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【摘 要】 新千年以来是经济建设继续高速发展时期,也是城市废旧楼房和危楼特殊处理,即爆破拆除发展的黄金时期。不仅形成了较完整的爆破拆除基本原理:微分原理、等能原理、失稳原理、缓冲原理;而且在实践的过程中总结出了一些实用、简单的爆破拆除方案:单向倾倒、单向折叠倾倒、双向折叠倾倒、内向折叠坍塌、原地坍塌等拆除爆破方案。为我们的文明城市建设和生态环境的良好发展奠定了坚实的基础。
【关键词】 废旧楼房;拆除爆破;设计与施工
【中图分类号】 TU722 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123(2013)05-080-01
建筑结构的分类,按照所用材料的不同可分为:钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构等;按照其受力性能的不同可分为:有框架结构、剪力墙结构、壳体结构等。而在经济全球化迅速发展和人们生活水平日益提高的今天,却面临着快速拆除各种废旧楼房的烦恼和来自一些危险建筑物的不安全感,因此,如何快速处理这类建筑物成了我们城市化过程中的苦恼。本文将重点介绍建筑物的爆破拆除及其原理,为我们在城市化建设中扫除障碍。在拆除爆破中,经常会遇到以下几种形式的建筑物结构:砌体结构,即由砖、砌块及石料等体块材料通过砂浆砌筑而成的结构;砖混结构,石砌体结构的一种,主要指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑,柱、梁、楼板、屋面板、桁架等采用钢筋混凝土结构;排架结构,即由屋顶、钢筋混凝土梁和柱作为主要承重构件,屋顶和柱顶之间是铰接的建筑结构;框架结构:即由现浇的钢筋混凝土梁、柱、板作为主要承重构件,梁和柱之间是刚性连接,构成了一个整体钢架。
1 楼房类建筑物拆除方法
楼房类建筑物的拆除方法主要有:人工法;机械法(吊车锤拆除法、吊车拆卸法、挖掘机拆除法;装载机拆除法);爆破拆除法(钻孔爆破法;水压爆破法;水孔爆破法;糊炮爆破法);综合拆除法等。在诸多的拆除方法中,应用最多、最广的便是爆破拆除法。
2 楼房拆除爆破的基本原理
在进行楼房爆破的设计与施工过程中,需根据爆破对象的介质特性、结构尺寸和边界条件,爆区环境,安全要求等条件进行设计。与普通工程爆破相比,城市楼房拆除爆破有其特殊性,在设计和施工中应遵循以下四个基本原理:微分原理、等能原理、失稳原理、缓冲原理。
微分原理:合理地确定孔网参数、用药量以及装药结构,使炸药均匀地分布到被爆破介质中,形成多点分散的布药形式,防止能量过于集中,这一设计原理称为微分原理。有人也称之为多打孔,少装药的设计方法。
等能原理:根据被爆破物状况、环境条件及工程要求,优选爆破参数,以期使每个炮孔内炸药爆炸释放出的能量与该孔周围介质达到预期爆破效果所需的能量相等,这一原理称为等能原理。
失稳原理:爆破拆除楼房等建筑物的爆破设计指导思想是:分析被拆除物的受力状态,然后爆除结构物的某些关键承重部位,使之失去承载力,结构物整体失去稳定性,在其自重作用小坍塌或倾倒,这一设计思路为失稳原理。
缓冲原理:选择合理的装药结构或适宜的炸药品种,缓和爆轰波峰值压力对介质的冲击左右,使爆炸能量得到合理的分配和利用,以期达到减少爆破危害、改善爆破效果的目的,这一原理称为缓冲原理。
3 楼房类建筑物的爆破拆除方案
楼房类建筑物爆破拆除,主要应用失稳原理确定布孔范围,应用微分原理确定孔网参数,应用等能原理确定单孔装药量,并设计可靠合理的爆破网路,使埋设在爆破缺口范围内各承重构件上的炸药按设计要求顺序起爆,迫使被拆除建筑物倾倒坍塌。在樓房拆除爆破中造成建筑物结构失稳的方法有三种:不同爆高法,不同时差法,重心移出法。
楼房拆除爆破的基本方案有:单向倾倒、单向折叠倾倒、双向折叠倾倒、内向折叠坍塌、原地坍塌等五种。
