一种井字型高层建筑爆破拆除施工关键技术及施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种井字形高层建筑的快速爆破拆除施工的关键技术及方法。
【背景技术】
[0002] 随着建筑物抗震要求的提高，10层W上的建筑，一般使用剪力墙增强结构的抗震 性能。高层建筑主要有框-剪结构、框-筒结构、全剪力墙结构、钢结构等。正是由于剪力墙、 核屯、筒的存在，增加了建筑物结构的坚固程度和稳定性，大大增加了旧楼拆除时预拆除、倾 倒、解体破碎的难度。对于框-筒结构建筑物，核屯、筒自成一体，整体性很好，核屯、筒位于建 筑物中间，在使用爆破拆除时预拆除施工工程量大、难度高、耗费工期长，倾倒及解体难度 极大。全部由钢筋混凝±墙承重的结构称为全剪力墙结构，其爆破拆除的特点是钻孔量大， 爆破切口位置高。
[0003] 随着城市的快速发展，越来越多的高层建筑物因扩建和改建需要拆除，给拆除爆 破带来了机遇。同时，由于城市建筑物拆除的周边环境条件越来越复杂、倒塌空间越来越 小，致使拆除爆破的难度越来越大，拆除爆破也面临着一定的挑战。拆除爆破不仅要满足建 筑物倒塌、解体的要求，也要确保安全、环保、经济。据不完全统计，我国每年采用爆破拆除 的建筑物建筑面积近亿平方米。随着爆破技术的快速发展，机械装备及拆除技术水平也在 不断提高，国内十层W下建筑物基本W机械拆除为主，曾有27层高楼也采用机械拆除的案 例。
[0004] 市场竞争压力迫使我们要研究更快速、经济的拆除爆破新技术，W获取更大的市 场竟争优势。大量的拆除爆破经验及研究成果，使得我们有条件进一步优化拆除爆破设计 和工艺。在确保安全的条件下，提高爆破拆除效率，降低成本。因此对高层建筑物的快速拆 除技术的研究具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，旨在提供一种针对井字型高 层建筑预拆除工程量小、施工成本低、爆破效果好的安全快速爆破拆除施工方法。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：一种井字型高层建筑爆破拆除施工关键技术及施工 方法包括W下步骤： a、 建筑物分割预处理：根据井字形建筑结构特点，创新性地沿中屯、方向采用"凸凹"形 切割缝绕开核屯、筒对建筑物进行分割，将建筑物分割成A、B两部分，将核屯、筒全部切割并 入B部分； b、 在建筑物底部设置爆破切口 ：分别在A部分、B部分及核屯、筒设置爆破切口； C、预拆除施工：对需要爆破拆除的建筑物进行框架结构预拆除，主要包括爆破缺口范 围内砖隔墙拆除，部分承重剪力墙拆除； d、钻孔验孔施工：在爆破缺口内立柱、剪力墙上钻凿炮孔，在炮孔内装药；将需要爆破 拆除的建筑物按照纵向轴线、横向轴线分为多个起爆区域，所述起爆区域对应起爆时序； e、 装药、安全防护：按起爆分区顺序装填炸药及毫秒延时导爆管雷管，安装雷管炸药的 同时，在楼体外侧及周边布置遮挡防护、减震沟等防护措施； f、 联网、警戒、起爆：装药防护完成后，按预定的延时起爆方案进行连线，采用分区延 时和对称起爆。
[0007] 爆破切口高度的确定采用=角旋转法进行确定，包括如下步骤： (1) 通过计算机几何模拟，求取质屯、点的平面位置，分别测量平面图中质屯、点距本分体 楼块最前点及转轴点距离； (2) 根据工程图纸及楼体结构分布，测算质屯、点高度； (3) 在立面图中分别W质屯、点、转轴点、质屯、点在水平投影点构成一直角S角形； (4) 将直角S角形W转轴点为中心向设计倾倒方向旋转，W质屯、点旋转至楼体倾倒方 向最远边线点为止，从转轴点引仰角为旋转角度的直线，直线与楼体边缘竖直线的交点至 地面的高度，来确定理论上的切口最小高度。
[0008] 在步骤C中的所述框架结构预拆除包括： (1) 采用炮机将爆破切口内的非承重砖墙全部拆除，外围砖墙只将其与柱切缝分离即可； (2) 采用炮机将爆破切口内的第一排横梁在柱体连接部分形成较； (3) 采用人工用风搞将楼层的楼板、梁、混凝±墙体沿核屯、筒外围切割，使其形成独立 的A、B两部分。
