广州新电视塔基坑支撑梁爆破拆除.pdf

第2 6 卷第4 期 2 0 0 9 年1 2 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 6N o ．4 D e c ．2 0 0 9 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X 。2 0 0 9 。0 4 ．0 1 7 广州新电视塔基坑支撑梁爆破拆除 刘翼，魏挺峰 广东宏大爆破股份有限公司，广州5 1 0 6 2 3 摘要介绍了大型基坑支撑粱拆除的一般特点以及爆破拆除支撑梁的主要难点，并以广州新电视塔基坑 支撑梁爆破拆除为例，介绍了爆破施工的主要技术，指出基坑支撑粱结构的分区、分层爆破顺序是爆破拆除 的关键，本实例采用从上到下、从中间往四周、从边到角的拆除顺序，为类似工程提供参考。 关键词爆破拆除；大型基坑；支撑梁 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 0 9 0 4 0 0 6 2 0 4 E x p l o s i v eD e m o l i t i o no fF o u n d a t i o nP i tS u p p o r tB e a mo f G u a n g z h o uN e w T e l e v i s i o nT o w e r L I UY i ，W E IT i n g - f e n g G u a n g d o n gH o n g d aB l a s t i n gC oL t d ，G u a n g z h o u510 6 2 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eg e n e r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dm a j o rd i f f i c u l t i e si nl a r g ef o u n d a t i o np i ts u p p o r t b e a md e m o l i t i o n ，a n d 鸽a l le x a m p l eo fp i ts u p p o r tb e a md e m o l i t i o no fG u a n g z h o un e wt e l e v i s i o nt o w e rf o u n d a t i o n 。w e i n t r o d u c et h em a j o rt e c h n i q u eo fb l a s t i n gc o n s t r u c t i o na n dp u tf o r w a r dt h ek e yo fe x p l o s i v ed e m o l i t i o ni st h ef i r i n go r - d e ro f d i v i d i n gf o u n d a t i o np i ts u p p o r ts t r u c t u r ei n t oz o n e sa n dl a y e 玛，t h a ti sf 1 ．o mu pt od o w n ，c e n t e rt oa r o u n d ，s i d et o c o m e r ，w h i c hp r o v i d e sr e f e r e n c et Os i m i l a re n g i n e e r i n g ． K e yw o r d s e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；l a r g e s c a l ef o u n d a t i o np i t ；s u p p o r tb e a m 0 引言 我国大量的深基坑工程始于2 0 世纪8 0 年代， 由于城市高层建筑的迅速发展，地下停车场、高层建 筑埋深、人防等各种需要，高层建筑需要建设一定的 地下室。