八层框架电梯楼定向爆破拆除

杨朝光 刘朝红

摘 要：采用定向倾倒爆破方案，分上下两个切口拆除八层高电梯楼房；设计合理地倾倒方向及爆破参数，并作充分地安全防护工作。

关键词：框架结构 定向倾倒 安全防护

中图分类号：TU746.5 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-008-02

1 工程概况

某县县政府为遏制违章建筑盛行现象，为起到震慑作用，决定将县城附近一栋八层违章在建楼房强令拆除。该建筑物最初采用人工拆除，花了几天时间才打穿了顶层楼板，考虑到人工拆除方式进度太慢，县府办最终决定改用爆破方法拆除。该楼房座落在规划无序的密集居民区，周围环境复杂，其北面为刚建不久多栋新别墅，最近的一栋与拟拆除楼房仅距8m，且基础位于其正下方2.0m的残坡上；东面及南面5m外均为山体，且大都为陡壁；西面为平缓山坡；西北面17m有一小屋。爆区环境如图1所示。

该楼房现已建到第八层，占地面积17.55？4.0m2，系框架结构，柱断面尺寸50cm？5cm，梁断面30m？5m，钢筋为22螺纹钢，其平面结构布置如图，楼板为现浇钢筋混凝土，厚12cm，每层结构布置如图，层高3.2m，总高25.6m。楼梯位于南边中部，与电梯间相对。该楼房拆除总面积约2139m2。

2 爆破拆除方案

2.1 方案论证

要拆除该栋建筑，可选用的方案有原地坍塌和定向倾倒两种方法。通常情况下，若四周均无定向倾倒条件时，可采用原地坍塌方法，但因原地坍塌产生的爆堆较高，加之被拆建筑物地基高于别墅2米，极有可能产生二次坍塌，从而危及到别墅的安全。因此，原地坍塌方法风险极大，对拆除该建筑不适用。

排除了原地坍塌方法，选择定向倾倒方法来拆除该建筑物，倾倒方向为西偏南39埃布床嘞蚯愕狗桨浮U庋屯耆芄槐Vの鞅泵嫘∥莸木园踩？

2.2 总体方案

根据周边环境条件，根据方案比选，只有西面有一片狭小场地可供倒塌用，且倾倒场地极为有限。为了缩短倾倒距离，采用分二层折叠定向倾倒的方案。下层切口在1～3层，上层切口在6～7层。

2.3 结构的预处理

在爆破前需对整体倾倒有影响的部位进行减弱或拆除，主要有：

（1）内墙。全部或部分拆除，部分拆除部位，为了安全，可以将墙体打成拱形。

（2）楼梯。切口部位的楼梯全部进行切断。

（3）电梯井。切口部位的电梯井全部进行切断。

2.4 爆破参数设计

2.4.1 爆破高度，即炸高

最小炸高取Hmin=40d，d为钢筋直径，d=2.0cm，则Hmin=80cm。

爆破高度按公式计算，即H= K（B+Hmin）。式中：B为立柱截面的边长，矩形截面时取长边，cm；K为经验系数，K=1.5～2.0。经现场测量，B=50cm，故爆破高度H=2（50+80）=2.6m。由于该拆除建筑物的下侧有别墅，为防止爆破后产生大量建筑垃圾下塌的现象，必须控制好最后排立柱的爆破高度，取0.5m。

2.4.2 孔网参数

柱子断面较小，为获得较好的爆破效果，沿立柱断面长轴布置水平孔，炮孔在垂直方向沿立柱轴线两侧呈锯齿状交错布置。炮孔直径为40mm，孔深L=35cm，孔距a=25cm，最小抵抗线W= /2=25cm，炸药单耗取q=1.5kg/m3。单孔装药量根据公式计算，即Q=qabL=75g，总装药量60kg，最大段药量Qmax约为18kg。

3 起爆网路

3.1 延时设计

下部切口先起爆，上部切口再爆，上下两个切口之间延时间隔约为350ms。立柱内药包呈斜线分段起爆，第一切口（底层）分2、4、5段装入孔内；第二切口按斜线11、12段孔内微差。

3.2 网路连接与起爆方法

相邻立柱上的雷管按20根为一组，用两发1段雷管绑扎族联起来，最后将全部1段起爆雷管的尾线用四通串接成双回路，将起爆网路用导爆管引到起爆站，通过高能起爆器引爆。

4 安全验算及防护

4.1 爆破振动

用爆破方式拆除建筑物，炸药均装在立柱炮孔中，炸药很少与地坪接触，因而爆破后形成的振动并不是全部传给了周围的介质。当前，难处爆破振动速度采用公式：

最大段药量Q=18kg，最近建筑物距离R=8米， 取1.8，K取50，K'=0.25，计算得v=1.677cm/s。

4.2 建筑物触地振动计算

建筑物触地振动按下式计算：

取K=3.37， =1.66，M=87.57（仅有钢筋混凝土结构，尚未砌墙），H=3.2m（以楼板触地点，以原楼板高差计）， =10Mpa，R=8m，经计算得最大触地振动速度v=2.44cm/s。距离倒塌楼房最近的别墅为框架结构，其允许振动速度为3.0～4.0cm/s，因此，爆破振动不会影响到别墅的安全。

4.3 安全防护

（1）立柱防护：靠立柱先包一层棉被，棉被外面围上一层铁丝网，再在外层围上一层尼龙安全网。（2）楼梯外侧整体防护：在楼北侧和西侧沿外侧柱子在房子全长悬挂铁丝网，在铁丝网外再悬挂帆布以防飞石，阻挡空气冲击波传播。（3）保护对象排架防护：为防止房子落地击起地面碎物飞散，在别墅和庙的围墙外搭设排架，高6～8m。

5 爆破效果预测及安全可靠性评价

该电梯楼的梁柱断面尺寸都比较小，设计强度也不是太大，设计了上下两个爆破切口，爆破参数已在多次类似爆破拆除工程中成功应用过，炮孔布置均匀，负担面积不大，炸药单耗取值也适中，因此预计能取得极好的爆破效果。

在安全方面，由于周围环境过于复杂，别墅和小屋与拆除对象太近，为了防护爆破飞石，现场采取了三重防护措施。由于拆除建筑物位于保护对象上方，会出现极个别飞石外溢现象，对别墅和小屋可能会有极轻微的影响，比如瓦片、窗户玻璃破碎等。楼体坍塌的建筑垃圾还有可能会挤坏别墅围墙和局部墙体等，由于距离太近必须考虑到这一风险，将整栋房屋设计成西偏南斜线倾倒，建筑垃圾损坏保护对象的情况得到一定的缓解。

2011年11月11日，大批警察亲临现场警戒，该栋违章电梯楼终于成功爆破。整栋楼房下塌后全部解体，没有产生建筑垃圾飞溅及溅跳的现象。爆破对下侧的别墅没有任何影响，甚至隔离墙都丝毫未损，得到了现场领导及围观群众的一致好评。

参考文献：

[1] 史家堉，程贵海，郑长青.建筑物爆破拆除理论与实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2] 汪旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2011.

[3] 冯叔瑜.城市控制爆破[M].北京：中国铁道出版社，1985.

[4] 谢先启，贾永胜，罗启军，等.复杂环境下九层框架楼房的控制爆破[J].爆破，2007，24（1）：46-50.