1 3层框剪结构商务大楼爆破拆除
1 3层框剪结构商务大楼爆破拆除
赖经建，魏晓林，谭卫华
(广东宏大爆破股份有限公司，广州510623)
摘自《工程爆破》2009年第2期 摘 要：13层钢筋混凝土框一剪结构、平面v形大楼，3排柱两跨43m高，采用沿中线整体单向(尖端)倾倒爆破拆除。V型大楼不从中线预破开而整体倾倒，这就是新的拆除尝试。切口朝尖端方向，前排柱中线区炸高12m，两侧区炸高8.7m，后排柱炸高0.3m，且中部、前、中排柱先爆，两侧柱滞后半秒迟爆，楼房顺利倒塌。由此证明，切口中高、两侧低，起爆先中而后侧，先前柱而后柱，爆破参数沿中线对称，就可实现V形楼整体倒塌。
关键词：爆破拆除；V型建筑；框—剪结构；延时爆破
中图分类号：TU746.5 文献标识码：A
BLASTING DEMOLITION OF A 1 3一STOREY
BUILDING IN SHEAR FRAMEWORK
LAI Jing-jian，WEI Xiao-lin，TAN Wei-hua
(Gaungdong Hongda Blasting Co．，Ltd．，Guangzhou 510623，China)
ABSTRACT：Standing at 43m height with two spans and three rows of column，the building was a 13-sto-rey and V-shaped office building in shear framework，which was demolished in the way of collapsing in onedirection along its centerline．The demolition was characterized by the collapsing intack without the use ofpresplitting along the centerline，marked fl new attempt in this blasting demolition．In the blastingscheme，the precut was oriented to the tip end，with the blasting height being 12m within the centerlinezone of the front row and 8.7m in the zone of the two sides．The blasting height for rear column was 0.3m，with central section，front and central columns being blasting in advance half second prior to theblasting for the columns of the two sides．The designation resulted in a perfect collapsing of the building，showing that the considerate blasting scheme could be responsible for a V-shaped building collapsing in-tack．
KEY WORDS：Blasting demolition；V-shaped building；Shear-framework construction；Delay blasting
1 工程概况
1.1 周围环境
该楼位于广东中山古镇的中心城区，周围环境比较复杂，如图1所示。西、北两侧分别紧靠繁华的东兴东路和新兴大道，距大楼西北2～3m，平行埋设有光缆和民用高压电缆，深0.6-1.5m，两侧道路对面是玻璃幕墙灯饰商铺、民房商铺、饭店、歌厅和人民医院等，相距35～50m，东南方向有60m宽空地可提供大楼倾倒。
1.2 大楼结构
爆破拆除的中山古镇商业集团办公大楼建于20世纪90年代，框一剪结构，建筑物长32m、宽9m，呈平面“V”形，楼13层高43m，底层高4.5m，其它各层高3.2m，建筑面积4000m。，首层平面布置如图2所示。
2 爆破方案
可供平面V形大楼倒塌的空地正位于V形尖端方向，选择大楼V形中线尖端向倒塌可最小危及两侧道路和对面建筑，应是最安全的倾倒拆除方案。
由于V形中线与大楼两侧结构框架平面相交约30。，要实现大楼沿V形中线稳定倾倒，应将大楼两侧的爆破切口也沿中线对称布置，以使两侧结构支撑反力的侧向分量相互抵消，而其沿中线方向的反力分量相互整合，这样既避免了两侧结构可能的侧向倾倒，又能使重力和支撑反力向中线方向集合，促使大楼向V形尖端方向整体倒塌。因此爆破切口应沿中线对称布置，保持前柱高而后柱低，形成中线高两侧低。起爆要先中部后两侧，先前柱而后柱，以实现V形楼整体向前倾倒。另一方面，沿v形中线倾倒，却增大了切口V形尖端至v形口端后柱的水平距离，从而减小了爆破切口角，削弱了前倾趋势，因此为确保大楼沿中线倾倒维持必要的爆破切口角，就必须增大中线区炸高，只有足够的炸高，才能使倒塌建筑的重心移出到前趾前方，才能保证大楼顺利倒塌。
