復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)廠房爆破拆除

復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)廠房爆破拆除

1大樓尚未落地由于建筑工人的要求，兗州醫(yī)學(xué)院的所有大門大樓都被拆除。該樓位于新建門診樓南側(cè),相距5m,南距兗礦集團(tuán)大院院墻50m;西側(cè)18m為活動(dòng)中心;東側(cè)18m為食堂;緊挨待拆樓房的南側(cè)和西側(cè)的塔松需保留;周圍爆破環(huán)境比較復(fù)雜,爆破拆除該樓的重點(diǎn)是保證新建門診大樓的安全,特別是新門診大樓門廳落地玻璃及門窗是這次爆破防護(hù)重點(diǎn),大樓周圍環(huán)境見圖1。該門診大樓建于70年代,主體為3層,層高4m,磚混結(jié)構(gòu),高12m,南北寬13m,東西長111m,東西對(duì)稱。建成后在樓房西側(cè)增建了輪椅走廊,樓間設(shè)有沉降縫。由于建設(shè)時(shí)間比較長,部分位置出現(xiàn)下沉和斷裂,之后在大樓外部又用鋼筋混凝土柱和梁組成“井”字形組合加固。全樓共有3m×5m房間38間,5m×6m房間8間,4.5m×5m房間2間,大門廳1間,小門廳2間,走廊寬度3.0m;3個(gè)樓梯間分別設(shè)在門廳后部兩側(cè)和樓房東側(cè)(平面結(jié)構(gòu)詳見圖2);門廳立柱共有16根,其中350mm×350mm形10根,350mm×550mmL形2根,直徑300mm圓柱4根,620mm×240mm的4根,該樓除門斗和門廳有鋼筋混凝土立柱外,其余全部為24磚墻。2清除大樓的確定根據(jù)甲方要求,舊門診大樓能采用的爆破拆除方案有2種:內(nèi)向倒塌方案和定向倒塌方案(見圖3)。由于該樓周圍環(huán)境比較復(fù)雜、長度長、高度低,為保證倒塌充分,避免爆破時(shí)的擠壓影響充分倒塌,將拆除大樓分為6部分傾倒,即輪椅走廊向東倒塌、門廳和東西兩側(cè)突出部分向南倒塌、剩余的中間2部分向內(nèi)倒塌,只有采取上述方案才能保證周圍建筑物的安全和樹木的完好。3爆炸參數(shù)的選擇3.1爆炸試驗(yàn)設(shè)計(jì)3.1.1內(nèi)部坍塌和爆炸1計(jì)算h、b的計(jì)算按墻體厚度的6倍計(jì)算,即H=6δ。式中,δ為墻體厚度,取δ=24mm;經(jīng)計(jì)算得H=1.44m,取B=1.5m。為了使大樓中間2部分的內(nèi)向倒塌,從走廊兩側(cè)墻為炸高最高點(diǎn),向南向北炸高要逐漸降低,炮孔數(shù)目逐漸減少。2預(yù)應(yīng)力爆破法(1)必須保證炸高大于6倍墻壁厚度,才能達(dá)到好的坍塌效果。(2)對(duì)外部后期加固的“井”字形鋼筋混凝土梁、柱,對(duì)柱下部和柱間梁進(jìn)行分割切斷。由于周圍環(huán)境復(fù)雜,無法采用爆破的方法,預(yù)先采用靜態(tài)破碎劑和風(fēng)鎬聯(lián)合將混凝土踢掉,將柱的外部縱筋和梁的全部縱筋切斷,破壞“井”字組合梁的整體穩(wěn)定。(3)爆破網(wǎng)路的起爆時(shí)差,各墻起爆時(shí)差起爆順序交錯(cuò)開,以保證上部產(chǎn)生拉剪破壞。(4)對(duì)不能預(yù)拆除的鋼筋混凝土柱要采用粉碎性爆破,使其徹底失去支撐力。此時(shí)必須加強(qiáng)防護(hù)。(5)各梁柱交接點(diǎn)必須炸松,使其在倒塌過程中能夠保證框架結(jié)構(gòu)順利解體,確保樓房充分倒塌。3.1.2定向坍塌爆炸1鋼筋混凝土雨棚破碎帶的檢驗(yàn)圖2(1)爆破切口高度:H≥K(B+Hmin)。