高寬比鋼筋混凝土框架廠房爆破拆除

高寬比鋼筋混凝土框架廠房爆破拆除

1黃河北合河區(qū)黃河權益雙軌回采人工改造圖1蘭州市中心海灘蘭花園9層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已建成，主體已完成。因不符合城市建設規(guī)劃要求且施工手續(xù)不全而停建,現(xiàn)該地重新規(guī)劃建設甘肅會展中心,須拆除該棟住宅樓。此次違章建筑拆除工期緊任務重,業(yè)主要求必須在進場5d時間內(nèi)爆破拆除并全部清運完畢。住宅樓地處蘭州市城關區(qū)黃河北岸中立橋東部中心灘,周邊40m內(nèi)無重要建筑物,爆破環(huán)境良好。西邊10m處有一停工建筑場地(待拆);南邊距黃河岸堤100m;北面約10m為廢棄工地,40m為一條臭水溝,100m為北濱河馬路;東面4m為廢棄鄰舍。詳見圖1。九層框架結(jié)構(gòu)住宅樓,長78m,寬18.2m(不包括陽臺部分),一層地面高出地平1.9m,層高3m,樓高25.9m;該樓共3個單元,東面一單元與西面兩個單元之間有一預留縫,西面兩單元為一整體,占地面積1077.6m2,總建筑面積10560m2;墻體為空心磚砌筑,外墻厚30cm,隔墻厚20cm,現(xiàn)澆樓板厚10cm,有立柱五排共99根,規(guī)格為40cm×40cm,橫梁規(guī)格有:40cm×40cm、40cm×50cm、50cm×30cm,樓梯間寬1.5m;樓房南面有寬1.8m的凸出陽臺,北面有寬1.4m的凸出陽臺。樓房結(jié)構(gòu)圖見圖2。2爆炸方案2.1南北雙向傾覆爆破方案從樓房周圍環(huán)境條件來看,四周都滿足定向爆破傾倒的條件,因樓房屬于“寬體”混凝土框架結(jié)構(gòu),不論單獨向哪個方向傾倒,要滿足樓房倒塌必須有較高的爆高,預處理與鉆孔的工作量較大,技術難度大,且均達不到使樓房完全倒塌并解體的效果。綜合考慮樓房自身結(jié)構(gòu),為了保證樓房倒塌且盡量降低未解體部分高度,有利于進行二次破碎,最后決定采用南北雙向傾倒拆除方案。南北雙向傾倒爆破拆除方案即將樓房主體部分與南面突出部分的連接處切割分離,形成2個獨立的A區(qū)與B區(qū),A區(qū)向北倒塌,B區(qū)向南倒塌(圖3)。此方案的優(yōu)點是增大了樓房的高寬比,使樓房更加容易倒塌;可以降低爆破切口高度,減少鉆孔數(shù)量和預處理工作量并且便于安全防護;確保倒塌后未解體部分樓房最大高度不超過8m,有利于破碎錘進行二次解體及垃圾清運。2.2對樓地面進行切割1)將一至三樓樓梯用風鎬徹底進行處理,A區(qū)、B區(qū)影響樓房倒塌方向的陽臺用機械處理至三層。2)將爆破切口(一層和二層)范圍內(nèi)的磚墻全部人工拆除,三樓沿倒塌方向的部分墻體予以拆除。為了防止B區(qū)在爆破時應支撐不夠下坐,B區(qū)第二排立柱至切縫之間的磚墻全部保留以作支撐。3)將樓房設計切割縫的樓板與橫梁用風鎬和爆破方法從一層至頂樓切割分離,將樓房分為主體部分(A區(qū))與凸出部分(B區(qū)),其中樓板用風鎬加人工切割;橫梁上每個切縫位置布置2個炮孔進行爆破處理(橫梁和樓板鋼筋必須全部切割分開),切割寬度為0.5m左右。4)將1一至三層垂直于倒塌方向樓板切割2—3條0.2m左右寬的縫,使樓房在傾倒過程更加充分解體,切縫的位置和橫梁的炮孔位置成一條直線。