控制爆破拆除一个层框剪结构厂房

控制爆破拆除一个层框剪结构厂房

1东信新城简介为了建设西部城市广场，改善住宅和投资环境，广东省东莞市要求拆除运河东路的东信大楼。该大厦始建于1979年,是当时东莞市最高的一座建筑。东信大厦主楼13层,高50.4m。全楼为框剪结构,建筑面积9000多m2。大厦南北长60余m,东西宽12m。南端18m长段拐了45°的弯,使大厦成为一座非对称型结构。东信大厦两侧紧临运河东路,距河边的高压线仅16m,北端距林业局围墙仅4m,东侧距民房8～15m,南侧为广场空地,有交警岗亭一座。四周环境如图1所示。2立地条件差,影响大型植物生长根据东信大厦四周环境和工程要求,大楼爆破后必须向南倒塌,倒塌后,要保证运河东路正常通车。由于大厦南北方向较长,如果一次整体爆破可能会出现两种不利情况:一是由于南端不对称部位对北端倒塌产生扭转力,影响北端的倒塌方向;二是由于南端先着地后,冲击地面产生的反作用力向后传递,易导致北端结构解体不充分,甚至会支在空中,产生险情。综合分析后,我们决定对大厦进行人工预处理,在第8轴和第9轴之间,从上到下将这跨的南北向梁和楼板全部切断,使大厦成为两栋独立的楼房,9～18轴称为1#楼,1～8轴称为2#楼,对这两栋楼同时进行控制爆破。3第24层—拆除爆破设计方案为了使大厦倒塌后爆破碎碴不堵塞运河东路,不损伤沿路的高压线,我们运用“大悬臂梁”原理和时间差、空间差原理,使1#楼和2#楼依次由南向北、由下而上逐跨逐段向南定向倒塌。钻爆重点位置为第1～4层。爆破切口以内的立柱、剪力墙、电梯井、楼梯踏步都要彻底破坏。另外,为了保证楼房上部充分解体,对1#楼的第7层和第10层的电梯井、楼梯踏步、剪力墙进行预处理,并对这两层的立柱进行钻孔、装药、爆破;对2#楼的第6层和第9层的楼梯踏步和剪力墙进行预处理,并对这两层的立柱进行钻孔、装药、爆破。3.1萃取参数：厅内喷孔的配置和缓冲参数(1)立柱的几何尺寸图2给出了1#、2#楼的立柱分布,1#楼有26根立柱,2#楼有24根立柱,立柱的几何尺寸分别见表1和表2。立柱的序号在图2中用小圆中的数字标出。(2)几何参数选取炮孔在立柱上按“中心剪切式”布置。表1、表2分别给出了1#、2#楼立柱上炮孔的几何参数,其中W为最小抵抗线;E、D分别为立柱截面短边和长边的长度;L为炮孔深度;a为炮孔间距。(3)下标号的确定根据我们在广州、新会、深圳等地拆除同类建筑物的经验数据,单位耗药量取值如下:①立柱炮孔:q1=600g/m3,q2=400g/m3,q3=350g/m3,q4=q6=q7=q9=q10=300g/m3(q的下标序号代表楼层序号)。②最后一排转动铰部位炮孔:q铰=300g/m3。1#、2#楼各层、各排柱上炮孔数量和药量分别见表1和表2。3.2爆破节点的布置为了方便楼房塌落解体和清碴工作,对于1#楼的二、三、四、七、十层内部的梁和2#楼的二、三、四、六、九层的梁,在每跨中部布置一个爆破节点,每个节点有4个炮孔。3.3墙的处理该楼每层有多面剪力墙,对于每面剪力墙采取预削弱、再钻孔、同时爆的方案。(1)每面墙的削弱预先将剪力墙用人工、大锤进行削弱,每面墙削弱后留下两个0.8m宽的扁柱,削弱高度为2.5m,即在每面剪力墙上开个2.5m高、一定宽度的门洞。(2)炮孔的选取在预留的扁柱上分上、下布两组炮孔,每组三排,每排4个炮孔。