式中,K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),K=1.5~2.0;B為立柱截面的最大邊長(按L形立柱考慮),B=0.55m;Hmin為最小破壞高度,按Hmin=12.5d,d為配筋直徑,取d=18mm,則Hmin=12.5d=12.5×0.018=0.225mH≥K(B+Hmin)=(1.5~2.0)×(0.55+0.225)=(1.16~1.55)mΗmin=12.5d=12.5×0.018=0.225mΗ≥Κ(B+Ηmin)=(1.5~2.0)×(0.55+0.225)=(1.16~1.55)m為保證門廳的完全、充分向南倒塌,避免后座,保證新門診大樓的安全,取H=2.0m。(2)實(shí)現(xiàn)充分解體、倒塌的措施①對(duì)門廳前的鋼筋混凝土雨棚進(jìn)行粉碎性爆破破碎。②對(duì)2、3樓的鋼筋混凝土立柱沿縱向在其南側(cè)面分別布置4個(gè)和2個(gè)松動(dòng)爆破炮眼。③對(duì)2、3樓地板的每根縱、橫梁分別布置2個(gè)松動(dòng)爆破炮眼,以切割縱、橫鋼筋混凝土梁。④對(duì)門廳北部兩側(cè)1、2樓南北向樓梯,沿東西向切割寬不少于40cm的縫隙,并保留鋼筋。⑤樓梯間的承重墻破壞高度不少于1.0m。221.20.4按公式h≥(2~5)δ確定,δ為墻體厚度,則有h≥0.48~1.2(m)。由于該部分高寬比較小,穩(wěn)定性好。為保證倒塌順利,取爆破切口高度為1.2m。3.2孔網(wǎng)參數(shù)的選擇和計(jì)算3.2.1炮孔破碎參數(shù)為選擇合理的裝藥量,單孔裝藥量采用體積和剪切破碎2個(gè)公式綜合確定。體積公式:Q=KaBH式中,Q為單孔裝藥量,g/孔;K為單位用藥量,g/m3;a為炮孔間距;B為炮孔排距或爆破體寬度,m;H為爆破體的厚度,m。剪切破碎公式:q=f(q1A+q2A)式中,A為單個(gè)炮孔爆破時(shí)的剪切面積,m2;V為單孔負(fù)擔(dān)體積,m3;f為炮孔所在位置的臨空面系數(shù);q1為單位剪切面積用藥量,g/m2(對(duì)于布筋較密的鋼筋砼立柱,取K=650g/m3;對(duì)4個(gè)自由面的立柱,自由面系數(shù)f=0.75;q1取q1=45W)q1=45W);q2為體積單位用藥量,取150g/m3。3.2.2孔網(wǎng)參數(shù)的選擇各立柱、磚墻的炮眼布置及裝藥量見表1。4半秒微差爆破技術(shù)炸藥選用巖石乳化炸藥約168kg(7箱),雷管選用半秒塑料導(dǎo)爆管雷管1~10段約8000發(fā),瞬發(fā)電雷管100發(fā),四通連接塊3000個(gè),塑料導(dǎo)爆管2000m。為保證大樓順利倒塌和保證將爆破震動(dòng)及爆破燥音降到最低以及對(duì)周圍建筑物不產(chǎn)生影響,決定采用半秒微差爆破,起爆時(shí)差取0.5s。輪椅走廊(由東向西)和門廳(由南向北)采用1、2、3段首先依次起爆;內(nèi)向倒塌部分爆破切口的起爆順序由大廳兩側(cè)同時(shí)向東向西起爆,采用4、5、6和7段交錯(cuò)依次起爆;東、西兩側(cè)突出部分采用8、9和10段由南向北依次起爆。對(duì)于爆破起爆系統(tǒng)采用塑料四通連接,每房間為一小循環(huán),每一溜為一中循環(huán),房間與每一溜形成一個(gè)大循環(huán),小循環(huán)之間、中循環(huán)之間、大循環(huán)之間多處搭接,形成閉合復(fù)式交叉網(wǎng)路。5安全及爆炸防護(hù)計(jì)算5.1一些飛散劑的安全對(duì)策1針織包草袋防護(hù)凡是單孔裝藥量Q超過25g(包括25g)的立柱,先在立柱周圍包上1層編織包草袋(在編織袋中填滿稻草),再在外面圍上1層大棚草墊,然后再用鐵絲捆扎起來,用這2道防護(hù)體阻擋飛石,控制飛散距離;凡是單孔裝藥Q小于25g的立柱可先圍2層草墊,外包1層地毯用鐵絲捆扎起來。2帶明顯飛石的雜草在大樓四周外墻上,有炮孔處吊掛上大棚草墊(該草墊是用稻草編織而成,長12m,寬1.2m,厚5~6cm,重20kg)用以阻擋近體防護(hù)后剩余的少量飛石。做到大樓之外無飛石,確保樓房周圍建筑物及設(shè)備設(shè)施的安全。