近几年来，超高层建筑的兴建以及城市标 志性建筑的兴起，使得城市最高建筑屡屡刷新记录， 如2 0 0 3 年建成的香港国际金融中心高4 1 5m ，8 8 层；2 0 0 4 年建成的台北1 0 1 大楼，共1 0 1 层，高5 0 9 m ；而广州新电视塔的建成将达到6 1 0m 。在这些高 大建筑屡屡创新的同时，建造它们初期的基坑也屡 屡刷新记录。大型基坑的开挖、支护、拆除成为建造 收稿日期2 0 0 9 0 9 一1 3 作者简介刘翼 1 9 7 4 一 ，男，工程师，E - m a i l l i u y i 9 5 1 7 1 0 9 s o h u c o m o 这些标志性建筑前期最紧要的工作，其中支撑梁的 拆除是不可或缺的一步。一这些支撑梁支撑的基坑往 往大、深，拆除支撑梁混凝土量大u 引，如南京市河 西奥体中心区域的圆通广场，基坑施工长2 3 5m 、宽 1 0 8m ，要求拆除上层支撑梁总方量20 0 0m 3 ；南京 河西新城大厦基坑长2 2 0m ，宽8 0m ，2 层混凝土支 撑梁方量30 0 0m 3 ；佛山市第一人民医院肿瘤医疗 中心大楼基坑支撑梁2 层，每层由3 个大型支撑环 梁和角支撑梁、浇铸板组成，支撑梁混凝土工程量 36 0 0m 3 ；绍兴柯桥中国轻纺城联合市场基坑3 00 0 0 m 2 ，钢筋混凝土支撑梁54 0 0m 3 。这些大型基坑支 撑梁拆除除了方量大外，还有以下几个共同的特点 1 支撑梁截面为矩形，结构尺寸一般5 0 0 1 20 0 0 m m ，支撑分1 3 道，分层之间用钢架支柱，由围檩、 撑粱、腰梁组成，支撑梁累计长度长，混凝土工程量 大；2 支撑梁拆除顺序与浇注顺序相反，遵循从下 万方数据 第2 6 卷第4 期刘翼，魏挺峰广州新电视塔基坑支撑梁爆破拆除 6 3 往上分层拆除顺序，而且下层拆完必须等下层结构 施工完成才能继续拆除上层，拆除时必须保证施工 现场其他施工工序的施工安全；3 往往给定的拆除 工期紧，要求在限定的时间内完成任务。 1 一般拆除方案、 根据目前国内外的技术水平和设备状况，内支 撑结构拆除可以采用人工风镐、液压机械冲击拆除、 机械切割吊装拆除、静态破碎拆除、爆破拆除等拆除 方案。 1 人工风镐拆除法对大量和大断面钢筋混凝 土构件来说，施工时间长，投入人力、设备多，尤其是 面临高空作业，危险性极大，综合效益差。 2 液压机械冲击，破碎安全、效率高，但受到跨 度、高度等限制，同时底板强度也不足以支撑机械强 力的冲击和较大的自重而不可取。 3 机械切割吊装拆除，造价高，施工期长，基本 不适用于此类工程。 4 而静态破碎施工，其持点是利用装在炮孔中 的静态破碎剂的水化反应，使晶体变形、产生体积膨 胀，从而缓慢地、静静地将膨胀压力施加给孔壁，经 过一段时间 约1 2h 后过到最大值，将介质破碎。 施工简单，用水拌合后注人炮孔即可。但是破碎药 剂的作用力远远不如炸药爆破，作用力不到炸药爆 破的1 ％。为了克服梁内多层箍筋对混凝土夹制 力，每立方梁体需钻孔量是炸药爆破的4 ～5 倍 炸 药爆破的孔距、排距为4 0 一4 5c m ，静态破碎仅为2 0 e r a ，造价约为炸药爆破的2 3 倍，且破碎效果并 不理想，只会在梁体上产生裂缝，还需用风镐打凿， 将混凝土与钢筋分离，所以工期较长，造价高，也不 适用于此类工程。 5 爆破拆除施工方法为以上各种施工方案中造 价最低者，只要工作面允许，可全面铺开施工，大大节 约工期．而且可调节炸药单耗彻底将混凝土炸碎，与 钢筋分离，大大节约劳动力，并有效地节省安全防护 成本，所以此类项目宜采用爆破拆除施工方法。 