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南宁市公安局原办公楼拆除爆破

川渝拆除17713551981

(广西大学资源开发与爆破研究所)

1)工程概况

广西壮族自治区南宁市公安局原办公楼(技术楼)位于南宁市中心青云街片区原公安局院内,办公楼为框剪结构,地面以上15层,高54.64m,大楼主体长34.6m,宽15.62m(二、三楼层均外延长为39.4m,宽为19.707m),大楼两侧为带电梯间和人行梯子间的剪力墙结构,中部为框架结构。建筑面积为6928.5m2,地面以上部分自重为848t,其标准结构见图9-5

图9-5标准结构示意图

图9-5标准结构示意图

办公楼东面与共和路最短距离为16.1m,南面与朝阳立交桥最短距离为60m,西面与朝阳路最短距离为50m,北面有两栋待拆建筑物,栋在西北方向,为南宁市公安局指挥综合技术楼,距大楼18.1m,五层框架结构。另一栋在北东方向,距大楼37.4m,为6层砖混结构的住宅楼,大楼可倒塌范围为北侧,该范围内的各种电缆与管道均已拆除,对爆破拆除大楼无影响。待拆大楼周围环境见图9-6。

2)拆除爆破方案

大楼高宽比为3.5,有利于定向倒塌。并且北侧有50多米的空间可供塌落,经比较选用向北定向倒塌方案。爆破缺口在大楼一、二层,呈三角形,倾倒侧缺口高度为大楼一、二层的高度,共7m。转动轴设在第四排立柱处。为了减少和防止爆破后发生后坐,转动轴处立柱爆破切口开成三角形。

3)预切割和预拆除

第六、十二层剪力墙除两墙交叉处留0.4m

图9-6待拆大楼周围环境示意图

图9-6待拆大楼周围环境示意图

外,其他竖向切断,缝宽约20mm,楼梯上下换步台横梁切割断,踏步中间切断,横向隔断墙切断;第五排两根立柱用机械剥离外层混凝土后外层钢筋全部从底部切断。爆破缺口范围内的内外纵横隔断墙体、外围护墙体预拆除;西侧楼梯在爆破缺口范围内的部分及剪力墙预拆除;东侧楼梯的剪力墙预切断,其余部分在爆破前切除;缺口范围内剪力墙在两墙交叉处各留下0.4m,楼层顶部留下0.5m;第三排东、西两面最外侧一根立柱拆除;缺口范围内的电梯井全部切除;烟道、管子等全部拆除;大楼南侧三层前厅拆除。大楼北面有足够的倒塌空间,第六、十二层的预切割对大楼定向倒塌没有影响,只能使大楼倒塌时解体程度提高。但由于本次拆除工期要求过紧,施工中没有按设计要求对第六、十二层进行预切割。大楼倒塌后可采用大型机械设备配合施工进行破碎。

4)爆破参数设计

(1)立柱爆破参数的确定

炮孔布置在立柱断面的长边上,根据立柱的尺寸布置一排或两排炮孔,其参数按下式

确定

最小抵抗线:W=B/2(9-4)

炮孔间距:a=(1.2~1.6)W(9-5)

单孔药量:Q= qv(9-6)

式中:B立柱断面的短边长度,m;

q单位炸药消耗量,g/m3;

V每个炮孔负担的体积,m3

缺口仰角:a=28.1°。

按此角度计算,第1、2、3排立柱爆破缺口高度分别为587cm、347cm、240cm,第4排立柱底部炮孔,制造三角形缺口,其中两侧4根立柱每根布置3孔,中间4根立柱每根布置6孔第5排立柱用机械剥离外层混凝土后割断钢筋即可。各立柱爆破参数列于表9-5。

各立柱设计爆破参数 表9-5

各立柱设计爆破参数 表9-5

(2)剪力墙爆破参数

剪力墙厚δ=24cm;最小抵抗线W墙一δ/2=12cm;取单位炸药消耗量q墙=1200g/m3;孔距a、排距b皆取25cm;孔深L墙取13cm。炮孔按梅花形布置。单孔药量Q墙=q墙ab=18g为便于施工和考虑施工过程中炸药的损耗,取Q墙=20g。爆破缺口范围内的剪力墙面积约为628.10m2,共布孔10050个,需炸药201kg,其中9486个为预拆除爆破炮孔,需炸药189.72kg,564个为最后爆破炮孔,需炸药11.28kg。

