维普资讯 http://www.cqvip.com 第２５卷第２期 爆破 Ｖ０１．２５ Ｎｏ．２ ２００８年６月 ＢＬＡＳＴⅡ Ｇ Ｊｕｎ．２０ｏ８ 文章编号：１００１—４８７Ｘ（２００８）ｏ２—００５３—０４ 高层框架剪力墙结构楼房的控制爆破拆除 赵红宇 ，王守祥 ，刘云剑 ，解增林 （１．北京达安爆破工程部，北京１０００９３；２．河北宏达爆破工程有限公司，河北石家庄０５００００） 摘要：针对高层框架剪力墙结构楼房具有高宽比较小的特点，充分考虑待拆楼房的结构特征和其周围环 境的局限性，设计了提高炸高和前移转铰点的方法，按照设计方案精心施工，对该楼房成功实施了爆破拆除。 最后，介绍了定向倾倒的成功经验，探讨了在复杂环境中高层框架剪力墙结构楼房定向爆破拆除的可行性。 关键词：控制爆破拆除；转铰点；炸高 中图分类号：ＴＵ ７４６．５ 文献标识码：Ａ Ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｈｉｇｈ Ｆｒａｍｅｄ Ｓｈｅａｒ－ｗａｌｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ＺＨＡＯ Ｈｏｎｇ，ｙｕ ，ＷＡＮＧ Ｓｈｏｕ—ｘｉａｎｇ ，ＬＩＵ Ｙｕｎ－ｉｆａｎ ，ＸＩＥ Ｚｅｎｇ—ｌｉｎ （１．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｄａａｎ Ｄｅｍｏｌｉｓｈｉｎｇ ａｎｄ Ａｎｃｈｏｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｊｉｎｇ １０００９３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｅｂｅｉ Ｈｏｎｇｄａ Ｄｅｍｏｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉ曲ｆｌａｍｅｄ ｓｈｅａｒ－ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｈａｓ ｓｍａｌｌ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｈｅｉｇｈｔ ｔｏ ｗｉｄｔｈ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｔｃ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｈｉｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｆｏｒｗａｒｄ ｍｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｔａｔｉｏｎ ａｘｉｓ ＷａＳ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｉｏｎ ｏｔｆ ｈｅ ｂｕｉｌｔｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｄｕｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｅｅ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｌｓｔａｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｉｔｏｎ ｏｆ ｉｇｈ ｈｆｒａｍｅｄ ｓｈｅａｒ－ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ ｅｏｍｐｌｅｘ ｅｎｖｉｏｎｍｅｎｔｒ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｅｍｏｌｉｉｔｏｎ；ｒｏｔａｔｉｏｎ ａｘｉｓ；ｂｌｓｔａｉｎｇ ｈｉｇｈｎｅｓｓ １工程概况 待拆除的保定市燕赵大酒店为框架剪力墙结 构，呈“井”字形布局，高１８层，地面以上１６层，地 面以下２层；自然地平以上高约４８ ｍ，主楼东西长 ３２ ｍ，南北宽２７ ｍ；从北向南共设６排立柱；第１排 待拆楼体北侧距地下燃气管线４８ ｍ，距保定市 东风中路广告牌５３ ｍ，距地下水管５５ ｍ；南侧距待拆 办公楼２６ ｍ；西侧距保定市朝阳南路广告牌４２．８ ｍ， 距地下燃气管线４５ ｍ；东侧距大世界批发市场３０ ｍ， 距地下水管３５ ｍ，距工商银行大楼４３ ｍ，周围环境符 合向北定向倒塌的条件，具体情况详见图１。爆破拆 除应保证附近人员、建筑物及市政设施的安全。 和第６排，每排７根０．７ ｍ×０．７ ｍ立柱；第２排和 第５排，每排９根０．７ ｍ×０．７ ｍ立柱；第３排和第４ 排，每排４根０．７ ｍ×０．７ ｍ立柱，共计４Ｏ根立柱。 在“井”字的中间部分设有楼梯间、设备间和３部电 梯间；墙体为剪力墙，楼板为钢筋混凝土现浇板，大 部分隔墙为剪力墙，爆破工程量约为１３ ８２４ ｍ 。 ２爆破方案 ２．１总体方案 根据周围环境和工期要求，在时间紧、任务重的 情况下，只有采用定向倾倒的爆破技术才能满足工 程要求。采用人工、机械预先拆除副楼楼体，获得较 有利的倒塌空间和倒塌条件，然后采用控制爆破技 收稿日期：２００８一ｏ４一ｌ０． 作者简介：赵红宇（１９７６一），男；北京：北京达安爆破工程部工程师 术将大楼向北定向倾倒爆破拆除。 维普资讯 http://www.cqvip.com 爆破 ２００８年６月 图１周边环境示意图（单位：ｍ） 钢筋混凝土立柱和剪力墙是待爆楼房承重及稳 定的主要构件，因此，将爆破切口范围内的立柱和剪 力墙一定高度的混凝土充分破坏，使大楼在上部荷 载作用下失稳而倒塌。根据现场环境条件，拟采用 以下措施实现向北定向倒塌的控制爆破方案。 １）根据待拆楼体高度和倒塌空间，为保证北侧 ４８ ｎｌ处地下燃气管道的安全，必须严格控制大楼的 坍散范围和倒塌距离，故将爆破切口提高至４层起 爆破切口 爆，使大楼的倒塌距离减小１２ ｍ 。 ２）爆破切口提高以后，使大楼的高宽比由１．７７ 一倒塌方向（北） （４８：２７）降为１．３３（３６：２７），常规的爆破切口已不 能保证大楼彻底倾覆，为此，将爆破切口的转铰点由 第６排立柱移至第５排，使大楼的高宽比提高至 １．８５（３６：１９．５），有利于定向倾倒。 ３）转铰点移至第５排立柱以后，必须确保５、６ 图２切口位置示意图 排立柱之间的第５跨随大楼整体塌落，并防止对大 楼的整体塌落产生不利影响。故需采取以下措施提 ２．３预拆除 高可靠性：一是对４层第５排立柱的转铰点实施偏 采用如下预拆除措施： 炸措施；二是切断第６排立柱外侧钢筋，以减小楼体 １）首先将副楼体机械拆除。 倾倒时的拉力；三是拆除４层５、６排立柱之间的部 ２）在液压破碎锤能够作业的地方，将爆破切口 分剪力墙和隔墙，减小大楼倾倒阻力。 内４、５、６层部分剪力墙进行预处理。 ２．２爆破切口 ３）用风镐将爆破切口内其余剪力墙进行预处理。 根据待拆楼体高度和倒塌空间，为达到更好的 ４）将电梯井、楼梯及设备间的剪力墙进行预处理。 爆破效果，确保周围建筑物和设施的安全，在４＿７ ５）将爆破切口内的楼梯进行预处理，将每段楼梯 层进行爆破，形成爆破切口，切口形状见图２。 上、下台阶各切开—个踏步，去掉混凝土，保留钢筋。