105)]1/3/R}α式中,K、K′、α的意义同前,K=50,K′=0.20,α=1.5;G为爆破切口以上重量,取G=500000kg;h为重心高度,h=8m;R为意义同前,R=10m;4.1×105为1kg标准炸药爆破时释放的能量。代入上式计算得:V=0.987cm/s,冲击振动作用对周围建筑物也是安全的。5.3炮孔堵塞,设置数层防护层为确保本工程冲击波和噪音控制在安全值以内,必须确保炮孔堵塞质量,同时在外围设数层防护层,根据有关实测资料,这些措施可使冲击波峰值减少40%,噪音可以低到安全范围内。5.43消除污染措施为了防止产生大量灰尘,首先在爆破之前向2楼和3楼洒水,然后准备2台洒水车在警戒线以外待命,大楼爆倒以后,立即开往爆堆四周喷水除尘。5.5爆破飞石的防护理论计算和实践证明,钢筋砼立柱的爆破飞石最远距离是100~200倍的炮孔深度。炮孔最深的立柱位于西北角,眼深0.24m,飞石最远是48m。但由于严格控制每根立柱炮孔的装药量和严格有效的防护,爆破飞石最远不会飞出10m,有可能飞不出大楼。为防止出现意外,设警戒安全距离60m,方圆150m的玻璃门窗全部关闭,严防爆炸灰尘进入室内。爆破时间根据甲方和公安部门要求