复杂环境下楼房纵向逐跨坍塌爆破技术应用.pdf

第37卷第2期 2020年6月 Vo l . 37 No . 2 Jun . 2020 bMg do i10. 3963/j. issn . 1001 -487X. 2020.02.014 复杂环境下楼房纵向逐跨坍塌爆破技术应用* 王洪旷二帅康心,王威心,刘昌弗心,钱坤心 1.江汉大学湖北武汉爆炸与爆破技术研究院，武汉430056 ；2,爆破工程湖北省重点实验室，武汉430056； 3.武汉爆破有限公司，武汉430056 摘 要介绍了复杂环境下框剪结构楼房的纵向逐跨坍塌爆破工程实践，设计在楼房1 4层、6层和8 9 层布设切口，电梯井及楼梯间的剪力墙采取“化墙为柱”的方式进行处理，通过在楼体各区间设置合理的爆 破延期时间来使楼体框架各节点处产生弯矩，充分利用楼体结构间剪切、拉伸来改善楼体的解体效果，爆破 后楼房按照要求倒塌，运用三维重建技术分析爆堆形态，发现爆堆占地面积为1632 n ,与定向倾倒相比爆 堆堆积的范围较小。解体效果较好的爆堆高度约 ①轴作为支撑区，仅对1层进行松动爆破忆刃。爆 破切口示意图如图3所示。切口高度见表1。 表1切口高度（单位m） Table 1 Incisio n hig ht（ unit m） 轴号A CE〜JK 第六九层0.900.900.900.90 第四-五层0.900.90 0.900.90 0.900.900.900.90 第三层1.20 1.201.20 1.201.20 1.201.20 1.20 第二层1.20 1.201.20 1.201.20 1.201.20 1.20 第一层2.10 1.202.10 1.202.10 1.202.10 1.20 82爆破2020年6月 越秀星汇云锦 （的 ⑵ ⑵⑵ 粧基础 图2周边环境示意图（单位m） Fig. 2 Sc heme o f bl a st in g sur r o un din gs （un it m） 湖北省中山医院 图3爆破切口示意图（单位mm） Fig. 3 Demo n st r a t io n o f bl a st in g in c isio n（un itmm） 2.3预处理预处理 待爆楼房按照如下步骤进行预处理拆除1 2 层全部外墙与内墙以及3层以上的切口范围内的内 墙;拆除1 3层全部楼梯,3层以上楼梯弱化处理; 111层电梯井及楼梯间的剪力墙采取“化墙为柱” 的方式进行处理,5 7、10 11层立柱倒塌方向反 方向及两侧的钢筋剥出并用氧割切断。 2.4爆破孔网参数爆破孔网参数 针对不同尺寸的立柱与剪力墙，按照1500 2000 k g/m3单耗设计单孔装药量，并根据现场试爆 效果，调整主要构件的装药量，于5楼及以上楼层, 仅实施松动爆破，炸药单耗1200 g/n 左右。具体 装药量与装药结构见表2。 2.5爆破延期时间设计爆破延期时间设计 起爆网路采用孔内装高段位非电导爆管雷管、 孔外低段位非电导爆管雷管接力延时起爆网路。待 爆楼房所有立柱和剪力墙均装非电导爆管雷管 MS19（1700 ms），同排立柱同时起爆,A轴首先起 爆,B、C（C1、C2）轴延迟4轴310 ms起爆,D、E轴 延迟B、C（C1、C2）轴310 ms起爆,F轴延迟D、E轴 310 ms起爆，G轴延迟F轴310 ms起爆，H（H1、 丑2）轴延迟G轴310 ms起爆，人K轴延迟H（H1、 H2）轴310 ms起爆。如表3所示。 3爆破效果及体会 3.1爆破效果爆破效果 起爆后，楼房按照预定方向逐跨倒塌，从孔内雷 管开始起爆到楼房完全被爆破粉尘淹没，整个过程 历时约5.0 s。起爆后约0.8 s ,楼体A轴至B轴区 间开始出现垂直向下运动』和C轴间首先出现了 明显的剪切效果，由于H轴处存在电梯井,结构坚 第37卷第2期王洪刚，姚颖康，王威，等复杂环境下楼房纵向逐跨坍塌爆破技术应用83 固,G G轴处剪切效果最为明显，电梯井后部楼体立柱 生后座，未对侧后方的7层楼房造成影响，爆破完全 在前部梁柱的扯动下向南倾覆倒塌，后侧主体未产 达到了预想效果。