军事爆破工程(一般建筑物拆除爆破)

11.3一般建筑物的拆除爆破11.3.1建筑结构的分类（1）按照所用的材料分类按照所用的材料，建筑结构分为：A、钢结构；B、木结构；C、砖石结构；D、钢筋混凝土结构；E、混合结构。（2）按照结构类型分类按照结构类型，建筑结构分为：A、框架结构；B、排架结构；C、承重墙结构；D、特种结构。11.3.2爆破拆除的顺序（1）首先拆除阻碍主体建筑物倒塌的建筑物，以保证主体建筑物有倒塌的自由空间或塌散场地；（2）首先拆除容易拆除的建筑物，以便及早进行清理；（3）首先拆除影响交通的建筑物，为拆除其余建筑物和清理工作创造施工条件。（4）爆破拆除的建筑物内部有多个小的结构物（如机器的基础、容器型结构等）时，一般应首先拆除内部的结构物，既利用建筑物阻挡碎块飞散，当建筑物倒塌后也便于清理。11.3.3倒塌条件与倒塌形式（1）倒塌的条件A、必须将建筑物的承重柱（墙）破坏一定高度，造成在自重作用下的偏心失稳；B、形成足够大的倾覆力矩，对钢筋混凝土支柱还需要形成相应的转动铰链；C、对某些结构还须削弱或全部破坏刚性结点的刚度，保证结构的整体彻底失稳。（2）倒塌形式主要有定向倒塌、折叠倒塌、内向倒塌和原地坍塌四种。①当Ｈ／Ｂ＞2，建筑物一侧有空地（空地长L＞2H/3）时，可采用定向倒塌。增大倾倒角的途径是：A、增大支柱的破坏高度，提高B点的位置；B、降低冲击点B’处的地面高度。实现定向倒塌的途径有二：一是沿倾倒方向的承重墙或柱爆破不同的高度（即高度差，倒向高背向低）；二是安排恰当的起爆顺序（即时间差，倒向先响背向后响）。DˊMgCˊBˊα图11-3-1定向倒塌的倾倒角ABCD②当H/B＞＞2，且场地受限（L＜2H/3）时，可采用折叠爆破。折叠倒塌是在爆破过程中使框架发生折叠，从而缩小倾倒后的塌散范围。LΦα21ω1α12ω2）（b）图11-3-2折叠倒塌多层框架结构的高度超过允许塌散的距离，可采用双向折叠倒塌。有这种情况下，自上而下逐层爆破框架两侧的支柱，利用每层支柱的不同爆破高度，按照从上至下的顺序分段起爆，即上一段爆破并折叠到一定角度后再爆下一段，在向两侧倾倒的过程中，实现双向交替折叠倒塌，以减小塌落长度。③当H/B＜＜2，即楼房四周无场地时，可设计向内部（中间）倒塌的方案（见图11-3-4）。内部倒塌是利用时间延迟和炸高的不同，使建筑物中间部位先炸塌，周围部分向已炸塌的中间部分合拢，在合拢过程中扭曲、碰撞实现进一步解体，但内向倒塌爆堆较高。④当H/B＜2，一般采用原地坍塌（见图11-3-5）。将最下层所有承重墙和柱炸毁相同高度，同时将上层梁、柱、板连接点炸开，建筑物就可以实现原地坍塌。为减少二次破碎，可考虑把上层靠重力摔不断的较大构件钻孔截断。要求控制塌散范围时，应由里向外起爆，先起爆内承重墙柱，后起爆外承重墙柱。要求降低堆积高度时，则应先起爆外墙，后起爆内墙。无特殊要求时，也可将所有装药同时起爆。11.3.4框架结构的爆破拆除框架结构建筑物的主要承重体系由钢筋混凝土柱、梁、板组成，柱、梁、板一般为整体浇注，横梁与支柱为刚性连接，从而构成一个整体“刚架”（或称框架），其构件强度、刚度和跨度都较大，隔墙较少。框架结构是由若干平面框架彼此间通过联系梁加以连接而成的空间结构体系。在此体系中，平面框架是基本的承重结构，它可以沿房屋横向布置；也可沿纵向布置；对于有抗震要求的楼房，一般两个方向均为承重框架。框架结构的楼房一般都具有宽度远小于长度的特点。就楼房的总体形状而言，一般纵向刚度易于保证，面横向则显得薄弱，所以通常多将承重框架沿楼房横向布置，以便提高楼房横向的强度和刚度，而在纵向通过联系梁保证楼房具有必要的刚度。对于净空高度很大的厂房常把承重框架沿纵向布置，横向由截面高度不大的联系梁连接，刚度很差，民用楼房一般不采取这种布置方案。双向布置的承重框架，即使楼板仅沿一个方向布置，两个方向上的框架也都有足够的强度和刚度。