深基坑支撐拆除工程爆破的技術(shù)難點(diǎn)與控制

深基坑支撐拆除工程爆破的技術(shù)難點(diǎn)與控制

1支撐梁的施工鋼筋混凝土支撐是一種臨時支撐系統(tǒng)。支撐梁、尾根梁和支撐樁構(gòu)成了高層建筑場地的基本支撐體系。支撐的形式多種多樣,但作用都是一樣的,防止深基坑施工過程中因坑壁受側(cè)壓力導(dǎo)致支護(hù)樁偏移折斷,造成基坑側(cè)壁塌滑,甚至基坑垮塌。支撐澆注于基坑開挖過程中,每開挖到一定深度澆筑一層支撐。當(dāng)澆注好最底層一道支撐后,基坑繼續(xù)開挖至設(shè)計深度,隨后進(jìn)行地下室底板施工。以2層支撐為例,待地下室底板澆好后,可拆除底層一道支撐;負(fù)一層樓板澆好后,可拆除上一道支撐,然后建筑隊完成地下室澆筑施工,結(jié)構(gòu)出地面±0m,進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的澆筑;支撐梁原來所承受的側(cè)壓力轉(zhuǎn)而由底板和樓板承受,即換撐。支撐拆除方法主要有以下幾種:人工風(fēng)鎬拆除法,靜態(tài)破碎法,大型機(jī)械(鎬頭機(jī))拆除法,爆破法等。人工風(fēng)鎬拆除對大量、大斷面鋼筋混凝士構(gòu)件來說,工期長;靜態(tài)破碎對含筋量較高的混凝土,破碎效果很差;液壓機(jī)械沖擊器(鎬頭機(jī))破碎安全,效率高,但受跨度高度的限制,無法施工;另一方面地下室底板和樓板強(qiáng)度不足以承受機(jī)械的自重和強(qiáng)大的沖擊力。控制爆破拆除法,是根據(jù)拆除工程的要求、周圍環(huán)境、拆除對象(鋼筋混凝土支撐)和現(xiàn)場具體施工條件,通過精心設(shè)計、精心施工和精心防護(hù)等技術(shù)措施,嚴(yán)格地控制炸藥爆炸時能量的釋放過程和介質(zhì)的破碎過程,既要達(dá)到頂期的爆破效果,又要將破壞范圍嚴(yán)格地控制在設(shè)計的安全范圍內(nèi)。相對而言,這種方法既經(jīng)濟(jì)、快捷,又安全可靠。與人工拆除相比,它大大地降低了勞動強(qiáng)度,縮短了工期,為施工單位贏得了寶貴的施工時間,綜合經(jīng)濟(jì)效益極佳。2爆破穩(wěn)定性的影響爆破安全是施工中特別關(guān)注的問題,特別是大型深基坑支撐爆破拆除,主要有兩方面擔(dān)憂:一是爆破對基坑穩(wěn)定性的影響,二是對基坑內(nèi)半成品、周圍建筑物和人員的影響。例如圍檁緊貼著支護(hù)樁,圍檁爆破會不會損壞支護(hù)樁;由于存在交叉作業(yè),有的構(gòu)件澆筑時間不長,爆破振動會不會破壞構(gòu)件強(qiáng)度等等問題,因此應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施和保護(hù)措施,使爆破不良影響控制在最小范圍內(nèi)。在實踐中采用如下措施取得很好的效果。2.1爆破飛石控制方案1)毫秒延期起爆技術(shù)控制爆破震動采用毫秒延期起爆技術(shù)將總裝藥劃整為零,分段爆破支撐梁,減小一次起爆藥量,控制爆破震動。2)分區(qū)域、逐段爆破、換撐在底板和換撐結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度要求后,開始拆除底下第一層支撐;爆破時可分區(qū)域、逐段爆破,從而使換撐在相對較長的時間完成,具體區(qū)域劃分和分次爆破情況應(yīng)與建筑施工單位多協(xié)商確定。