多種結構體系建筑物的爆破拆除探析

田均，張炳奎，邱微微，汪龍

（重慶市爆破工程建設有限責任公司，重慶400020）

多種結構體系建筑物的爆破拆除探析

田均，張炳奎，邱微微，汪龍

（重慶市爆破工程建設有限責任公司，重慶400020）

該文介紹多種結構體系建筑物爆破拆除的一種較為安全、可靠、高效、經濟的施工方法，通過對不同結構體系采取不同的爆破方式，同時兼顧各種爆破方式的有效銜接，達到安全、可靠、高效的拆除效果，為類似工程積累了成功經驗。

多種結構體系；建筑物；爆破拆除；成功經驗；爆破參數；爆破網絡

1 工程概況

待拆大樓地處觀音橋商圈繁華地帶，北城天街與洋河路交匯處，周邊環(huán)境極其復雜，人流車流量較大，臨街商鋪密集，管線眾多。北側2.8m處為寬4.7m的人行道，人行道外側為城市主干道北城天街（邊側為市政停車道），37m處為沃爾馬商場和臨街商鋪；西側17m處為數碼大廈，其間有一條14m寬的道路；南側9.5m處為小區(qū)公路，21m處為居民樓及重慶市移民區(qū)；東側2m處為寬2.5m的人行道，人行道外側為洋河路（邊側為市政停車道），17m處為桃園小區(qū)和在建高層結構九街高屋。拆除區(qū)域周邊環(huán)境圖見圖1。

圖1 爆區(qū)周邊環(huán)境示意圖

待拆大樓分為商務樓和貴賓樓，其中商務樓長84.2m，寬49m，高44m，地面以上共10層，地下1層，局部2層，兩側各有一處塔樓，為鋼筋混凝土全框架現澆樓板結構。第3層為轉換層，底部兩層及地下室為矩形，每層從南向北共10排86根主要立柱；3層至10層呈回字形，每層從南向北共9排80根主要立柱，回形長邊側內部間距17m。

貴賓樓長91.7m，寬70.2m，為鋼筋混凝土框架結構。主樓部分呈L形，地面以上10層，高44m，地下1層；東側裙樓部分共4層，高20.4m，地下1層。塔樓部分（羅曼?。┕?4層，高92.2m。主樓與裙樓之間有一條施工縫，裙樓與塔樓相互連接成為一體。建筑物結構見圖2和圖3。

圖2 商務樓二層平面圖

圖3 貴賓樓二層平面圖

兩棟大樓均為未完工的清水房，底部3層僅有梁、柱、剪力墻和少數隔墻，無外墻，3層以上的隔墻主要采用加氣混凝土以及空心板。

2 工程特點和難點

回形結構的商務樓高寬比較小，而L形結構的貴賓樓主樓結構特殊，且周邊環(huán)境復雜，兩棟大樓均不具備定向傾倒的結構條件和環(huán)境條件，只能采用原地解體的爆破方式，同時該樓還具有以下工程特點和難點。

2.1 樓體自身結構極其堅固

兩棟大樓均為鋼筋混凝土現澆樓板全框架結構，混凝土標號及配筋率較高，結構強度大，穩(wěn)定性好；同時，部分的樓板、梁、柱在施工完成后，采用了加大截面積、粘貼鋼板及碳纖維輔以植筋等加固法進行了改造加固，進一步增加了結構的穩(wěn)定性和強度。

2.2 爆破拆除的技術難度極高

一是商務樓結構復雜，底部兩層及地下室為矩形結構，3層及以上為回形結構，整個樓體結構穩(wěn)定，且無可傾倒方向，如何有效地破壞樓體結構，保證樓體原地倒塌充分并能解體需要重點考慮；二是貴賓樓呈L形，通常做法是將其切割成兩個獨立的矩形結構，因橫梁跨度較大，無法切割，如何在不切割的情況下使其順利傾倒解體是關鍵；三是貴賓樓裙樓與需要保護的塔樓連接緊密，拆除過程中如何保護好塔樓羅曼邸需要重點考慮。

