工礦廢棄地復(fù)墾中爆破作業(yè)對臨近民房影響的鑒定分析

張寶明，繩欽柱

（山東省建筑工程質(zhì)量檢驗檢測中心有限公司，山東 濟南 250031）

0 引言

工礦廢棄地復(fù)墾利用對于資源枯竭型城市而言具有重要意義，不僅能夠緩解用地緊張，還能改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。爆破作業(yè)可加快工程進度，降低施工成本，如果爆破作業(yè)未嚴(yán)格按照施工工藝及安全規(guī)程進行施工，產(chǎn)生的震動波會致使臨近的建筑物產(chǎn)生裂縫等情況。

1 工程概況

蘭陵縣蘭陵鎮(zhèn)某村位于工礦廢棄地復(fù)墾爆破工程西側(cè)，房屋均為農(nóng)村自建住房，結(jié)構(gòu)形式主要為磚砌體及毛石砌體結(jié)構(gòu)，大部分為木屋架上鋪葦箔平瓦坡屋面，該爆破工程于 2017 年 3 月開始，2018 年 1 月停止。

2 現(xiàn)場檢查檢測情況

2.1 建筑物現(xiàn)狀檢查

現(xiàn)場對該村有代表性的民房現(xiàn)有狀況進行檢查。經(jīng)檢查，所檢房屋主要為磚砌體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深較淺，大部分在表土層中，屋面為木屋架上鋪葦箔平瓦坡屋面，且未設(shè)置圈梁及構(gòu)造柱，縱橫墻咬槎砌筑不規(guī)范，砌筑砂漿強度較低。裂縫主要位于門窗洞口角部、縱墻屋架位置、縱墻下部、縱橫墻交接處、墻體與屋面板交接處等。根據(jù)裂縫特征及走向，將裂縫分為以下三類。

Ⅰ類：該類裂縫呈撕裂狀，縫邊沿殘存破碎顆粒，內(nèi)部潔凈，顏色較鮮亮，裂縫出現(xiàn)時間較短。

Ⅱ類：該類裂縫大部分縫內(nèi)有陳灰、蜘蛛網(wǎng)，顏色較灰暗，裂縫端部內(nèi)部潔凈，縫邊沿殘存破碎顆粒，顏色較鮮亮，裂縫出現(xiàn)時間較短，原有裂縫有擴展跡象。

