建筑物拆除爆破.ppt

5建筑物的拆除爆破,,5.1一般建筑物的拆除爆破,建筑结构的分类（1）按照所用的材料分类按照所用的材料，建筑结构分为A、钢结构；B、木结构；C、砖石结构；D、钢筋混凝土结构；E、混合结构。（2）按照结构类型分类按照结构类型，建筑结构分为A、框架结构；B、排架结构；C、承重墙结构；D、特种结构。,5.2爆破拆除的顺序,（1）首先拆除阻碍主体建筑物倒塌的建筑物，以保证主体建筑物有倒塌的自由空间或塌散场地；（2）首先拆除容易拆除的建筑物，以便及早进行清理；（3）首先拆除影响交通的建筑物，为拆除其余建筑物和清理工作创造施工条件。（4）爆破拆除的建筑物内部有多个小的结构物（如机器的基础、容器型结构等）时，一般应首先拆除内部的结构物，既利用建筑物阻挡碎块飞散，当建筑物倒塌后也便于清理。,5.3倒塌条件与倒塌形式,（1）倒塌的条件A、必须将建筑物的承重柱（墙）破坏一定高度，造成在自重作用下的偏心失稳；B、形成足够大的倾覆力矩，对钢筋混凝土支柱还需要形成相应的转动铰链；C、对某些结构还须削弱或全部破坏刚性结点的刚度，保证结构的整体彻底失稳。,（2）倒塌形式主要有定向倒塌、折叠倒塌、内向倒塌和原地坍塌四种。①当Ｈ／Ｂ＞2，建筑物一侧有空地（空地长L＞2H/3）时，可采用定向倒塌。增大倾倒角的途径是A、增大支柱的破坏高度，提高B点的位置；B、降低冲击点B’处的地面高度。实现定向倒塌的途径有二一是沿倾倒方向的承重墙或柱爆破不同的高度（即高度差，倒向高背向低）；二是安排恰当的起爆顺序（即时间差，倒向先响背向后响）。,②当H/B＞＞2，且场地受限（L＜2H/3）时，可采用折叠爆破。折叠倒塌是在爆破过程中使框架发生折叠，从而缩小倾倒后的塌散范围。,多层框架结构的高度超过允许塌散的距离，可采用双向折叠倒塌。有这种情况下，自上而下逐层爆破框架两侧的支柱，利用每层支柱的不同爆破高度，按照从上至下的顺序分段起爆，即上一段爆破并折叠到一定角度后再爆下一段，在向两侧倾倒的过程中，实现双向交替折叠倒塌，以减小塌落长度。,③当H/B＜＜2，即楼房四周无场地时，可设计向内部（中间）倒塌的方案（见图11-3-4）。内部倒塌是利用时间延迟和炸高的不同，使建筑物中间部位先炸塌，周围部分向已炸塌的中间部分合拢，在合拢过程中扭曲、碰撞实现进一步解体，但内向倒塌爆堆较高。,④当H/B＜2，一般采用原地坍塌（见图11-3-5）。将最下层所有承重墙和柱炸毁相同高度，同时将上层梁、柱、板连接点炸开，建筑物就可以实现原地坍塌。为减少二次破碎，可考虑把上层靠重力摔不断的较大构件钻孔截断。要求控制塌散范围时，应由里向外起爆，先起爆内承重墙柱，后起爆外承重墙柱。要求降低堆积高度时，则应先起爆外墙，后起爆内墙。无特殊要求时，也可将所有装药同时起爆。,5.4框架结构的爆破拆除,框架结构建筑物的主要承重体系由钢筋混凝土柱、梁、板组成，柱、梁、板一般为整体浇注，横梁与支柱为刚性连接，从而构成一个整体“刚架”（或称框架），其构件强度、刚度和跨度都较大，隔墙较少。,框架结构是由若干平面框架彼此间通过联系梁加以连接而成的空间结构体系。