非对称钢筋混凝土框架结构楼房爆破拆除.pdf

2 0 15 年8 月 非对称钢筋混凝土框架结构楼房爆破拆除杨建军．等 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 8 3 5 2 ．2 0 1 5 ．0 4 ．0 1 2 非对称钢筋混凝土框架结构楼房爆破拆除米 杨建军黄磊蔡伟 南京同大爆破工程有限公司 江苏南京，2 1 0 0 0 7 [ 摘要]采用定向控制爆破对复杂环境的非对称钢筋混凝土框架结构楼房进行拆除，以1 1 层蒙城永青大楼爆 破拆除为实例，对爆破方案确定、预处理部分、爆破切口设计、合理的爆破参数选择以及爆破安全校核等主要方面 进行了详细介绍。爆破结果表明爆破方案保证了非对称结构定向倒塌的准确性及充分解体，达到了预期效果。 可为类似爆破工程提供参考。 [ 关键词]非对称；钢筋混凝土框架结构；复杂环境；预处理；爆破拆除 『分类号] T U 7 4 6 ．5 1 工程概况 1 ．1 工程简介 在蒙城县蒙凤路道路拓宽施工过程中，永青大 楼在规划拓宽道路范围内，现需要将该楼房拆除。 永青大楼是一幢钢筋混凝土框架结构的高层建筑， 大楼高1 l 层，建筑面积约为40 0 0m 2 。 大楼四邻距离 图1 1 西侧2 ．0m 处为高压线蒙凤路3 0 ．0m 处为 汇贤中学、同福招待所；西南侧4 0 ．0m 处为雪山饭 店．8 0 ．0m 处为1 6 8 饭店西北侧8 0 ．0m 处为光明 门 门 图I 周边环境示意图 单位m F i g ．1 S c h e m a t i cd i a g r a mo ft h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t u n i t m 饭店 2 北侧2 5 ．0m 处为汽修厂5 0 ．0m 处为恒顺 汽车维修公司 3 南侧2 5 ．0m 为万俊物流4 0 ．0m 处为吉祥 招待所； 4 正东侧1 5 0 ．0 ／1 1 内无任何建筑，1 2 0 ．0m 处 为厂区道路东北侧5 0 ．0m 处为民用变压器8 0 ．0 m 处为洗衣粉厂，1 0 0 ．0m 处为居民楼。 1 ．2 工程结构 需拆除的楼房为钢筋混凝土框架不对称悬挑结 构，1 ～3 层西侧为悬挑结构；该楼房长约2 8 ．0m ，宽 约8 ．0m ；1 楼层高4 ．0m ，其他楼层层高3 ．0m ；在 楼房东北角有一个楼梯间．西南角有楼梯间和剪力 墙结构的电梯井倾倒方向有2 排承重立柱，立柱规 格为4 5c m 6 0e m 、4 5 3 mx 6 5c m 、4 0e m 5 0c m ， 楼板均为现浇板。结构布置图如图2 。 2 框架构筑物倒塌总体方案 拟拆除楼房为框架结构，高3 5 ．5m ．楼梯间及 电梯井位于待爆破楼房的东北端和西南端，整个结 构呈“L ”形，结构不对称。由于周边环境限制，采取 定向向东倒塌的方案。 待爆破楼房西侧2 ．0m 为高压线，此高压线供 应半个蒙城县城用电。为了使楼房定向向东倒塌， 并严格防止楼房后坐⋯，采用切口内立柱排间半秒 延期由东向西分段延时起爆，东侧切E l 内立柱加强 爆破，西侧铰链立柱采用减弱爆破的方式。 爆破立柱采用双层竹笆包裹防护，爆破切口两 亲收稿日期2 0 1 4 ．1 2 ．1 2 作者简介杨建军 1 9 7 9 ～ ，男，本科，从事爆破技术及应用。E - m a i l 1 3 4 0 5 8 1 2 3 1 9 1 3 9e o m 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 4 卷第4 期 J 占占 。“，，，3。0，09钮30。01l蓁 。昌赫队 忙蔼森矿弋少悬挑部分＼≮罗 【b 4 一层结构 图2 楼房结构图 单位e r a F i g ．2 S t r u c t u r eo ft h eb u i l d i n g u n i t c m 侧搭设竹笆防护架，隔离防护个别飞石，同时防止楼 房倒塌触地产生飞石．在楼房倒塌区域覆盖软土缓 冲层。 2 ．1 拆除爆破设计 2 ．1 ．1 预处理【2 ‘3 】 1 砖墙预处理用破拆工具预先将1 。3 层的 南北两端非承重砖墙全部破除，承重墙布设矩形孔 洞，预留足够的支撑。 2 楼梯预处理用电镐将切口内楼梯每跑切成 两段 3 电梯井处理采用破碎机将切口内电梯井剪 力墙爆破前预拆除。 2 ．1 ．2 爆破部位和破坏高度 2 ．1 ．2 ．1 爆破部位[ 3 】 根据周围环境和楼房高度．采用一个爆破切口 来实施该大楼的爆破，即爆破l 一4 层。切口位置详 见图3 。 2 ．1 ．2 ．2 爆破高度[ 4 { ] 通过施工实践，采用控制切口内立柱爆破高度 实现框架倒塌方案，立柱爆破高度日采用以下公式 计算‘3 | H K A 日。i 。 。 1 式中K 为经验系数，取K 1 ．