框架结构联体大厦双折叠爆破拆除

李 伟，王 群，胡 军，高姗姗

（沈阳消应爆破工程有限公司，沈阳110000）

框架结构联体大厦双折叠爆破拆除

李 伟，王 群，胡 军，高姗姗

（沈阳消应爆破工程有限公司，沈阳110000）

介绍了联体框架结构大厦地处复杂环境的控制爆破拆除。在倒塌场地不足的情况下：第一，采用双切口折叠方法，缩短爆体的倒塌长度；第二，充分利用建筑物地下的自有空间，在底部采用高切口，在起爆瞬间使楼体下坐创造倒塌空间。利用同排立柱交叉起爆方式使切口内的支撑结构充分破坏，保证了大厦倒塌解体效果。开挖减振沟有效的防止楼体倒塌时产生的振动对周围保护物的破坏。通过研究分析，选取合理的爆破参数、精心施工与周密的防护措施，成功地拆除了联体框架结构大厦，取得了良好的爆破效果，可为同类工程提供借鉴。

定向爆破；交叉起爆；爆破切口；框架结构；折叠爆破

1 工程概况

1.1 大厦结构

世纪大厦总建筑面积39 682.42 m2，其东西两侧分别有3层高的裙楼。大厦地面以上高80.4 m，地上19层、地下1层。楼体内部为框架结构，单座大厦由12根立柱与中心剪力墙支撑，纵向和横向梁组成田字格结构。3层上半部分为设备层，高度为2 m。剪力墙壁厚为30 cm。单座外部形状为27 m× 27 m的正方形筒体（见图1）。1～4层把两座独立的大厦连接为一个整体，整体呈“U”字形。大厦4层以上分为两座独立筒体，间距为13 m。

1.2 周边环境

世纪大厦坐落在葫芦岛市地标式建筑物——飞天广场的南侧，周围环境复杂。东侧距海滨路68 m，海滨路东侧有快捷酒店、KTV、餐饮等大型商铺；东南距自来水监测站120 m；南侧距水表检定站蓄水池65 m（该蓄水池容积为1 000 m3负责龙港区的居民供水，该蓄水池已使用十年之久，地表以上已风化）、距龙湾公园内花圃92 m，西南侧距离纪检委（华园宾馆）56 m；西北侧距离龙湾大街70 m；北侧距街道58 m（街道地下沿线有天燃气管道）、距飞天广场102 m。周围环境如图2所示。

图1 大厦结构及分区Fig.1 The structure of the building and the zoning map

图2 周围环境Fig.2 Surrounding environment

1.3 工程难点

（1）受周围环境限制，大厦地面以上高度为80.4 m，一次定向倾倒空间不足。

（2）筒体框架结构整体性好、抗拉应力大，爆破时必须一次性将其整体结构破坏。

（3）大厦自身质量较大，两座大厦同时倒塌的瞬间产生的爆破振动会很大，应严格控制爆破振动和倾倒触地振动。

（4）大厦采用折叠爆破，应加强爆破飞散物的防护，特别是高位切口，更应严格控制飞石。

（5）大厦南侧转盘车辆、人员流量大，飞石的控制是爆破重点。

2 爆破方案

通过对大厦周围环境与结构的勘查与研究，决定两座大厦同时向南方定向折叠控制爆破的方法进行拆除。其施工方法是在大厦的1～4层开设第一道切口，切口高度为19.2 m。第二道切口开设在13～14层，切口高度为7 m。高切口有效的使大厦在起爆运动一瞬间产生下坐，充分利用地下室空间，缩短倒塌距离，双切口、高落差的方法有效的克服了大厦倾而不倒与倒塌空间不足的问题。另一方面为防止单座大厦先倾倒，另一座再倾倒时发生大厦相撞及偏转等现象，决定两座大厦同时进行爆破。

为使大厦顺利倒塌，在确保建筑物结构稳定和安全的基础上，对大厦进行预拆除工作。

（1）对大厦东西两侧的裙楼进行预拆除，并清除残渣防止大厦倒塌时产生飞石飞溅。

（2）对1～3层内的剪力墙（楼梯间）进行预拆除，拆除楼梯间内的隔墙及楼梯，由墙变柱只保留正方形楼梯间的四角呈“L”字形。由于设备层及上部切口机械设备进入困难，采用钻孔爆破拆除。并对切口内的所有非承重立柱及隔墙进行拆除。

（3）对切口1～3层的梁进行处理，机械炮锤对纵向梁破碎，剥离混凝土使钢筋裸露出来。

3 爆破设计参数

3.1 爆破切口设计

爆破切口的选取是根据以往成功爆破拆除经验，经研究确定为采用上下两个切口。爆破切口采用三角形，下部切口位于1～4层，上部切口位于13～14层。切口形状及结构如图3所示。

图3 切口布置Fig.3 Layout of notches

3.2 孔网参数﹝3﹞

根据爆破切口设计，立柱的钻孔数量见表1，不同尺寸立柱的爆破参数见表2。

表1 切口范围内立柱钻孔数量Table 1 The drilling number of column within the notch scope （个）

表2 爆破参数Table 2 Blasting parameters

3.3 起爆网路﹝4﹞

本次爆破共选用七个段别，利用段位差同排相邻立柱布置相邻段位毫秒导爆管雷管交错起爆，有效地控制单响起爆药量和改善楼体破碎效果。上部切口与下部切口之间连接425 ms，短延时起爆（底部切口前三排起爆延时仅375 ms），确保下切口快速形成，并使大楼有一定的下落高度，提高冲击破碎解体作用（见表3）。网路采用复式闭合网路，双进双出的网路连接防止了导爆管不传爆的现象（见图4）。