在此体系中，平面框架是基本的承重结构，它可以沿房屋横向布置；也可沿纵向布置；对于有抗震要求的楼房，一般两个方向均为承重框架。框架结构的楼房一般都具有宽度远小于长度的特点。就楼房的总体形状而言，一般纵向刚度易于保证，面横向则显得薄弱，所以通常多将承重框架沿楼房横向布置，以便提高楼房横向的强度和刚度，而在纵向通过联系梁保证楼房具有必要的刚度。对于净空高度很大的厂房常把承重框架沿纵向布置，横向由截面高度不大的联系梁连接，刚度很差，民用楼房一般不采取这种布置方案。双向布置的承重框架，即使楼板仅沿一个方向布置，两个方向上的框架也都有足够的强度和刚度。,5.4.1框架结构整体倒塌条件,（1）利用承重立柱爆破的“高度差”形成倾覆力矩,（2）利用承重立柱先后起爆的“时间差”形成倾覆力矩,5.4.2承重支柱的破坏高度,框架的承重立柱偏心失稳是框架倒塌的关键。用爆破方法将立柱基础以上一定高度的钢筋混凝土充分破碎，使之脱离钢筋骨架，则孤立的钢筋骨架便不能形成整体抗弯截面。当钢筋骨架顶部承受的静荷载达到一定的值时，则钢筋发生塑性变形，立柱失稳下落，满足上述条件的立柱破坏高度，称为最小破坏高度Hmin。爆破实践表明，立柱爆破后，钢筋骨架中的箍筋一般断开，以主钢筋的横向约束减小，甚至解除，则任何一根主钢筋都可看作受力杆件。根据压杆的稳定理论，立柱失稳的最小破坏高度与压杆的临界荷载和长细比有关。,1立柱最小破坏高度Hmin,假定立柱的最小破坏高度为Hmincm，钢筋骨架上部的压力荷载为P（cm），立柱钢筋直径为dcm，截面面积为Fcm2，截面惯性矩为Jπd4／64，许用应力为[бP]Kg/cm2，弹性模量为Ekg/cm2，主筋数量为n，作用在每根主筋的压力荷载为P/n，相应的应力为P/nF，下面根据长细比和临界荷载确定立柱的最小破坏高度Hmin1）当P/n[бP]F时这种情况是在长细比较小的条件下，钢筋上的作用压力引起的压缩应力超过了许用应力，必然因钢筋的强度不够而发生压缩破坏。,2）当P/n≤[бP]F时在这种情况下，钢筋强度能够承受上部荷载，问题在于其稳定性。因此，需对钢筋进行压杆的失稳计算。承受立柱爆破后暴露出一定的钢筋长度，如其临界荷载小于或等于上部作用的荷载，则压杆失稳。根据长细比的大小，用不同的公式计算临界荷载并确定破坏高度。①当λ≥100时，临界荷载用公式Pmπ2EJ／4H2计算。②当60≤λ＜100时，根据经验公式计算临界应力бma－bλ式中бm---压杆材料的临界应力，kg/cm2；a，b----与压杆材料机械性质有关的常数.,在控制爆破中，为确保框架倒塌，往往将承重立柱的破坏高度加大，有的拆除工程根据下式确定破坏高度（1）倒塌方向的支柱破坏高度（HP）HPK（BHmin）（2）承重支柱形成铰链部位的破坏高度HJKB式中K----系数，K1.0～1.5；B－立柱截面（在倾倒方向）的边长，cm。,2立柱破坏高度,应当说明，对于承重立柱较高、上部荷载不大的框架结构，或者环境要求严格需要采用折叠爆破时，通过计算确定立柱的破坏高度是必要的而对承重立柱不高、上部荷载较大的框架结构实施一般的爆破拆除，有时并不计算立柱的破坏高度，而是根据需要和可能将某一侧的立柱破坏较大的部分，以便利用重力势能使结构充分解体。