3 爆破方案

3.1 爆破方案確定

商務樓采取原地坍塌解體的方式進行爆破。結合樓體結構特點，原地坍塌有3種方式，即切割分塊、逐塊倒塌，環(huán)形內陷、逐圈倒塌，逐跨塌落、原地解體。按照減少爆破飛石，降低爆破震動和空氣沖擊波，降低爆破渣石占道的要求，盡可能擴散結構塌落后形成的氣流，并使樓體解體充分，確定采用環(huán)形內陷、逐圈倒塌和逐跨塌落、原地解體相結合的爆破方式，即：沿樓體走向自東向西，立柱呈V形逐排起爆。如圖4。[1-2]

采用該爆破方式有諸多優(yōu)點，一是外排柱炸高低于內排柱，可有效的減少防護的壓力，減少防護工程的工作量；二是自東向西V形逐排起爆，增加了樓體的坍塌時間，有利于結構坍塌時層間氣體的擴散；三是結構逐排塌落，逐跨解體，有效的降低了爆破震動和空氣沖擊波，減少了次生災害；四是充分利用3層以上寬17m的中空部分，使樓體在內陷的基礎上逐排倒塌，有效地控制了爆后渣石占道。

圖4 商務樓爆破方式示意圖

貴賓樓采用沿樓體走向自西向東逐跨塌落、原地解體的總體爆破方案。貴賓樓逐跨倒塌的方向為自西向東主要是考慮到商務樓的逐跨倒塌方向為自東向西，減少防護的工作量，有效地阻擋了爆破飛石，降低了防護的壓力（圖5）。

圖5 貴賓樓爆破方式示意圖

3.2 爆破參數及爆破網路

為保證商務樓解體充分，爆破主高度為8層，8層以下的所有非邊排立柱均鉆孔裝藥并使其破壞，邊排立柱爆破至第4層即可，以減少防護工作的壓力和工作量，而內外高差可使渣石進一步內陷，避免渣石占道；樓體內部需完全解體，以保證結構順利內收，故將這兩個區(qū)域的所有立柱、橫梁自底層至頂層全部爆破；①軸所有立柱僅在底層立柱根部鉆兩個孔進行松動，以防止局部聳立或后座。

貴賓樓主樓采用沿樓體走向自西向東逐跨塌落，原地解體的總體爆破方案。為保證解體充分，避免爆渣堆積過高，爆破主高度為8層，8層以下的所有非邊排立柱均鉆孔裝藥并使

其破壞。⑥軸所有立柱以及③軸D、E、F立柱僅在底層立柱根部鉆兩個孔進行松動，以防止局部聳立或后座。如表1。

表1 商務樓及貴賓樓爆破參數一覽表[3]

商務樓共分為14個爆破區(qū)域，貴賓樓共分為6個爆區(qū)。各區(qū)采用半秒延期導爆管非電雷管，區(qū)間的延期時差為0.5s。各區(qū)全部立柱自下至上采用同一段別的雷管。各爆區(qū)雷管分段（圖6、圖7）。

圖6 二層平面爆破分區(qū)及雷管分段示意圖

圖7 二層平面雷管分段示意圖

部分立柱采用孔外延時，為防止先爆結構產生的飛石破壞延期網路，需要對爆破網路進行足夠的防護。

爆破網路采用簇聯(lián)的方式，每20發(fā)非電雷管導爆管簇連綁扎，由2發(fā)瞬發(fā)電雷管起爆，然后將所有電雷管串聯(lián)成回路。

3.3 預處理

在保證大樓結構絕對穩(wěn)定的前提下，為了獲得比較理想的爆破效果，減少鉆孔工作量，保證大樓的順利倒塌，確保解體充分，必須在爆破施工前對商務樓的結構進行以下預處理。