5 ～2 ．0 ；A 为待爆破切 口立柱截面的最大边长，取A 0 ．6 5m ；H m i 。为待爆 破切口立柱最小破坏高度，取玑i 。 0 ．5 5m 。 H 1 ．5 2 ．0 X 0 ．6 5 O ．5 5 m 1 ．8 一 ＼楼 潮 向 l n l n n ’雹雹 ∞∞n N IN 蹦卅岬 - - 4 ’磊1 吞m 悬_ N ， 豢； H S ．3 墨。雹1 墨 ∞∞∽m U ．。N 分 四排 蠢| 磊l 磊 I H 五S 排- 4 H S - 3 雹墨雹 寸 ∞∞∞ ．●．IJ 、IJ 、 K 图3 爆破切E l 示意图 单位m F i g ．3 S c h e m a t i cd i a g r a mo ft h eb l a s t i n gc u t s u n i t m 2 ．4 m 。 立柱形成铰链部位炸高 H ’ 1 ．0 ～1 ．5 A 1 ．0 1 ．5 X0 ．6 5 m 0 ．6 5 0 ．9 8 m 。 选取了如下的数值切口内l ～3 层炸高取2 ．4 m ，4 层炸高1 ．2m ，铰链处炸高0 ．6 5m 。 2 ．1 ．3 爆破参数的确定 2 ．1 ．3 ．1 布孔参数[ 4 别 1 最小抵抗线 形 取立柱断面短边 日 的一 半，即W B ／2 。方柱W B ／2 5 0c m ／2 2 5c m 。 2 药孔间距 口 一般取口 1 ．0 1 ．8 肜，施 工中取口 1 ．2 5 W 。则o 1 ．2 5 W 1 ．2 5X2 5c m 3 0c m 。 3 药孔深度 ￡ 取立柱断面最大边长 A 的 2 ／3 。即￡ AX2 ／3 。 4 单孔药量 g 按体积公式确定 g K XV 。 2 式中9 为单孔药量；K 为单耗，取K 0 ．8 ～1 ．3k g ／ m 3 ；V 为单孔所占体积，V 口B A 。 根据式 2 ，对于截面面积为4 5C BX 6 5c m 的 方形立柱，其单孔药量为 g K XV 0 ．8 ～1 ．3 k g ／m 3X0 ．3mX0 ．4 5 mX 0 ．6 5m 7 0 1 1 5 g 。 5 填塞长度0 L ，≥ 1 ．1 1 ．2 形。 6 装药结构使用连续耦合装药。 按上述公式计算后，还应根据现场具体情况进 行修正。爆破装药参数如表1 所示。 万方数据 2 0 1 5 年8 月 非对称钢筋混凝土框架结构楼房爆破拆除杨建军．等 ．5 3 ． 2 ．1 ．3 ．2 药孔布置 对于方柱，为了减小钻孔施工的难度，在离地面 3 0c m 处布第一个孔。然后按照设计的孑L 距布孔， 布孔位置见图4 。 a 正面纵切 b 侧面纵切 导爆管填塞药包 c 横切面 d 孔内装药结构 图4 爆破布孔发装药不蒽图 单位e m F i g ．4L a y o u to fb l a s th o l e sa n dc h a r g e u n i t c m 2 ．1 ．4 爆破起爆网路 1 毫秒延期时间的选择[ 6 引。通过选择合理的 延期时间控制爆破产生的振动和结构物倒塌产生的 触地振动，自东向西分4 响，每响延期雷管的选择如 表2 所示。 表2 每响延期雷管 T a b ．2 D e l a yd e t o n a t o ri ne a c hr e s p o n s e 2 网路连接方法。立柱炮孑L 间采用四通连接， 同层及层间立柱之间采用四通联成复式网路，第3 层第3 排立柱孔内H S 4 孔外采用M S - 4 绑扎接力传 爆的连接方法，最后分2 条起爆线路延至起爆站。 2 ．2 爆破安全核算 2 ．2 ．1 爆破振动核算 根据爆破施工现场周边需保护建 构 筑物的 要求，按式 3 H ] 确定最大一段允许施工炸药量。 口 K K ’ 百Q T “。 3 式中勘为质点振动速度，c m ／s Q 为一次齐爆的最 大药量，取4 8 ．0k g ；R 为保护目标到爆点之间的距 离，m ；K 、仪分别为爆点至保护对象间的与地形、地 质条件有关的系数和衰减指数，取K 1 0 0 ，d 1 ．6 ； K7 为折减系数。取K ’ 0 ．3 。 该工程爆破振动重点保护构筑物为北侧距离待 爆大楼最近2 5 ．0m 处汽修厂，取R 2 5 ．0m 计算得 秽． 1 ．3c m ／s ，小于爆破安全规程许可的构造物 安全振动速度2 ．5c m ／s [ 8 ] 。所以该爆破施工中产 生的爆破振动不会对周边建 构 筑物产生危害。 万方数据 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 4 卷第4 期 2 ．2 ．2 塌落振动核算 楼房在爆破倒塌过程中会产生触地振动，按照 本公司施工实践，采用塌落振动公式[ 9 - l o ] 核算本次 爆破施工产生的触地振动 V t K t [ 尺． 掣 一丁1 ] 4 。 4 O 式中秽。