2 爆破拆除支撑梁的主要难点 采用爆破拆除支撑梁电必须克服一定的困难， 才能保证项目的顺利完成，主要难点有H 1 1 支撑梁累计长度长，钻孔数量多，装药、联 线、覆盖工作量大； 2 作业难度大，人员在支撑梁上钻孔、装药、联线、 覆盖属高空作业，时时刻刻需要做好安全保护措施。 3 工期紧，需要集中投入大量的人员、防护材 料、清理机械，保证其他工序顺利进行以及周围施工 环境的安全。 4 控制应力释放，避免受力不均引起支撑断 裂、失稳等。 3 大型基坑支撑梁爆破拆除实例 3 ．1 工程概况 广州新电视塔高6 1 0m ，位于广州市新的中轴 线上。电视塔基坑北面1 0 0m 为珠江，东面5 0m 为 粤粮科所多层框架大楼，西面3 2m 为地铁3 号线， 南面为1 层简易临时工棚，周边环境见图1 。电视 塔基坑已开挖，为满足塔身施工，中间预留8 8i n 直 径的圆孔，局部连续墙作为永久基础．而内支撑结构 待地下室底板和负1 层底板浇注混凝土强度达到设 计要求后，即进行分阶段拆除。 图1 基坑周围环境图 单位n 1 万方数据 爆破 2 0 0 9 年1 2 月 内支撑结构为格构型式，见图2 ，分2 层支撑 梁，第l 层梁顶标高为一3 ．0m ，第2 层梁顶标高为 一8 ．0m ，2 层支撑粱通过钢构柱联接，并支承在岩 层上。内支撑结构主要有①围绕圆弧型梁C L l l 、 C L l 2 、C L l 3 截面18 0 0 9 0 0 ；②支撑梁C L 2 截面 l0 0 0 8 0 0 、C L 3 、C L 4 、C L 5 截面8 0 0 8 0 0 ；③腰 梁Y L l 、T L 2 第1 层截面8 0 0 8 0 0 ，第2 层截面 l0 0 0 8 0 0 3 种截面型式梁体。按梁中轴线计，需 拆除的内支撑梁结构总长50 3 6m ，内支撑梁总体积 39 7 0m 3 ，内支撑梁长度截面配筋等数据见表l 。 图2 支撑梁结构型式图 3 ．2 爆破拆除方案 本项基坑支撑梁拆除工程采用爆破拆除，爆破 拆除分为2 个阶段进行，第1 阶段是地下室底板钢 筋混凝土强度达到设计要求后，立即进行第2 层支 撑梁的拆除；第2 阶段是负l 层底板钢筋混凝土强 度达到设计要求后，立即进行第1 层支撑梁和钢构 柱的拆除。每个阶段拆除顺序是首先拆除圆弧型 梁C L l l 、C L l 2 、C L l 3 和与圆弧型梁相连的支撑梁 C L 3 、C L 4 ，保留基坑4 个直角斜梁C L 2 与腰梁Y L l 、 T L 2 所围绕的三角形内支撑梁C L 2 、C L 3 、C I A 、C L 5 ； 其次，待整个地下室底板或负l 层底板的混凝土强 度达到设计要求后，再折除三角形C L 3 、C L 4 、C L 5 内支撑梁，最后拆除斜梁C L 2 和腰梁Y L I 、T L 2 。其 施工流程为根据方案定出爆破梁体的前后顺序_ 按钻孔布置图布孔一钻孔一填塞孑L 口一装药_ 填塞 _ 连接网路线一测试联通效果一梁体防护覆盖一清 场_ 警戒_ 起爆_ 解除警戒一拆除梁体防护覆盖． 烧断梁体钢筋一 人工、机械打凿个别混凝土叶将爆 废钢筋收集一再次进入下一段梁体爆破施工。 表1内支撑梁长度、截面、配筋表 注表1 中①号筋为支撑梁两侧主钢筋，多为2 排布置；②号筋为支撑梁上下主钢筋，多为单排布置；③号 筋为支撑梁箍筋，共有1 个外箍筋和2 个内箍筋。 万方数据 第2 6 卷第4 期刘翼，魏挺峰广州新电视塔基坑支撑粱爆破拆除 6 5 3 ．3 爆破设计 3 ．3 ．1 炮孔布置 根据经验，爆破钢筋混凝土需炸药单耗q 1 ．0 1 ．1k g ／m 3 。技术参数见表2 。 表2 各截面梁炮孔参数表 截面／排孔距／孔深／最小抵抗每孔装炸药单耗q ／ m m 2 数m mm m 线／m m 药量／g k g - m ‘3 按工程量39 6 9m 3 计算，富余系数1 ．