待拆建筑物砖结构爆破拆除技术

待拆建筑物砖结构爆破拆除技术

1项目总结及环境1.1钢筋混凝土体系被拆除的东山酒店（前楼）是淮南市人民政府的接待中心。它建于1973年，由砖砌而成，中间走廊和两侧对称的房间。楼主体结构五层,中间局部六层,平面形状如图1,楼东西长110m,南北主体宽14m,内走廊宽1.6m,楼高20.5m。楼的外墙、隔间墙和内廊墙均为37砖墙,少量24砖墙,20世纪80年代初,为抗震需要楼房进行了部局加固,楼的几个角柱(共8根)外部加设了200mm厚的钢筋混凝土,钢筋直径18mm;另外墙面全部碎石水泥沙浆抹面,厚度20mm。中间门楼部位有四根钢筋混凝土立柱(一楼至六楼),断面500mm×400mm。每层均设有现浇钢筋混凝土圈梁,断面200mm×200mm。楼梯为现浇钢筋混凝土结构。此外,有三面隔墙墙体在37砖墙外加固有100mm厚的钢筋混凝土,钢筋网格尺寸200mm×200mm,钢筋直径6mm,部分卫生间也是此种结构。楼房总的拆除面积约7860m2。1.2现浇地下主副楼洞山饭店位于淮南市中心闹市区,该楼南面18m(楼前墙距行车道边缘的距离)是淮南市的主干道洞山西路,交通客流量大,车辆来往频繁,行人过往匆匆,道路两边均有多趟架空高压线缆和通讯线缆,楼前8.6m还有一排高大的水杉(要求尽可能保留);东侧36m为市交通银行,再往东是财经大厦;东南44m为一居民小区,5~6层砖混结构住宅楼房;北55m是洞山饭店后楼,靠西端北38m是车库,前后楼之间为花坛和停车场,爆破施工期间正常使用;西侧2.5m处紧挨市建设银行办公楼,东端山墙一楼外墙体上安设有三台空调的主机和一个配电箱。总之,待拆楼房周围环境较为复杂,爆破安全要求高。具体周围环境如图1所示。2技术方案2.1南楼主植物爆破方案为确保楼房控制爆破拆除安全顺利进行,必须根据周围环境、楼房本身的结构特点及工程要求确定出合理的、切实可行的控制爆破方案。楼房东侧无倒塌空间,西侧距建设银行仅2.5m,更无法西倒,再考虑到北楼在南楼拆除期间正常使用,故也不宜采用向北倒塌的方案,南面为主干道,爆破后的碎碴不能占路影响交通。因此,根据本工程的特点和以往的经验并参阅相关资料,决定采用基本原地倒塌稍向南倾倒拆除爆破方案,依靠前后不同爆高和分段顺序起爆实现之。利用其倒塌时对地面的冲击作用将墙体和楼板摔碎。除钢筋混凝土柱爆破至三楼(二层和三层的柱仅布置2~3个炮孔)外,砖墙和砖柱爆破范围仅限于一楼。该楼房楼梯间为现浇钢筋混凝土结构,经过仔细分析其构成和受力情况后认为,只要将1~3层楼梯下的承重墙炸断,并在楼梯的每一个转弯处布孔装药并进行充分破碎,即可实现楼梯间的折叠坍塌。楼梯爆破同楼房主体爆破同时进行。2.2外墙预处理方案37砖墙体再加上抹面砂浆,直接人工预处理较为困难。为加快施工速度和缩减起爆雷管的数量,简化起爆网路,在保持楼房整体稳定性的前提下,对房间隔墙和内走廊墙采取先行放开心炮,然后人工刷大的预处理方案,开凿出的孔洞呈拱形,高度1.0~1.2m。北面外墙不能放小炮,也就未进行预处理。另外,开心炮还起到了试爆的作用。楼房西侧距建设银行仅2.5m,为保证楼房倒塌时不破坏银行建筑,首先人工将西部两跨一层以上全部拆除(一层不再爆破拆除)。2.3爆高2.3.1提供爆破条件确定的爆破高度炸碎钢筋混凝土立柱一定范围内的混凝土,使之脱离钢筋,当暴露部分的顶部所承受的载荷超过其抗压极限强度或达到压杆失稳的临界载荷时,钢筋必然发生塑性变形而使立柱失稳,楼房下塌。其爆高可按下式确定:H=K(B+Hmin)(1)式中:H为立柱爆高,m;B为立柱截面的最大边长,m;Hmin为保证失稳时的最小爆高,m,可近似取Hmin=12.5d(d为混凝土立柱中竖向钢筋的横断面直径,d=16mm);K是与楼房自身条件和爆破条件有关的系数,取K=1.5~2.0。经过计算后取钢筋混凝土立柱的前排爆高H1=1.5m,后排爆高H4=0.6m。2.3.2砖柱爆高的计算由于砖墙和砖柱的抗弯强度很小,在竖向冲击力作用下灰缝也易破坏,所以砖墙和砖柱的爆高(Hb)可以小些,倾倒方向上的砖墙和砖柱的爆高可按下式计算:Hb=(2~3)δ(2)式中:δ为砖墙和砖柱的厚度,m。