[0009] 在步骤C中的所述框架结构预拆除还包括：核屯、筒剪力墙预拆除；核屯、筒剪力墙 预拆除采用人工、风搞、炮机在爆破切口内核屯、筒、楼梯间的剪力墙上开凿空桐，缺口预拆 除处理至二层楼高度；预拆除时，预留部分必须有足够承载力，保证楼体稳定性；将爆破切 口内的楼梯间踏步每层打开宽20~30cm缝，不切断钢筋，形成S段较；核屯、筒剪力墙处理 时，尽量预留与B部分最后一排柱同一排的横向剪力墙作为支撑柱，支撑点W前的变墙为 柱，支撑点W后的从根部切断钢筋，保留中间的混凝±作为支撑，W确保拆除后核屯、筒仍具 有足够的支承力，先拆除有转角的剪力墙，保留直墙，为后续沿墙面纵向钻孔预留作业空 间。
[0010] 步骤e中的防护基于爆破切割思路的创新，爆破施工采用轻便的防护措施，主要 包括： (1) 在楼房倒塌着地部分采用就近挖掘的软±铺设缓冲垫层； (2) 倒塌范围内设若干道减震堤和/或减震沟组合； (3) 对于现有的口窗、桐口则采用现场废弃的木口进行遮挡； (4) 轻型覆盖防护：采用竹倍直接覆盖在爆破柱体上进行的防护，覆盖防护时采用细铁 丝连捆绑； (5) 轻便的近体防护：在距建筑物l-2m搭设单层竹排架，排架上挂竹倍一层，竹倍外侧 采用防晒网拉起一道幕帘进行遮挡，将所有爆破切口进行覆盖，防止个别飞石外逸。
[0011] 本发明的有益效果是：由于本发明采用了"凸、凹"形切割缝，即顺沿中屯、方向并绕 开核屯、筒切割缝隙，将建筑物分割成A、B两部分，将核屯、筒全部切割并入B部分，从而有W 下几大优点： (1)将"井"字形楼房巧妙地一分为二，减小了楼房爆破时倾倒方向上的跨度，减小了单 个倾倒个体的宽高比，有利于爆破楼房的倾倒。
[0012] (2)将核屯、筒整体分割到一半楼中，核屯、筒附着于一半楼后侧中间位置，避开了最 难分割，最难解体的核屯、筒切割施工，大大节省了工程量。分割后的核屯、筒位于一半楼的支 撑部位，应用高耸构筑物爆破倾倒原理，使核屯、筒爆破切口高度降低，从而作业方式大大简 化，施工速度成倍提高。
[0013] (3)将核屯、筒直接划分到一半楼中，另一半楼整体结构强度极大削弱，有利于其爆 破倾倒后的解体。相反，切割后核屯、筒位于一半楼的后部，加强了其后部分支撑轴的强度， 只要根部处理合理，便有利于倾倒。爆破后，由于具有核屯、筒的一半楼"背负重物"向前倾 倒，砸向地面时后部惯性冲击较大，而周边楼体因切割内部约束力减小，容易解体。
[0014] (4)通过创新性采用"凸凹"形切割缝对井字形楼房进行分割爆破拆除，极大地弱 化了井字形楼房的结构强度，可设计位置较低、数量较少的爆破缺口，为减小爆破规模、改 善爆破环境提供了有利条件。同时，由于爆破规模的减小、爆破缺口位置的降低，使拆除爆 破有害效应防护措施大大简化，采用轻型防护措施即很好地满足了防护要求，给施工带来 一系列优势和便利。
【附图说明】
[0015] 图1是大楼平面结构图； 图2是分割缝的设置及分割后建筑结构平面及质屯、位置的示意图； 图3是南半楼爆破切口的图解示意图； 图4是建筑物切口布置主视图； 图5是南半楼及核屯、筒的切口的布置侧视图； 图6是北半楼的切口的布置侧视图； 图7是北楼爆破切口设计最近支点图解； 图8是北楼爆破切口设计最远支点图解； 图9是整体切口布置侧视图； 图10是核屯、筒预处理的处理分布图； 图11是分区延时、对称爆破布置平面图； 图12是南楼起爆网路图； 图13是北楼起爆网路图； 图14是塌落区减震堤和/或沟组合断面图； 图15是现场减振堤与减振沟布置平面图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017] W下将结合具体实施案例对本发明进行说明： 如图1所示，某花园B4型住宅楼为地上20层，地下一层框剪结构建筑，高55. 4m，长 41. Im宽35. 7m，建筑面积约19800 m2,横向12排立柱，纵向14排立柱，中间有剪力墙核屯、