控制爆破拆除一個(gè)層框剪結(jié)構(gòu)廠房

控制爆破拆除一個(gè)層框剪結(jié)構(gòu)廠房

1東信新城簡(jiǎn)介為了建設(shè)西部城市廣場(chǎng)，改善住宅和投資環(huán)境，廣東省東莞市要求拆除運(yùn)河?xùn)|路的東信大樓。該大廈始建于1979年,是當(dāng)時(shí)東莞市最高的一座建筑。東信大廈主樓13層,高50.4m。全樓為框剪結(jié)構(gòu),建筑面積9000多m2。大廈南北長(zhǎng)60余m,東西寬12m。南端18m長(zhǎng)段拐了45°的彎,使大廈成為一座非對(duì)稱型結(jié)構(gòu)。東信大廈兩側(cè)緊臨運(yùn)河?xùn)|路,距河邊的高壓線僅16m,北端距林業(yè)局圍墻僅4m,東側(cè)距民房8～15m,南側(cè)為廣場(chǎng)空地,有交警崗?fù)ひ蛔?。四周環(huán)境如圖1所示。2立地條件差,影響大型植物生長(zhǎng)根據(jù)東信大廈四周環(huán)境和工程要求,大樓爆破后必須向南倒塌,倒塌后,要保證運(yùn)河?xùn)|路正常通車。由于大廈南北方向較長(zhǎng),如果一次整體爆破可能會(huì)出現(xiàn)兩種不利情況:一是由于南端不對(duì)稱部位對(duì)北端倒塌產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力,影響北端的倒塌方向;二是由于南端先著地后,沖擊地面產(chǎn)生的反作用力向后傳遞,易導(dǎo)致北端結(jié)構(gòu)解體不充分,甚至?xí)г诳罩?產(chǎn)生險(xiǎn)情。綜合分析后,我們決定對(duì)大廈進(jìn)行人工預(yù)處理,在第8軸和第9軸之間,從上到下將這跨的南北向梁和樓板全部切斷,使大廈成為兩棟獨(dú)立的樓房,9～18軸稱為1#樓,1～8軸稱為2#樓,對(duì)這兩棟樓同時(shí)進(jìn)行控制爆破。3第24層—拆除爆破設(shè)計(jì)方案為了使大廈倒塌后爆破碎碴不堵塞運(yùn)河?xùn)|路,不損傷沿路的高壓線,我們運(yùn)用“大懸臂梁”原理和時(shí)間差、空間差原理,使1#樓和2#樓依次由南向北、由下而上逐跨逐段向南定向倒塌。鉆爆重點(diǎn)位置為第1～4層。爆破切口以內(nèi)的立柱、剪力墻、電梯井、樓梯踏步都要徹底破壞。另外,為了保證樓房上部充分解體,對(duì)1#樓的第7層和第10層的電梯井、樓梯踏步、剪力墻進(jìn)行預(yù)處理,并對(duì)這兩層的立柱進(jìn)行鉆孔、裝藥、爆破;對(duì)2#樓的第6層和第9層的樓梯踏步和剪力墻進(jìn)行預(yù)處理,并對(duì)這兩層的立柱進(jìn)行鉆孔、裝藥、爆破。3.1萃取參數(shù)：廳內(nèi)噴孔的配置和緩沖參數(shù)(1)立柱的幾何尺寸圖2給出了1#、2#樓的立柱分布,1#樓有26根立柱,2#樓有24根立柱,立柱的幾何尺寸分別見表1和表2。立柱的序號(hào)在圖2中用小圓中的數(shù)字標(biāo)出。(2)幾何參數(shù)選取炮孔在立柱上按“中心剪切式”布置。表1、表2分別給出了1#、2#樓立柱上炮孔的幾何參數(shù),其中W為最小抵抗線;E、D分別為立柱截面短邊和長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度;L為炮孔深度;a為炮孔間距。(3)下標(biāo)號(hào)的確定根據(jù)我們?cè)趶V州、新會(huì)、深圳等地拆除同類建筑物的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),單位耗藥量取值如下:①立柱炮孔:q1=600g/m3,q2=400g/m3,q3=350g/m3,q4=q6=q7=q9=q10=300g/m3(q的下標(biāo)序號(hào)代表樓層序號(hào))。②最后一排轉(zhuǎn)動(dòng)鉸部位炮孔:q鉸=300g/m3。1#、2#樓各層、各排柱上炮孔數(shù)量和藥量分別見表1和表2。3.2爆破節(jié)點(diǎn)的布置為了方便樓房塌落解體和清碴工作,對(duì)于1#樓的二、三、四、七、十層內(nèi)部的梁和2#樓的二、三、四、六、九層的梁,在每跨中部布置一個(gè)爆破節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)有4個(gè)炮孔。3.3墻的處理該樓每層有多面剪力墻,對(duì)于每面剪力墻采取預(yù)削弱、再鉆孔、同時(shí)爆的方案。(1)每面墻的削弱預(yù)先將剪力墻用人工、大錘進(jìn)行削弱,每面墻削弱后留下兩個(gè)0.8m寬的扁柱,削弱高度為2.5m,即在每面剪力墻上開個(gè)2.5m高、一定寬度的門洞。(2)炮孔的選取在預(yù)留的扁柱上分上、下布兩組炮孔,每組三排,每排4個(gè)炮孔。