,5.4.3起爆顺序和时间间隔,起爆顺序一般是要求框架结构的楼房定向倒塌时，倒塌方向上的承重支柱先起爆，非倒塌方向上的承重支柱一般后起爆；要求框架结构的楼房折叠定向倒塌时，上部爆破部位以及倒塌方向上的承重支柱先起爆，下部爆破部位以及非倒塌方向上的承重支柱一般后起爆；要求框架结构的楼房由中间向下坍塌时，中间的梁柱以及上部结点先起爆，外侧的承重支柱后起爆。,5.5排架结构的爆破拆除,排架结构的主要承重体系由屋架（或梁）和柱组成。屋架与柱的顶端为铰连接，而柱的下端嵌固于基础内。这种具有铰接受力特点的房屋结构叫做排架结构。,5.5.1排架结构的特点（1）跨度大排架结构的单层厂房，其跨度在十几米至二十几米。（2）结点薄弱排架结构的支柱与屋架（或梁）之间的连接是将屋架端部下面和支柱顶部的予埋钢板焊结在一起的，这种连接不能承受弯矩，容易发生破坏。（3）整体性差排架结构的单层厂房一般由予制构件组合而成，由于纵向长、刚度低，所以容易分离。（4）排架结构的单层厂房高宽比小，难以实现定向倒塌。,5.5.2排架结构的爆破特点（1）倒塌形式排架结构的单层厂房高度有限，而宽度较大，高宽比一般小于2。因此，原地坍塌是此类结构的基本倒塌形式。既使采取定向倒塌的设计方案，爆破后绝大部分塌落物仍坍塌在原厂房的范围内，定向效果不明显。（2）爆破的构件和部位排架结构的支柱是受力、传力的基本构件。支柱与屋架的结点是非刚性结点，一旦支柱失稳下落，结点一般可在弯矩作用下破坏，使屋架与支柱分离（对用角钢加固的结点可在爆前用乙炔氧气烧断）。所以，爆破的构件一般只是承重支柱；支柱的爆破部位一般在弯矩最大的底部，而对屋架与支柱的结点一般可不爆破。（3）结构的解体排架结构的单层厂房，因是予制件组合而成的，构件截面一般都比框架结构小。由于整体性差，支柱失稳倾倒后，屋架及其以上的部分解体比较充分，有些构件还会在塌落过程中破断。,5.6承重墙（混合）结构的爆破拆除,5.6.1承重墙的平面布置（1）横墙承重横墙承重房屋的受力特点是横墙支承楼板，即横墙是承重墙；纵墙是自承重墙；内纵墙支承走廊板的重量，但荷载较小。这种房屋横墙密，横向刚度较大，整体的刚度也较大。（2）纵墙承重纵墙承重房屋的受力特点是板的荷载传给梁，由梁传给纵墙，纵墙是主要承重构件；横墙只承受小部分板的荷载。这种房屋横向刚度较差，纵墙受力集中，纵墙较厚，往往在墙中加柱。,5.6.2承重墙结构的倒塌形式（1）当楼房的高度Ｈ与宽度Ｂ之比小于2（即Ｈ／Ｂ＜2），且楼房无构造柱、无圈梁或圈梁较少，楼房周围空地长L＞H/3H/2时，可采用原地坍塌方案。原地坍塌是承重墙结构最基本的倒塌形式。（2）当Ｈ／Ｂ＞2，且楼房有构造柱和圈梁，楼房一侧有不小于楼高H的场地时，可采用定向倒塌方案。对于无构造柱和圈梁的楼房，因整体刚度较差，定向效果一般不明显，而且倒塌的背向易产生“后坐”现象。,5.6.3爆破部位、破坏高度与破坏程度（1）爆破部位承重墙依靠墙体承受上部荷载，一旦底层的承重墙体彻底破坏一定高度后，整个结构则向下塌落。砖、石结构的整体性不强，抗拉、拉弯强度低，易于在倾斜和塌落时进一步破坏。