2 0 ，即2 。 岩石乳胶炸药需51 9 2k g ，毫秒雷管约需1 48 6 0 发。 3 ．3 ．2 起爆器材 选用先进性和安全性最优的塑料非电导爆管起 爆系统，考虑到多条梁体同时起爆，为避免孔外延期 造成盲炮，全部采用孔内延期，保证起爆的可靠性， 因此选用非电毫秒延期导爆雷管。 3 ．3 ．3 起爆网路 按炮孔布置计算，每条梁体最多不超过4 0 个炮 孔，一般将不多于2 4 条的导爆管连成1 个“大把 抓”，有些短粱只有1 个“大把抓”，超过2 4 个炮孔 2 4 条导爆管 的梁，将各导爆管扎成2 个“大把 抓”。每个“大把抓”中间放2 个电雷管，电雷管串 联与起爆器联接，形成整体起爆网路。 3 ．4 爆破危害控制 3 ．4 ．1 爆破振动 为减弱爆破振动对地铁3 号线驱间的危害，必 须控制同段起爆药量和段间时差。 r ，．，、告，3 同段安全炸药量Q f 者l 尺J ，k g 。 ‘、’- o ／ o 式中．口为爆破安全振动速度，钢筋砼框架取5c m ／s ， 地铁要求取2 ．0c m ／s ；k ，d 为与爆破地点地形、地质 条件有关系数和衰减指数，k 取1 5 0 ，a 取1 ．8 ；后’为拆 除工程的折减系数，k7 取0 ．3 3 3 ；尺为距离，单位m 。 爆破梁位最近距地铁驱间约3 2m ，地铁要求按 2 ．0e n v ／s ，控制的同段炸药量为1 5 4 ．2 7k g ，而腰梁 和支撑梁长度不超过2 0m ，爆破最大同段药量为 1 3 ．3k g ，加上首先起爆梁体向两端，然后再爆梁体 中部。这样可大大减少爆破振动对连续墙和地铁的 影响，所以爆破不会影响地铁及周边建筑物安全。 若由于工程需要减少爆破振动，可以在梁体炮 孔再分开多个雷管段别，可以使桩孔爆破最大同段 药量达到为6 ．8k g 或更少。 3 ．4 ．2 个别飞石 放炮前拟爆梁必须认真覆盖，覆盖物为铁皮，其 上堆放多层砂包，码放重量每平方米不低于6 0 0 8 0 0k g ，梁的两侧要用铁皮和吊挂砂包遮挡，以免爆 破飞石飞出坑外伤人和损坏设备。爆破药量必须使 钢筋混凝土松碎．不允许大量混凝土飞出主筋以外。 3 ．4 ．3 安全预防措施 在腰梁爆破时，由于腰梁与连续墙联接处为新 旧混凝土接口，振动波首先将接口扩张，隔断爆破裂 缝往连续墙发展。一般情况保证炮孔到连续墙距离 有4 0c m ，就可以保证连续墙不会产生裂缝，若4 0 c m 区域的砼爆破效果不理想，可采用风镐和炮机打 凿剩余的砼。 在爆破折除前先要在地下室和负l 层底板混凝 土顶面设置观测点，每次爆破后都需对基坑连续墙 位移进行观测，及时反映观测结果，指导爆破施工。 3 ．4 ．4 安全警戒范围 爆破警戒范围以爆破振动，冲击波、飞石、噪声 和粉尘对人体影响半径为界，将界内人员疏散到界 外。本次爆破在基坑内一3 ．0m 和一8 ．0I n ，四面空 旷，冲击波、爆破振动及噪声比较容易得到有效控 制，故警戒范围以飞石为主。只要防护覆盖措施完 善，基本可好控制飞石在5 ．0m 以内，所此在基坑边 及爆破点最近的基坑顶2 01 1 1 范围内警戒，可达到安 全目的。 4 结论 本工程如期完成了爆破拆除任务，爆破效果很 好，没有发生安全事故。借助大型吊装设备，在2 个 4d 的时间里，分别完成了每层支撑梁的爆破拆除。 达到了每天爆破、清除5 0 0m 3 混凝土的高强度施工 速度。如何优化爆破设计、有效组织施工，低成本、 高效率地达到短时间内爆破拆除大型基坑支撑梁的 目的，是此类支撑梁拆除的关键，本项目的实施，可 以为类似工程提供借鉴。 参考文献 [ 1 ] 范磊，高振儒，郭涛．爆破拆除钢筋混凝土支撑 [ J ] ．工程爆破，2 0 0 5 ，1 l 3 3 5 - 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