对于原地倒塌,反向一侧的砖墙和砖柱的爆高同前一排;若为定向倒塌,反向一侧的砖墙和砖柱只须布置1~2排炮孔,爆出一条缝即可,其他承重墙和承重柱的爆高可用几何方法求得。经过计算选定前排墙和柱的爆高Hb1=1.2m,后排爆高Hb4=0.4m。2.4爆炸参数2.4.1孔的配置和孔深(1)炮孔的布置参数南面墙平行布置四排炮孔,最下一排炮孔距地面高度1.2m(窗台高度1.0m),北面墙布置两排炮孔,中间走廊的两面墙均布置三排炮孔,隔墙则按三角形爆破缺口原理布置,各墙炮孔均布置成三角形,布置参数如下:炮孔间距ab=400mm;炮孔排距bb=400mm;炮孔深度Lb=(0.7~0.8)δq,δq为墙体厚度,37墙δq=400mm,24墙δq=260mm。(2)炮孔的间距和布置原则包括钢筋混凝土柱、砖结构柱和楼梯横梁在内需爆破的梁或柱。因梁和柱的宽B≤600mm,布置单排炮孔即可,布置参数为:最小抵抗线W=B/2;炮孔间距a=(1.2~1.5)W。梁和柱的炮孔深度确定原则是保证药包中心位于梁或柱的中心线上,即炮孔深度L=(0.6~0.8)δ,这里δ为梁体和柱体在钻孔方向上的厚度。具体参数见表1。2.4.2爆破介质的qb采用拆除控制爆破常用的体积公式计算药量:Qb=qV(3)式中:Qb为单个炮孔装药量,g;q为单位炸药消耗量,g/m3;V为该炮孔承担的破碎体积,m3。因此,对于墙体Qb=qabδ;对于梁体和柱体,Qb=qaBδ。不同的爆破介质,单位炸药消耗量的取值不一样,钢筋混凝土取q=600~800g/m3;混凝土取q=300~500g/m3;砖取q=800~1000g/m3。通过计算并试爆后选取的墙和柱的单孔装药量列于表1。2.5爆炸设备的选择和爆炸网的设计2.5.1爆炸设备采用2号岩石铵梯炸药;炮孔内装半秒延期非电雷管,网路连接用瞬发非电雷管和四通与导爆管互连,起爆用瞬发电雷管。2.5.2双雷管连接成路网非电起爆系统安全可靠,可同时起爆较多雷管,并且连线方便,因此采用非电起爆网路。炮孔内根据起爆顺序的需要装入不同段别的半秒延期非电雷管,为保证炮孔装药的可靠起爆,关键部位(主要是柱体)的炮孔装入双雷管,孔外用瞬发非电雷管连接成网路,每一个捆扎点雷管数量12~20发,用两发瞬发雷管捆扎,分别连接,即形成复式起爆网路,两趟网路自行闭合,相互间多处四通相连。基本上是一个房间一个捆扎点,雷管数量超过20发的,可先行部分四通相连。在网路中设置三个起爆点,东部、中部、西部各一个,引出六根导爆管,最后用两发瞬发电雷管起爆。2.5.3外墙外墙、东北部外墙起爆的顺序为:南面外墙和南侧房间隔墙、内走廊墙、北侧房间隔墙、北面外墙。另为保证整座楼房的倒塌破碎,将其自东向西平均分为1、2、3三个爆区,自南向北顺序,1区采用秒延期1、2、3段雷管,2区采用3、4、5段雷管,3区采用4、5、6段雷管。3爆炸安全和保护3.1爆破质量变化建筑物或构筑物的爆破震动安全距离应满足下式R=(Kv)1/αQm(4)R=(Κv)1/αQm(4)式中:R为被保护建筑物要求的爆破地震安全距离,m;Q为炸药用量,kg,齐发爆破时取总装药量,微差或秒差爆破时取最大一段装药;m为药量指数,取m=1/3;α为爆炸地震波衰减指数,其取值与爆区的地质条件等有关,一般取α=1~2;v为介质质点的安全临界振动速度,一般建筑物,取v=5cm/s;质量较差的旧砖石房屋,取v=2~3cm/s。K为与地质、地形等条件有关的系数,对于土壤和较软的岩石,一般取K=200~300。本工程在地表以上分散装药,且又采用半秒延期分段起爆,经验算证明周围建筑物不会因爆破震动而损坏。3.2声波安全距离本工程为分散装药,又有覆盖物防护,爆炸冲击波的作用强度较低,不会对周围建筑物造成危害。3.3严格爆破质量控制根据已有资料对城市控制爆破中飞石产生原因和防治措施的分析和研究,结合本拆除爆破工程的特点,为减少爆破飞石的危害,除严格按照爆破设计要求精心进行施工、特别是要严格控制装药量外,还采取了严密的遮挡和覆盖综合防飞石措施。在楼房四周(距离8~10m)设置一道3.5m高的竹篱笆墙;在整个爆破高度范围内包括原窗户和门实行多层近体防护,第一层为水湿草袋,第二层为双层竹笆;西侧建设银行墙外的空调主机和配电箱用棉被覆盖;对于易产生飞石的个别钢筋混凝土柱加盖了铁丝网。4楼地面缺失造成的塌落2002