为了减少药孔数量，爆破部位通常选择在门窗一线。横墙的爆破部位可由离地面0.5m起向上一定范围布孔。（2）破坏高度原地坍塌时，破坏高度HP（一般指上、下排药孔轴线间的距离）不小于墙厚δ的2～2.5倍，即HP（2～2.5）δ。,定向倒塌时，倒塌方向的纵墙，爆破部位应适当降低，可采用一字形爆裂口或三角形爆裂口，倒塌方向的破坏高度HP不应小于墙厚δ的2.5～3倍，即HP≥（2.5～3）δ，并充分破碎；倒塌反方向上的纵墙，应适当提高爆破部位，由窗的上缘（0.3～0.5）m向下，破坏高度不应小于墙厚的（1.0～1.5倍），削弱墙体强度。两面纵墙之间的横墙从地面上（0.3～0.5）m起向上，破坏高度不应小于墙厚的（2.0～2.5）倍，这个范围内的砖石也应充分破碎。,（3）破坏程度布孔范围内的墙体和立柱必须充分破碎，并散离原位，以形成连续的爆裂口。如破碎不充分，则容易形成支点，造成爆后不倒的严重后果。为保证效果，药孔一般不小于3排。,5.6.3起爆顺序和时间间隔,原地坍塌时，根据塌散范围和堆积高度的要求确定起爆顺序。当要求控制塌散范围时，应由里向外，按先中间的横墙、后外围的纵墙（或横墙）的顺序起爆；当要求降低堆积高度时，则按照先外部纵、横墙，后内部横墙的顺序起爆。无特殊要求时，也可将所有装药同时起爆。定向倒塌时，首先起爆倒塌方向的纵墙，然后起爆中间的横墙，最后起爆倒塌反方向上的纵墙。起爆的延期时间间隔可用高段微差，也可用低段秒差。由于承重墙结构自重大、整体性差，对于一个房屋的爆破延期时间不宜过长，一般应控制在2-3s以内。,5.7结构物拆除爆破技术设计,主要内容,结构物拆除爆破参数确定药孔布置药量计算装药结构楼房爆破拆除的预处理工程实例介绍,（一）结构物拆除爆破参数确定,（1）炮孔眼间距a钢筋混凝土结构a1.2～2.0W；浆砌片石或料石a1.0～1.5W；浆砌砖墙a1.2～2.0W,（2）排距b的确定多排炮孔一次起爆时，排距b应略小于孔距a；根据材质情况和对破碎块度的要求，可取b0.6～0.9a；多排炮孔逐排分段起爆时，考虑前排爆堆的影响，宜取b0.9～1.0a,（3）炮孔直径d炮孔直径d38～44mm,4孔深L的确定炮孔深度L大于最小抵抗线W；确保炮孔装药后的净堵塞长度L1大于或等于1.1～1.2W，即L1≥1.1～1.2W爆破体底部有临空面时，取L0.6～0.65H；无临空面，取L0.7～0.8H,（二）药孔布置,1、正方形截面支柱2、矩形截面支柱3、工字形截面支柱4、圆形截面支柱5、墙壁药孔布置,矩形截面支柱上的药孔布置,工形截面支柱翼缘的药孔布置,（三）药量计算,通用计算公式Qqv演化公式QqWaHQqabHQqBaHQqaπR2,药量计算的其它方法,按面积和体积计算药量的公式,,按孔深计算单孔药量QKL,（四）装药结构,密实装药非密实装药,分层装药具有轴向间隙的特殊非密实装药结构；L≥1.5W时，则应设计分层装药；当炮孔深度L（1.6～2.5）W时，将单孔药量分成两个药包即两层装药；L（2.6～3.7）W时，分成三个药包即三层装药；L＞3.7W时，分成四个药包即四层装药装药结构.