质量不均衡大高宽比框剪结构楼房控制爆破实践

为实现复杂环境中质量不均衡、大高宽比框剪结构楼房的安全高效拆除爆破,研究采用梯形切口纵向倾倒方案,通过科学预处理及分区、分段延时等关键技术,结合楼房倾倒过程、爆破振动监测及拆除爆破效果分析,有效地实现了塌落体平衡倾倒,同时降低了爆破有害效应,显著提高了拆除爆破的安全性。研究表明:采用梯形切口配合精准延时爆破技术,可实现框剪结构楼房纵向倾倒的安全高效拆除爆破,可为类似建筑物拆除爆破的方案设计提供参考。     

框剪结构高楼纵向倾倒拆除爆破研究

我国目前用爆破法拆除的高层楼房主要是框剪结构。根据同一楼房中框架部分与剪力墙部分的相对位置、倒塌方向选择、前后段起爆时差,对框剪结构楼房爆破效果的影响等进行了分析,给出了楼房爆破切口倾角(闭合角)的经验数据、理论计算方法及确保楼房倒塌的判据,指出了楼房沿其纵向倒塌的难度远大于横向倒塌,并以靖江金都大厦的爆破为例,详细介绍了楼房沿其纵向倾倒时的爆破方案确定、预处理方法、爆破切口要素、立柱的爆破破坏高度、药孔参数、爆破参数、起爆网路等。靖江金都大厦为框剪结构的11层高楼,因环境限制,需要沿其不利于倒塌的纵向倾倒,而剪力墙结构却位于高楼的纵向两端,对该大楼的倒塌带来极大难度,通过精心设计其爆破方案,优化爆破参数,并采取严格的安全技术措施,完全达到了预期的爆破效果。     

异形结构楼房纵向延时定向倾倒爆破技术

介绍了一座异形砖混结构楼房采用纵向延时定向倾倒拆除爆破技术的应用。采用导爆管雷管孔内延时与孔外延时相结合的爆破网路,实现楼房爆破中南北纵向同期延时,使整栋楼房按设计逐步向东定向倾倒。该爆破技术能有效地减小拆除爆破时的最大单响药量,实现结构逐步塌落,从而减小塌落振动。     

2栋混合结构楼房纵向延时定向倾倒爆破拆除

介绍了2栋砖混结构楼房采用纵向延时定向倾倒爆破拆除。通过采用纵向逐段延时与定向倾倒相结合的爆破设计方案,达到了楼房在爆破倾倒过程中结构充分解体、减小爆破单响药量、降低结构触地振动的目的,同时对采用纵向延时方式与传统的整体定向倾倒方式的爆破振动和塌落振动进行了分析。爆破效果与设计方案吻合,达到预期爆破效果。     

复杂环境下12层框剪结构楼房爆破拆除

介绍了复杂环境下一栋12层框剪结构楼房的爆破拆除工程实例。采用10.4m高的复合梯形爆破切口、楔形半秒孔内延时,分3个爆区三响总延时1 020ms,实现了楼房的整体定向倒塌;通过确定合理的爆破参数、充分的预处理、间隔装药结构、双回路起爆网路等技术措施确保了安全准爆和精确定向倒塌;通过铺设缓冲垫层、炮孔包裹防护、搭设防护屏障等措施有效控制了爆破塌落振动及飞石的危害。楼房按照设计方向倒塌在设计范围内,周围建(构)筑物均没受到影响。该爆破拆除工程在精确定向,控制塌落振动及飞石等方面取得了较好的效果,可为同类工程爆破施工提供参考。     

复杂环境下“L”型框架楼房定向爆破拆除

介绍了9层"L"型框架楼房整体倾倒爆破拆除施工方案。爆破拆除楼房结构比较特殊,且爆破周围环境较为复杂。根据楼房"L"结构特点,采取前后上下各设两个爆破切口的技术方案;上下切口延时300 ms,前后切口延时880 ms的起爆网路;并通过采用爆破体多层近体防护及消防水幕墙双层降尘等措施,有效控制爆破有害效应。楼房爆堆范围和高度符合设计要求。     