单向倾倒爆破:在拟拆除建筑物的底部布置一个三角形或梯形爆破缺口,缺口爆破后,建筑物上部结构在重力作用下产生倾覆力矩,绕某个轴线转动,向预定方向倾倒、坍塌触地撞击解体破碎。
单向折叠倾倒爆破:在拟拆除的楼房内,布置两个或两个以上的同向爆破缺口,将大楼在竖向上分成几段,各缺口分次微差起爆或同时起爆,使建筑物失稳,各分段楼体在自重作用下向同一方向倾倒。
双向折叠倾倒爆破:在拟拆除的楼房内,布置两个或两个以上的反向爆破缺口,将大楼在竖向上分成几段,各缺口分次微差起爆或同时起爆,使各分段在自重作用下向不同方向坍塌倾倒。
内向折叠坍塌爆破:对于宽高比基本相等或平面尺寸的长度、宽度大于高度的建筑物,在被拆除建筑物内布置一个或多个内高外低的梯形爆破缺口。每个爆破缺口先爆中间、后爆两侧部位;有数个爆破缺口时,先爆上部缺口,后爆下部缺口,迫使建筑物向内倾倒坍塌。这种拆除爆破方案适用于被拆除建筑物四周场地较小,建筑物宽高比不大于一的框架结构楼房,砖混结构楼房等建筑物的爆破拆除。
原地坍塌爆破:根据被拆除建筑物的高度不同,布置一定高度的一个或多个爆破缺口,将缺口内的承重墙,承重立柱及部分横梁钻凿爆破孔,从上到下依次爆破各个缺口。建筑物在自重作用下坍塌触地并相互碰撞而解体。
4 影响楼房爆破拆除方案选择的主要因素
除选择合理的爆破方案外,主要影响因素便是被拆除楼房周围环境、楼房结构形式和尺寸。楼房一侧有不小于楼房高度的开阔场地,可优先采用工程量少的定向倾倒爆破方案;倒向侧场地大于楼房高度一半而小于楼房高度,且楼房宽高比较大,可考虑采用单向折叠坍塌爆破方案;楼房四周场地均不足楼房的高度,且楼房宽高比较大,可考虑采用双向折叠倾倒爆破方案;楼房四周场地均不足楼房的高度,若楼房宽高比较小,要考虑原地坍塌或内向坍塌爆破方案。
另外,考虑到冬季室内保温的需要,北方地区的楼房墙体较厚,南方地区的楼房墙体则较薄,地震多发地区楼房抗震性能较好,而有些地区则对房屋的抗震性能要求较低,这些因素在楼房爆破拆除设计中均应该充分考虑。
参考文献
1 冯叔瑜等.城市控制爆破.北京:中国铁道出版社,1987
2 杨人光等.建筑物爆破拆除.北京:中国建筑工业出版社,1985
3 金骥良等.拆除爆破设计与施工.北京:中国铁道出版社,2004
4 何广沂等.拆除爆破新技术.北京:中国铁道出版社,1988
5 房泽法.拆除爆破100例.湖北《爆破》编辑部,1993
【关键词】 废旧楼房;拆除爆破;设计与施工
【中图分类号】 TU722 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123(2013)05-080-01
建筑结构的分类,按照所用材料的不同可分为:钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构等;按照其受力性能的不同可分为:有框架结构、剪力墙结构、壳体结构等。而在经济全球化迅速发展和人们生活水平日益提高的今天,却面临着快速拆除各种废旧楼房的烦恼和来自一些危险建筑物的不安全感,因此,如何快速处理这类建筑物成了我们城市化过程中的苦恼。本文将重点介绍建筑物的爆破拆除及其原理,为我们在城市化建设中扫除障碍。在拆除爆破中,经常会遇到以下几种形式的建筑物结构:砌体结构,即由砖、砌块及石料等体块材料通过砂浆砌筑而成的结构;砖混结构,石砌体结构的一种,主要指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑,柱、梁、楼板、屋面板、桁架等采用钢筋混凝土结构;排架结构,即由屋顶、钢筋混凝土梁和柱作为主要承重构件,屋顶和柱顶之间是铰接的建筑结构;框架结构:即由现浇的钢筋混凝土梁、柱、板作为主要承重构件,梁和柱之间是刚性连接,构成了一个整体钢架。
1 楼房类建筑物拆除方法
楼房类建筑物的拆除方法主要有:人工法;机械法(吊车锤拆除法、吊车拆卸法、挖掘机拆除法;装载机拆除法);爆破拆除法(钻孔爆破法;水压爆破法;水孔爆破法;糊炮爆破法);综合拆除法等。在诸多的拆除方法中,应用最多、最广的便是爆破拆除法。
2 楼房拆除爆破的基本原理
