房的爆破拆除

房的爆破拆除

1后價(jià)值樓的組成哈爾濱海田大廈是一座上部框架結(jié)構(gòu)的高層建筑。原設(shè)計(jì)地面上26層，18層（包括地下兩層），后全年已被廢棄。大廈由主樓和裙樓組成,主樓沿長(zhǎng)尺寸方向具有呈直線加弧形的外形,其長(zhǎng)53.7m、寬18.3m、高60m,總體建筑面積為25000m2,因城市建設(shè)需要將其拆除。本工程無(wú)論從樓房的高度和結(jié)構(gòu),還是從環(huán)境的復(fù)雜程度上來(lái)說(shuō),都屬于哈爾濱首例,被譽(yù)為“哈爾濱第1爆”。1.1香安街第5號(hào)住宅大樓位于中山路與新鄉(xiāng)里街交匯處,周?chē)h(huán)境相當(dāng)復(fù)雜,北側(cè)距新鄉(xiāng)里街46m、距最近的居民樓僅18m;東側(cè)距中山賓館63m;南側(cè)距香安街42m,距一街之隔的住宅79m;西側(cè)距中山路僅15m,距省人民醫(yī)院門(mén)診部95m。該樓四周建有圍墻,在圍墻外側(cè)有燃?xì)夤芫€、電力電纜管線、供水管線、排水管線及供熱管線。其四周環(huán)境如圖1所示。1.2截面尺寸不等主樓沿長(zhǎng)尺寸方向具有呈直線加弧形的外形,地上16層、地下兩層,其長(zhǎng)53.7m、寬18.3m、高60m。承重立柱分布在9軸、10軸、13軸和15軸,截面尺寸不等,為邊長(zhǎng)0.8～1.35m的正方形。樓的中央有4個(gè)電梯間和1個(gè)樓梯間,而樓東部有1個(gè)電梯間和1個(gè)樓梯間,所有電梯間及樓梯間均為剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻厚度有400mm和300mm兩種,主樓東西兩側(cè)外墻均為厚400mm的剪力墻。樓房的結(jié)構(gòu)如圖2所示(在P/、N/軸線間將大樓切割分離,東部為A體、西部為B體)。2爆炸方案2.1工程特點(diǎn)和困難分析(1)爆炸對(duì)象的環(huán)境非常復(fù)雜爆破拆除對(duì)象的周?chē)h(huán)布需保護(hù)的建筑物和管線,對(duì)爆破危害的控制難度大。(2)爆炸對(duì)象的特殊設(shè)計(jì)樓房的外形呈直線加弧線設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性好,不利于失穩(wěn)倒塌。(3)爆炸對(duì)象的結(jié)構(gòu)非常大該樓房的梁、柱等構(gòu)件的尺寸原是按照26層高設(shè)計(jì)方案確定的,因此構(gòu)件的截面尺寸特別大,爆破需要的藥量多、鉆孔工作量大。(4)爆炸對(duì)象的整體質(zhì)量良好主樓為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu),承重立柱與剪力墻呈不對(duì)稱(chēng)、不均衡布置,不利于對(duì)倒塌過(guò)程的控制。(5)爆炸對(duì)象的預(yù)處理工作量很大該樓房的山墻及中部電梯井部分為剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻分布廣,爆破前的預(yù)拆除和預(yù)削弱工作量大。2.2爆破安全防護(hù)技術(shù)爆破主樓的高度為60m,南側(cè)可供倒塌的距離只有42m,向東為45m,其余方向都為近距離需保護(hù)目標(biāo)。由于大廈本身墻柱結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,平面布局為非對(duì)稱(chēng)布置,允許的塌散范圍不足以使大樓定向倒塌,同時(shí)希望爆破后的爆堆盡可能的低,以便于機(jī)械的二次破碎與清運(yùn),所以整個(gè)大廈不能采用整體定向倒塌方案。為實(shí)現(xiàn)大樓安全爆破的總目標(biāo),確定綜合采用以下幾種控制爆破技術(shù):(1)運(yùn)用切口形式控制和延時(shí)起爆技術(shù)實(shí)現(xiàn)倒塌方向的準(zhǔn)確控制。(2)控制大樓不同樓層構(gòu)件的破壞范圍和程度,實(shí)現(xiàn)大樓整體爆破塌散范圍的控制。(3)采用預(yù)處理技術(shù)及炸點(diǎn)的離散化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破振動(dòng)強(qiáng)度的控制。(4)采用精確的藥量控制技術(shù)與安全防護(hù)技術(shù)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破飛石的控制。