參數(shù)如下:孔深14～18cm,孔距20cm,排距25cm,每孔裝藥量20g,剪力墻上共鉆孔1800個(gè),用炸藥36kg。(3)他同時(shí)爆炸剪力墻上的炮孔與相應(yīng)軸上的立柱中的炮孔同時(shí)起爆。3.4上、下踏步空間梁樓梯處理得好與壞,對(duì)于樓房塌落沖擊地面解體的效果影響很大。為了保證爆破效果,分別對(duì)1#樓的一、二、三、四、七、十層,2#樓的一、二、三、四、六、九層樓的樓梯上、下踏步和休息平臺(tái)梁作如下處理:(1)用風(fēng)鎬和大錘將每層樓的踏步鑿成“三段鉸”結(jié)構(gòu);(2)在休息平臺(tái)梁上布4個(gè)炮孔,將其炸斷。共需處理16根梁,計(jì)64個(gè)炮孔,每孔25g炸藥,共計(jì)1600g炸藥。3.5樓外非承重墻(1)在爆破前將1#樓的一、二、三、四、七、十層,2#樓的一、二、三、四、六、九層樓內(nèi)部非承重墻用大錘敲掉。(2)對(duì)第二、三、四層樓外墻在每根立柱旁(左、右)分別開個(gè)0.5m寬、2m高的門洞,便于裝藥和固定防護(hù)器材。3.6電梯井周壁處理該樓有上、下電梯,共兩個(gè)電梯井。電梯井壁與剪力墻合為一體,電梯井周壁處理方法同3.3節(jié)所述。對(duì)于電梯井內(nèi)壁,采用預(yù)先人工處理方法將其打掉。為保證倒塌效果,對(duì)第一、二、三、四、七、十層電梯井壁進(jìn)行處理。3.7起爆時(shí)段劃分根據(jù)定向倒塌要求和為了減小爆破震動(dòng),將1#、2#樓各分4個(gè)區(qū)段,又按樓層分為6個(gè)時(shí)段進(jìn)行起爆。1#樓分為15個(gè)時(shí)段,2#樓分為12個(gè)時(shí)段,每個(gè)樓房區(qū)段劃分見圖2中的羅馬字標(biāo)號(hào)。表3、表4分別給出了1#、2#樓各段起爆范圍和延遲時(shí)間。采用非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò),主要采用“大把抓”方式,最后再用數(shù)發(fā)電雷管起爆。4爆破振動(dòng)的計(jì)算方法東信大廈四周的建筑大都是框架結(jié)構(gòu),抗震性能比較好,但明代古跡西城樓年代悠久,抗震性能比較差,因此我們以西城樓校核爆破震動(dòng)。取西城樓允許安全振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)為2cm/s、最大一次齊爆藥量Q為12.55kg、距離R=30m、K=180、α=1.6、K′=0.25,代入修正的薩氏公式:v=KK′(Q13/R)α=0.74v=ΚΚ′(Q13/R)α=0.74cm/s<2cm/s由此可見,此時(shí)爆破引起的地面振動(dòng)對(duì)四周建筑物特別是西城樓來(lái)說(shuō)是安全的。大廈倒地時(shí)的塌落振動(dòng)可能比爆破振動(dòng)大,但由于無(wú)統(tǒng)一的計(jì)算方法,所以無(wú)法進(jìn)行校核。對(duì)此,在本工程施工中我們采取了兩項(xiàng)措施:①在大廈南端30m范圍內(nèi),在地面上鋪放沙包埂6道,以緩沖振動(dòng);②在西城樓南面距城墻5m處挖一條2m深的防震溝。5美國(guó)竹1-5m竹治理墻下墻為了防范爆破碎塊打壞四鄰建筑物、高壓線,我們采取了以下措施:(1)沿大廈靠運(yùn)河?xùn)|路一側(cè)、倒塌方向(廣場(chǎng)一側(cè))和朝向西城樓的一側(cè)分別搭一排12m高的竹笆墻,竹笆墻的內(nèi)、外側(cè)各掛1層三色布簾;(2)對(duì)周邊的立柱,在炮孔外綁草袋和鐵皮;(3)對(duì)四鄰建筑物上的門窗,用鐵皮進(jìn)行嚴(yán)密的遮擋。6建筑遺跡地1998年4月23日下午,隨著東莞市劉副市長(zhǎng)一聲“起爆”命令,大廈按預(yù)定的方向倒塌,四鄰建筑、明代古跡均未受任何影響,爆堆最高處約10m,向林業(yè)局圍墻方向后坐3m,向運(yùn)河?xùn)|路方向塌落4m,僅占了人行道,主車道經(jīng)2h清理就恢復(fù)到正常通車狀態(tài)。東莞市電視臺(tái)、廣東衛(wèi)視、中央電視臺(tái)及多家報(bào)刊都相繼作了報(bào)道。7結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生困難(1)在城市繁華鬧市區(qū)采用控制爆破方法一次性整體拆除這么高大、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)建筑在國(guó)內(nèi)尚屬首次。爆破取得成功,對(duì)四周建筑和明代古跡未造成影響。(2)由于受場(chǎng)地條件限制,必須使大樓沿其長(zhǎng)度