参数如下:孔深14～18cm,孔距20cm,排距25cm,每孔装药量20g,剪力墙上共钻孔1800个,用炸药36kg。(3)他同时爆炸剪力墙上的炮孔与相应轴上的立柱中的炮孔同时起爆。3.4上、下踏步空间梁楼梯处理得好与坏,对于楼房塌落冲击地面解体的效果影响很大。为了保证爆破效果,分别对1#楼的一、二、三、四、七、十层,2#楼的一、二、三、四、六、九层楼的楼梯上、下踏步和休息平台梁作如下处理:(1)用风镐和大锤将每层楼的踏步凿成“三段铰”结构;(2)在休息平台梁上布4个炮孔,将其炸断。共需处理16根梁,计64个炮孔,每孔25g炸药,共计1600g炸药。3.5楼外非承重墙(1)在爆破前将1#楼的一、二、三、四、七、十层,2#楼的一、二、三、四、六、九层楼内部非承重墙用大锤敲掉。(2)对第二、三、四层楼外墙在每根立柱旁(左、右)分别开个0.5m宽、2m高的门洞,便于装药和固定防护器材。3.6电梯井周壁处理该楼有上、下电梯,共两个电梯井。电梯井壁与剪力墙合为一体,电梯井周壁处理方法同3.3节所述。对于电梯井内壁,采用预先人工处理方法将其打掉。为保证倒塌效果,对第一、二、三、四、七、十层电梯井壁进行处理。3.7起爆时段划分根据定向倒塌要求和为了减小爆破震动,将1#、2#楼各分4个区段,又按楼层分为6个时段进行起爆。1#楼分为15个时段,2#楼分为12个时段,每个楼房区段划分见图2中的罗马字标号。表3、表4分别给出了1#、2#楼各段起爆范围和延迟时间。采用非电导爆管网络,主要采用“大把抓”方式,最后再用数发电雷管起爆。4爆破振动的计算方法东信大厦四周的建筑大都是框架结构,抗震性能比较好,但明代古迹西城楼年代悠久,抗震性能比较差,因此我们以西城楼校核爆破震动。取西城楼允许安全振动标准为2cm/s、最大一次齐爆药量Q为12.55kg、距离R=30m、K=180、α=1.6、K′=0.25,代入修正的萨氏公式:v=KK′(Q13/R)α=0.74v=ΚΚ′(Q13/R)α=0.74cm/s<2cm/s由此可见,此时爆破引起的地面振动对四周建筑物特别是西城楼来说是安全的。大厦倒地时的塌落振动可能比爆破振动大,但由于无统一的计算方法,所以无法进行校核。对此,在本工程施工中我们采取了两项措施:①在大厦南端30m范围内,在地面上铺放沙包埂6道,以缓冲振动;②在西城楼南面距城墙5m处挖一条2m深的防震沟。5美国竹1-5m竹治理墙下墙为了防范爆破碎块打坏四邻建筑物、高压线,我们采取了以下措施:(1)沿大厦靠运河东路一侧、倒塌方向(广场一侧)和朝向西城楼的一侧分别搭一排12m高的竹笆墙,竹笆墙的内、外侧各挂1层三色布帘;(2)对周边的立柱,在炮孔外绑草袋和铁皮;(3)对四邻建筑物上的门窗,用铁皮进行严密的遮挡。6建筑遗迹地1998年4月23日下午,随着东莞市刘副市长一声“起爆”命令,大厦按预定的方向倒塌,四邻建筑、明代古迹均未受任何影响,爆堆最高处约10m,向林业局围墙方向后坐3m,向运河东路方向塌落4m,仅占了人行道,主车道经2h清理就恢复到正常通车状态。东莞市电视台、广东卫视、中央电视台及多家报刊都相继作了报道。7结构建筑发生困难(1)在城市繁华闹市区采用控制爆破方法一次性整体拆除这么高大、复杂的结构建筑在国内尚属首次。爆破取得成功,对四周建筑和明代古迹未造成影响。(2)由于受场地条件限制,必须使大楼沿其长度