深基坑桁架式钢混内支撑梁的微差爆破拆除施工技术

中建三局第二建设工程有限责任公司 武汉 430074

1 工程概况

淮安雨润中央新天地项目地处于淮安市淮海东路与淮海北路交叉处东南角，南邻针织路，东邻新世纪城市花园小区，为淮安市商业中心地带。占地面积43 398 m2，总建筑面积约524 460 m2，由1 幢地标塔楼、3 幢超高层住宅和裙楼组成。其中地标塔楼高317.17 m，住宅1#塔楼高150 m、2#塔楼高150 m，公寓3#塔楼高130 m；裙楼地上6～7 层，高35～46.1 m，建筑面积141 503 m2，均设4 层地下室，与四周外扩纯地下室连为整体地下室，地下面积为156 405 m2。整个工程分1区、2区2 个区施工，基坑开挖深度23.7 m，最大开挖深度达32.4 m，1区基坑内设置4 道钢筋混凝土水平支撑梁，2区基坑设置5 道钢筋混凝土水平支撑梁，均采用桁架式纵横向钢筋混凝土内支撑梁微差爆破拆除施工。

2 工艺原理

支撑拆除爆破是将很多的小药包分散埋于设计好的梅花形布置纸质预埋式爆破装药孔中，运用微差爆破技术，对围檩、斜次撑和主撑分别延时，有序释放基坑应力，保证基坑变形稳定，爆破后既能达到预期的爆破效果，又能把爆破震动、冲击波、飞石和噪声等对环境的危害程度控制在规定的范围之内的爆破技术。

2.1 单孔装药量设计原理

单孔药量设计，根据体积平衡法公式计算：

式中：Q——单孔药量（kg）；

q——炸药的单耗（kg/m3）；

s——支撑截面积（m2）；

n——布孔的排数；

a——孔距（m）。

2.2 非电起爆网络设计原理

为确保起爆网络的安全可靠，采用复式孔内半秒延期雷管与孔外毫秒延期雷管相结合的非电起爆网络。本工程采用安全性最好的塑料导爆管复式毫秒微差起爆系统，其优点是抗干扰性能好，不受各种形式的杂散电流、射频电流和感应电流及雷电的影响，并且连接方便，不受起爆药包数量的限制，可按要求连接成各种复式起爆网络。以确保整个系统的可靠准爆。

一次起爆的药量可以根据周边环境及地下管线的情况进行控制，确保由于爆破产生的震动不会对建（构）筑物及地下管线造成破坏。雷管孔内采用半秒5 段延期导爆管雷管，孔外采用毫秒3 段延期导爆管雷管；起爆网络采用一把抓复式孔外延期导爆管雷管起爆网络；起爆方法采用高压脉冲起爆器引爆起爆网络（图1）。

2.3 分段微差延时爆破工艺原理

为确保支撑梁爆破过程中基坑的安全，将爆破产生的震动破坏降至最低，达到预期效果，采用分段爆破施工。首先分个切除支撑与围檩连系，分离后进行支撑爆破；爆破斜次撑与主撑交界面，使斜次撑与主撑分离，分离后爆破斜次撑；再爆破主支撑；最后爆破围檩，将围檩分离成许多小段，每个小段依次进行爆破，整个爆破过程持续时间不长，但每段支撑均按先后顺序爆破，从而逐步释放支撑梁的应力，缓慢地将基坑外侧土体压力传递给结构换撑梁板，保证基坑安全。

图1 非电起爆网络连接示意

3 施工操作要点[1-6]

（a）现场勘查：对照平面布置图现场测量基坑与周围建筑、设施的距离，查看周围建筑物的稳固程度；了解地下管线情况；掌握现场施工布置情况；详细了解与工程有关的其他事项。

（b） 编制施工方案：组织技术人员及项目经理编制技术设计与施工组织方案。

（c）召开专家论证会：邀请爆破专家研究爆破拆除方案，对爆破方案的可行性及安全性进行论证，进一步修改补充爆破技术参数及有关防护措施。

（d）爆破协调会：组织当地有关部门及爆破部位的周围单位，就爆破时间、爆破周围重点目标保护、人员撤离、警戒范围等相关问题进行协调。

（e）办理爆破施工有关手续：向当地有关部门提交有关爆破的技术资料和申请爆破报告，等待爆破、清渣等有关手续的批复。

（f） 预埋纸管：依据施工的进度，随着浇灌支撑的进度，进行预埋纸管。

（g）加强沟通：保持同业主联系，确保工作连续性。

（h）爆破施工：搭设封闭式防护棚、清孔补孔、装药、填塞、连线、起爆。

（i）割筋、清渣：组织好人员机械设备，按照施工要求，迅速清渣，保证按照进度施工。

4 实施效果

深基坑桁架式钢混内支撑梁梅花形纸质预埋孔装药微差爆破拆除施工工法在施工方法上有显著的特点，与传统的拆除法相比，在工程质量安全、工程进度、工程成本和绿色环保等方面具有明显的先进性和创新性。

4.1 爆破准备工作不占用有效工期

爆破前的准备工作可以在结构施工过程中进行，如梅花形爆破装药孔的预留可以在支撑梁混凝土浇筑时进行；装药孔的清孔工作可以在结构施工过程中进行；爆破飞石防护棚可以在支撑爆破前搭设，以上准备工作均不占用有效工期。

4.2 一次爆破工程量大

本工法采用非电毫秒孔外延期微差爆破方式，理论上可以在短时间内使得一次爆破的工程量不受限制，同时节约施工工期。

4.3 混凝土破碎充分，保证质量

通过对梅花形装药孔及装药量的研究计算与实施，确保了爆破破碎的充分性，混凝土碎块粒径小，避免了压弯压断预留的墙柱插筋，对结构半成品有保证。而采用传统的破除法，混凝土碎块大，掉落在已施工的结构层上，会对结构梁板产生破坏作用，且会将预留的墙柱插筋压弯，影响结构质量。

4.4 分段延时基坑安全性高

与传统爆破比较，采用梅花形纸质装药孔，根据深基坑内支撑设计结构形式，对围檩、斜次撑及主撑分段延时进行排布，确定爆破先后顺序与延时长短。避免了对基坑应力释放的不利影响，确保了深基坑的安全。

4.5 节约施工成本

与传统爆破和机械拆除相比，由于破碎石块小，混凝土完全剥落，钢筋可完全露出，有利于快速回收。减少了二次机械和人工破除投入，节约了施工成本和工期。

4.6 梅花形纸质装药孔布置，对周边影响小

与传统爆破比较，支撑爆破的梅花形装药孔布置合理，加上分段处延时，产生的综合噪声小、冲击力小而平稳、飞石粒径小，进而影响范围小。同时与传统的机械拆除相比，可以在短时间内进行大量的支撑梁爆破，对周边居民生活不会长时间持续影响。