不同結構爆破拆除方式的分析

郭偉娜 孫 宇

（山東科技大學土木工程與建筑學院 山東青島 266590 山東科技大學防震減災重點實驗室山東科技大學 266590）

前言

自建國以來，我國的經濟飛速發展，城市化腳步也越來越快，對于一些年久和已經不能繼續使用的建筑物進行拆除，對于一些污染環境的構筑物，如煙囪、冷卻塔等構筑物也進行了拆除，其中爆破拆除是拆除工程中主要的拆除方法，加快了城市化的進程。對于所要拆除的建筑物所處的環境不同，因此對于爆破拆除的效果要求也不同，隨著人們環保意識的不斷加強，人們對于爆破作用后對環境產生的影響也越來越關注，因此人們的廣泛關注使得爆破人員進行爆破工作時提出了更加高的要求，考慮的因素也隨之增多。

1 不同結構類型的爆破方法

爆破方式主要有三種：定向爆破、折疊爆破、原地爆破[1]。定向爆破是指利用炸藥的爆炸作用，把要爆破拆除的物體拋擲到指定方向的位置處，并且能夠大量堆積成事先規定好的形狀的一種爆破技術[2]。折疊爆破就是在待拆除的物體的不同高度處放置炸藥，讓炸藥并不同時爆炸，分時間段爆炸，這樣爆炸后形成的碎塊慢慢累積在后爆炸的物體上。而原地爆破與定向爆破相似，只是爆破后物體的倒塌方向不同，原地爆破的物體時就倒塌在物體原來的位置上，并不是事先指定的位置處[3]。

1.1 鋼筋混凝土結構

鋼筋混凝土結構是在混凝土中配有鋼筋的結構，來增強混凝土抗拉性能，因為混凝土自身的抗壓性能比較好，而抗拉性能比較差，因此當配有鋼筋時就彌補了混凝土抗拉性能比較差的缺陷。但是，在拆除鋼筋混凝土結構時，由于鋼筋的存在，就會使拆除工作變得十分艱難，因為鋼筋自身的強度比較大，所以給拆除工作帶來了一些困難。

在某煤礦電廠中拆除一座鋼筋混凝土煙囪時，所用的方法就是爆破拆除，煙囪高100m，煙囪的東側10m處是發電機房和鍋爐房；西側20m處是院墻，院墻的外面是樹林；在南側6m是走廊和廠房，因此在煙囪的四方有三個方向不具有到他去的空間，而在煙囪的北側30m處是院墻，院墻的外側是比較松軟的農田，場地相對來說比較開闊，因此具備煙囪倒塌空間。鋼筋混凝土煙囪的具體結構特點是100m高煙囪為鋼筋混凝土結構，煙囪的上、下口直徑分別是3.5m，8.5m，壁厚分別為160mm與400mm；煙囪3m以上有耐火磚內襯以及50mm厚的隔熱層，內襯厚度不一，在5m以下為120mm，5m以上為120mm，混凝土的強度等級為C30，在豎向配有鋼筋，底部是雙層鋼筋網片結構，上部是單層鋼筋網片結構，上部是單層鋼筋網片結構。

爆破煙囪一般運用的是定向倒塌，折疊倒塌或者是原地倒塌。根據所要拆除的結構所處的環境，因其四周只有一周可以為倒塌方向，因此只能采取定向倒塌也可以采取原地倒塌。但不能采取折疊倒塌，由于此結構是鋼筋混凝土結構，如果為折疊倒塌，需要在煙囪的不同高度的不同位置分別布置炸藥，這樣做會浪費很多炸藥，因此不采取折疊倒塌的方式。在此次爆破工作中，實際上采取的爆破方式是為定向倒塌，使煙囪向農田的方向倒塌，同時也降低了噪聲污染，也降低了振動的強度，滿足保護環境的要求。

1.2 磚混結構

磚結構一般是指在建筑物中的承重結構，如墻、柱等結構，采用磚或者是砌塊砌筑形成的結構，而橫向承重的結構一般還是鋼筋混凝土結構，也就是說在磚結構中其中有一名小部分仍然是鋼筋混凝土結構[4]。與此同時，在磚混結構中磚結構是主要的承重構件，而鋼筋混凝土是小部分的承重構件，因此磚混結構是混合結構的一種，是采用磚墻來承重與鋼筋混凝土梁板與柱共同構成混合結構的體系。