3)采用合理布設(shè)藥孔、優(yōu)化爆破參數(shù)和嚴(yán)密防護(hù)來控制爆破飛石。根據(jù)計算和實際經(jīng)驗,可以將飛石控制在一定范圍內(nèi),對周圍不造成危害。2.2混凝土對圍的保護(hù)1)對支撐立柱的保護(hù)由于在拆除底下一層支撐時,立柱暫不拆除,因此在爆破時采取以下措施進(jìn)行保護(hù),一是靠近立柱預(yù)留約30cm支撐不爆破,二是在爆破時立柱兩側(cè)對稱爆破,防止不對稱的沖擊力。2)對底板的保護(hù)爆破時不拆除底板混凝土表面的鋼模,可在模板上鋪設(shè)草袋等作為緩沖,減小部分碎石的沖擊力,由于主要配筋主要在梁的上下面,飛石主要向兩側(cè)飛散,并非直接向下飛散,因此不會對底板產(chǎn)生較大的沖擊力。同時為避免產(chǎn)生大塊度混凝土,盡量多布孔,減小碎塊塊度。3)對圍檁的保護(hù)對靠近圍護(hù)樁里側(cè)可保留40cm不布孔,采用松散爆破,盡量少裝藥;而外側(cè)可正常裝藥,破壞部分圍檁。由于布筋主要在圍檁側(cè)面,飛石的主要飛散方向是上下兩側(cè),不會對圍護(hù)樁一側(cè)造成破壞。4)應(yīng)力釋放順序為避免一次性同時釋放應(yīng)力對圍護(hù)體系產(chǎn)生不良影響,可先分步人工打鑿方法在結(jié)點(diǎn)處切斷支撐與圍擦的連接,或者在支撐與圍檁的結(jié)合部密集布設(shè)兩排孔,其中一排不裝藥,另一排少裝藥,在支撐爆破前形成一條預(yù)裂縫,以削弱應(yīng)力波的傳遞。3爆破時間延遲分析爆破振動主要與一次齊爆藥量及延期時間選擇有關(guān)?？紤]圍檁緊靠支護(hù)樁的情況,具體施工時,將一次齊爆藥量應(yīng)嚴(yán)格控制在2kg以內(nèi),這使得一次爆破分段較多,有時可多達(dá)100響,對網(wǎng)路可靠性提出了挑戰(zhàn)。時間延期的目的在于使每一段爆破振動能夠在時間上有效分開而不引起重疊,爆源作為一個強(qiáng)沖擊波激勵,引起結(jié)構(gòu)物和地面振動,結(jié)構(gòu)物和地面的振動響應(yīng)主要與自身的介質(zhì)特性和固有頻率有關(guān)。支撐爆破測試表明:結(jié)構(gòu)物振動功率譜的能量主要集中在頻率幾赫茲到幾十赫茲,主振相持續(xù)時間約為200ms,因此各段延期時間應(yīng)大于200ms。實測結(jié)果表明,當(dāng)延期時間超過500ms時,爆破振動相對較小。由于分段較多,段間延期時間較長,通常需采用孔外接力延期網(wǎng)路。但這種網(wǎng)路易出現(xiàn)斷路現(xiàn)象,原因是前一響爆破產(chǎn)生的飛石可能破壞后續(xù)起爆網(wǎng)路引起斷路,因此應(yīng)加強(qiáng)網(wǎng)路的防護(hù)。4爆破防護(hù)設(shè)計支撐梁由于其配筋主要集中在梁的上下側(cè),側(cè)面配筋較少,較少的藥量可以達(dá)到很好的破碎效果,而且向上飛散較少。梁上裝藥量可控制在單耗0.45～0.6之間,梁與梁結(jié)點(diǎn)處鋼筋布置很密,可適當(dāng)加大藥量,圍檁裝藥量單耗可控制在1以內(nèi)。支撐及結(jié)點(diǎn)爆破應(yīng)一次成功,否則爆破造成構(gòu)件裂隙,加上構(gòu)件尺寸小,裂隙通常己滲透到構(gòu)件表面,再次裝藥爆破效果很差,加大裝藥量則容易引起安全問題。