为落地时的冲击振动速度，c m ／s ；K 。为触地 振动衰减系数，有缓冲层时取K 。 0 ．6 ；m 为下落构 件质量，k g ；g 为自由落体加速度，9 ．8m ／s 2 ；日为构 件所在的位置高度，楼高3 5 ．5I n ，日 3 5 ．5I n ；6 为 混凝土构件材料的极限应力，取3 0M P a ；J B 为触地振 动衰减指数，取届 一1 ．6 7 ；尺为保护目标与触地中 心的距离。I n 。 爆破拆除面积为40 0 0I n 2 ．折合钢筋混凝土体 积为V 40 0 0I n 2 0 ．4 5I l l l8 0 0I n 3 ．m2 P V 2 ．5t ／m 3 18 0 0m 3 45 0 0t 。本工程采用不解体 倒塌方案，落地质量为构件质量的1 ／3 ，即15 0 0t 。 北侧距离大楼最近2 5 ．0I n 处为汽修厂。取尼 2 5 ．0I n ，计算得”． 0 ．6 2c m ／s ，大楼倒塌过程中 产生的触地振动小于构筑物允许的安全振动速度。 2 ．2 ．3 飞石防护措施 1 3 层爆破立柱侧面及装药面采用双层竹笆 进行防护；4 层炸高1 ．2I n 利用原有结构墙防护，同 时在爆破切口两侧1 5 ．0I n 处搭设8 ．0I n 高竹笆防 护架。 3 爆破效果与体会 1 爆破前会同蒙城县供电局召开爆破协调会， 爆前西侧高压线停电半小时．县电力局安排电力抢 修人员现场应急 2 大楼成功爆破 图5 ，切E l 起爆后大楼微倾 并略有下坐，楼房略偏东南向倾倒，但爆堆在设计范 围内，楼房西侧2 ．0I n 处高压线未受影响，周围建筑 物、地下市政管网完好无损，说明爆破切口设计、爆 破立柱排间延期时间及铰链处炸高的选择合理 3 本次爆破产生的飞石最远为2 5 ．0I n ，说明爆 破单耗参数选择合理，飞石防护措施有效 ’ } 日●■■■■■■■■■r C 爆破后 由西向东观测 图5 爆破效果图 F i g ．5 F i g u r e sb e f o r eo ra f t e rb l a s t i n g 4 现场振动检测数据显示，距离大楼3 0 ．0n l 处最大振动速度仅为0 ．5c m ／s ，在安全允许范围 内。说明本工程采用网路延期时间合理，振动控制 措施效果明显。 参考文献 [ 1 ] 谭海，蔡万明，曹鑫，等．复杂条件下两栋七层楼房的 爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 0 6 ，2 3 1 5 6 - 5 8 ． T a nH a i ，C a iW a n m i n g ，C a oX i n ，e ta 1 ．B l a s t i n gd e m o l i t i o no ft w o7 - s t o r e yb u i l d i n g si nc o m p l e xd e m o l i t i o nc o n - d i t i o n s [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 6 ，2 3 1 5 6 5 8 ． [ 2 ]张翠兵，张承珍，邓志勇，等．1 1 层钢筋混凝土框架楼 房爆破拆除[ J ] ．工程爆破，2 0 0 3 ，9 2 3 0 - 3 2 ，1 1 ． Z h a n gC u i b i n g ，Z h a n gC h e n g z h e n ，D e n gZ h i y o n g ，e ta 1 ． D e m o l i t i o no fa n11 - s t o r e y e dr e i n f o r c e dc o n c r e t ef l a m e b u i l d i n gb yb l a s t i n gm e t h o d [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ， 2 0 0 3 ，9 2 3 0 - 3 2 ，1 1 ． [ 3 ]高文乐，毕卫国．框架结构会议厅的定向爆破拆除 [ J ] ．爆破，2 0 0 6 ，2 3 3 5 3 - 5 5 ． G a oW e n l e ，B iW e i g u o ．D i r e c t i o n a lb l a s t i n gd e m o l i t i o no f a s s e m b l yh a l li nf r a m es t r u c t u r e [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 6 ，2 3 3 5 3 - 5 5 ． [ 4 ]梁锐，刘国军．