在进行楼房爆破的设计与施工过程中,需根据爆破对象的介质特性、结构尺寸和边界条件,爆区环境,安全要求等条件进行设计。与普通工程爆破相比,城市楼房拆除爆破有其特殊性,在设计和施工中应遵循以下四个基本原理:微分原理、等能原理、失稳原理、缓冲原理。
微分原理:合理地确定孔网参数、用药量以及装药结构,使炸药均匀地分布到被爆破介质中,形成多点分散的布药形式,防止能量过于集中,这一设计原理称为微分原理。有人也称之为多打孔,少装药的设计方法。
等能原理:根据被爆破物状况、环境条件及工程要求,优选爆破参数,以期使每个炮孔内炸药爆炸释放出的能量与该孔周围介质达到预期爆破效果所需的能量相等,这一原理称为等能原理。
失稳原理:爆破拆除楼房等建筑物的爆破设计指导思想是:分析被拆除物的受力状态,然后爆除结构物的某些关键承重部位,使之失去承载力,结构物整体失去稳定性,在其自重作用小坍塌或倾倒,这一设计思路为失稳原理。
缓冲原理:选择合理的装药结构或适宜的炸药品种,缓和爆轰波峰值压力对介质的冲击左右,使爆炸能量得到合理的分配和利用,以期达到减少爆破危害、改善爆破效果的目的,这一原理称为缓冲原理。
3 楼房类建筑物的爆破拆除方案
楼房类建筑物爆破拆除,主要应用失稳原理确定布孔范围,应用微分原理确定孔网参数,应用等能原理确定单孔装药量,并设计可靠合理的爆破网路,使埋设在爆破缺口范围内各承重构件上的炸药按设计要求顺序起爆,迫使被拆除建筑物倾倒坍塌。在樓房拆除爆破中造成建筑物结构失稳的方法有三种:不同爆高法,不同时差法,重心移出法。
楼房拆除爆破的基本方案有:单向倾倒、单向折叠倾倒、双向折叠倾倒、内向折叠坍塌、原地坍塌等五种。
单向倾倒爆破:在拟拆除建筑物的底部布置一个三角形或梯形爆破缺口,缺口爆破后,建筑物上部结构在重力作用下产生倾覆力矩,绕某个轴线转动,向预定方向倾倒、坍塌触地撞击解体破碎。
单向折叠倾倒爆破:在拟拆除的楼房内,布置两个或两个以上的同向爆破缺口,将大楼在竖向上分成几段,各缺口分次微差起爆或同时起爆,使建筑物失稳,各分段楼体在自重作用下向同一方向倾倒。
双向折叠倾倒爆破:在拟拆除的楼房内,布置两个或两个以上的反向爆破缺口,将大楼在竖向上分成几段,各缺口分次微差起爆或同时起爆,使各分段在自重作用下向不同方向坍塌倾倒。
内向折叠坍塌爆破:对于宽高比基本相等或平面尺寸的长度、宽度大于高度的建筑物,在被拆除建筑物内布置一个或多个内高外低的梯形爆破缺口。每个爆破缺口先爆中间、后爆两侧部位;有数个爆破缺口时,先爆上部缺口,后爆下部缺口,迫使建筑物向内倾倒坍塌。这种拆除爆破方案适用于被拆除建筑物四周场地较小,建筑物宽高比不大于一的框架结构楼房,砖混结构楼房等建筑物的爆破拆除。
原地坍塌爆破:根据被拆除建筑物的高度不同,布置一定高度的一个或多个爆破缺口,将缺口内的承重墙,承重立柱及部分横梁钻凿爆破孔,从上到下依次爆破各个缺口。建筑物在自重作用下坍塌触地并相互碰撞而解体。
4 影响楼房爆破拆除方案选择的主要因素
除选择合理的爆破方案外,主要影响因素便是被拆除楼房周围环境、楼房结构形式和尺寸。楼房一侧有不小于楼房高度的开阔场地,可优先采用工程量少的定向倾倒爆破方案;倒向侧场地大于楼房高度一半而小于楼房高度,且楼房宽高比较大,可考虑采用单向折叠坍塌爆破方案;楼房四周场地均不足楼房的高度,且楼房宽高比较大,可考虑采用双向折叠倾倒爆破方案;楼房四周场地均不足楼房的高度,若楼房宽高比较小,要考虑原地坍塌或内向坍塌爆破方案。
另外,考虑到冬季室内保温的需要,北方地区的楼房墙体较厚,南方地区的楼房墙体则较薄,地震多发地区楼房抗震性能较好,而有些地区则对房屋的抗震性能要求较低,这些因素在楼房爆破拆除设计中均应该充分考虑。
参考文献
1 冯叔瑜等.城市控制爆破.北京:中国铁道出版社,1987
2 杨人光等.建筑物爆破拆除.北京:中国建筑工业出版社,1985
3 金骥良等.拆除爆破设计与施工.北京:中国铁道出版社,2004
4 何广沂等.拆除爆破新技术.北京:中国铁道出版社,1988
5 房泽法.拆除爆破100例.湖北《爆破》编辑部,1993