影响框剪结构拆除爆破效果的要素分析

不同切口方式与延时时差对建筑物拆除爆破倒塌效果有着极大影响,尤其是对大高宽比的框架剪力墙结构的建筑物拆除爆破倒塌效果影响更大。因此,利用数值模拟对建筑物倒塌效果进行仿真分析。以17层框架剪力墙结构拆除爆破工程为例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,采用整体式模型,对不同切口方式和延时时差的框架剪力墙结构倒塌过程进行数值模拟。对框剪结构分别采用三角形和梯形切口,以及切口处中间排立柱同时起爆和延时起爆,共选取5种组合方案进行结构倒塌的对比分析。结果表明:采用三角形切口时,中间排立柱同时起爆,最后排立柱容易被压屈,形成的偏心弯矩比第二爆破区段只爆破底层立柱偏小;采用梯形切口时,在切口全部形成后,结构倒塌过程中,梯形切口以上部分形成附加的偏心弯矩较三角形切口小,切口触地时前倾速度比三角形切口小。     

影响框剪结构拆除爆破效果的要素分析

不同切口方式与延时时差对建筑物拆除爆破倒塌效果有着极大影响,尤其是对大高宽比的框架剪力墙结构的建筑物拆除爆破倒塌效果影响更大。因此,利用数值模拟对建筑物倒塌效果进行仿真分析。以17层框架剪力墙结构拆除爆破工程为例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,采用整体式模型,对不同切口方式和延时时差的框架剪力墙结构倒塌过程进行数值模拟。对框剪结构分别采用三角形和梯形切口,以及切口处中间排立柱同时起爆和延时起爆,共选取5种组合方案进行结构倒塌的对比分析。结果表明:采用三角形切口时,中间排立柱同时起爆,最后排立柱容易被压屈,形成的偏心弯矩比第二爆破区段只爆破底层立柱偏小;采用梯形切口时,在切口全部形成后,结构倒塌过程中,梯形切口以上部分形成附加的偏心弯矩较三角形切口小,切口触地时前倾速度比三角形切口小。     

13层框剪结构楼房爆破拆除

待爆破拆除的楼房为13层框剪结构,整体稳定性较好。为了使楼房爆破后解体充分,本工程采取双切口单向折叠倒塌爆破方案,对楼房的剪力墙进行充分预处理,并采用分区分段自上而下的复式起爆网路,爆破达到了预期效果。文中介绍的爆破参数选择、起爆网路、预处理及安全防护等措施,可供类似工程参考。     

砖混结构楼房逐段向内倾倒爆破拆除

针对异形砖混结构楼房爆破拆除,且定向倒塌空间不足的技术难题,基于某7层"凹"型砖混结构楼房爆破拆除工程实践,提出了"原地坍塌和定向倾倒相结合"的逐段向内倾倒爆破拆除方法.通过创新设计爆破切口、孔网参数和爆破网路,实现了预期的爆破拆除效果.运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,模拟分析了楼房倒塌过程,验证了设计方案的科学性.结果表明:楼房中部楼体先触地,两侧楼体逐段向内倾倒,基本无后坐现象,可按设计方案坍塌,模拟结果与爆破结果基本一致;两侧拐角及南北中部区域有爆堆溢出楼房原址范围,需重点考虑该位置的倒塌空间余量,并采取有效的安全防护措施.采用逐段向内倾倒方案爆破拆除异形砖混结构楼房,达到了减小楼房塌落堆积范围、改善破碎解体效果的目的.     

中心城区超高层楼群多切口折叠爆破拆除

在超大城市中心城区密集空间内进行高层楼房的安全爆破一直是一个难题。在上海普陀中环商务区4栋百米高层楼房爆破拆除中,采用了大切口、多向折叠、一次起爆、分体塌落的爆破技术。对不同结构类型采用不同切口角度:核心筒结构39°,框架结构30°,全剪力墙公寓楼36°。同时,设计楼间、切口间、层间和同层前、后采用不同的延时形式,爆破后大楼完全按照预定的方向安全塌落, 坍塌距离为16~42 m。30 m处,110 kV变电站爆破振速控制为1 cm/s,实现了既要减振又需缩小倒塌影响范围的目的。周围建筑和地下管线均无损伤。     