复杂环境下9 层框架楼房切割定向爆 破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 2 ，2 9 2 8 0 - 8 3 ． L i a n gR u i ，L i uG u o j u n ．C u t t i n gd i r e c t i o n a ld e m o l i t i o n b l a s t i n go fa9 - l a y e rc o n c r e t eb u i l d i n gu n d e rc o m p l i c a t e d s i t u a t i o n [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 2 ，2 9 2 8 0 - 8 3 ． [ 5 ]齐世福，刘好全，李宾利，等．框剪结构高楼纵向倾倒 拆除爆破研究[ J ] ．爆破器材，2 0 1 4 ，4 3 3 4 1 4 7 ． 下转第5 9 页 万方数据 2 0 1 5 年8 月 带偏角环形聚能装药射流汇聚性能研究薛震．等 5 9 B e i j i n g W e a p o nI n d u s t r yP r e s s ，19 9 2 ． [ 1 3 ] 隋树元，王树山．终点效应学[ M ] ．北京国防工业出 版社．2 0 0 0 ． S u iS h u y u a n ，W a n gS h u s h a n ．T e r m i n a le f f e c t s [ M ] B e i j i n g N a t i o n a lD e f e n s eI n d u s t r yP r e s s ，2 0 0 0 ． A g g r e g a t i o nP e r f o r m a n c eo ft h eJ e to fA n n u l a rS h a p e dC h a r g ew i t hO f f s e tA n g l e X U EZ h e n ，C H E NZ h i g a n g ，H O UX i u c h e n g ，F UJ i a n p i n g N a t i o n a lD e f e n s eK e yL a b o r a t o r yo fU n d e r g r o u n dT a r g e tD a m a g eT e c h n o l o g y ， N o a hU n i v e r s i t yo fC h i n a S h a n x iT a i y u a n ，0 3 0 0 51 [ A B S T R A C T ] T h es e c o n d a r ya g g r e g a t i o np r o c e s so ft h ej e to fa n n u l a rs h a p e dc h a r g ew i t ho f f s e ta n g l e sw a ss i m u l a t e db y t h ef i n i t ee l e m e n ts o f t w a r e 【J S D Y N A ．E f f e c t so ft h eq u a l i t ys i z eo ft h ea g g r e g a t i o nj e ta n dt h ec o n ea n g l eo fl i n e r so nt h ej e t a g g r e g a t i o np e r f o r m a n c ew e r ea n a l y z e da n dv e r i f i e db ye x p e r i m e n t ．R e s u l t sa r ea sf o l l o w s ．T h ea n n u l a rs h a p e dc h a r g ew i t h o f f s e ta n g l e sc a ni m p r o v et h ec o n v e r s i o no fl i n e rm a t e r i a li n t oj e t ，i n c r e a s et h ec o n t i n u o u ss t r e t c hl e n g t ho fj e ta n dt h e v e l o c i t yo fj e tt i p ，a n di m p r o v et h ej e ts t a b i l i t y ．A st h ec o n ea n g l ei n c r e a s e s ，t h ev e l o c i t yo fs e c o n d a r ya g g r e g a t i o nj e tt i p d e c r e a s e sa n dt h ed i a m e t e ro fj e tt i pi n c r e a s e s ．