某框架結(jié)構(gòu)樓房定向倒塌控制爆破拆除

劉 軍，李本平，張 晁

（1.第二炮兵指揮學(xué)院工程系，湖北武漢430012；2.湖北省發(fā)改委培訓(xùn)中心，湖北武漢430000)

某框架結(jié)構(gòu)樓房定向倒塌控制爆破拆除

劉 軍*1，李本平1，張 晁2

（1.第二炮兵指揮學(xué)院工程系，湖北武漢430012；2.湖北省發(fā)改委培訓(xùn)中心，湖北武漢430000)

介紹了某“凸”型高層框架結(jié)構(gòu)建筑物定向傾倒爆破拆除的設(shè)計(jì)與施工，通過(guò)選取合理的爆高、爆破部位和起爆順序及安全可靠的起爆網(wǎng)路等一系列技術(shù)措施，保證了該建筑物爆破成功。

定向爆破；框架結(jié)構(gòu)；安全與防護(hù)；網(wǎng)路

1 工程概況

湖北省某市綜合樓是一棟“凸”型7層框架結(jié)構(gòu)樓房，主樓高24.6 m，總建筑面積約12950m2。該樓主體長(zhǎng)度呈東西走向，前半部樓體東西向?yàn)?跨，長(zhǎng)度64m；南北向3跨，寬度為19.3m，多數(shù)框架柱間距為8m，個(gè)別3.3m?？蚣芎蟀氩繕求w東西長(zhǎng)32m，南北寬19.3m，進(jìn)深為8m。前后樓連接處有一現(xiàn)澆樓梯間，樓梯間立柱30cm×40cm，樓梯間跨度為3.3m；主體立柱分布為3排(見(jiàn)圖1)，其截面尺寸為50cm×60cm；橫梁截面尺寸為40cm×50cm。

圖1 樓房平面結(jié)構(gòu)與倒塌方向示意圖

2 周邊環(huán)境

擬爆框架樓房周邊環(huán)境較為復(fù)雜，其中樓房西側(cè)15m為通往城區(qū)大道的院內(nèi)道路；北側(cè)16m為4層住宿樓；東側(cè)21m為民房，前樓東側(cè)6m處有地下排污管道；南側(cè)為在建工地，距最近的臨時(shí)施工用房距離30m(詳見(jiàn)圖2)。爆破時(shí)須確保北、東側(cè)房屋和排污管道安全，樓房倒塌和飛石方向應(yīng)限定在一定范圍內(nèi)，爆破后應(yīng)在短期內(nèi)能恢復(fù)院內(nèi)道路的暢通。

圖2 周邊爆破環(huán)境示意圖

3 爆破方案選擇

根據(jù)待拆除建筑物結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境及場(chǎng)地條件，項(xiàng)目組確定的備選方案有：（1）“凸”型高層框架結(jié)構(gòu)建筑物整體向南定向倒塌方案；（2）預(yù)先人工切斷后樓聯(lián)體一跨，整體預(yù)切割分區(qū)域毫秒微差向南定向爆破。經(jīng)評(píng)估分析，專家認(rèn)為以上2種方案均可行，但其中第一方案風(fēng)險(xiǎn)性較大，由于對(duì)大樓建造質(zhì)量均一性不能保證，整體倒塌時(shí)不能保證不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，有可能會(huì)出現(xiàn)大樓傾斜，從而達(dá)不到向正南方向傾倒的預(yù)期效果。經(jīng)過(guò)大量模擬和理論計(jì)算，評(píng)估專家全部認(rèn)為第二方案比較優(yōu)越，雖增加了人工預(yù)處理切割的成本，但風(fēng)險(xiǎn)性極大程度地降低，可保證達(dá)到預(yù)期目的。爆破設(shè)計(jì)的傾倒方向詳見(jiàn)圖1。

4 預(yù)拆除和預(yù)處理

4.1 樓梯間預(yù)處理

前后樓連接處東側(cè)有樓梯間，為現(xiàn)澆樓梯結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)決策采用風(fēng)鎬和大錘，機(jī)械加人工作業(yè)，沿樓梯中線破碎切割約30cm寬的切口，從頂層踏步板開(kāi)始，自上而下實(shí)施整體切割，破碎完畢后并火焰切割，割斷鋼筋，形成兩部分樓梯的實(shí)際分離，并保持縫隙寬度大于30cm，以避免毫秒微差起爆后樓梯倒塌時(shí)的相互影響。

