多种结构体系建筑物的爆破拆除探析

2013-02-28 08:28田均张炳奎邱微微汪龙
重庆建筑 2013年8期
关键词:楼体解体立柱

田均,张炳奎,邱微微,汪龙

(重庆市爆破工程建设有限责任公司,重庆400020)

多种结构体系建筑物的爆破拆除探析

田均,张炳奎,邱微微,汪龙

(重庆市爆破工程建设有限责任公司,重庆400020)

该文介绍多种结构体系建筑物爆破拆除的一种较为安全、可靠、高效、经济的施工方法,通过对不同结构体系采取不同的爆破方式,同时兼顾各种爆破方式的有效衔接,达到安全、可靠、高效的拆除效果,为类似工程积累了成功经验。

多种结构体系;建筑物;爆破拆除;成功经验;爆破参数;爆破网络

1 工程概况

待拆大楼地处观音桥商圈繁华地带,北城天街与洋河路交汇处,周边环境极其复杂,人流车流量较大,临街商铺密集,管线众多。北侧2.8m处为宽4.7m的人行道,人行道外侧为城市主干道北城天街(边侧为市政停车道),37m处为沃尔马商场和临街商铺;西侧17m处为数码大厦,其间有一条14m宽的道路;南侧9.5m处为小区公路,21m处为居民楼及重庆市移民区;东侧2m处为宽2.5m的人行道,人行道外侧为洋河路(边侧为市政停车道),17m处为桃园小区和在建高层结构九街高屋。拆除区域周边环境图见图1。

图1 爆区周边环境示意图

待拆大楼分为商务楼和贵宾楼,其中商务楼长84.2m,宽49m,高44m,地面以上共10层,地下1层,局部2层,两侧各有一处塔楼,为钢筋混凝土全框架现浇楼板结构。第3层为转换层,底部两层及地下室为矩形,每层从南向北共10排86根主要立柱;3层至10层呈回字形,每层从南向北共9排80根主要立柱,回形长边侧内部间距17m。

贵宾楼长91.7m,宽70.2m,为钢筋混凝土框架结构。主楼部分呈L形,地面以上10层,高44m,地下1层;东侧裙楼部分共4层,高20.4m,地下1层。塔楼部分(罗曼邸)共24层,高92.2m。主楼与裙楼之间有一条施工缝,裙楼与塔楼相互连接成为一体。建筑物结构见图2和图3。

图2 商务楼二层平面图

图3 贵宾楼二层平面图

两栋大楼均为未完工的清水房,底部3层仅有梁、柱、剪力墙和少数隔墙,无外墙,3层以上的隔墙主要采用加气混凝土以及空心板。

2 工程特点和难点

回形结构的商务楼高宽比较小,而L形结构的贵宾楼主楼结构特殊,且周边环境复杂,两栋大楼均不具备定向倾倒的结构条件和环境条件,只能采用原地解体的爆破方式,同时该楼还具有以下工程特点和难点。

2.1 楼体自身结构极其坚固

两栋大楼均为钢筋混凝土现浇楼板全框架结构,混凝土标号及配筋率较高,结构强度大,稳定性好;同时,部分的楼板、梁、柱在施工完成后,采用了加大截面积、粘贴钢板及碳纤维辅以植筋等加固法进行了改造加固,进一步增加了结构的稳定性和强度。

2.2 爆破拆除的技术难度极高

一是商务楼结构复杂,底部两层及地下室为矩形结构,3层及以上为回形结构,整个楼体结构稳定,且无可倾倒方向,如何有效地破坏楼体结构,保证楼体原地倒塌充分并能解体需要重点考虑;二是贵宾楼呈L形,通常做法是将其切割成两个独立的矩形结构,因横梁跨度较大,无法切割,如何在不切割的情况下使其顺利倾倒解体是关键;三是贵宾楼裙楼与需要保护的塔楼连接紧密,拆除过程中如何保护好塔楼罗曼邸需要重点考虑。

3 爆破方案

3.1 爆破方案确定

商务楼采取原地坍塌解体的方式进行爆破。结合楼体结构特点,原地坍塌有3种方式,即切割分块、逐块倒塌,环形内陷、逐圈倒塌,逐跨塌落、原地解体。按照减少爆破飞石,降低爆破震动和空气冲击波,降低爆破渣石占道的要求,尽可能扩散结构塌落后形成的气流,并使楼体解体充分,确定采用环形内陷、逐圈倒塌和逐跨塌落、原地解体相结合的爆破方式,即:沿楼体走向自东向西,立柱呈V形逐排起爆。如图4。[1-2]