Ⅲ類：該類裂縫邊沿較光滑，內(nèi)部含有陳灰、蜘蛛網(wǎng)，顏色較灰暗，裂縫出現(xiàn)時間較長。

2.1.1 房屋 1 檢查情況及典型現(xiàn)狀

該房屋為單層砌體結(jié)構(gòu)，屋面為青瓦坡屋面，大約在 1994 年建成，房屋外貌及典型現(xiàn)狀如圖 1～圖 4 所示。

1）西側(cè)窗洞口斜對角存在一道斜向裂縫，向兩端延伸，最大縫寬 4.0 mm（Ⅱ類）。

2）西側(cè)山墻斜向裂縫，最大縫寬為 3.0 mm（Ⅱ 類）。

3）西側(cè)房間墻板交接處水平、斜向裂縫（Ⅰ 類）。

圖1 房屋 1 立面

圖2 窗洞口對角斜向裂縫

圖3 山墻斜向裂縫

圖4 墻板交接處水平、斜向裂縫

2.1.2 房屋 2 檢查情況及典型現(xiàn)狀

該房屋為單層磚砌體結(jié)構(gòu)，屋面為紅瓦坡屋面，大約 2 000 年建成，房屋外貌及典型現(xiàn)狀如圖 5 ～圖 8 所示。

1）南墻窗上角存在斜向裂縫，最大縫寬為 1.5 mm（Ⅱ 類）。

2）北墻距地面約 1 100 mm 處存在一道水平裂縫，最大縫寬 2.0 mm（Ⅰ類）。

圖5 房屋 2 立面

圖6 南墻窗上角斜向裂縫

圖7 墻體水平裂縫

圖8 北墻窗上角斜向裂縫

3）北墻窗上角存在斜向裂縫，最大縫寬 3.0 mm（Ⅱ 類）。

2.1.3 房屋 3 檢查情況及典型現(xiàn)狀

該房屋為單層磚砌體結(jié)構(gòu)，北房屋面為平瓦坡屋面，大約于 2 000 年建成，房屋外貌及典型現(xiàn)狀如圖 9～ 圖 12 所示。

圖9 房屋 3 立面

圖10 南房窗口下部豎向裂縫

圖11 北房北墻豎向裂縫

圖12 屋面挑檐飾面磚脫落

1）南房南側(cè)東邊窗口下部存在一道豎向裂縫，最大縫寬 1.2 mm（Ⅲ 類）。

2）北房北墻存在一道豎向裂縫，中間大，兩端小，最大縫寬 1.0 mm（Ⅱ類）。

3）屋面挑檐飾面磚脫落。

2.2 爆破模擬試驗

2.2.1 振動數(shù)據(jù)采集

依據(jù)原爆破設(shè)計方案及 GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》［1］，工程爆破等級、孔徑、孔間距及排距、炸藥類型、單孔裝藥量等參數(shù)均按原爆破設(shè)計方案模擬爆破作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選取以上三戶作為模擬爆破工程的測試點（第 1 測試點位于房屋 1，第 2 測試點位于房屋 2，第 3 測試點位于房屋 3）安置爆破測振儀，對模擬爆破作業(yè)進行振動檢測，采集爆破振動數(shù)據(jù)（測試點位置如圖 13 所示）。

圖13 測試點位置布置圖

經(jīng)現(xiàn)場檢測，3個測點中質(zhì)點振動速度在0.01～ 0.34 cm/s，滿足GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》中第 13.2.2 條爆破振動安全允許標(biāo)準(zhǔn)的要求。質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果如表 1～表 3、圖 14～ 圖 16 所示。

表1 房屋 1 質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果

表2 房屋 2 質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果

表3 房屋 3 質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果

圖14 房屋 1 質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果圖

圖15 房屋 2 質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果圖

圖16 房屋 3 質(zhì)點振動速度及主振頻率檢測結(jié)果圖

2.2.2 資料檢查

根據(jù)委托方提供的部分爆炸物品現(xiàn)場使用確認(rèn)單及爆破施工日志等資料顯示，爆破作業(yè)時實際最大孔深 19 m，單孔最大裝藥量 116.1 kg，原爆破方案最大孔深 10.5 m，單孔最大裝藥量 50.6 kg，實際最大孔深、最大單孔藥量不符合原爆破設(shè)計方案的要求。

3 鑒定分析

3.1 爆破作業(yè)振動分析

1）本次模擬爆破采用延時爆破，按原方案鉆孔深度 10.5 m，最大裝藥量 31.5 kg，經(jīng)測試，質(zhì)點振動速度為 0.01～0.34 cm/s，主振頻率在 9.46～12.33 Hz，滿足 GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》中第 13.2.2 條爆破振動安全允許標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2）根據(jù) GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》，振動速度見式（1）：

式中：Q為炸藥量，kg；R為炸源至觀測點間距離，m。

按實際單孔最大裝藥量 116.1 kg 進行計算，距離取爆破點距最近測點的距離 89 m，K 取 200，α取 1.5，經(jīng)計算振動速度為 2.56 cm/s，不滿足 GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》中第 13.2.2 條爆破振動安全允許標(biāo)準(zhǔn)一般民用建筑物安全允許質(zhì)點振動速度的要求。