4.2 框架結(jié)構(gòu)預(yù)拆除

前后樓連接處平行于樓梯間的一跨，靠近前樓立柱連接處，用爆破法將樓房框架梁切割50cm寬開(kāi)口（見(jiàn)圖3），使樓房分割成前后兩棟，其中底部一、二、三合計(jì)3層采取割斷鋼筋的措施，而上部四層只切口鋼筋不予割斷。其目的一是爆破前保持前后樓的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象；二是爆破時(shí)，當(dāng)前樓起爆后，其向南傾倒通過(guò)鋼筋對(duì)后樓產(chǎn)生一定拉力，保持后樓的正確傾倒方向。

圖3 預(yù)處理和爆破切口示意圖

5 爆破設(shè)計(jì)

5.1 炮孔布置

前樓和后樓炮孔分別布設(shè)在一、二、三層，采取從南向北柱子逐排逐層減少的布置方式，以形成一個(gè)三角形的爆破切口。其中立柱炮孔沿中線左右3cm呈梅花型交錯(cuò)布置，爆破切口炸高和各排立柱孔數(shù)具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 承重立柱爆破炸高與孔數(shù)

5.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）最小抵抗線W：

式中：B——立柱或梁體截面寬度。

（2）炮孔間距a：

a=(1.5～2.0)W=2×0.2=0.4cm

（3）炮孔深度h：

h=0.8H

式中：H——立柱厚度。

截面0.4cm×0.5cm h=0.8×0.5=0.4cm

截面0.5cm×0.6cm h=0.8×0.6=0.48cm

（4）單孔裝藥量q：

q=kaHw

式中：k——炸藥單耗，g/m3。

截面0.4cm×0.5cm q=180g

截面0.5cm×0.6cm q=200g

5.3 起爆網(wǎng)路和延時(shí)設(shè)計(jì)

采用孔外非電導(dǎo)爆管雷管微差起爆、雙路非電導(dǎo)爆管系統(tǒng)和電雷管加強(qiáng)網(wǎng)路接力傳爆的起爆方式。為確?？煽俊?zhǔn)爆，每個(gè)爆區(qū)采用了多路連通，每層都設(shè)立導(dǎo)爆管擊點(diǎn)，每層樓組成4組復(fù)式起爆網(wǎng)路。兩樓各部位起爆延時(shí)參數(shù)為：前排ms1；中排ms3；后排ms5。

6 安全防護(hù)措施

在爆破部位用竹笆包裹，重點(diǎn)防護(hù)方向用雙竹笆包裹，以防個(gè)別飛石。距最近的樓房方向搭設(shè)雙層高約6m的竹笆墻。爆破振動(dòng)速度評(píng)估：根據(jù)設(shè)計(jì)的分段起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)，一次齊藥量不超過(guò)16kg，由公式驗(yàn)算，此次爆破引的地震動(dòng)不會(huì)損壞周圍建筑物。

7 爆破效果

2015年1月8日下午4點(diǎn)，一聲炮響，大樓分前后2部分按設(shè)計(jì)要求方向倒塌，定向準(zhǔn)確，梁柱結(jié)點(diǎn)解體充分，爆堆比較理想，爆體中央部分高度約6m。爆破后爆堆范圍為南傾倒方向最大12m，微向東西擴(kuò)大，其中東部為3～5m，無(wú)后坐現(xiàn)象發(fā)生，場(chǎng)區(qū)道路經(jīng)除塵、二次破碎后短時(shí)間內(nèi)就恢復(fù)了通行能力，距爆區(qū)近的樓房完好無(wú)損，地下排污管理無(wú)破壞，各被保護(hù)的建（構(gòu)）筑物安然無(wú)恙；爆破拆除效果達(dá)到預(yù)期目的。

[1]劉殿忠.工程爆破實(shí)用手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出社，1999.

[2]何廣沂，朱忠節(jié).拆除爆新技術(shù)[M].北京：中國(guó)鐵出版社，1988.

TU746.5

B

1004-5716(2015)12-0165-02

2015-10-22

2015-10-30

劉軍（1974-），男（漢族），浙江樂(lè)清人，副教授，現(xiàn)從事地下隧道工程設(shè)計(jì)與施工的教學(xué)工作。