（1）非承重墻的處理[4]：爆破前需將爆破高度范圍內的非承重墻全部拆除，防止因其解體不充分而影響倒向的準確性。

（2）樓梯間的處理：因樓梯間結構堅固，在爆破前應將爆破高度范圍內的全部樓梯切斷。

（3）電梯井的處理：剪力墻結構的電梯井強度較大，若不處理將可能局部聳立或者影響臨近區(qū)域的倒塌和解體，為此，將爆破高度范圍內的電梯井自上至下全部人工拆除。

（4）上部塔樓的處理：因塔樓高于主樓超過7m，為避免垮落時倒向的不確定，將塔樓高出主樓結構部分，即10層以上部分全部人工拆除。

4 安全校核

4.1 塌落振動安全校核

其支撐作用的混凝土立柱破壞后，大樓在自身重力作用下沿設計傾倒方向倒塌。塌落觸地震動根據2002年中國科學院力學所周家漢研究員修正后的計算公式可得倒塌觸地沖擊震動速度:[5-6]

計算得，大樓塌落觸地對沃爾瑪商場、最近居民樓、移民局大樓和九街高屋等建筑引起的振動速度分別為：0.48cm/s、0.78cm/s、0.33cm/s及0.19cm/s，該值均遠小于《爆破安全規(guī)程》GB6722-2003[7]中規(guī)定的鋼筋混凝土結構房屋及新澆大體積混凝土的最大允許安全振動速度，結構塌落震動對沃爾瑪商場、最近居民樓、移民局大樓和九街高屋是安全的。

4.2 爆破飛石安全校核

飛石安全距離按照如下經驗公式計算：

L=71 q0.58[8]

計算得L=62（m），本工程安全警戒距離取150m。

飛石對附近建筑物形成較大威脅，需進行可靠的安全防護。為此，在裝藥位置用草袋、竹笆覆蓋，外排柱尤其需要注意防護，用竹笆和鐵絲將立柱四個面封閉。

由此計算可知，對于爆區(qū)周圍15m范圍內的建筑物均應采取打開門窗，并用彩條布遮擋覆蓋措施；因爆區(qū)周邊管線距離樓體較近，在安全范圍內，樓體周邊的管線設施必須遷移，以確保安全。

4.3 爆破沖擊波的安全校核

沖擊波安全距離按照經驗公式計算：[6]

5 爆破效果

從人員進場到實施爆破共計90天，2010年9月18日7時準時起爆，樓房完全按照設計方向倒塌，通過錄像資料和爆后梁的倒向可以看出，未發(fā)生局部聳立和后座，爆破效果達到設計要求。爆后清碴未發(fā)現一發(fā)拒爆的雷管。

6 結論

通過對該樓的爆破效果分析，可以得出以下結論：

（1）通過對不同結構體系采取不同的爆破方式，同時兼顧各種爆破方式的有效銜接，可達到安全、可靠、高效的拆除效果；

（2）采用高差與時差相結合，使樓房在倒塌過程中有效地利用樓房的自重，有利于控制樓房的倒塌范圍；

（3）三維的非電導爆管起爆網絡系統(tǒng)的可靠性高，適合鬧市區(qū)拆除爆破的要求。

[1]鄭德明,余德運,曹躍,等.合肥17層高樓原地坍塌拆除爆破[J].爆破,2006,23(1):48-51.

[2]孫更強,王會森,生鴻杰,等.青島魯碧水泥廠樓房拆除爆破[J].爆破,2007,24(2):67-68.

[3]陳華騰，鈕強.爆破計算手冊[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1991.

[4]龍源，張冀峰.磚混建筑物承重墻爆破拆除預處理計算模擬及優(yōu)化設計[J].工程爆破，1984，4（4）：6-9.

[5]顧毅成.爆破工程施工與安全[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.

[6]劉殿中.工程爆破實用手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社, 1999.

[7]GB6722-2003爆破安全規(guī)程[S].北京:中國標準出版社, 2004.

[8]馮叔瑜，呂毅.城市控制爆破[M].北京：鐵道出版社，1985.

責任編輯：孫蘇，李紅

新技術新材料

大力推廣建筑保溫板材應用技術不斷提高建筑節(jié)能工程實施質量

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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，重慶人，大學本科，工程師，主要從事爆破施工、工程造價和預決算、經營管理等工作。

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.08.032