2.3爆炸試驗的參數(shù)1框架樓與立柱一般根據(jù)傾倒角α計算炸高,再根據(jù)工程經(jīng)驗最終確定,原理是α的大小應使樓房重心在傾倒過程中必須移出前排立柱,但考慮到樓房傾倒過程中很大的慣性作用。根據(jù)資料以及經(jīng)驗,一般α實≈(1/2)α計。對框架樓,經(jīng)計算α計=57°,則α實≈(1/2)α計=28°,則炸高計算:H南為4.4m;H北為5.3m。實際施工過程中A區(qū)前排炸高取6.0m,B區(qū)前排炸高取5.0m,A區(qū)、B區(qū)后排松弛高度均為0.6m。2炮孔的布置布孔方式,對于立柱布眼為了加快施工進度和減少裝藥量,每根立柱只在底部和頂部分別沿中心線布置3個炮孔。梁和立柱的交點只在傾倒方向布置2個炮孔。3導爆管雷管和路網(wǎng)采用“非電毫秒微差導爆管雷管”和電雷管混合起爆系統(tǒng),每個孔內(nèi)裝一枚延期導爆管雷管,采用孔內(nèi)延期。橫梁使用雷管段位采取就近立柱雷管段位。網(wǎng)路采用“并-串-串”形式,即導爆管雷管采用“一把抓”接法與兩發(fā)并聯(lián)的瞬發(fā)電雷管連接,然后整個A區(qū)、B區(qū)形成一個大串聯(lián)網(wǎng)路。最后用GM-2000型高能脈沖起爆器起爆。見表2。4爆炸安全評估4.1爆破安全允許距離根據(jù)中華人民共和國《爆破安全規(guī)程》GB—6722中規(guī)定,爆破震動對周圍建筑物破壞影響可采用下式計算與修正v=kk0(Q??√3/R)αv=kk0(Q3/R)α式中,v為被保護物所在地質(zhì)點振動速度cm/s;k為與介質(zhì)性質(zhì)爆破有關的系數(shù)。k=32.1;k0為修正系數(shù),取0.25—1.0;Q為微差爆破最大一段藥量(kg),由設計確定;R為爆破震動安全允許距離,m;α為衰減系數(shù),此處α取1.6。通過計算在樓房四周30m處的質(zhì)點震動速度為0.59cm/s,參照有關資料數(shù)據(jù),本設計爆破產(chǎn)生的震動是安全的。4.2震動速度的計算建筑物爆破傾倒后沖擊地面而引起的震動大小與其質(zhì)量、重心高度和觸地點土層的剛度有關。根據(jù)中國科學院力學研究所提出的經(jīng)驗公式,建筑物塌落作用于地面造成的震動速度可計算。Vf=0.08(I1/3/R)1.67Vf=0.08(Ι1/3/R)1.67式中,V為觸地引起的地表震動cm/s;I為觸地沖量,N·m。I=m(2gh)1/2Ι=m(2gh)1/2式中,m為建筑物的質(zhì)量kg;h為重心高度,m;R為重心高度落點處距被保護對象距離,m。此次爆破環(huán)境較好,樓房周圍40m范圍內(nèi)無重點保護的建筑物和設施,可不予考慮。4.3激射飛散安全距離計算爆破飛石距離是爆破目標表面介質(zhì)在爆破沖擊波的推動下向四周激射飛散所致,拆除爆破個別飛石安全距離按下列公式計算R=V2/2gR=V2/2g式中,V一般為10—30m/s;g重力加速度9.8m/s2。經(jīng)計算:R=45m。4.4安全對策因為本次爆破樓房周圍環(huán)境較好,安全防護主要考慮住宅樓北面濱河路行人及車輛的安全。防護措施主要采用靠北面爆破部位用彩條布包裹防止飛石。5爆破破碎時間安排2005年12月15日上午10點樓房準時起爆,隨著一陣沉悶的聲響,整棟樓從中間一分為二緩慢向南北方向傾倒。樓房起爆后在不足10s時間內(nèi)完全按設計的傾倒方向傾倒,爆破后未解體部分高度均小于8m,達到設計要求,有利于