房的爆破拆除

房的爆破拆除

1后价值楼的组成哈尔滨海田大厦是一座上部框架结构的高层建筑。原设计地面上26层，18层（包括地下两层），后全年已被废弃。大厦由主楼和裙楼组成,主楼沿长尺寸方向具有呈直线加弧形的外形,其长53.7m、宽18.3m、高60m,总体建筑面积为25000m2,因城市建设需要将其拆除。本工程无论从楼房的高度和结构,还是从环境的复杂程度上来说,都属于哈尔滨首例,被誉为“哈尔滨第1爆”。1.1香安街第5号住宅大楼位于中山路与新乡里街交汇处,周围环境相当复杂,北侧距新乡里街46m、距最近的居民楼仅18m;东侧距中山宾馆63m;南侧距香安街42m,距一街之隔的住宅79m;西侧距中山路仅15m,距省人民医院门诊部95m。该楼四周建有围墙,在围墙外侧有燃气管线、电力电缆管线、供水管线、排水管线及供热管线。其四周环境如图1所示。1.2截面尺寸不等主楼沿长尺寸方向具有呈直线加弧形的外形,地上16层、地下两层,其长53.7m、宽18.3m、高60m。承重立柱分布在9轴、10轴、13轴和15轴,截面尺寸不等,为边长0.8～1.35m的正方形。楼的中央有4个电梯间和1个楼梯间,而楼东部有1个电梯间和1个楼梯间,所有电梯间及楼梯间均为剪力墙结构,剪力墙厚度有400mm和300mm两种,主楼东西两侧外墙均为厚400mm的剪力墙。楼房的结构如图2所示(在P/、N/轴线间将大楼切割分离,东部为A体、西部为B体)。2爆炸方案2.1工程特点和困难分析(1)爆炸对象的环境非常复杂爆破拆除对象的周围环布需保护的建筑物和管线,对爆破危害的控制难度大。(2)爆炸对象的特殊设计楼房的外形呈直线加弧线设计,结构的稳定性好,不利于失稳倒塌。(3)爆炸对象的结构非常大该楼房的梁、柱等构件的尺寸原是按照26层高设计方案确定的,因此构件的截面尺寸特别大,爆破需要的药量多、钻孔工作量大。(4)爆炸对象的整体质量良好主楼为现浇钢筋混凝土框-剪结构,承重立柱与剪力墙呈不对称、不均衡布置,不利于对倒塌过程的控制。(5)爆炸对象的预处理工作量很大该楼房的山墙及中部电梯井部分为剪力墙结构,剪力墙分布广,爆破前的预拆除和预削弱工作量大。2.2爆破安全防护技术爆破主楼的高度为60m,南侧可供倒塌的距离只有42m,向东为45m,其余方向都为近距离需保护目标。由于大厦本身墙柱结构坚固,平面布局为非对称布置,允许的塌散范围不足以使大楼定向倒塌,同时希望爆破后的爆堆尽可能的低,以便于机械的二次破碎与清运,所以整个大厦不能采用整体定向倒塌方案。为实现大楼安全爆破的总目标,确定综合采用以下几种控制爆破技术:(1)运用切口形式控制和延时起爆技术实现倒塌方向的准确控制。(2)控制大楼不同楼层构件的破坏范围和程度,实现大楼整体爆破塌散范围的控制。(3)采用预处理技术及炸点的离散化技术实现对爆破振动强度的控制。(4)采用精确的药量控制技术与安全防护技术的结合,实现对爆破飞石的控制。根据该楼周围环境、结构特点和工程要求,分析决定采用将其分割成两部分后双向折叠的控制爆破方案。沿P/P/柱西侧沿分割线将大楼预先切割为两部分(A、B两体),在楼房的1层、2层、4层、5层以及9层、10层分别设置炸点,使其东部(A体)向东南方向空地倒塌、西部(B体)向南方向倒塌。由于周围复杂的环境条件,必须对爆破振动及飞石进行严格的控制。将主楼一分为二的办法有利于倒塌方向的控制以及爆破振动与塌落振动的控制。2.3楼梯间结构非独立体的破坏为减少爆破工作量和炸药用量,以减小爆破振动,对能够拆除的部位尽量预先拆除。(1)将门窗全部拆除,切断该楼的水电气、供暖、通信等管线及金属垃圾通道。(2)用机械方法首先将主楼沿切割线一分为二,切断其间的钢筋使之成为完全独立的A、B两体,避免在倒塌过程中相互影响。(3)用人工加机械的方法,将北侧以及西侧的裙楼与主楼分离,使主楼成为不受牵连的独立体。(4)楼梯间结构(梁、板、柱、墙)对楼房倒塌有较大影响,爆破前进行必要的处理,破坏其强度和刚度。不能预先处理的部位,在布孔和装药时,加大布孔的高度和范围,并适当增加药量。对于每层的楼梯,在每一台阶的上下部位用风镐将混凝土剔除、保留钢筋。(5)电梯间的结构(梁、柱、墙)对楼房倒塌亦有较大影响,必须在爆破前进行处理。(6)对于承重墙、剪力墙在爆破前应预先进行部分拆除,跨度较大时可在墙上打成若干个拱洞,使剪力墙变成“立柱”,其断面为60cm×40cm、60cm×30cm。2.4承载体的构件、剪力墙和上跨板的厚度立柱破坏高度是爆破设计的主要参数。该参数也对爆破后估算塌散的范围具有重要作用。