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２５卷第２期 赵红宇等 高层框架剪力墙结构楼房的控制爆破拆除 层 ７ 层 ６ 层 ５ 层 ４ ５５ ２．４立柱布孔 北侧第１、２排立柱：４、５、６层每柱上布８个孔，７ 层每柱布４个孔；第３排立柱：４、５层每柱上布８个 孔，６层布４个孔；第４排立柱：４层每柱上布８个孔， ５层布４个孔；第５排立柱：４层每柱上布１个孔（偏 眼）；第６排立柱；在４层外侧靠近地板处进行剥离， 计算得：立柱ｑ＝１６０ ｇ，楼梯横梁柱ｑ＝２０ ｇ，电 梯井ｑ＝１００ ｇ。 ３．２爆破网路 起爆时序拟分为５个区，见表１。 表１起爆时序编排简表 割断露出钢筋。４—７层爆破区域及分区见图３。 电梯井 为立柱爆破区域 倒塌方向（北） ，， ～ ’ｑ Ｖ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ｉ 图３ ４—７层爆破区域及分区侧面示意图 为减少施爆强度及确保满足建筑物的失稳条 件，４至６层立柱均按“三段铰”形式钻孔、布药、施 爆，７层前２排立柱布设４孔，其余不布孔。 ２．５时区划分 本次爆破将从北侧开始，自北向南逐排实施延 期爆破，每排立柱为一个时区，大楼中间的楼梯间、 电梯井等结构爆破并人对应的时区内。各排立柱 （各时区）之间爆破延时大于５０ ｍｓ，最大延时为４５０ ｍｓ，全部爆破将在６７５ １％１８内结束。各区的具体延期 时间见爆破网路设计。 ３爆破参数和网路设计 ３．１爆破参数 单孔药量按式（１）计算 】。 ｑ＝｜ｊ｝・Ｖ （１） 式中，ｑ为单孔药量，ｇ； 为每个药包负担的爆破体 积，ｌｌｌ３；Ｖ＝ｂ ・口，ｂ 为柱截面积，ｍ ；｜ｊ｝为炸药单耗， 。 立柱（７０ ｃｍ Ｘ７０ ｃｍ）：沿立柱中心线交错垂直 钻孔，孔深 ＝４５ ｃｍ，最小抵抗线 ＝２８ ｃｍ，孔间 距口＝１．２１Ｖ＝３５ ｃｍ，孔距立柱中心线距离７ ｃｍ。 楼梯横梁（２５ ｃｍ Ｘ４０ ｃｍ）：在横梁两端各布设 ２个孔，垂直钻孔，孔深 ＝２８ ｃｍ，最小抵抗线 ＝ １２ ｃｍｏ 电梯井爆破参数设计：电梯井钻水平孔，孔深根 据预留板柱宽度确定，一般为６０ ｃｍ，爆破方式采用 导爆索串联炸药。 每个时区在竖向上设２５ ｍｓ微差延时，即４层 首先起爆，５层及以上楼层延迟２５ ｍｓ起爆。４层起 爆时一次齐爆药量较小，不会对周围环境产生有害 影响，５层以上装药是在４层爆破之后坠落过程中 起爆的，其爆破振动无法直接向地面传递，从而大幅 降低爆破振动，提高爆破振动的安全性。爆破分区 平面示意图见图４。 ｔ倒塌方向（北） ——剪力墙 …一非剪力墙 。 Ｔ 。 ’ Ｔ 。 Ｉ区 Ｉ Ｉ ２５ ｍｓ ．．．．．．．．．Ｌ．．．．．．．． 一一一一ｌ一一一一 －＿…ｉ一…． ：一一一．｜ 一一一： Ｔ 一 。 匾 蔚■一．ｒ＝＝１ ’ 一 ＴⅡ医 ｌ７５ｍｓ 一‘＿＝ ：电柙ｌ 一—’皿 Ｊ 。＊量矗 ＿墨 ｌ ｌｌ５Ｏｍｓ 一一一一 Ｉ阿： 电梯Ｉ 。 －一一一 ｌ６００区 ｍｓ Ｊ 一 ． ． 一 ，Ｉ １ 。 Ｔ ’ ６７５ｍｓ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ －一． 一一－ ．一Ｊ一 图４平面结构及爆破分区示意图 本工程采用非电导爆管延时雷管起爆，在每个 立柱、横梁或电梯井板墙处采用“一把抓”的方法， 用２发１段导爆管雷管将雷管的导爆管簇联捆扎， 再用四通和导爆管将整个网路连接为双回路复式导 爆管起爆网路，主起爆端用电雷管起爆 。 ４爆破安全控制 ４．１爆破振动安全校核 本次爆破施工布设药包约９４４个，总装药量约 １３０ ｋｇ。其中Ⅱ区４层齐爆药量Ｑ齐＝１５．８６ ｋｇ，为 最大齐爆药量，按此药量进行爆破振动校核。 爆破振动按式（２）进行校核 引。 