采用该爆破方式有诸多优点,一是外排柱炸高低于内排柱,可有效的减少防护的压力,减少防护工程的工作量;二是自东向西V形逐排起爆,增加了楼体的坍塌时间,有利于结构坍塌时层间气体的扩散;三是结构逐排塌落,逐跨解体,有效的降低了爆破震动和空气冲击波,减少了次生灾害;四是充分利用3层以上宽17m的中空部分,使楼体在内陷的基础上逐排倒塌,有效地控制了爆后渣石占道。

图4 商务楼爆破方式示意图

贵宾楼采用沿楼体走向自西向东逐跨塌落、原地解体的总体爆破方案。贵宾楼逐跨倒塌的方向为自西向东主要是考虑到商务楼的逐跨倒塌方向为自东向西,减少防护的工作量,有效地阻挡了爆破飞石,降低了防护的压力(图5)。

图5 贵宾楼爆破方式示意图

3.2 爆破参数及爆破网路

为保证商务楼解体充分,爆破主高度为8层,8层以下的所有非边排立柱均钻孔装药并使其破坏,边排立柱爆破至第4层即可,以减少防护工作的压力和工作量,而内外高差可使渣石进一步内陷,避免渣石占道;楼体内部需完全解体,以保证结构顺利内收,故将这两个区域的所有立柱、横梁自底层至顶层全部爆破;①轴所有立柱仅在底层立柱根部钻两个孔进行松动,以防止局部耸立或后座。

贵宾楼主楼采用沿楼体走向自西向东逐跨塌落,原地解体的总体爆破方案。为保证解体充分,避免爆渣堆积过高,爆破主高度为8层,8层以下的所有非边排立柱均钻孔装药并使

其破坏。⑥轴所有立柱以及③轴D、E、F立柱仅在底层立柱根部钻两个孔进行松动,以防止局部耸立或后座。如表1。

表1 商务楼及贵宾楼爆破参数一览表[3]

商务楼共分为14个爆破区域,贵宾楼共分为6个爆区。各区采用半秒延期导爆管非电雷管,区间的延期时差为0.5s。各区全部立柱自下至上采用同一段别的雷管。各爆区雷管分段(图6、图7)。

图6 二层平面爆破分区及雷管分段示意图

图7 二层平面雷管分段示意图

部分立柱采用孔外延时,为防止先爆结构产生的飞石破坏延期网路,需要对爆破网路进行足够的防护。

爆破网路采用簇联的方式,每20发非电雷管导爆管簇连绑扎,由2发瞬发电雷管起爆,然后将所有电雷管串联成回路。

3.3 预处理

在保证大楼结构绝对稳定的前提下,为了获得比较理想的爆破效果,减少钻孔工作量,保证大楼的顺利倒塌,确保解体充分,必须在爆破施工前对商务楼的结构进行以下预处理。

(1)非承重墙的处理[4]:爆破前需将爆破高度范围内的非承重墙全部拆除,防止因其解体不充分而影响倒向的准确性。

(2)楼梯间的处理:因楼梯间结构坚固,在爆破前应将爆破高度范围内的全部楼梯切断。

(3)电梯井的处理:剪力墙结构的电梯井强度较大,若不处理将可能局部耸立或者影响临近区域的倒塌和解体,为此,将爆破高度范围内的电梯井自上至下全部人工拆除。

(4)上部塔楼的处理:因塔楼高于主楼超过7m,为避免垮落时倒向的不确定,将塔楼高出主楼结构部分,即10层以上部分全部人工拆除。

4 安全校核

4.1 塌落振动安全校核

其支撑作用的混凝土立柱破坏后,大楼在自身重力作用下沿设计倾倒方向倒塌。塌落触地震动根据2002年中国科学院力学所周家汉研究员修正后的计算公式可得倒塌触地冲击震动速度:[5-6]

计算得,大楼塌落触地对沃尔玛商场、最近居民楼、移民局大楼和九街高屋等建筑引起的振动速度分别为:0.48cm/s、0.78cm/s、0.33cm/s及0.19cm/s,该值均远小于《爆破安全规程》GB6722-2003[7]中规定的钢筋混凝土结构房屋及新浇大体积混凝土的最大允许安全振动速度,结构塌落震动对沃尔玛商场、最近居民楼、移民局大楼和九街高屋是安全的。

4.2 爆破飞石安全校核

飞石安全距离按照如下经验公式计算:

L=71 q0.58[8]

计算得L=62(m),本工程安全警戒距离取150m。

飞石对附近建筑物形成较大威胁,需进行可靠的安全防护。为此,在装药位置用草袋、竹笆覆盖,外排柱尤其需要注意防护,用竹笆和铁丝将立柱四个面封闭。

由此计算可知,对于爆区周围15m范围内的建筑物均应采取打开门窗,并用彩条布遮挡覆盖措施;因爆区周边管线距离楼体较近,在安全范围内,楼体周边的管线设施必须迁移,以确保安全。