F o rt h e15 。o f f s e ta n g l es h a p e dc h a r g e ，s m a l l e rc a v i t yo fa g g r e g a t i o nj e tt i p a n db e t t e rp e n e t r a t i o ne f f e c tcanb eg e n e r a t e dw h e nt h ec o n ea n g l ei s4 0 0 ．T h er e s u l t scanp r o v i d ear e f e r e n c ef o rt h ep r a c t i c a le n g i n e e r i n gd e s i g no fa n n u l a rs h a p e dc h a r g e ． [ K E YW O R D Sj s h a p e dc h a r g e ；a n n u l a rl i n e r s ；o f f s e ta n g l e ；j e t ；c o n ea n g l e 6 0 ∈} o e o } o ∈} o C o ’o C o ，o ，o ，o ￡，O O } 0 } o ∈} o ∈} 0 0 6 0 ∈} o ’o ∈} o ∈} o ∈} o ∈o E } o } o } o ∈} o ∈} o ∈} 0 ，o ∈，o ∈，o ，o ∈ o ，o } o o } 0 } 0 o } o ∈’o ∈} o 杈 上接第5 4 页 Q iS h i f u ，L i uH a o q u a n ，L iB i n l i ，e ta 1 ．B l a s t i n gs t u d y o n t h el e n g t h w i s e c o l l a p s eo fa t a l l b u i l d i n g w i t haf r a m e s h e a rw a l ls t r u c t u r e [ J ] ．E x p l o s i v eM a t e r i a l s ，2 0 1 4 ，4 3 3 4 1 - 4 7 ． [ 6 ]韩文红，田永良，齐世福，等．复杂环境下八角高楼的 爆破拆除[ J ] ．工程爆破，2 0 1 1 ，1 7 2 4 5 - 4 8 ． H a nW e n h o n g ，T i a nY o n g l i a n g ，Q iS h i f u ，e ta 1 ．B l a s t i n g d e m o l i t i o no fa ne i g h t - a n g l eh i g h b u i l d i n gu n d e rc o m p l e x e n v i r o n m e n t s [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 11 ，1 7 2 4 5 _ 4 8 ． [ 7 ]杨国梁，杨军，姜琳琳．框。筒结构建筑物的折叠爆破拆 除[ J ] ．爆炸与冲击，2 0 0 9 ，2 9 4 3 8 0 ．3 8 4 ． Y a n gG u o l i a n g ，Y a n gJ u n ，J i a n gL i n l i n ．N u m e r i c a ls i m u l a t i o n so nf o l db l a s t i n gd e m o l i t i o no ff r a m e t u b es t r u c t u r e s [ J ] ．E x p l o s i o na n dS h o c kW a v e s ，2 0 0 9 ，2 9 4 3 8 0 3 8 4 ． [ 8 ] G B6 7 2 2 - - 2 0 0 3 爆破安全规程[ s ] ．北京中国标准出 版社．2 0 0 4 ． G B6 7 2 2 - - 2 0 0 3B l a s t i n gs a f e t yr e g u l a t i o n s [ s ] ．B e i j i n g S t a n d a r d sP r e s so fC h i n a ，2 0 0 4 ． [ 9 ]罗海萍，谢义林．昌荣大酒店爆破拆除[ J ] ．爆破， 2 0 0 9 ，2 6 2 7 1 - 7 3 ． L u oH a i p i n g ，X i eY i l i n ．B l a s t i n gd e m o l i t i o no fC h a n g r o n gH o t e l [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 9 ，2 6 2 7 l - 7 3 ． [ 1 0 ]周家汉．爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论 [ J ] ．工程爆破，2 0 0 9 ，1 5 1 1 - 4 ，4 0 ． Z h o uJ i a h a n ．D i s c u s s i o no nc a l c u l a t i o nf o r m u l ao fc o l l a p s i n gv i b r a t i o nv e l o c i t yc a u s e db yb l a s t i n gd e m o l i t i o n [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 9 ，1 5 1 1 - 4 ，4 0 ． B l a s t i n gD e m o l i t i o no faA s y m m e t r i c a lB u i l d i n gw i t haR e i n f o r c e dC o n c r e t e dS t r u c t u r e Y A N GJ i a n j u n ，H U A N GL e i ，C A IW e i N a n j i n gT o n g d aB l a s t i n gC o ．，L t d ． J i a n g s uN a n j i n g ，2 1 0 0 0 7 [ A B S T R A C T ] A na s y m m e t r i c a lb u i l d i n gw i t har e i n f o r c e dc o n c r e t e ds t r u c t u r e ，w h i c hW a si nac o m p l i c a t e de n v i r o n m e n t ， w a sd e m o l i s h e db yad i r e c t i o n a lc o n t r o l l e db l a s t i n gs c h e m e ．T h eb l a s t i n gd e m o l i t i o no fa ne l e v e n t h s t o r e yb u i l d i n gn a m e d M e n g c h e n gY o n g q i n gB u i l d i n gw a st a k e na s a ne x a m p l e ．P a r a m e t e r si n c l u d i n gb l a s t i n gs c h e m e ，p r e t r e a t m e n t ，d e s i g no f b l a s t i n gc u t s ，s e l e c t i o no fr e a s o n a b l eb l a s t i n gp a r a m e t e r s ，s e c u r i t yc h e c k i n go fb l a s t i n ga n d S Oo nw e r ei n t r o d u c e d ．R e s u l t s i n d i c a t et h a t t h eb l a s t i n gs c h e m ee n s u r e dt h ea c c u r a c yo ft h ed i r e c t i o n a lc o l l a p s eo fa s y m m e t r i cs t r u c t u r e sa n dt h ef u l ld i s i n t e g r a t i o na n dt h u sa n t i c i p a t e dd e m o l i t i o nr e s u l t sa r ea c h i e v e d ．I tc o u l dp r o v i d ea r e f e r e n c ef o rs i m i l a rb l a s t i n gp r o j e c t s ． [ K E YW O R D S ]a s y m m e t r i c a l ；r e i n f o r c e dc o n c r e t es t r u c t u r e ；c o m p l e xe n v i r o n m e n t ；p r e t r e a t m e n t ；b l a s t i n gd e m o l i t i o n 万方数据