维普资讯 http://www.cqvip.com 爆破 ２００８年６月 Ｖ＝ｋｌｋ（ ＿／Ｒ） （２） 石，对周围环境及燃气管线、水管、广告牌等被保护 式中， 为爆破振动质点最大速度，ｃｍ／ｓ；Ｑ为最大段 齐爆药量，ｋｇ；Ｒ为装药中心至最近建筑物的距离，ｍ； 为衰减指数，据工程类比取 ＝１．５；ｋ为与场地介 质有关的系数，本工程土质场地ｋ＝２００；ｋ 为与爆破 方式等相关的折减系数，本工程取ｋ ＝０．２５。 般砖混民房安全允许振速标准２＿＿３ ｃｍ／ｓ， 一目标没有造成任何不良影响。 从实际堆渣来看，爆破取得了圆满成功，达到了 设计要求。具体表现为：一是楼房倒在了预定的位 置，充分利用了有效的空间；－－是楼房前排预拆除的 空间给楼房定向倒塌创造了足够的空间，转铰前移 能产生足够的扭力，使得在高宽比较小的情况下楼 房在重力和惯性的作用下顺利倒塌；三是后坐得到 了较好的控制。 框架结构建筑物安全允许振速标准为５ ｃｍ／ｓ，以１ ｃｍ／ｓ的允许振速计算，则对应不同距离上允许的一 次齐爆药量见表２…。 表２不同距离允许最大一次齐爆药量 系数ｋ＝２００，ｋＩ＝０．２５，ａ＝１．５，Ｖ＝１ ｃｍ／ｓ Ｒ／ｍ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ Ｑ／ｋｇ １０．８ ２５．６ ５０．０ ８６．４ １３７．２ ２０４．８ 本工程一次齐爆药量控制在ｌ６ ｋｇ以内，距离 最近的煤气管线距离为４２ ｍ，因此，爆破对周围建 筑是安全的。 ４．２塌落振动控制 定向倾倒爆破产生的塌落振动值一般较大，为 了降低塌落振动强度，采取了以下有效的辅助措施： Ｉ）在塌落区域内铺设充分的缓冲垫层，以吸收 构件落地时产生的冲击能量，形成对地面的缓冲。 ２）在北侧、东侧、西侧距保护目标不小于２倍 沟深的距离上开挖减震沟（沟深不小于２ ｍ，见图 ５），以阻断振动能量的传递，降低塌落振动对周围 被保护目标的影响，可确保被保护目标的安全［５】。 ４．３爆破飞石控制 结构物爆破容易产生飞石，必须对爆破飞石加 以控制。 １）控制爆破个别飞石的最大飞散距离按经验 公式估算 ｓ＝俨／ｇ （３） 式中，ｓ为飞石最远距离，ｍ；Ｖ为飞石初速度，爆破作 用指数／Ｌ＇＝１时，Ｖ＝２０ ｍ／ｓ；ｇ为重力加速度，ｎ ｓ２。 计算得出最大飞散距离为４１ ｍ。本工程爆破 时警戒距离为２００ ｍ，能保证人员的安全。 ２）飞石防护措施 为了有效防止个别飞石的飞散，在立柱和电梯 井的爆破部位采用３层钢丝网和１层草帘进行防 护，确保无碎石飞出。 ５爆破效果与分析 ２００７年ｌ２月２６ １３凌晨４时３０分，起爆后楼房 向预定方向倒塌，倒向基本向北，略偏西，与设计倒 向相比偏西约６度，爆堆范围见图５。爆破倒塌效 果见图６。爆破后结构解体充分，基本无后坐，无飞 从图５中可以看出，楼房略偏离原预定倒塌方 向，这也符合爆破前的分析、预测。由于施工时间紧 迫，从进场到爆破只有１０ ｄ时间，装药前第２跨东 侧部分的电梯和剪力墙的预处理未进行完毕，留有 少量剪力墙体，而西侧剪力墙处理充分，所以导致了 整座楼房偏西倒塌的现象。 预定倒 塌范围 减晨沟 实际倒 塌范围 图５倒塌范围示意图（单位：ｍ） 图６爆破倒塌效果 参考文献 ［１］金人夔．关于十八层楼抢险爆破体会［Ａ］．见：全国工 程爆破学术会议论文集第六辑［ｃ］．深圳：海天出版 社，１９９７：１５４—１５８． ［２］刘殿中．工程爆破实用手册［Ｍ］．北京：冶金工业出版 社。１９９９． ［３］顾毅成．爆破工程施工与安全［Ｍ］．北京：冶金工业出 版社，２００４． ［４］ 于亚伦．工程爆破理论与技术［Ｍ］．北京：冶金工业出 版社，２００４． ［５］ 公文新．二十六层楼房爆破拆除［Ｊ］．爆破，２００４， ２１（３）：４Ｏ．４４．