如图4所示。 表2爆破参数表 Table 2 Blasting parameter 立柱尺寸/ mm 最小抵抗线 w/c m 孔径/ mm 孔距 a/c 排距 b/ c m 孔深 //c m 单耗/ g m-3 单孔药量 g/g 布孔方式装药结构 400 x 40020.04030-24150072单排布孔连续装药 600 x 60030.04030-391500162单排布孔连续装药 600 x100030.04030-751800160 160单排布孔间隔装药 700 x80035.04030-532000336单排布孔连续装药 800 x80020.04030-602000400/9090梅花布孔连续/间隔装药 250 mm剪力墙12.540303015180040梅花形布孔连续装药 表3爆破延期时间表单位ms Table 3 Blasting delay-time unit ms 楼层 轴号 4、B、CCiGDEFGH、 M JK 1层 孔外0310620930124015501860 孔内1700201023202630294032503560 2层 孔外031062093012401550 孔内17002010232026302940一一 3、4层 孔外31062093012401550 孔内20102320263029403250一一 6层 孔外620930124015501860 孔内23202630294032503560一一 8层 孔外6209301240155018602170 孔内232026302940325035603870一 9层 孔外620930124015501860 孔内23202630294032503560一一 /“3.0 s 4.0 s s 图4爆破过程示意图 Fig. 4 Sc hema t ic dia gr a m o f bl a st in g p r o c ess 通过无人机对楼房爆破后的姿态进行扫描，并 运用Al t iz ur e三维重建技术建立楼房爆堆的三维模 型⑼⑹，如图5。从模型中可以看到,楼体前半部分 倒塌后解体效果非常好，电梯井后侧楼体由于未装 药爆破，在前部梁柱的扯动下向南倾覆倒塌后仍旧 保持了较完整的结构。经过测量，楼房爆堆长 63.2 111,宽31.8 m,最大高度13.4 m,其中解体效果 较好的爆堆高度约爆堆宽度是楼房 宽度的1.92倍。楼房倒塌后未对周边建构筑物 造成危害。 图5三维重建模型 Fig. 5 Thr ee Dimen sio n a l Rec o n st r uc t io n mo del 3.2几点体会几点体会 1 采用纵向逐跨倒塌爆破技术，可使建筑物 产生两次比较充分的解体第一次势能以突加载荷 形式转化成弯曲破坏能，使建筑物框架各节点处产 生弯矩而解体破坏;第二次为建筑物构件坍塌触地 冲击而解体,使框架整体得到理想的破坏效果。在 实际施工中，可以通过在各区间设置合理的爆破延 期时间来使建筑物框架各节点处产生弯矩,充分利 用楼体结构间剪切、拉伸来改善楼体的解体效果。 2 采用纵向逐跨倒塌爆破技术和定向倒塌相 比较,楼房破碎效果较好,爆堆堆积的范围较小;和 原地倒塌相比较，爆堆堆积范围相似，但楼体的破碎 效果要更好，爆堆的高度更低。 3 采用纵向逐跨倒塌爆破技术，能使建筑物 结构在塌落过程中逐步触地，减小塌落震动对周边 环境的影响。爆破中对起爆顺序、单响药量以及倾 倒时间的合理控制，可以避免了楼房倾倒触地引起 的振动叠加效应。 参考文献参考文献References [1]陈宝心，邓枚，钱虎 ANSYS模拟框架结构楼房逐 段解体爆破拆除[J].爆破,2004,213 5-7. 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