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[爆破拆除案例]合肥市维也纳森林花园高层公寓1号楼拆除爆破

川渝拆除17713551981

合肥市维也纳森林花园高层公寓1号楼拆除爆破

(中国科技大学爆破公司)

1)工程概况

(1)工程结构特点

高层公寓1号楼主体结构高达50多米,总建筑面积近两万平方米,系剪力墙结构,A、B单元16层,C单元17层,内有电梯、楼梯作为核心筒,抗震设防烈度为7度,结构稳固,刚度大,爆破解体难度大,不利于爆破失稳倒塌,属于髙难度的城市控制爆破工程。

(2)工程周围环境

拆除爆破工程位于安徽省合肥市黄山路南侧,系“维也纳森林花园”一期髙层公寓1号楼大楼东西两侧距离道路只有5m左右,北侧距离黄山路10m左右,北侧不到10m地下1m深处埋设煤气管道,南面和西南面为同期工程的2~4号楼,最近距离为20m,1号楼A单元南侧l0m处有临时办公简易房(根据要求已经预先拆除)。马路沿线均有高压电线、自来水管道通信电缆等公共设施。图9-22为爆破工程周围环境图。

2)拆除爆破总体方案

根据本工程的周围环境和结构特点,综合考虑专家论证会的建议,经多次讨论,最后确定以“原地坍塌”为主,“定向倒塌”为辅的拆除爆破方案,即对结构的下部进行原地坍塌,对结构的上部进行向南微倾的定向倒塌。

3)爆破缺口设计

(1)爆破缺口位置

如图923所示,将1号楼分为A、B、C三个单元,A、B两单元连体,为16层;C单元为单体,共17层,1~2层与B单元相连。

图9-22爆破工程周围环境图

图9-22爆破工程周围环境图

图9-231号楼分为三个单元爆破

图9-231号楼分为三个单元爆破

A、B、C单元设计三个爆破缺口:1~4层为第3个缺口,原地坍塌;7~8层为第2个缺口,原地坍塌;11~12层为第1个缺口,定向倒塌,向南微倾。1~4层、7~8层布满炮孔全炸,以便整体建筑下落时与基础相互冲击而便于解体。缺口位置如图924所示

(2)爆破缺口处布孔设计

核心筒的剪力墙交汇处,沿墙面的纵向自上而下爆破松动,布置一排40cm深的孔,分两段装药,使纵横交错的剪力墙整体解体成纵向或者横向的单片剪力墙肢,如图9-25所示。为了便于施工,对爆破缺口处的各肢单向剪力墙,采取平行布孔方式,在每层的上下布置两个区域的浅孔,孔深14cm。其中上区域布置2排孔,下区域布置2~3排孔。这样爆破后,在重力作用下形成挤压,使两爆破区中间的未爆破区域发生折叠,变竖向承重构件为不稳定的板,发生翻转。定向爆破缺口尖端布置一排浅孔,形成转动铰,便于定向折叠倒塌,使髙楼的12层以上部分向南略倾。A、B、C三单元的11层顶、12层底南北向的梁需爆破截断,有利于爆破定向缺口的形成,防止梁起支撑作用,使定向失效。

(3)非爆破缺口处布孔设计

为了控制爆堆的高度和堆积范围,使结构充分解体,减小对周围公共设施的危害,需对非爆破缺口的楼层进行爆破解体。非爆破缺口楼层的剪力墙上下各布置一排预切炮孔,以便非爆破缺口处的剪力墙局部折叠,减小爆堆髙度,防止爆破后形成不稳定体的滚动,造成对周边建筑物和公共设施的损坏。

图9-24A、B单元爆破缺口位置

图9-24A、B单元爆破缺口位置

图9-25缺口处剪力墙的解体

图9-25缺口处剪力墙的解体

4)炸药选择和装药量计算该次爆破采用乳化炸药单孔装药量按下式计算:

Q= gabE(9-19)

式中:a—炮孔间距,a=0.30m;

b炮孔排距,b=0.25m;

H—剪力墙厚度,H=0.20m;

q单位炸药消耗量,kg

考虑到剪力墙为薄壁构件,而且乳化炸药量太小时难以实现稳定爆轰,所以单位炸药消耗量选取较大值为2.0kg/m3。因此浅孔的单孔装药量Q=2.0×0.3×0.25×0.2=30(g);深孔分两段装药,每段装药25g

5)起爆网路设计

由于爆破孔数多(6万个)、装药量大(2000多千克),故采取多排延期起爆技术。分为A

B、C三个单元,起爆顺序自下而上,从东向西分段起爆。每单元布置3个爆破缺口,从上向下

编号,依次为1~3。如表9-10所示。

起爆顺序 表9-10

起爆顺序 表9-10

注:表中1~3表示爆破缺口编号,“A”、“B”、“C”分别表示1号楼的A、B、C单元,故1A表示1号楼A单元的第1个爆破缺口

网路的连接采用复式起爆网路,封闭式回路,如图9-26所示。

6)爆破作业的安全措施及评估

(1)飞石的控制和防护

首先从设计方案上尽量减少炮孔和装药量。其次,在保证平均单孔装药30g和爆破效果的前提下,合理调整不同部位的单孔装药量和炮孔深度。例如,面向黄山路北侧剪力墙上的炮孔,单孔装药量略微下调;外围墙采取偏孔爆破,孔深12cm,以减小飞石速度。个别飞石的飞散距离目前尚无统一的计算公式,以下计算仅供参考。计算的个别飞石最大速度和最远距离分别为

(9-20)(9-20)

(9-21)(9-21)

式中:Q单孔最大药量,kg;

a—最小孔距,m

为了控制飞石对周围的人员、建筑物及设施造成危害,墙体外侧必须覆盖缓冲材料加以防护。

(②)爆破振动和塌落振动的控制

采用秒延期爆破技术使药量化整为零,分多段起爆。每个浅孔的装药量为30g,深孔分两段装药,尽量减小一次齐爆药量;起爆药量装药尽量设置在远离地面的剪力墙面上,避免爆破振动直接通过地下传播而造成地面振动对周围建筑的危害。由下至上采用分段分时延期起爆技术,使建筑物分解成若干肢体,这些若干肢体分期与地面撞击,以减小与地面直接撞击的重量;在1号楼与2~4号楼之间开挖1.5m深的防振沟,用以阻断地震波的传播,保证周围建筑物的安全。

7)技术点评

图9-26起爆网路示意图

图9-26起爆网路示意图

(1)由于楼高58.5m,为全剪力墙薄壁结构,近2万m2,周围空间又小,离周围建筑最远距离仅2m,最近距离只有5m,无法实现定向倒塌的方案,因此最终选择原地倒塌略向南倾斜的立体方案是正确的

(②)三栋楼房起爆网路从东向西依次延期0.5s,每栋楼分下、中、上三大段,各大段之间延期0.5s起爆顺序由下向上,各大段楼层之间使用毫秒延期起爆网路,使用雷管6万多发,炸药2000多千克。是目前国内爆破拆除单幢楼房使用雷管数量最多的一次爆破。

(3因为该工程是目前国内拆除爆破单幢楼房使用雷管数量、炸药量最多的一次爆破,爆破有害效应的控制是令人关心的。由于釆取了各项措施,爆破激发后3.5s内完成全部起爆任务,不足10s全部楼房按照设计的要求倒塌在预定范围内。飞石和冲击波等公害被有效地控制,水、电、气周围建筑等均无损害。它的成功爆破为今后剪力墙高层建筑物控制爆破提供了很好的范例。


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