分层装药的药量分配为下层装药比上层装药增加20～40％.,（五）爆破拆除预处理,预处理的目的为结构物的定向倒塌创造条件；减小炸药使用量，降低爆破危害效应。处理的基本对象承重墙、空斗墙、连体墙、围梁、楼梯间、电梯间竖井、阳台、屋顶水塔及其它附属结构、不同楼体连体墙之间构件的处理,预处理时应注意的事项,不影响结构的整体失稳，要处理彻底，但不要过度；防止未爆先倒；处理好由预处理构件渣体的堆放，防止楼体倒塌时这些渣体的自由滚落,（六）工程实例介绍,,,,5.8楼房拆除爆破的注意事项,（1）为使楼房顺利倒塌，在爆破前应将全部门窗拆除，切断该楼房的电力、通信和水气等管线，如与邻近建筑物有结构联系，或待拆楼房需保留一部分，应在爆破前切断与邻近建筑物或保留部分的联系，清除一切影响楼房倒塌的障碍。（2）楼梯间或电梯间的结构（梁、板、柱、墙）对楼房倒塌有较大影响，应尽可能在爆破前进行必要的处理，破坏其强度和刚度。若不能预先处理，应在布孔和装药时，加大布孔的高度和范围，并适当增加药量，将其充分破碎。,（3）对于框架结构楼房中的非承重隔墙，为了减少钻孔工作量，可预先用人工拆除一部分。能有效阻挡爆破飞石和保护电爆网路的墙体，不宜预先拆除。有些隔墙为空斗墙或采用空心砖砌筑的，不便钻孔，应预先拆除。对于承重墙结构楼房，通常药孔数量较大，为了减少钻孔工作量，在保证楼房结构稳定的前提下，可用人工适当拆除部分墙体，拆除后的墙洞以拱形为宜。,（4）楼房爆破前的预处理要进行施工安全性校核，使预处理后的剩余支撑截面有足够的抗力支持整个楼房上部的荷载，避免因盲目处理而导致“不炸自倒”的严重事故。（5）如果被拆除的楼房有地下室，应将地下室的承重墙、柱和顶板的主梁用爆破法充分破碎，爆破地下室的装药可与爆破楼房的其它装药同时起爆。分段延期起爆时，可最后起爆地下室的装药。,（6）楼房爆破应尽量采用非电导爆管系统起爆，并采用加强型起爆网路形式。亦可采用毫秒延期电雷管系统起爆。若采用瞬发电雷管通过多路延时起爆器起爆时，布孔时应考虑便于电爆网路的保护，爆破前应对易被飞石损坏的线路进行严格的防护，以避免后爆的网路被飞石切断而拒爆。,（7）药孔的直径一般不宜小于38mm，以保证装药的集中度和足够的填塞长度。（8）在城市闹市区或居民稠密区爆破拆除楼房时，如周围建筑物较多且较近时，应在被拆除楼房周围设置一定高度的防护遮障。如被保护的目标尺寸较小且较重要时，应对这些目标进行重点防护。（9）楼房爆破倒塌时，楼层内的空气受到突然的急剧压缩会形成速度很大的气流，这些气流向外喷射时将震落的灰尘和爆破形成的灰尘一起带出，造成尘土飞扬。因此，爆破前应通知附近居民临时关闭门窗，防止或减少灰尘的污染。,（10）如爆破后因不明原因出现“爆而不倒”的状况，应沉着冷静，查明原因后再处理。处理爆后不倒的危楼时，如系起爆网路拒爆的原因，应查明故障重新联线起爆；如系药量不足或爆破部位选择不当原因造成的，经结构专家分析后认为无危险时，可用药孔爆破法拆除；如认为不宜再穿孔时，可采用直列装药外部装药爆破法拆除。用外部装药爆破法拆除时，应充分估计到空气冲击波对门窗玻璃的破坏作用，必要时应采取严格的防护措施。,