2.1 立柱爆破切口
(1) C轴④～⑨柱炸高为12m，①～②、11～12柱炸高8.7m。
(2)B轴④、⑨柱炸高9.2m，①～③和⑩～12炸高3.9m。 ’
(3)A轴各柱炸高0.3m，以实现爆破高度中部高过两侧，前柱高过后柱。在爆破施工时，对1～4层楼体的非承重墙体进行人工预拆除，对C轴剪力墙，电梯井筒和楼梯要预拆至5层楼，A轴剪力墙沿地面敲松0.3m混凝土以露出钢筋为止，由此确保剪力墙、电梯井筒、楼梯在起爆后能迅速解体，保证大楼主体顺利定向坍塌。
2.2 孔网参数
大楼框架有承重立柱28根，包括两根圆柱，大楼平面V型三个顶点有剪力墙，分别为承重立柱截面尺寸为0.4m×0.5m，圆柱直径0.5m；剪力墙厚0.2m。
混凝土立柱应从短边布单排孔，孔距a=30cm，孔深L=32cm。炸药单耗：k=1.1～1.5kg/m3，从1～4层逐层递减，剪力墙、电梯井墙壁炸药单耗k=4.0kg/m3。孔网参数如表1所示。
表1 孔网参数及药量
Table 1 Hole net parameters and charging quantities
|
结构 |
控制断面/cm×cm |
孔深/cm |
单耗/(kg• m-3) |
弹孔药量/g |
|
C轴 |
40×30 |
32 |
1.1-1.5 |
60-90 |
|
B轴 |
40×30 |
32 |
1.1-1.5 |
60-90 |
|
A轴 |
40×30 |
32 |
1.1 |
60 |
|
电梯井 |
20×20 |
13 |
4.0 |
30 |
|
A轴剪力墙 |
20×20 |
13 |
4.0 |
30 |
|
圆柱 |
ф50 |
35 |
1.1-1.5 |
100 |
2.3爆破时差
根据爆破方案，起爆顺序应中部先爆、两侧次后，为促使大楼向中心线倾倒，C轴⑩柱比同排再次后起爆，即C轴和B轴的④～⑨柱；中部圆柱；电梯井剪力墙及楼梯用半秒差HS2段导爆管雷管起爆，C轴12柱和B轴①～③、⑩～11柱滞后0.5s用半秒HS3段雷管起爆。B轴12柱和A轴各柱，用半秒HS4段雷管起爆。
2.4爆破网路
采用普通的“大把抓”与四通混合连接爆破网路。先将柱内炮孔导爆管雷管捆扎成一束(不超过15根/束)，再绑上2发MSl段导爆管雷管，然后用四通接入本层复式网路，各层复式网线上下又进行至少两路复式联通，然后把起爆主线引至起爆点。每层回路连接网路如图3所示。
3 安全防护要求
3.1 防止飞石危害
为防止爆破产生的飞石对周围设施及建筑物的破坏，防护措施如下：
(1)对立柱爆破部位的防护(近体防护)：在立柱的炮孔部位用竹笆夹稻草再夹竹笆包裹，用铁丝绑紧，这样可以使飞石飞溅距离控制在10m之内。
(2)远体防护措施：在爆破楼房外围均搭设外围防护排栅，排栅应高于炮孔位置，排栅上挂安全网。经过近体和远体防护以后，完全可以将飞石控制在排栅安全网之内，有效地防止飞石对四周办公楼和设施的破坏，绝对保证周围办公楼及人员的安全，经爆后检查证实效果良好。
(3)对大楼两侧的光缆和民用高压线，堆积沙包及填高于1.5m的沙堤进行保护。
3.2 爆破振动危害
爆破及塌落振动速度实测如下:在C轴部分和B轴的HS2段，单响最大药量为16.8kg；C轴立柱到两侧过街对面玻璃幕墙商铺距离R=39m的条件下，采用IDTS3850爆破振动记录仪实测的爆破垂直振动速度为0.45cm/s，爆破坍落振动速度为1.0cm/s，由此可见爆破引起的振速值均在安全范围之内。
4 爆破效果与体会
中山古镇商业集团办公大楼爆破拆除，于2007年2月15日清晨7时安全起爆，如图4所示，爆破飞石完全控制在设计的安全范围以内，爆破定向准确，爆堆正向堆积最长30m，爆堆最高小于9.5m，5层以上楼体及剪力墙完好未解体，光缆及高压电缆安全无损，取得了很好的爆破效果，为V型结构在不分割分离的情况下定向爆破拆除积累了经验。
几点体会：
(1)V形建筑可以不分割而整体爆破拆除，更省工省时效益明显。
(2)为确保V形建筑沿中线倾倒，切口中部要高于两侧，前柱炸高应高于后柱。
(3)V形建筑沿中线倾倒，应合理设计每根承重立柱的先后起爆顺序，做到先中部后两侧、先前柱而
后柱，可以控制好建筑物的倾倒。
(4)爆破切口中部的楼梯、剪力墙、柱能否充分破碎，可影响实际爆高，是拆除成败的关键点，要倍
加重视。
(5)要对设计炸药单耗进行试炮确认，本大楼剪力墙的实际爆破单耗达到4kg/m。。
(6)竹笆夹稻草再夹竹笆是近体防护的有效方法，堆沙包与筑小沙堤是保护光缆、电缆的一种简易
方法。
参考文献：
[1]中国力学学会工程爆破专业委员会．365体育(上、下)[M]．北京：冶金工业出版社，1996．
[2]冯叔瑜，吕毅，杨杰昌，顾毅成．城市控制爆破[M]．京：中国铁道出版社，1985．
[3)尢如海，王宗起．14层框架办公楼控制爆破拆除[J]．工程爆破，2005，11(4)：61—63．