支撐爆破防護(hù)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件進(jìn)行設(shè)計,在鬧市區(qū)如上海市要求在離梁的兩側(cè)1m處架設(shè)鋼管腳手架,腳手架高出梁的端面1.8m,兩側(cè)腳手架頂端再用鋼管橫向連接,形成一個上面和兩側(cè)都封閉的防護(hù)蓬,并在腳手架上綁扎二層竹籬笆,同時在梁上直接鋪設(shè)草袋以保護(hù)網(wǎng)路,爆破后飛石基本控制在基坑內(nèi)。如果環(huán)境條件較好,在周圍人員撤離的情況下,可直接在梁上鋪設(shè)2層草袋和2層竹笆,也可達(dá)到較好的效果。支撐爆破施工組織涉及到多方面,除自身施工作業(yè)組織、周圍警戒協(xié)調(diào)外,與建筑施工單位有很多交叉作業(yè)事項,比如爆破前一段時間不能澆混凝土,坑內(nèi)的半成品需要保護(hù),有的支撐梁爆破部位緊貼剛建好的墻柱等,需要在作業(yè)過程中加強(qiáng)協(xié)調(diào)和及時調(diào)整。5鋼筋混凝土支撐,防護(hù)難點(diǎn),專設(shè)爆破體系南京新城大廈位于河西新城中心區(qū)商務(wù)中心,南北側(cè)5m為在建高層建筑,東鄰經(jīng)四東路,由雙塔樓及裙房組成,塔樓為高30層的框筒結(jié)構(gòu),設(shè)二層地下室,底板設(shè)計深度±0m以下12.8m,基坑長220m,寬80m。南京地區(qū)大地構(gòu)造單元屬下?lián)P子沉降帶,根據(jù)勘探資料,開挖深度范圍內(nèi)主要為雜填土、淤泥質(zhì)填土,含水量高,透水性弱,土質(zhì)軟弱,且周圍為在建高層建筑,深基坑開挖時,極易產(chǎn)生側(cè)向變形,應(yīng)采取相應(yīng)的支護(hù)措施。本項工程采用鉆孔灌注樁擋土、深層攪拌柱作防水帷幕,中設(shè)兩道鋼筋混凝土支撐,第一道支撐標(biāo)高為-3.00m,第二道標(biāo)高為-9.00m,自然地坪標(biāo)高-0.60m,支撐寬度約60～70cm,高度約為70～80cm,兩道支撐方量約3000多m3。在實際爆破作業(yè)過程中,每層劃分為4個小區(qū),逐段分區(qū)爆破;采用非電導(dǎo)爆管孔外延期網(wǎng)路,孔外為毫秒10段延期雷管,孔內(nèi)為毫秒3段延期雷管,相鄰段間設(shè)置3～4個延期雷管并加強(qiáng)網(wǎng)路防護(hù),保證網(wǎng)路可靠傳爆;底層支撐梁上直接鋪設(shè)防護(hù)材料,上層支撐梁實施全封閉嚴(yán)密防護(hù);合理控制藥量,加強(qiáng)協(xié)調(diào)與組織,有效地控制了爆破振動和飛石,得到了很好的效果。采用同樣方案成功地爆破拆除了南京市樓高58層的第一高樓———金奧大廈支撐,取得圓滿成功。6爆破安全防護(hù)研究支撐控制爆破由于構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單,梁柱規(guī)格單一,給作業(yè)簡單容易的感覺,但由于需要對每一根梁柱實施充分破碎,作業(yè)量和作業(yè)強(qiáng)度都很大,施工組織比較復(fù)雜,應(yīng)得到足夠重視和研究。應(yīng)根據(jù)環(huán)境合理設(shè)計藥量,藥量過小會影響工期和后續(xù)清碴作業(yè),藥量過