高层框-剪结构建筑的定向爆破拆除

在分析周边复杂环境的基础上,针对拟拆除的某13层框-剪结构楼房的特点,确定了单边定向坍塌方案,确定合理的爆破高度和倾倒角度。为了减小爆破的有害效应,在充分保证安全的前提下,对该大楼非承重结构墙体、构件以及承重的楼房电梯井、楼梯间剪力墙进行了部分预拆除。分别设计了柱、剪力墙和梁的爆破参数,并采用优化的爆破网路与安全防护措施,确保了爆破拆除顺利实施。爆破效果表明,预拆除减小了爆破作业工作量,降低了炸药用量,减小了爆破的有害效应,确定的相关参数与防护措施安全有效。     

复杂环境下14层框剪楼房折叠拆除爆破

为了顺利拆除郑州市复杂环境下14层框剪结构的冰熊大厦,结合现场实际环境条件,选择了单向折叠拆除爆破方案。单向折叠爆破就是在待拆楼房1～3层和7～8层各设计1个爆破切口,并设计合理的爆破参数。同时,对电梯井、剪力墙局部进行预拆除,采用数码电子雷管延时起爆等技术,确保待拆楼房的倒塌方向和坍塌解体效果。通过筑减振坝和开挖减振沟、对楼内爆破立柱进行安全防护、外围搭设安全防护屏障等措施,有效地控制了爆破振动、坍塌振动和爆破飞石等危害,取得了理想的爆破效果,可为类似爆破工程提供参考。     

复杂环境下14层框剪楼房折叠拆除爆破

为了顺利拆除郑州市复杂环境下14层框剪结构的冰熊大厦,结合现场实际环境条件,选择了单向折叠拆除爆破方案。单向折叠爆破就是在待拆楼房1～3层和7～8层各设计1个爆破切口,并设计合理的爆破参数。同时,对电梯井、剪力墙局部进行预拆除,采用数码电子雷管延时起爆等技术,确保待拆楼房的倒塌方向和坍塌解体效果。通过筑减振坝和开挖减振沟、对楼内爆破立柱进行安全防护、外围搭设安全防护屏障等措施,有效地控制了爆破振动、坍塌振动和爆破飞石等危害,取得了理想的爆破效果,可为类似爆破工程提供参考。     

复杂环境下11层框架楼房拆除爆破

介绍了复杂环境下47.1m高楼定向拆除爆破的工程实例。结合待爆楼房结构特点和周围环境制定了爆破方案。对前厅墙体、立柱和2⁴层楼梯、电梯进行局部预拆除,采用三角形爆破切口和"大把抓"与四通结合的复式交叉爆破网路,并通过采用延时起爆技术、铺设沙袋以及开挖减振沟等措施,显著降低了爆破振动和塌落振动,取得了理想的爆破效果,可为此类复杂环境下的高楼拆除爆破提供参考。     

超薄全剪力墙高层建筑多方向倾倒控制爆破拆除

四平大楼是上海最早的高层建筑之一,结构特点无梁、无柱,全部靠15cm厚剪力墙支撑,非常罕见,这类结构的爆破拆除在我国尚属首次。首先从技术上解决了薄板钻孔爆破的难题;同时对相邻交通主干道、周边居民楼和管线进行了保护;特别是对一座形状不规则又没有倾倒场地的高层建筑采用四个方向定向倾倒的控爆技术,属国内外首创。文章详细阐述了复杂环境下超薄全剪力墙高层建筑拆除技术,为今后此类建筑的安全控爆拆除提供了成功的经验。     

超薄全剪力墙高层建筑多方向倾倒控制爆破拆除

四平大楼是上海最早的高层建筑之一,结构特点无梁、无柱,全部靠15cm厚剪力墙支撑,非常罕见,这类结构的爆破拆除在我国尚属首次。首先从技术上解决了薄板钻孔爆破的难题;同时对相邻交通主干道、周边居民楼和管线进行了保护;特别是对一座形状不规则又没有倾倒场地的高层建筑采用四个方向定向倾倒的控爆技术,属国内外首创。文章详细阐述了复杂环境下超薄全剪力墙高层建筑拆除技术,为今后此类建筑的安全控爆拆除提供了成功的经验。