3鋼管墻下天然升級(jí)m,靠近新門診大樓前用鋼管扎1排長90m高6m鋼管墻,把竹笆用鐵絲固定在鋼管上,然后在吊掛上不少于2層的草墊,爆破前用水噴濕,保證將近體防護(hù)沒能防護(hù)好的個(gè)別飛石擋在該墻之內(nèi)。5.2爆炸爆炸振動(dòng)安全試驗(yàn)5.2.1垂直振動(dòng)系數(shù)ws確定爆破振動(dòng)可以用介質(zhì)的振動(dòng)速度、加速度和位移來表示強(qiáng)弱,在我國現(xiàn)行《爆破安全規(guī)程》中,是以建(構(gòu))筑物地面質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度來表示。本工程爆破振動(dòng)速度:V1=KK′(Q1/3/R)αV1=ΚΚ′(Q1/3/R)α式中,V1為爆破引起地面質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度,cm/s;K、K′、α為與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù),K取50,K′取0.20,α取1.5;Q為微差爆破取最大一段藥量;R為爆源中心到測(cè)點(diǎn)距離,取爆源中心到新門診樓的距離,樓房爆破時(shí),最大單響藥量是Q=14kg,(該樓總炮孔約8000個(gè),平均每孔裝藥20g,即8000×20g/孔=160kg,160kg分10段起爆,最大單響藥量是Q=16kg)爆源中心取大樓門廳中心,距新門診樓平均距離為10m,將以上數(shù)據(jù)代入上述公式得:大樓對(duì)它們的地面振動(dòng)速度V=1.26cm/s,國家標(biāo)準(zhǔn)為2.5cm/s,爆破振動(dòng)對(duì)周圍建筑物是安全的。5.2.2爆破時(shí)釋放能量的計(jì)算沖擊振動(dòng)作用中心點(diǎn)位于大樓門廳中心處,它離北面新門診樓最近,對(duì)它產(chǎn)生的最大沖擊振動(dòng)速度,根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可用下式預(yù)測(cè):V2=KK′{[Gh/(4.1×105)]1/3/R}αV2=ΚΚ′{[Gh/(4.1×105)]1/3/R}α式中,K、K′、α的意義同前,K=50,K′=0.20,α=1.5;G為爆破切口以上重量,取G=500000kg;h為重心高度,h=8m;R為意義同前,R=10m;4.1×105為1kg標(biāo)準(zhǔn)炸藥爆破時(shí)釋放的能量。代入上式計(jì)算得:V=0.987cm/s,沖擊振動(dòng)作用對(duì)周圍建筑物也是安全的。5.3炮孔堵塞,設(shè)置數(shù)層防護(hù)層為確保本工程沖擊波和噪音控制在安全值以內(nèi),必須確保炮孔堵塞質(zhì)量,同時(shí)在外圍設(shè)數(shù)層防護(hù)層,根據(jù)有關(guān)實(shí)測(cè)資料,這些措施可使沖擊波峰值減少40%,噪音可以低到安全范圍內(nèi)。5.43消除污染措施為了防止產(chǎn)生大量灰塵,首先在爆破之前向2樓和3樓灑水,然后準(zhǔn)備2臺(tái)灑水車在警戒線以外待命,大樓爆倒以后,立即開往爆堆四周噴水除塵。5.5爆破飛石的防護(hù)理論計(jì)算和實(shí)踐證明,鋼筋砼立柱的爆破飛石最遠(yuǎn)距離是100~200倍的炮孔深度。炮孔最深的立柱位于西北角,眼深0.24m,飛石最遠(yuǎn)是48m。但由于嚴(yán)格控制每根立柱炮孔的裝藥量和嚴(yán)格有效的防護(hù),爆破飛石最遠(yuǎn)不會(huì)飛出10m,有可能飛不出大樓。為防止出現(xiàn)意外,設(shè)警戒安全距離60m,方圓150m的玻璃門窗全部關(guān)閉,嚴(yán)防爆炸灰塵進(jìn)入室內(nèi)。爆破時(shí)間根據(jù)甲方和公安部門要求