(3纵梁和横梁爆破参数

第二、六、十二层楼面纵梁横向切断,在每根纵梁与立柱交接处的两侧各布4个孔。纵梁横断面为0.25cm×0.60cm,孔距25cm,孔深14cm,单孔装药量35g,共布置144个炮孔,需炸药5.04kg不计预拆除和预切割,大楼爆破拆除设计布置炮孔1101个,需炸药31.5kg。剪力墙的预拆除爆破和起爆前一夭对第二排立柱的试爆表明,尽管设计中炸药单耗选取推荐值的上限,单孔装药量还是明显偏小,用设计的药量只能使混凝土产生裂缝,不能满足拆除爆破的要求,这主要与大楼钢筋直径和布筋密度大,混凝土强度髙有关。为此立柱炮孔加深了30mm,单孔装药量也加大了近50%,剪力墙单孔装药量加大到25~30g。用加大的药量进行了试爆,爆破效果达到设计要求。

5)起爆网路

夲次拆除爆破采用非电延期导爆管雷管爆破网路。网路釆用分级簇联双网路并联方式,即将各区炮孔引岀的导爆管雷管以15发左右为一束,连接到2发导爆管雷管上,再分别以10发左右为一束连接到下一级的2发导爆管雷管上,依此类推,直到主爆雷管。立柱等重要位置的炮孔全部为双导爆管雷管,分别与两套起爆系统连接。采用两套起爆系统,其中一套备用系统,以确保网路的顺利和安全起爆。设计采用了四段非电延期导爆管雷管,分别为第1、3、11、15段。第一排立柱及应位置剪力墙用第一段,第二、三排立柱及相应位置剪力墙用第1段,第四排立柱及相应位置剪力墙用第15段,梁用第3段。

6)爆破安全和防尘措施

本次爆破需保护的主要建筑物有格兰云天大楼和朝阳立交桥。格兰云天大楼位于大楼的北东,距爆破点230m,防震设计标准为地震烈度6度。按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),允许振速为5~9cm/s。考虑主要墙体为砖砌结构及装饰表面,振速取下限值,即地面质点允许垂直振速v≤5.0cm/s。立交桥位于大楼南面,距爆破点60m,为钢筋混凝土结构,其抗震标准与格兰云天大楼相同,允许振速选取同前。

(1)爆破振动速度验算

选用修正的爆破振动速度公式:KK(Q/R)(9-7)

式中:K与振源距离及爆破临空面大小有关的参数,取k=0.65;

K,a与地震波传播地段的介质性质及传播距离有关的参数,取k=450,a=2.0;

Q最大一段药量,Q=12.94kg;

R测点到爆源的距离,m。

将相关数据代入上式,求得格兰云天大楼质点振速为0.45cm/s,均远小于允许值

(②)爆破飞石的控制釆用在装药爆破位置遮挡覆盖的方法,降低飞石飞出的距离本次爆破中主要用竹排和麻袋设置两层覆盖层,每层用铁丝扎紧,重要部位加设一层杂草。

(3)防尘降尘

爆破前对大楼及倒塌范围内的地面进行洒水;在倒塌范围内的地面上铺设水袋;大楼四周悬挂水袋;第九、十一、十五层楼板上设置蓄水池,水深约为20cm;预设两个消防水龙头,在爆破前l0s左右开始喷水,形成降尘水幕;爆破后马上用两台消防车喷水降尘。

7)技术点评

(1)大楼为框剪结构,剪力墙多,整体性好;梁、柱和剪力墙的布筋密度大,混凝土标号高,解体困难。特别是对于广西地区这是当时爆破的最高层建筑物(15层)。它的成功拆除为南宁市,为广西壮族自治区的爆破积累了丰富的经验。

2)被拆除大楼能准确地定向倒塌,其原因在于:严格按设计施工,特别是缺口形状与尺寸开凿到位;从客观上讲,大楼高宽比为3.5,也有利于定向倒塌。

3)关于爆破振动的安全允许振速,应按照《爆破安全规程》GB67222003)的有关规定计算,其他的计算只能作为参考。


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