11.3.4.1框架结构整体倒塌条件（1）利用承重立柱爆破的“高度差”形成倾覆力矩一二三四H1H2H3H4ABCD图11-3-6支柱不同破坏高度图11-3-7利用高度差形成倾覆力矩的过程PM=PL/2PM1LL1MM1=PL1/2（2）利用承重立柱先后起爆的“时间差”形成倾覆力矩一二三四1H11H12H13H1ABCD1、2、3—起爆顺序；（a）（b）一、二、三、四—支柱编号图11-3-8支柱破坏高度相同图11-3-9利用起爆时间差形成倾覆力矩的过程起爆时间不同M=PL1L111111111PMPD11.3.4.2承重支柱的破坏高度2H2H1H1H221、2—起爆顺序；H1、H2—不同的破坏高度图11-3-10框架由中间向下坍塌1111211211MM（1）倒塌方向的支柱破坏高度（HP）HP=K（B+Hmin）（2）承重支柱形成铰链部位的破坏高度HJ=K·B11.3.4.3起爆顺序和时间间隔起爆顺序一般是：要求框架结构的楼房定向倒塌时，倒塌方向上的承重支柱先起爆，非倒塌方向上的承重支柱一般后起爆；要求框架结构的楼房折叠定向倒塌时，上部爆破部位以及倒塌方向上的承重支柱先起爆，下部爆破部位以及非倒塌方向上的承重支柱一般后起爆；要求框架结构的楼房由中间向下坍塌时，中间的梁柱以及上部结点先起爆，外侧的承重支柱后起爆。11.3.5排架结构的爆破拆除排架结构的主要承重体系由屋架（或梁）和柱组成。屋架与柱的顶端为铰连接，而柱的下端嵌固于基础内。这种具有铰接受力特点的房屋结构叫做排架结构。11.3.5.1排架结构的特点（1）跨度大排架结构的单层厂房，其跨度在十几米至二十几米。（2）结点薄弱排架结构的支柱与屋架（或梁）之间的连接是将屋架端部下面和支柱顶部的予埋钢板焊结在一起的，这种连接不能承受弯矩，容易发生破坏。（3）整体性差排架结构的单层厂房一般由予制构件组合而成，由于纵向长、刚度低，所以容易分离。（4）排架结构的单层厂房高宽比小，难以实现定向倒塌。11.3.5.2排架结构的爆破特点（1）倒塌形式排架结构的单层厂房高度有限，而距度较大，高宽比一般小于2。因此，原地坍塌是此类结构的基本倒塌形式。既使采取定向倒塌的设计方案，爆破后绝大部分塌落物仍坍塌在原厂房的范围内，定向效果不明显。（2）爆破的构件和部位排架结构的支柱是受力、传力的基本构件。支柱与屋架的结点是非刚性结点，一旦支柱失稳下落，结点一般可在弯矩作用下破坏，使屋架与支柱分离（对用角钢加固的结点可在爆前用乙炔氧气烧断）。所以，爆破的构件一般只是承重支柱；支柱的爆破部位一般在弯矩最大的底部，而对屋架与支柱的结点一般可不爆破。（3）结构的解体排架结构的单层厂房，因是予制件组合而成的，构件截面一般都比框架结构小。由于整体性差，支柱失稳倾倒后，屋架及其以上的部分解体比较充分，有些构件还会在塌落过程中破断。11.3.6承重墙（混合）结构的爆破拆除11.3.6.1承重墙的平面布置（1）横墙承重横墙承重房屋的受力特点是：横墙支承楼板，即横墙是承重墙；纵墙是自承重墙；内纵墙支承走廊板的重量，但荷载较小。这种房屋横墙密，横向刚度较大，整体的刚度也较大。（2）纵墙承重纵墙承重房屋的受力特点是：板的荷载传给梁，由梁传给纵墙，纵墙是主要承重构件；横墙只承受小部分板的荷载。这种房屋横向刚度较差，纵墙受力集中，纵墙较厚，往往在墙中加柱。11.3.6.2承重墙结构的倒塌形式（1）当楼房的高度Ｈ与宽度Ｂ之比小于2（即Ｈ／Ｂ＜2），且楼房无构造柱、无圈梁或圈梁较少，楼房周围空地长L＞H/3~H/2时，可采用原地坍塌方案。原地坍塌是承重墙结构最基本的倒塌形式。（2）当Ｈ／Ｂ＞2，且楼房有构造柱和圈梁，楼房一侧有不小于楼高H的场地时，可采用定向倒塌方案。对于无构造柱和圈梁的楼房，因整体刚度较差，定向效果一般不明显，而且倒塌的背向易产生“后坐”现象。11.3.6.3爆破部位、破坏高度与破坏程度（1）爆破部位承重墙依靠墙体承受上部荷载，一旦底层的承重墙体彻底破坏一定高度后，整个结构则向下塌落。