在某單位的家屬區院內有一個磚結構的煙囪，因為城市的快速建設的要求，需要拆除。煙囪筒體高為50m，底部的外部直徑為4.3m，壁厚為750mm，包括隔熱層和耐火內襯250mm，因長期受潮的原因，底部墻體的強度比較低。煙囪四周的環境：南側是樓房距離為10m，北側19m處為圍墻，圍墻的外側為家屬宿舍樓；在煙囪的西側22m的圍墻外是一處小學；東側為建筑基坑，并且此處場地比較空曠，因此此處比較適合煙囪的倒塌，經過計算煙囪的大概的倒塌距離為60m，因此建筑基坑可以滿足煙囪倒塌條件，因此此次的煙囪倒塌工作選擇定向倒塌的方案。由于在煙囪的西側為一個小學，因此對爆破產生的噪聲、飛石以及塵土都有較高的要求，在爆破進行前，要對煙囪四周進行灑水工作，以用來防止較多的塵土飛揚，而影響學生的正常學習和生活，在選擇爆破方式時，選擇八字形對稱布置炸藥包，以用來防止飛石的過多飛濺，避免傷人事件的發生。

1.3 框架結構

框架結構是指以剛接或者是鉸接連接而形成的梁和柱而構成的承重體系的結構，因此是由梁和柱共同構成建筑物的承重構件，來承擔框架在工作的過程中所出現的水平荷載與豎向荷載。在框架結構中，砌體結構并不承重，砌體結構只起到維護和分隔結構的作用，框架結構有很多的優點，主要有框架結構的建筑平面布置比較靈活，能夠較大程度的滿足建筑使用的要求，其缺點就是框架結構的側移剛度比較小，因此其水平抵抗能力并不是特別的好，因此在外力的作用下，框架結構的抵抗變形的能力很差。

某煤礦的破舊會議室是框架結構，因工程改造問題需要把此會議室拆除，康佳結構的樓頂是由南北7根現澆的鋼筋混凝土梁支撐，東西方向的長度為30m，沒南北方向長為10m，高度為10m，北墻距離辦公室的距離為1.5m，在其頂部距離主樓為0.4m，距離非常近，西側距離辦公樓為40m，舊會議室的東西方向與辦公樓的東西方向平行，在會議室的正南與東南方向15m處各有一個石亭，石亭下有石凳和石桌，這些設施是必須保留的綠化區，在東、西和南三方向上場地比較開闊。因此在這三個方向上可以防止倒塌的建筑物垃圾。在爆破會議室的爆破方案的選取上要考慮的方面有：會議室的倒塌方向只能向東、西和南是哪個方向倒塌因為在這是哪個方向上場地比較空曠，適合會議室的倒塌，但是在東、西方向上若爆破方向控制不穩定容易對辦公樓造成破壞。框架結構十分結實和穩固，因此在爆破的過程中不但要破壞結構本身與此同時還要破壞結構的剛度和強度，是結構達到失穩的條件，進而利于結構的倒塌，在施工前，對鋼筋混凝土的樓頂事先進行切割，這樣有利于在爆破時不產生過多的大體積的碎塊，利于爆破結束后，現場破碎物的清理工作的進行。在爆破框架結構時爆破順序也十分的重要，首先要保證承重柱要能夠完全的倒塌。經過分析，框架結構所采取的爆破方案為：為了加快會議室的倒塌速度和防止后坐，保護辦公樓的安全，因此采取增加和加大爆破缺口的高度，采取定向倒塌的方案。

2 結言

在當今社會，結構的爆破拆除是在19世紀70年代興起的一門新技術，爆破拆除方法與傳統的一般拆除方法時不同的，爆破拆除方法以其主要特點：安全、高效、成本低廉，并且不需要比較復雜的設備的優點成為十分具有競爭力的拆除工程的首選。從爆破方法的興起到目前，許多研究人員對爆破工作的進行都做了大量的研究與實驗，并且運用于實踐，積累了大量的工程實際經驗。隨著社會的快速發展，目前有很多年久失修且不符合當今規范的建筑物都需要拆除，本文根據實際的爆破工程，總結出不同的建筑結構以及建筑結構所處的環境的不同而采取的爆破方案不同。對于定向爆破、折疊爆破與原地爆破進行了分析，為以后爆破工作的進行提供一定的參考依據。[1]劉培林.鋼筋混凝土結構爆破拆除研究[D].蘭州大學，2012.

[2]Kong G.TRANSPARENT FROZEN SOIL AND FABRICATION METHOD AND USE THEREFOR，WO/2015/165139[P].2015.

[3]趙慶峰，張春玉，王奎芬.高大建筑物定向爆破拆除后坐及原地坍塌原因分析[C].全國煤炭爆破學術會議，2008.

[4]張洪波，王繼宏.磚混結構墻體開裂的原因及其預防[C].五月風論文專輯-2012，2013.