某小区结构改造设计

某小区结构改造设计

1大楼通江园被拆除的房屋是八层砖混结构的。平面布置为“l”型，带有切割角和重叠的施工缝隙。北区楼长17.04m,宽11.04m;南区楼长53.04m,宽9.9m;楼高26.5m,总建筑面积6500m2。承重墙为24cm砖墙,1、2层墙体为混凝土砖,3层以上为标准红砖,在结构拐角处有构造柱和圈梁,楼板为6芯预制楼板、厚10cm,楼梯、厕所和卫生间为现浇结构。大楼东侧25m处是围墙,35m处为建设大道;南面30m处是集贸市场,西侧8m处是围墙和架空电杆:围墙外是某小区住宅楼群;北面55m处是围墙,75m处是一幼儿园。周边环境如图1所示。2楼地面刚性该楼见下几点在确定爆破方案时,根据楼房结构特点及周边环境,结合专家论证意见应注意以下几点:(1)该楼西侧距高压电杆和变压器较近,应予以重点保护;(2)楼房整体刚性较强,根据其宽高比应注意时差上尽量缩短;(3)因一区后部有重叠部分,对一区的炸高要提高至3层。2.1大楼整体“定向倒塌”布孔根据待拆楼房的结构特点及周边环境情况,决定采用大楼整体“向北定向倒塌”。①墙采用“梅花型”布孔;②横、纵墙交汇处布倾斜炮孔;③构造柱采用沿中心线或左右相切布孔。2.2对部分承重墙的处理(1)预先对非承重墙体进行最大限度的拆除,同时为减少爆破钻孔量,对部分承重墙采取“化墙为柱”,以减少爆破工程量,墙体处理至4层。(2)为保证楼房倒塌时能充分解体,对所有楼梯人工拆除至4层。(3)对切口区的构造柱在打孔前人工将其剥离出来,使其成为一单独立柱。2.3墙体、构造柱的计算单孔药量计算公式:q=k·V(1)式中:q为单孔药量,g;k为炸药单耗,g/m3;V为单孔破坏介质体积,m3。(1)墙体(24墙):孔距a=30cm,排距b=25cm,孔深l垂直=16cm,孔深l倾斜处=22cm,单耗k=1200g/m3。按上式计算得:q=21.6g,实取25g,倾斜孔实取30g。(2)构造柱:排距b=25cm,孔深l垂直=17cm,单耗k=1200g/m3。按上式计算得:q=22.5g,实取25g。装药采用密实装药结构。2.4导爆管起爆范围(1)起爆方式:采用导爆管雷管和电雷管相结合的起爆方式,孔内采用导爆管雷管起爆,每20～25发孔内导爆管用两发1段导爆管接力出来集中一起用两发电雷管起爆,全部电雷管连接成串联网路,用高能起爆器起爆。(2)区段划分及延时间隔:孔内采用毫秒导爆管雷管实现排间、层间毫秒延时起爆。时差分区方案如图2所示。3爆炸安全与检测3.1地震波传播地段保护目标函数为控制爆破震动效应,应严格控制最大单响起爆药量:Qmax=R3·(v/kk′)3/α(2)式中:Qmax为一次齐爆药量,kg;R为保护目标至爆点距离,m;v为允许的振动速度,cm/s;k、α为与地震波传播地段的介质性质及距离有关的系数,取k=100,α=2.0;k′为修正系数,取k′=0.5。以居民楼作为保护目标,取[R]=20m,[v]=3cm/s,计算的Qmax=117kg。本次爆破最大一次齐爆药量为58kg,因此爆破震动对周边建筑不会产生影响。3.2塌落震动的控制楼体在塌落过程中冲击地面产生震动,且其强度比爆破震动要大、频率要低,对四周建(构)筑物危害更大,必须引起足够重视。为降低塌落震动效应的危害,应尽量防止构件同时触地,而采用分段分区使构件依次触地来控制塌落震动,同时采用多种有效措施控制塌落震动。塌落震动由下式验算:v=kt[(mgH/σ)1/3/R]β(3)式中:v为塌落引起的地表振速,cm/s;m为下落构件质量,t;g为重力加速度,m/s2;H为构件中心的高度,m;σ为地面介质的破坏强度,一般取10MPa;R为观测点至冲击地面中心的距离,m;kt、β为衰减参数,分别取kt=3.37、β=1.66。大楼的总质量约为6500t,大楼倾倒时并非自由落体,故按总质量的1/3估算;重心落差H取12m,R取35m。由式(3)计算得出在居民楼处塌落震动引起的地表振速为2.51cm/s,小于国家规定的安全标准。4综合防护方案根据本工程实际情况,并结合以往在闹市区进行类似爆破拆除楼房成功的经验,对飞石的防护措施拟采用“覆盖防护、近体防护和保护性防护”相结合的综合防护方案。(1)对飞石采用近体防护,在距楼房周围1.5m处搭设排架,排架上挂两层竹笆,西侧靠小区在排架内侧挂一层草袋。(2)对大楼东北侧12m处的变压器采用双层竹笆近体覆盖防护。(3)在西侧围墙下垒一道高1.2m、宽1m的沙袋墙防止爆碴挤垮围墙。5对孔爆破的工程起爆后,楼房按预定方向倒塌,破碎效果良好,整体前冲为20m,爆堆高度在重叠处为4.2m,其余部位不足4m,西侧靠围墙侧外墙由于采用整体都钻孔爆破并且未减少药量,使得大面积石碴冲向竹笆防护墙(内挂草袋),造成冲垮围墙并有砸破10#楼玻璃现象。本爆破工程有以下几点值得借鉴:(1)对于长宽比较大的楼房两侧墙体可加大预拆除量不钻孔爆破,利用时差、结构方向