4.3 爆破冲击波的安全校核

冲击波安全距离按照经验公式计算:[6]

5 爆破效果

从人员进场到实施爆破共计90天,2010年9月18日7时准时起爆,楼房完全按照设计方向倒塌,通过录像资料和爆后梁的倒向可以看出,未发生局部耸立和后座,爆破效果达到设计要求。爆后清碴未发现一发拒爆的雷管。

6 结论

通过对该楼的爆破效果分析,可以得出以下结论:

(1)通过对不同结构体系采取不同的爆破方式,同时兼顾各种爆破方式的有效衔接,可达到安全、可靠、高效的拆除效果;

(2)采用高差与时差相结合,使楼房在倒塌过程中有效地利用楼房的自重,有利于控制楼房的倒塌范围;

(3)三维的非电导爆管起爆网络系统的可靠性高,适合闹市区拆除爆破的要求。

[1]郑德明,余德运,曹跃,等.合肥17层高楼原地坍塌拆除爆破[J].爆破,2006,23(1):48-51.

[2]孙更强,王会森,生鸿杰,等.青岛鲁碧水泥厂楼房拆除爆破[J].爆破,2007,24(2):67-68.

[3]陈华腾,钮强.爆破计算手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1991.

[4]龙源,张冀峰.砖混建筑物承重墙爆破拆除预处理计算模拟及优化设计[J].工程爆破,1984,4(4):6-9.

[5]顾毅成.爆破工程施工与安全[M].北京:冶金工业出版社,2007.

[6]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社, 1999.

[7]GB6722-2003爆破安全规程[S].北京:中国标准出版社, 2004.

[8]冯叔瑜,吕毅.城市控制爆破[M].北京:铁道出版社,1985.

责任编辑:孙苏,李红

新技术新材料

大力推广建筑保温板材应用技术不断提高建筑节能工程实施质量

为提高民用建筑保温隔热工程质量,保证建筑节能实施效果,近年来重庆市城乡建委针对保温浆料产品质量不稳定、施工质量难控制、易出现空鼓开裂的问题,着力研究优化调整建筑保温隔热技术路线,努力推动建筑保温隔热材料走工厂化、成品化、板材化和规范化发展道路,组织编制发布了难燃型膨胀聚苯板、难燃型挤塑聚苯板、复合硬泡聚氨酯板、复合酚醛泡沫板、真空隔热保温板、硅酸铝棉保温板、岩棉保温板和岩棉保温装饰一体化板等8项保温隔热板材的应用技术规程和建筑构造图集,为规模化和规范化推广应用保温隔热板材提供了有效技术支撑。

为了切实提高全行业推广应用建筑保温隔热板材的技术能力水平,确保建筑保温隔热板材应用工程质量,今年以来,重庆市城乡建委委托市建筑节能协会、市勘察设计协会和中煤科工集团重庆市设计研究院等单位共组织开展了10场建筑保温隔热板材应用技术标准与构造图集宣贯培训活动,对各区县城乡建设主管部门建筑节能管理人员以及全市广大开发建设、设计、图审、施工、监理、检测和材料等单位技术人员共计2000人进行了培训。培训活动主要采取专家讲解、案例分析、现场答疑和实物展示相结合的方式,深入解析了难燃型膨胀聚苯板、难燃型挤塑聚苯板、复合硬泡聚氨酯板等8项常用建筑保温隔热板材的性能特点、系统构造以及设计、施工、监理、检测和验收的技术要点。培训活动期间,参训人员纷纷反映通过参加培训,充分认识到限制使用保温浆料和推广应用保温隔热板材的现实必要性,增强了推广应用建筑保温隔热板材的主观性和使用建筑保温隔热板材的技术水平。

近期,重庆市城乡建委还将下达2013年全市绿色建筑与建筑节能培训计划,督促指导各区县城乡建委以及广大开发建设、设计、图审、施工、监理、检测和材料等单位继续深入组织开展建筑保温隔热板材应用技术标准和构造图集宣贯培训,切实提高一线操作人员使用建筑保温隔热板材的技术水平,促进绿色建筑与建筑节能事业持续健康发展。(摘自:重庆建设网)(敬请作者速与本刊编辑部联系,以便付酬)

On Blasting Demolition for Buildings of Multiple Structure

A safe,reliable,efficient and economical construction method for buildings of multiple structures is introduced.In this method,different blasting methods are adopted for different structures and other blasting methods are also applied to reach secure,reliable and efficient demolition.It obtains successful experience for similar engineering.

various structural system;building;blasting demolition;successful experience;blasting parameter;blasting network

TD235

A

1671-9107(2013)08-0032-04

2013-06-06

田均(1965-),女,重庆人,大学本科,工程师,主要从事爆破施工、工程造价和预决算、经营管理等工作。

10.3969/j.issn.1671-9107.2013.08.032

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