砖、石结构的整体性不强，抗拉、拉弯强度低，易于在倾斜和塌落时进一步破坏。为了减少药孔数量，爆破部位通常选择在门窗一线。横墙的爆破部位可由离地面0.5m起向上一定范围布孔。（2）破坏高度原地坍塌时，破坏高度HP（一般指上、下排药孔轴线间的距离）不小于墙厚δ的2～2.5倍，即HP=（2～2.5）δ。定向倒塌时，倒塌方向的纵墙，爆破部位应适当降低，可采用一字形爆裂口或三角形爆裂口，倒塌方向的破坏高度HP不应小于墙厚δ的2.5～3倍，即HP≥（2.5～3）δ，并充分破碎；倒塌反方向上的纵墙，应适当提高爆破部位，由窗的上缘（0.3～0.5）m向下，破坏高度不应小于墙厚的（1.0～1.5倍），削弱墙体强度。两面纵墙之间的横墙从地面上（0.3～0.5）m起向上，破坏高度不应小于墙厚的（2.0～2.5）倍，这个范围内的砖石也应充分破碎。（3）破坏程度布孔范围内的墙体和立柱必须充分破碎，并散离原位，以形成连续的爆裂口。如破碎不充分，则容易形成支点，造成爆后不倒的严重后果。为保证效果，药孔一般不小于3排。11.3.6.3起爆顺序和时间间隔原地坍塌时，根据塌散范围和堆积高度的要求确定起爆顺序。当要求控制塌散范围时，应由里向外，按先中间的横墙、后外围的纵墙（或横墙）的顺序起爆；当要求降低堆积高度时，则按照先外部纵、横墙，后内部横墙的顺序起爆。无特殊要求时，也可将所有装药同时起爆。定向倒塌时，首先起爆倒塌方向的纵墙，然后起爆中间的横墙，最后起爆倒塌反方向上的纵墙。起爆的延期时间间隔可用高段微差，也可用低段秒差。由于承重墙结构自重大、整体性差，对于一个房屋的爆破延期时间不宜过长，一般应控制在2-3s以内。11.3.7楼房拆除爆破的注意事项（1）为使楼房顺利倒塌，在爆破前应将全部门窗拆除，切断该楼房的电力、通信和水气等管线，如与邻近建筑物有结构联系，或待拆楼房需保留一部分，应在爆破前切断与邻近建筑物或保留部分的联系，清除一切影响楼房倒塌的障碍。（2）楼梯间或电梯间的结构（梁、板、柱、墙）对楼房倒塌有较大影响，应尽可能在爆破前进行必要的处理，破坏其强度和刚度。若不能预先处理，应在布孔和装药时，加大布孔的高度和范围，并适当增加药量，将其充分破碎。（3）对于框架结构楼房中的非承重隔墙，为了减少钻孔工作量，可预先用人工拆除一部分。能有效阻挡爆破飞石和保护电爆网路的墙体，不宜预先拆除。有些隔墙为空斗墙或采用空心砖砌筑的，不便钻孔，应预先拆除。对于承重墙结构楼房，通常药孔数量较大，为了减少钻孔工作量，在保证楼房结构稳定的前提下，可用人工适当拆除部分墙体，拆除后的墙洞以拱形为宜。（4）楼房爆破前的预处理要进行施工安全性校核，使预处理后的剩余支撑截面有足够的抗力支持整个楼房上部的荷载，避免因盲目处理而导致“不炸自倒”的严重事故。（5）如果被拆除的楼房有地下室，应将地下室的承重墙、柱和顶板的主梁用爆破法充分破碎，爆破地下室的装药可与爆破楼房的其它装药同时起爆。分段延期起爆时，可最后起爆地下室的装药。（6）楼房爆破应尽量采用非电导爆管系统起爆，并采用加强型起爆网路形式。亦可采用毫秒延期电雷管系统起爆。若采用瞬发电雷管通过多路延时起爆器起爆时，布孔时应考虑便于电爆网路的保护，爆破前应对易被飞石损坏的线路进行严格的防护，以避免后爆的网路被飞石切断而拒爆。（7）药孔的直径一般不宜小于38mm，以保证装药的集中度和足够的填塞长度。（8）在城市闹市区或居民稠密区爆破拆除楼房时，如周围建筑物较多且较近时，应在被拆除楼房周围设置一定高度的防护遮障。如被保护的目标尺寸较小且较重要时，应对这些目标进行重点防护。（9）楼房爆破倒塌时，楼层内的空气受到突然的急剧压缩会形成速度很大的气流，这些气流向外喷射时将震落的灰尘和爆破形成的灰尘一起带出，造成尘土飞扬。因此，爆破前应通知附近居民临时关闭门窗，防止或减少灰尘的污染。（10）如爆破后因不明原因出现“爆而不倒