根據(jù)該樓周?chē)h(huán)境、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工程要求,分析決定采用將其分割成兩部分后雙向折疊的控制爆破方案。沿P/P/柱西側(cè)沿分割線將大樓預(yù)先切割為兩部分(A、B兩體),在樓房的1層、2層、4層、5層以及9層、10層分別設(shè)置炸點(diǎn),使其東部(A體)向東南方向空地倒塌、西部(B體)向南方向倒塌。由于周?chē)鷱?fù)雜的環(huán)境條件,必須對(duì)爆破振動(dòng)及飛石進(jìn)行嚴(yán)格的控制。將主樓一分為二的辦法有利于倒塌方向的控制以及爆破振動(dòng)與塌落振動(dòng)的控制。2.3樓梯間結(jié)構(gòu)非獨(dú)立體的破壞為減少爆破工作量和炸藥用量,以減小爆破振動(dòng),對(duì)能夠拆除的部位盡量預(yù)先拆除。(1)將門(mén)窗全部拆除,切斷該樓的水電氣、供暖、通信等管線及金屬垃圾通道。(2)用機(jī)械方法首先將主樓沿切割線一分為二,切斷其間的鋼筋使之成為完全獨(dú)立的A、B兩體,避免在倒塌過(guò)程中相互影響。(3)用人工加機(jī)械的方法,將北側(cè)以及西側(cè)的裙樓與主樓分離,使主樓成為不受牽連的獨(dú)立體。(4)樓梯間結(jié)構(gòu)(梁、板、柱、墻)對(duì)樓房倒塌有較大影響,爆破前進(jìn)行必要的處理,破壞其強(qiáng)度和剛度。不能預(yù)先處理的部位,在布孔和裝藥時(shí),加大布孔的高度和范圍,并適當(dāng)增加藥量。對(duì)于每層的樓梯,在每一臺(tái)階的上下部位用風(fēng)鎬將混凝土剔除、保留鋼筋。(5)電梯間的結(jié)構(gòu)(梁、柱、墻)對(duì)樓房倒塌亦有較大影響,必須在爆破前進(jìn)行處理。(6)對(duì)于承重墻、剪力墻在爆破前應(yīng)預(yù)先進(jìn)行部分拆除,跨度較大時(shí)可在墻上打成若干個(gè)拱洞,使剪力墻變成“立柱”,其斷面為60cm×40cm、60cm×30cm。2.4承載體的構(gòu)件、剪力墻和上跨板的厚度立柱破壞高度是爆破設(shè)計(jì)的主要參數(shù)。該參數(shù)也對(duì)爆破后估算塌散的范圍具有重要作用?？蚣艚Y(jié)構(gòu)主要受力的承重構(gòu)件是立柱,起剛度作用的構(gòu)件是梁,一旦承重構(gòu)件被破壞到一定程度,建筑物就將失去穩(wěn)定性,在傾覆力矩和自重作用下實(shí)現(xiàn)倒塌和解體。承重立柱斷面分別為135cm×135cm、120cm×120cm、90cm×90cm、60cm×60cm;剪力墻的厚度分別為40cm、30cm。大樓的底部四層層高為5m,上部層高為3m。大樓實(shí)現(xiàn)分割后,其A、B兩體切口各軸線承重主柱(墻)破壞高度見(jiàn)表1和表2。2.5孔參數(shù)和孔布局(1)斷面短邊或外墻厚度的計(jì)算視構(gòu)件的斷面尺寸而定。對(duì)于尺寸較小的構(gòu)件,通常取斷面短邊或磚墻厚度(B)的一半,即W=B/2;對(duì)于尺寸較大的構(gòu)件,則根據(jù)構(gòu)件的斷面尺寸確定多排炮孔,即最小抵抗線由炮孔的排數(shù)確定。(2)炮孔距離a炮孔間距一般取a=(1.0～1.5)W。(3)力墻改柱爆破炮孔深度的確定以保證裝藥將構(gòu)件破壞為原則,孔深一般取L=H-W+裝藥長(zhǎng)度的一半(H為構(gòu)件的厚度或?qū)挾?。對(duì)剪力墻或剪力墻改柱部分,除垂直剪力墻鉆孔外,條件許可時(shí),也可平行于剪力墻墻面鉆孔。裝藥時(shí)若裝藥不在藥孔中心導(dǎo)致偏離最小抵抗線時(shí),可加導(dǎo)爆索,使裝藥均布,改善爆破效果。按上式計(jì)算后,再用其它公式進(jìn)行計(jì)算校核,條件許可時(shí),可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行修正。根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),此次爆破根據(jù)構(gòu)件的斷面尺寸,在立柱構(gòu)件中布設(shè)一排或多排炮孔。立柱的爆破參數(shù)如表3、表4所示。2.6ab體起爆及雷管段別差半秒延遲雷管bA體爆破與B體爆破前后間隔750ms,使A、B兩體爆破時(shí)先行分開(kāi),避免同時(shí)起爆可能發(fā)生的相互影響。A體起爆,3個(gè)切口由上向下先后順序起爆,時(shí)差0.5s;各切口的起爆分別按S、R、Q、P軸間時(shí)差為0.5s順序進(jìn)行。