小高宽比超薄剪力墙不对称结构楼房爆破拆除

新疆肿瘤医院旧教学楼共9层,长53.8 m,宽27.2 m,高40.9 m,外形结构不对称呈“凸”形,楼房为全剪力墙结构,墙体厚仅16 cm,属于“小高宽比超薄剪力墙不对称结构楼房”.针对旧教学楼上述特点,为确保楼房倒塌并降低爆堆高度,在楼房1～3层、6～7层开设2个爆破切口;为解决超薄剪力墙钻孔和爆破施工难的问题,采用平行于墙面的钻孔方法,炸药单耗控制在2.6～3.6 kg/m^3;为防止因楼房结构不对称而导致倒塌方向偏转,采用人工切缝将楼房整体分割成两个区域实施爆破.周边环境复杂,需保护管线及建筑物众多,采用倒塌区域挖减振沟,筑缓冲堤,管线上覆盖沙袋,剪力墙多层竹芭包裹等综合措施进行安全防护,获得了较好的爆破效果.

小高宽比框架结构爆破拆除数值模拟研究

为研究小高宽比框架结构爆破拆除的倒塌过程,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立分离式共节点模型,对其倒塌过程进行数值模拟研究,分析该结构钢筋混凝土柱的受力特点。通过对比实际工程与模拟结果,发现两者在倒塌时间、倒塌历程、爆堆范围等方面高度一致,由此可见数值模拟是可靠的。研究发现:在倒塌过程中,各排立柱达到截面抵抗弯矩后会在梁柱节点处产生塑性铰,上部结构以塑性铰作定轴转动,前倾过程中对后排立柱产生向后的反力,以致产生明显的后坐。倒塌前期钢筋与混凝土单元共同受力,混凝土单元失效后,与其共节点的钢筋单元应力发生突变,随后在拉压状态下不断变换,直至倒塌结束,爆破切口处的钢筋对上部结构的自由落体有一定的阻碍作用。

复杂环境下10层非对称框架结构楼房定向爆破拆除

由于被拆10层楼房地处繁华区域,且结构坚固,立柱尺寸不一致,高跨比小不易倾倒,设计在1~4层布设切口,并选取较大炸高和半秒延期雷管,以有效降低爆堆高度,减小地面震动。立柱采用梅花形布孔,并通过试爆确定了合理的爆破参数。为防止楼房结构不对称而导致倒塌方向的偏转,大楼东侧第8纵列所有立柱雷管均在原有网路基础上提高一个段位。爆破后达到了设计目标。

一座危旧楼房的拆除爆破

根据危旧楼房的结构特点和周围环境,设计采用原地倒塌爆破方案,严格设计爆破参数、起爆网路,准确验算各种爆破安全距离,加强覆盖防护,爆破达到了预期的效果。

内部结构复杂的高层楼房拆除爆破

针对待拆面粉厂主楼房为7层非对称钢筋混凝土框架全剪力墙结构,内部兼具粮食加工和生活居住功能,楼层布局错综复杂的情况,根据高跨比小不易倾倒的特点,利用有限元分析软件确定预拆除的位置、钻孔数量和试爆位置,对1~2层立柱、剪力墙和楼梯进行部分预拆除,选择三角形切口。采取定向拆除爆破的方案,倾倒方向为正南方向,在倒塌位置铺垫缓冲减振层,保护周围建筑物不受损坏;采用大炸高和支座铰链技术,使后2排立柱作为后支座铰链,增加铰链极限承载力,严格控制楼房后坐;对立柱钻孔装药位置使用密目网和密竹栅栏进行爆破飞石近体防护;使用多段毫秒延时导爆管雷管起爆网路,确保楼房按预定的倾倒方向倒塌,由此实现了内部结构复杂的高层楼房拆除爆破。

楼房爆破切口高度设计探讨

根据已有文献并结合自身实践,将楼房爆破拆除的切口高度设计分为失稳切口高度、倾覆切口高度和倾覆解体切口高度,并经过多年大量爆破实践检验。

4栋整浇全剪力墙结构高层住宅楼爆破拆除

4栋未完工的整浇全剪力墙结构高层住宅楼控制爆破拆除工程,综合考虑作业安全、塌落振动和后续清运便利等因素而采用双切口单向折叠一次起爆微差分批倒塌的控制爆破方案。通过对切口范围内剪力墙体采用由“面”变“柱”的预处理、试爆调整药量、以及利用数码电子雷管与导爆管雷管优化起爆网路编排4栋楼房不同倾倒方向和起爆时差等技术,共钻孔23408个,总装药量780 kg,在环节复杂和工期短的条件下成功实现了4栋剪力墙高层楼房的折叠爆破倾倒。工程还进一步证明楼房拆除爆破的前期试爆很重要。

主裙楼一体结构纵向倒塌拆除爆破技术

在楼房爆破拆除中,针对包含裙楼(长宽比1)、办公楼(长宽比2.9)、两栋住宅楼(长宽比1.4)的复杂钢筋混凝土结构楼房按要求纵向倒塌的情况,采用底部裙楼排间立柱爆破分步延时间隔的方式使长宽比较大的办公楼在重力作用下从中部剪切分为两部分,楼体重心较易移出楼体外侧,同时通过高速摄像机研究结构破坏时间、过程并证明此方法的可行性。当排间立柱采用半秒延时导爆管雷管时,末排柱子与邻排柱子的合理延时间隔时间为200~300 ms左右,并应对切口最高处对应末排柱子的位置进行爆破弱化,以提高倒塌的可靠性。实际爆破中发现由于裙楼爆破后重心高度的上移有必要提高先爆楼体爆破切口的高度,且采用平切口的形式。针对地下室空气喷出造成的飞石提出解决措施,为今后类似爆破工程提供思路。