某框架結構樓房定向倒塌控制爆破拆除

劉 軍，李本平，張 晁

（1.第二炮兵指揮學院工程系，湖北武漢430012；2.湖北省發改委培訓中心，湖北武漢430000)

某框架結構樓房定向倒塌控制爆破拆除

劉 軍*1，李本平1，張 晁2

（1.第二炮兵指揮學院工程系，湖北武漢430012；2.湖北省發改委培訓中心，湖北武漢430000)

介紹了某“凸”型高層框架結構建筑物定向傾倒爆破拆除的設計與施工，通過選取合理的爆高、爆破部位和起爆順序及安全可靠的起爆網路等一系列技術措施，保證了該建筑物爆破成功。

定向爆破；框架結構；安全與防護；網路

1 工程概況

湖北省某市綜合樓是一棟“凸”型7層框架結構樓房，主樓高24.6 m，總建筑面積約12950m2。該樓主體長度呈東西走向，前半部樓體東西向為8跨，長度64m；南北向3跨，寬度為19.3m，多數框架柱間距為8m，個別3.3m。框架后半部樓體東西長32m，南北寬19.3m，進深為8m。前后樓連接處有一現澆樓梯間，樓梯間立柱30cm×40cm，樓梯間跨度為3.3m；主體立柱分布為3排(見圖1)，其截面尺寸為50cm×60cm；橫梁截面尺寸為40cm×50cm。

圖1 樓房平面結構與倒塌方向示意圖

2 周邊環境

擬爆框架樓房周邊環境較為復雜，其中樓房西側15m為通往城區大道的院內道路；北側16m為4層住宿樓；東側21m為民房，前樓東側6m處有地下排污管道；南側為在建工地，距最近的臨時施工用房距離30m(詳見圖2)。爆破時須確保北、東側房屋和排污管道安全，樓房倒塌和飛石方向應限定在一定范圍內，爆破后應在短期內能恢復院內道路的暢通。

圖2 周邊爆破環境示意圖

3 爆破方案選擇

根據待拆除建筑物結構和周圍環境及場地條件，項目組確定的備選方案有：（1）“凸”型高層框架結構建筑物整體向南定向倒塌方案；（2）預先人工切斷后樓聯體一跨，整體預切割分區域毫秒微差向南定向爆破。經評估分析，專家認為以上2種方案均可行，但其中第一方案風險性較大，由于對大樓建造質量均一性不能保證，整體倒塌時不能保證不出現扭轉，有可能會出現大樓傾斜，從而達不到向正南方向傾倒的預期效果。經過大量模擬和理論計算，評估專家全部認為第二方案比較優越，雖增加了人工預處理切割的成本，但風險性極大程度地降低，可保證達到預期目的。爆破設計的傾倒方向詳見圖1。

4 預拆除和預處理

4.1 樓梯間預處理

前后樓連接處東側有樓梯間，為現澆樓梯結構，現場決策采用風鎬和大錘，機械加人工作業，沿樓梯中線破碎切割約30cm寬的切口，從頂層踏步板開始，自上而下實施整體切割，破碎完畢后并火焰切割，割斷鋼筋，形成兩部分樓梯的實際分離，并保持縫隙寬度大于30cm，以避免毫秒微差起爆后樓梯倒塌時的相互影響。

4.2 框架結構預拆除

前后樓連接處平行于樓梯間的一跨，靠近前樓立柱連接處，用爆破法將樓房框架梁切割50cm寬開口（見圖3），使樓房分割成前后兩棟，其中底部一、二、三合計3層采取割斷鋼筋的措施，而上部四層只切口鋼筋不予割斷。其目的一是爆破前保持前后樓的穩定，避免出現傾斜的現象；二是爆破時，當前樓起爆后，其向南傾倒通過鋼筋對后樓產生一定拉力，保持后樓的正確傾倒方向。

圖3 預處理和爆破切口示意圖

5 爆破設計

5.1 炮孔布置

前樓和后樓炮孔分別布設在一、二、三層，采取從南向北柱子逐排逐層減少的布置方式，以形成一個三角形的爆破切口。其中立柱炮孔沿中線左右3cm呈梅花型交錯布置，爆破切口炸高和各排立柱孔數具體參數見表1。

表1 承重立柱爆破炸高與孔數

5.2 爆破參數設計

（1）最小抵抗線W：

式中：B——立柱或梁體截面寬度。

（2）炮孔間距a：

a=(1.5～2.0)W=2×0.2=0.4cm

（3）炮孔深度h：

h=0.8H

式中：H——立柱厚度。

截面0.4cm×0.5cm h=0.8×0.5=0.4cm

截面0.5cm×0.6cm h=0.8×0.6=0.48cm

（4）單孔裝藥量q：

q=kaHw

式中：k——炸藥單耗，g/m3。

截面0.4cm×0.5cm q=180g

截面0.5cm×0.6cm q=200g

5.3 起爆網路和延時設計

采用孔外非電導爆管雷管微差起爆、雙路非電導爆管系統和電雷管加強網路接力傳爆的起爆方式。為確保可靠、準爆，每個爆區采用了多路連通，每層都設立導爆管擊點，每層樓組成4組復式起爆網路。兩樓各部位起爆延時參數為：前排ms1；中排ms3；后排ms5。

6 安全防護措施

在爆破部位用竹笆包裹，重點防護方向用雙竹笆包裹，以防個別飛石。距最近的樓房方向搭設雙層高約6m的竹笆墻。爆破振動速度評估：根據設計的分段起爆網路設計，一次齊藥量不超過16kg，由公式驗算，此次爆破引的地震動不會損壞周圍建筑物。

7 爆破效果

2015年1月8日下午4點，一聲炮響，大樓分前后2部分按設計要求方向倒塌，定向準確，梁柱結點解體充分，爆堆比較理想，爆體中央部分高度約6m。爆破后爆堆范圍為南傾倒方向最大12m，微向東西擴大，其中東部為3～5m，無后坐現象發生，場區道路經除塵、二次破碎后短時間內就恢復了通行能力，距爆區近的樓房完好無損，地下排污管理無破壞，各被保護的建（構）筑物安然無恙；爆破拆除效果達到預期目的。

[1]劉殿忠.工程爆破實用手冊[M].北京：冶金工業出社，1999.

[2]何廣沂，朱忠節.拆除爆新技術[M].北京：中國鐵出版社，1988.

TU746.5

B

1004-5716(2015)12-0165-02

2015-10-22

2015-10-30

劉軍（1974-），男（漢族），浙江樂清人，副教授，現從事地下隧道工程設計與施工的教學工作。