高宽比钢筋混凝土框架厂房爆破拆除

高宽比钢筋混凝土框架厂房爆破拆除

1黄河北合河区黄河权益双轨回采人工改造图1兰州市中心海滩兰花园9层钢筋混凝土结构已建成，主体已完成。因不符合城市建设规划要求且施工手续不全而停建,现该地重新规划建设甘肃会展中心,须拆除该栋住宅楼。此次违章建筑拆除工期紧任务重,业主要求必须在进场5d时间内爆破拆除并全部清运完毕。住宅楼地处兰州市城关区黄河北岸中立桥东部中心滩,周边40m内无重要建筑物,爆破环境良好。西边10m处有一停工建筑场地(待拆);南边距黄河岸堤100m;北面约10m为废弃工地,40m为一条臭水沟,100m为北滨河马路;东面4m为废弃邻舍。详见图1。九层框架结构住宅楼,长78m,宽18.2m(不包括阳台部分),一层地面高出地平1.9m,层高3m,楼高25.9m;该楼共3个单元,东面一单元与西面两个单元之间有一预留缝,西面两单元为一整体,占地面积1077.6m2,总建筑面积10560m2;墙体为空心砖砌筑,外墙厚30cm,隔墙厚20cm,现浇楼板厚10cm,有立柱五排共99根,规格为40cm×40cm,横梁规格有:40cm×40cm、40cm×50cm、50cm×30cm,楼梯间宽1.5m;楼房南面有宽1.8m的凸出阳台,北面有宽1.4m的凸出阳台。楼房结构图见图2。2爆炸方案2.1南北双向倾覆爆破方案从楼房周围环境条件来看,四周都满足定向爆破倾倒的条件,因楼房属于“宽体”混凝土框架结构,不论单独向哪个方向倾倒,要满足楼房倒塌必须有较高的爆高,预处理与钻孔的工作量较大,技术难度大,且均达不到使楼房完全倒塌并解体的效果。综合考虑楼房自身结构,为了保证楼房倒塌且尽量降低未解体部分高度,有利于进行二次破碎,最后决定采用南北双向倾倒拆除方案。南北双向倾倒爆破拆除方案即将楼房主体部分与南面突出部分的连接处切割分离,形成2个独立的A区与B区,A区向北倒塌,B区向南倒塌(图3)。此方案的优点是增大了楼房的高宽比,使楼房更加容易倒塌;可以降低爆破切口高度,减少钻孔数量和预处理工作量并且便于安全防护;确保倒塌后未解体部分楼房最大高度不超过8m,有利于破碎锤进行二次解体及垃圾清运。2.2对楼地面进行切割1)将一至三楼楼梯用风镐彻底进行处理,A区、B区影响楼房倒塌方向的阳台用机械处理至三层。2)将爆破切口(一层和二层)范围内的砖墙全部人工拆除,三楼沿倒塌方向的部分墙体予以拆除。为了防止B区在爆破时应支撑不够下坐,B区第二排立柱至切缝之间的砖墙全部保留以作支撑。3)将楼房设计切割缝的楼板与横梁用风镐和爆破方法从一层至顶楼切割分离,将楼房分为主体部分(A区)与凸出部分(B区),其中楼板用风镐加人工切割;横梁上每个切缝位置布置2个炮孔进行爆破处理(横梁和楼板钢筋必须全部切割分开),切割宽度为0.5m左右。4)将1一至三层垂直于倒塌方向楼板切割2—3条0.2m左右宽的缝,使楼房在倾倒过程更加充分解体,切缝的位置和横梁的炮孔位置成一条直线。2.3爆炸试验的参数1框架楼与立柱一般根据倾倒角α计算炸高,再根据工程经验最终确定,原理是α的大小应使楼房重心在倾倒过程中必须移出前排立柱,但考虑到楼房倾倒过程中很大的惯性作用。根据资料以及经验,一般α实≈(1/2)α计。对框架楼,经计算α计=57°,则α实≈(1/2)α计=28°,则炸高计算:H南为4.4m;H北为5.3m。实际施工过程中A区前排炸高取6.0m,B区前排炸高取5.0m,A区、B区后排松弛高度均为0.6m。2炮孔的布置布孔方式,对于立柱布眼为了加快施工进度和减少装药量,每根立柱只在底部和顶部分别沿中心线布置3个炮孔。梁和立柱的交点只在倾倒方向布置2个炮孔。3导爆管雷管和路网采用“非电毫秒微差导爆管雷管”和电雷管混合起爆系统,每个孔内装一枚延期导爆管雷管,采用孔内延期。横梁使用雷管段位采取就近立柱雷管段位。网路采用“并-串-串”形式,即导爆管雷管采用“一把抓”接法与两发并联的瞬发电雷管连接,然后整个A区、B区形成一个大串联网路。最后用GM-2000型高能脉冲起爆器起爆。见表2。4爆炸安全评估4.1爆破安全允许距离根据中华人民共和国《爆破安全规程》GB—6722中规定,爆破震动对周围建筑物破坏影响可采用下式计算与修正v=kk0(Q−−√3/R)αv=kk0(Q3/R)α式中,v为被保护物所在地质点振动速度cm/s;k为与介质性质爆破有关的系数。k=32.1;k0为修正系数,取0.25—1.0;Q为微差爆破最大一段药量(kg),由设计确定;R为爆破震动安全允许距离,m;α为衰减系数,此处α取1.6。通过计算在楼房四周30m处的质点震动速度为0.59cm/s,参照有关资料数据,本设计爆破产生的震动是安全的。4.2震动速度的计算建筑物爆破倾倒后冲击地面而引起的震动大小与其质量、重心高度和触地点土层的刚度有关。根据中国科学院力学研究所提出的经验公式,建筑物塌落作用于地面造成的震动速度可计算。Vf=0.08(I1/3/R)1.67Vf=0.08(Ι1/3/R)1.67式中,V为触地引起的地表震动cm/s;I为触地冲量,N·m。I=m(2gh)1/2Ι=m(2gh)1/2式中,m为建筑物的质量kg;h为重心高度,m;R为重心高度落点处距被保护对象距离,m。此次爆破环境较好,楼房周围40m范围内无重点保护的建筑物和设施,可不予考虑。4.3激射飞散安全距离计算爆破飞石距离是爆破目标表面介质在爆破冲击波的推动下向四周激射飞散所致,拆除爆破个别飞石安全距离按下列公式计算R=V2/2gR=V2/2g式中,V一般为10—30m/s;g重力加速度9.8m/s2。经计算:R=45m。4.4安全对策因为本次爆破楼房周围环境较好,安全防护主要考虑住宅楼北面滨河路行人及车辆的安全。防护措施主要采用靠北面爆破部位用彩条布包裹防止飞石。5爆破破碎时间安排2005年12月15日上午10点楼房准时起爆,随着一阵沉闷的声响,整栋楼从中间一分为二缓慢向南北方向倾倒。楼房起爆后在不足10s时间内完全按设计的倾倒方向倾倒,爆破后未解体部分高度均小于8m,达到设计要求,有利于