3.2 房屋裂縫原因分析

1）所檢房屋主要為單層磚砌體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)埋深較淺，基本在表土層中，屋面為木屋架上鋪葦箔平瓦坡屋面，且未設(shè)置圈梁及構(gòu)造柱，縱橫墻咬槎砌筑不規(guī)范，砌筑砂漿強度較低。該類房屋整體性構(gòu)造較差，墻體抗剪強度較低。根據(jù)現(xiàn)場實測主振頻率可知，爆破振動頻率較低，與建筑物自振頻率接近，可短時或瞬時造成建筑物共振現(xiàn)象，外界振動持續(xù)時間較長且反復(fù)作用，進而在建筑物抗剪強度較低的部位產(chǎn)生裂縫。振動對房屋的影響與房屋自身質(zhì)量、距振動源的距離及地質(zhì)條件等因素有關(guān)。

2）所檢Ⅰ類裂縫呈撕裂狀，縫邊沿殘存破碎顆粒，內(nèi)部潔凈，顏色較為鮮亮，裂縫出現(xiàn)時間較短，應(yīng)為爆破振動所致。

3）所檢Ⅱ類裂縫大部分縫內(nèi)有陳灰、蜘蛛網(wǎng)，顏色較為灰暗，裂縫端部內(nèi)部潔凈，縫邊沿殘存破碎顆粒，顏色較為鮮亮，裂縫出現(xiàn)時間較短，原有裂縫有擴展跡象。依據(jù) CECS 293∶2011《房屋裂縫檢測與處理技術(shù)技術(shù)規(guī)程》［2］附錄 B，根據(jù)裂縫特征可以判定所檢此類裂縫原為地基不均勻沉降、溫度變形或干縮變形造成的；該類裂縫由于房屋整體性構(gòu)造較差，墻體抗剪強度較低，且自振頻率較低，裂縫處為房屋的薄弱部位，在外界爆破振動及反復(fù)作用下，造成原有裂縫有所擴展。

4）所檢 Ⅲ 類裂縫邊沿較光滑，內(nèi)部含有陳灰、蜘蛛網(wǎng)，顏色較為灰暗，裂縫出現(xiàn)時間較長。依據(jù) CECS 293∶2011《房屋裂縫檢測與處理技術(shù)技術(shù)規(guī)程》附錄 B，根據(jù)裂縫特征可以判定所檢裂縫為地基不均勻沉降、溫度變形以或干縮變形造成的，且此類裂縫沒有明顯的近期發(fā)展跡象，與外界爆破振動沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。

5）根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，檐口飾面磚開裂、脫落是由于外界爆破振動所致。

4 鑒定結(jié)論及建議

1）對模擬爆破作業(yè)的質(zhì)點振動速度及主振頻率進行檢測，質(zhì)點振動速度滿足 GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》安全允許標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)委托方提供的部分爆炸物品現(xiàn)場使用確認(rèn)單及爆破施工日志等資料，部分孔深及單孔裝藥量不符合原爆破設(shè)計方案的要求，按實際最大單孔藥量進行推算，爆破振動速度不滿足GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》安全允許標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2）所檢房屋Ⅰ類、Ⅱ類裂縫及飾面磚松動、脫落為爆破振動所致或為爆破振動致使原有裂縫有所發(fā)展，房屋 Ⅲ 類裂縫與外界爆破振動沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。

3）建議對磚砌體房屋受壓墻體沿豎向產(chǎn)生裂縫寬度＞2 mm、縫長超過層高 1/2 的裂縫、縱橫墻交接處裂縫寬度達 2 mm 的裂縫影響房屋結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)及時進行加固處理；檐口處飾面磚松動、脫落的部位，易造成高空墜物，應(yīng)及時進行處理［2-3］。

5 結(jié)語

本文通過模擬爆破作業(yè)及根據(jù)現(xiàn)場實際單孔最大裝藥量的推算結(jié)果進行分析可知，房屋部分裂縫是由爆破振動所致或爆破振動致使原有裂縫有所發(fā)展。在類似工程施工前應(yīng)對周圍環(huán)境進行安全評估，根據(jù)周圍建筑物結(jié)構(gòu)的特點，制定科學(xué)的施工方案，嚴(yán)格按照爆破方案及 GB 6722－2014《爆破安全規(guī)程》進行施工。