框剪结构主要受力的承重构件是立柱,起刚度作用的构件是梁,一旦承重构件被破坏到一定程度,建筑物就将失去稳定性,在倾覆力矩和自重作用下实现倒塌和解体。承重立柱断面分别为135cm×135cm、120cm×120cm、90cm×90cm、60cm×60cm;剪力墙的厚度分别为40cm、30cm。大楼的底部四层层高为5m,上部层高为3m。大楼实现分割后,其A、B两体切口各轴线承重主柱(墙)破坏高度见表1和表2。2.5孔参数和孔布局(1)断面短边或外墙厚度的计算视构件的断面尺寸而定。对于尺寸较小的构件,通常取断面短边或砖墙厚度(B)的一半,即W=B/2;对于尺寸较大的构件,则根据构件的断面尺寸确定多排炮孔,即最小抵抗线由炮孔的排数确定。(2)炮孔距离a炮孔间距一般取a=(1.0～1.5)W。(3)力墙改柱爆破炮孔深度的确定以保证装药将构件破坏为原则,孔深一般取L=H-W+装药长度的一半(H为构件的厚度或宽度)。对剪力墙或剪力墙改柱部分,除垂直剪力墙钻孔外,条件许可时,也可平行于剪力墙墙面钻孔。装药时若装药不在药孔中心导致偏离最小抵抗线时,可加导爆索,使装药均布,改善爆破效果。按上式计算后,再用其它公式进行计算校核,条件许可时,可通过现场试验进行修正。根据理论计算和实践经验,此次爆破根据构件的断面尺寸,在立柱构件中布设一排或多排炮孔。立柱的爆破参数如表3、表4所示。2.6ab体起爆及雷管段别差半秒延迟雷管bA体爆破与B体爆破前后间隔750ms,使A、B两体爆破时先行分开,避免同时起爆可能发生的相互影响。A体起爆,3个切口由上向下先后顺序起爆,时差0.5s;各切口的起爆分别按S、R、Q、P轴间时差为0.5s顺序进行。B体起爆,3个切口由上向下先后顺序起爆,时差0.5s;各切口的起爆分别按(15)(14)、(13)(12)、(11)(10)、(9)轴的顺序进行,轴间爆破时差为0.5s。A、B两体使用雷管段别相差1段半秒延期雷管,为避免因一次齐爆药量大而产生较大振动及噪音,使A、B两体同段别雷管在不同时间内发生爆炸,在A、B两体之间增加一段250ms的孔外延期雷管。实际A、B两体的起爆时差为750ms。3爆炸安全设计3.1爆破振动的校核(1)为避免能量集中,采用多打孔、少装药和延时起爆技术,将能量均衡、合理利用,减少一次齐爆药量。(2)计算、校核一次齐爆的最大药量。一次齐爆的最大药量根据环境的具体要求按下式确定:Q齐=[vc/(KK′)]3/α·R3式中:Q齐为一次齐爆的最大药量,kg;R为保护目标到爆点之间的距离,m;v为允许质点振动速度,cm/s;K为与爆破地质有关的系数;K′为装药分散经验系数;α为地震波衰减指数。按照有关标准取值(KK′=7.06、α=1.5来源于冯叔瑜著《城市控制爆破技术》)。若按照东北方向居民楼为保护目标进行振动校核,v=2cm/s、取R=18m,经计算Qmax=328.7kg。而爆破时最大一段爆破药量不超过260.5kg,所以爆破振动效应是安全的。结构物在塌落触地时,对地面的冲击较大,产生塌落振动。控制塌落振动的方法如下:(1)整个结构物通过划分爆区和爆段,爆破后的倒塌过程中不断削减大厦的重力势能,减小塌落物触地时的能量,从而降低了塌落振动的强度。(2)为确保周围建筑及管线安全,在倒塌位置设置减振墙(用建筑垃圾和土构成),其断面为3m×5m×2m。在围墙内开挖减振沟,其断面为2.5m×2.0m,长度根据周边的情况而定。3.2飞石控制和保护措施(1)未通过防护设施防护增加飞石的范围由于构件材料的不均质性,仍会出现飞行较远的个别飞石,飞石距离可按下式计算:S=f·v2/g式中:S为飞石的最远距离;v为飞石的初始速度,爆破作用指数n=1.0时v=20m/s,n=1.5时v=30m/s;f为防护程度修正系数,取0.15～1.0。按照下面的防护措施实施防护,f取0.2代入上式得:S1.0=8m,S1.5=1.8m。下部切口飞石由于楼板的遮挡作用水平飞散距离较近,上部切口产生的飞石飞散范围可能较大,应严格加以防犯。S安=k·S=10×8=80,k为安全系数,一般取8～12,此次k取10。(2)增加草微生物防护设施①在构件爆破部位,用3～4层草帘捆绑,并在草帘上撒水。有效厚度不小于13cm,重点部分为5～6层草帘;②在重点保护目标方向(南侧、西侧、北侧及东北侧方向)的楼的外面挂草帘封闭,高度为10m,上面2个切口在重点保护目标方向挂双层草帘防护,北侧挂尼龙网防护。东北侧被保护居民楼1～2单元的门窗、封闭凉台和外部设备(如空调等)用草帘遮挡。③对重点保护部位采用多层草帘加强防护。4现场爆破试验经过精心设计、科学组织和施工,爆破获得成功。起爆后,按预定方向A体往东南方向倒塌,B