表3 各层立柱雷管段位分布Table 3 Detonator distribution of each layer column

图4 爆破网路示意图Fig.4 Schematic diagram of blasting network

4 安全校核

4.1 开口形成瞬间，后坐分析

经计算，min{σo，σB}＝40 MPa＞2.25 MPa即支座承重大于楼房全重，在开口形成的瞬间不会产生后坐。

4.2 爆破振动

最大一次起爆药量控制在380 kg。利用公式对周围建筑物进行爆破振动安全校核（见表4）。

表4 质点振动的安全校核Table 4 Safety check of particle vibration

4.3 爆破飞石验算

式中：l为个别飞散物的最大距离，m；K为炸药单耗，kg/m3。

根据式（2）计算得到两种单耗下的最大飞石距离：l＝70×3.50.57＝143 m；l＝70×30.57＝131 m。

根据计算结果，采用严密防护措施控制飞石飞出，将飞石飞散距离控制安全允许范围之内。

4.4 塌落振动

根据中科院力学所提出的公式：

经计算得：切口塌落振动，水表检定站处的振动速度为：vt＝1.8 cm/s；花圃处的振动速度为：vt＝0.11 cm/s。

5 爆破安全措施

5.1 爆破飞石防护

（1）炮孔直接防护

承重立柱与剪力墙上有炮孔部位采用近体防护，用草帘子多层包裹，形成厚厚的草帘子被，在切口的楼层外侧采用远体防护，将草帘子铡挂成墙，形成一道弹性屏障。

（2）塌落飞石防护

在大于楼房倒塌预计范围，首先将地面松软、清除坚硬渣块，然后在上面铺设两层草帘子，并在其上压沙袋、洒水。然后在大厦75 m处筑造一道宽5 m、高3 m的挡土墙防止大厦前冲和飞石。并在倾倒方向保护物前方空中设置一张钢丝网防止小块飞石飞出。

5.2 塌落振动预防

为减小大厦的塌落振动，在大厦倾倒方向60 m处挖一道减振沟，长75 m、宽2 m、深5 m。在大厦的东南方向85 m处挖第二条减振沟，长35 m、宽2 m、深5 m。

5.3 降尘措施

爆破前，对楼体及内部楼板进行淋湿；爆破后，2辆消防车马上对街道进行洒水作业，直到灰尘消散。在爆破检查完成后消防车立刻进入现场对大厦爆堆进行洒水。

6 爆破效果与结论

2015年8月4日5时20分，葫芦岛世纪大厦成功爆破拆除。大厦按照原设计倾倒方向倒塌，倒塌爆堆长度为61 m，爆堆最高位置高度为8 m，大厦解体完全，爆破振动测振数据在安全范围内，爆破粉尘在10 min内全部消退。本次爆破没有对周围建筑造成任何破坏及影响，爆破效果良好。爆破效果如图5所示。

图5 爆破效果Fig.5 Blasting effect

葫芦岛世纪大厦成功爆破拆除。本次爆破通过科学的计算及类似爆破拆除经验，采用的双折叠控制爆破方式，克服了大厦自身结构及周围环境给爆破任务带来的困难。

（1）预处理对建筑物倾倒时支撑力的破坏起到了重点作用。

（2）切口选取大角度，事实证明是正确的。

（3）建筑物折叠爆破的方式，有效的克服了周围环境的限制。

（4）减振沟及挡土墙对周围设施的保护起到了重要作用。

（5）利用地下室的空间，有效的缩短了倒塌距离。

（

）：

﹝1﹞刘贵清.爆破工程技术应用实例［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，2012：50-56. LIU Gui-qing.Application of blasting engineering［M］. Shenyang：Liaoning Science and Technology Publishing House，2012：50-56.

﹝2﹞刘殿书.中国爆破新技术［M］.北京：冶金工业出版社，2008：101-105. LIU Dian-shu.New technology of blasting in China［M］. Beijing：Metallurgical Industry Press，2008：101-105.

﹝3﹞汪旭光.拆除爆破理论与工程实例［M］.北京：人民交通出版社，2008：70-76. WANG Xu-guang.Theory and engineering example of demolition blasting［M］.Beijing：People，s Communication Press，2008：70-76.

﹝4﹞池恩安.爆破拆除工程案例分析［M］.北京：冶金工业出版社，2015：40-48. CHI En-an.Case analysis of blasting demolition engineering［M］.Beijing：Metallurgical Industry Press，2015：40-48.

Double folding blasting demolition of frame structure building

LI Wei，WPPC Qun，HU Jun，CPO Shan-shan
（Shenyang ShouId BIasting Engineering Co.，Ltd.，Shengyang 110000，China）

The control blasting demolition of the frame structure of the building in the complex environment was introduced. Under the condition of insufficient collapse，firstly，double notches folding method was used，the collapsing length was shortened；secondly，the building own underground space was used fully；the high notch in the bottom was used to create the collapse space in initiation moment.By using the same row of columns and cross initiation mode，the support structure of the notch was destroyed fully，the collapse and disintegration of the building were ensured.The vibration ditch effectively prevented the collapsing of the building the vibration destruction of the surrounding protection.Through the research and analysis，the reasonable blasting parameters and careful construction and protection measures were selected，the body frame structure building was removed successfully.The good blasting effect was achieved，and it could provide a reference for similar projects.

Directional blasting；Cross initiation；Blasting notch；Frame structure；Folding blasting

TD235

A

10.3969/j.issn.1006-7051.2016.05.016

1006-7051（2016）05-0083-04

2016-05-03

李伟（1977-），女，高级工程师，从事爆破工程技术、施工、安全方面的实践及研究工作。E-mail：syxyxzswb@163.com