B體起爆,3個(gè)切口由上向下先后順序起爆,時(shí)差0.5s;各切口的起爆分別按(15)(14)、(13)(12)、(11)(10)、(9)軸的順序進(jìn)行,軸間爆破時(shí)差為0.5s。A、B兩體使用雷管段別相差1段半秒延期雷管,為避免因一次齊爆藥量大而產(chǎn)生較大振動(dòng)及噪音,使A、B兩體同段別雷管在不同時(shí)間內(nèi)發(fā)生爆炸,在A、B兩體之間增加一段250ms的孔外延期雷管。實(shí)際A、B兩體的起爆時(shí)差為750ms。3爆炸安全設(shè)計(jì)3.1爆破振動(dòng)的校核(1)為避免能量集中,采用多打孔、少裝藥和延時(shí)起爆技術(shù),將能量均衡、合理利用,減少一次齊爆藥量。(2)計(jì)算、校核一次齊爆的最大藥量。一次齊爆的最大藥量根據(jù)環(huán)境的具體要求按下式確定:Q齊=[vc/(KK′)]3/α·R3式中:Q齊為一次齊爆的最大藥量,kg;R為保護(hù)目標(biāo)到爆點(diǎn)之間的距離,m;v為允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度,cm/s;K為與爆破地質(zhì)有關(guān)的系數(shù);K′為裝藥分散經(jīng)驗(yàn)系數(shù);α為地震波衰減指數(shù)。按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取值(KK′=7.06、α=1.5來(lái)源于馮叔瑜著《城市控制爆破技術(shù)》)。若按照東北方向居民樓為保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行振動(dòng)校核,v=2cm/s、取R=18m,經(jīng)計(jì)算Qmax=328.7kg。而爆破時(shí)最大一段爆破藥量不超過(guò)260.5kg,所以爆破振動(dòng)效應(yīng)是安全的。結(jié)構(gòu)物在塌落觸地時(shí),對(duì)地面的沖擊較大,產(chǎn)生塌落振動(dòng)?？刂扑湔駝?dòng)的方法如下:(1)整個(gè)結(jié)構(gòu)物通過(guò)劃分爆區(qū)和爆段,爆破后的倒塌過(guò)程中不斷削減大廈的重力勢(shì)能,減小塌落物觸地時(shí)的能量,從而降低了塌落振動(dòng)的強(qiáng)度。(2)為確保周?chē)ㄖ肮芫€安全,在倒塌位置設(shè)置減振墻(用建筑垃圾和土構(gòu)成),其斷面為3m×5m×2m。在圍墻內(nèi)開(kāi)挖減振溝,其斷面為2.5m×2.0m,長(zhǎng)度根據(jù)周邊的情況而定。3.2飛石控制和保護(hù)措施(1)未通過(guò)防護(hù)設(shè)施防護(hù)增加飛石的范圍由于構(gòu)件材料的不均質(zhì)性,仍會(huì)出現(xiàn)飛行較遠(yuǎn)的個(gè)別飛石,飛石距離可按下式計(jì)算:S=f·v2/g式中:S為飛石的最遠(yuǎn)距離;v為飛石的初始速度,爆破作用指數(shù)n=1.0時(shí)v=20m/s,n=1.5時(shí)v=30m/s;f為防護(hù)程度修正系數(shù),取0.15～1.0。按照下面的防護(hù)措施實(shí)施防護(hù),f取0.2代入上式得:S1.0=8m,S1.5=1.8m。下部切口飛石由于樓板的遮擋作用水平飛散距離較近,上部切口產(chǎn)生的飛石飛散范圍可能較大,應(yīng)嚴(yán)格加以防犯。S安=k·S=10×8=80,k為安全系數(shù),一般取8～12,此次k取10。(2)增加草微生物防護(hù)設(shè)施①在構(gòu)件爆破部位,用3～4層草簾捆綁,并在草簾上撒水。有效厚度不小于13cm,重點(diǎn)部分為5～6層草簾;②在重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)方向(南側(cè)、西側(cè)、北側(cè)及東北側(cè)方向)的樓的外面掛草簾封閉,高度為10m,上面2個(gè)切口在重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)方向掛雙層草簾防護(hù),北側(cè)掛尼龍網(wǎng)防護(hù)。東北側(cè)被保護(hù)居民樓1～2單元的門(mén)窗、封閉涼臺(tái)和外部設(shè)備(如空調(diào)等)用草簾遮擋。③對(duì)重點(diǎn)保護(hù)部位采用多層草簾加強(qiáng)防護(hù)。4現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、科學(xué)組織和施工,爆破獲得成功。起爆后,按預(yù)定方向A體往東南方向倒塌,B