第十五章 围护工程钢砼支撑系统爆破拆除施工方案

上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/061第十五章围护工程钢砼支撑系统爆破拆除施工方案古北商住发展项目位于上海市长宁区古北新区Ⅰ、Ⅱ区西北角地块，北为红宝石路、东临银城路、南靠黄金城道，西面是绿化带和古北路。基地面积约50730m2，计划于场地内兴建一个大型综合商住发展项目，其中包括15幢10-28层高的住宅塔楼共1053个住宅单位、沿黄金城道布置的二层临街商铺、以及沿古北路绿化带布置的二层综合商场、超级市场、餐饮区及会所。基地中央各座住宅围绕的是由人工湖及人工岛组成的中心绿化园景区。另建二层地库，地下一层为商场，地下二层为车库，在中心绿化园景区于红宝石路及银珠路分别设有三个出入口于地下车库连接。围护工程参建单位有：建设单位：和记黄埔地产（上海）古北有限公司围护设计单位:上海现代建筑设计(集团)有限公司申元岩土工程有限公司监理单位：上海华设工程咨询有限公司因工程施工需要，在地下室施工完毕后拟对其围护结构的支撑进行爆破拆除。为此，我们详细阅读了本工程设计图纸、资料，对周边环境进行了详细勘察，在此基础上提交如下施工方案予以审查。方案编制依据中华人民共和国《爆破安全规程》（GB6722-2003）业主提供的由上海现代建筑设计(集团)有限公司、申元岩土工程上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/062有限公司设计的图纸资料中华人民共和国《民用爆炸物品管理条例》上海市《建筑物、构筑物拆除技术规程》《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）《上海市扬尘污染防治管理办法》《上海市燃气管道设施保护办法》一、工程概况本工程基地位于红宝石路以南，黄金程道以北，银珠路以西，古北路的绿化带以东，周围管线较多，周边环境如下：东侧：银珠路，路外为在建高层楼房，距基坑边25m以上。根据地下管线与围护外边线的距离，由近至远分别为：电力电缆（4.0m）、上水300（5.5m）、通信导管12孔（6.5m）、雨水管1200（10.5m）、污水管300（14.5m）、电力排管3×7孔（18.5m）、电力电缆（20.0m）、燃气300（21.5m）。西侧：约25m宽绿化带，绿化带外这古北路。根据地下管线和围护外边线的距离，由近至远分别为：电力15孔（54.7m）、上水300（58.9m）、电力14孔（61.4m）、污水管600（63.9m）、雨水管1600（66.4m）、燃气500（74.9m）、燃气300（75.9m）、上水500（77.4m）、电话24孔（79.4m）。在绿化带中间上部南北方向有高压架空输电线通过，高压输电线杆基础距基坑边30m以上。北侧：红宝石路，路外为在建工地。根据地下管线和围护外边线的距离，由近至远分别为：电力电缆（5.2m）、燃气300（6.7m）、上上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/063水500（9.2m）、电力排管3×7孔（10.7m）、污水管450（14.2m）、雨水管（17.7m）、通信导管36～60孔（20.7m）、电话24×Φ110（21.2m）、电力排管3×5孔（24.2m）、电话3×Φ110（25.2m）。南侧：黄金城道，道路外为在建高层楼房，距基坑边30m以上。根据地下管线和围护外边线的距离，由近至远分别为：雨水管800（11.2m）、雨水管600（36.2m）。设计基坑外周和内周大至呈方形，施工过程中，在对基坑外周和内周进行围护，围护结构设两道水平支撑（局部有三道，量很少，可人工拆除），大部为钢砼支撑，其中基坑西南部第二道支撑有部分钢支撑。钢砼支撑设计强度等级为C30，两道支撑系统采用不同截面尺寸支撑梁，支撑梁支撑在相应围檩上，第一道围檩和围护桩（钻孔灌注桩）浇为一整体。各水平支撑梁主要交点处设有垂直钢格构柱，使两道支撑形成一个立体稳定的支撑系统。待爆破拆除的支撑断面尺寸如下：名称第一道支撑第二道支撑围檩WL2－A1400mm×800mmWL2－B1200mm×800mm支撑ZQ－A800mm×1100mmZC2－A1200mm×800mmZQ－B500mm×700mmZC2－B800mm×700mmZC1－A1000mm×700mmZC2－C1000mm×800mmZC1－B700mm×700mmZC2－D700mm×800mm栈桥板（厚）200mm支撑体积（m3）445434987952上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/064围护结构支撑总计拆除方量约8000m3。二、工程特点基坑围护结构的爆破拆除在上海已有近10年的拆除经验，拆除技术比较成熟。但相对于本工程来说，有和大多数工程不同的施工工艺和复杂环境，这主要表现在对以下几个部分的保护上。1、围护桩的保护本工程围护桩作为围护结构主体，与地下室外墙组成外围结构主体，要求在爆破中绝对保证结构体既不渗漏又没有内伤；2、地下室顶、底板保护围护结构支撑的爆破拆除中，混凝土要达到一定强度才可爆破作业（一般大于设计强度的80%），并要采取必要的措施确保地下室顶板和楼板的安全；3、基坑四周地下管线以及周围建（构）筑物的保护根据基坑四周管线分布图，弄清分布的管线与本工程相对位置,爆破前要和有关管线单位联系，召开有关方面参加的爆破协调会，听取各方意见。爆破公司采取安全有效的技术措施，确保管线安全要求。工程东面和南面均有在建高层楼房，要采取措施控制爆破震动，使周围楼房不受影响。4、钢立柱和剪刀撑的保护第二道支撑爆破时应保护好钢立柱，使上层的支撑稳定性不受破坏；对栈桥下的剪刀撑采取必要的措施，使之完好无损，保证其在拆除前安全使用。5、拆除过程中要加强同施工单位的合作、协调，确保工程有序进行；上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/0656、为了确保既能破碎爆体又不影响基坑围护结构的完整性和本工程相邻建筑物、管线的安全，爆破作业过程中严格按国标爆破安全规程执行，重视爆破作业的安全及防护，并制定防护措施防止飞石对人和物产生危害，设置安全警戒范围保证区域安全。三、爆破设计控制爆破是二十世纪六十年代迅速发展起来的一项新型爆破技术，随着适合于控制爆破的新炸药、新雷管和微差爆破技术的出现，国外将控制爆破技术应用于城市建筑物和地下基础的拆除中，七十年代以来，控制爆破技术在国内得到了广泛应用，特别在九十年代以来建设飞速发展时期，控制爆破技术得到了空前的应用和发展。支撑拆除爆破是将很多的小药包分散填埋于按预先设计好的孔中，运用微差爆破技术，分段延时起爆，使爆破后既能达到预期的爆破效果，又能把爆破震动、冲击波、飞石和噪音等对环境危害程度控制在规定的范围之内的爆破技术。由于采用控制爆破技术能取得质量好、速度快、费用省的显著效果，因此已普遍应用于我市的建筑物及地下基础和基坑围护支撑系统等建构物拆除中。采用控制爆破法拆除基坑围护支撑，其施工技术和工艺均比较成熟，关键在于确保周围环境及基坑自身的绝对安全。为解决爆破与安全、进度这对矛盾，采用下述爆破设计方案：1、在不同部位采用不同的爆破强度等级和炸药单耗爆破作业根据爆后效果可分为三个等级，即：松动爆破：爆后箍筋拉断，爆破砼体碎块大部份在钢筋笼中、主筋气割后混凝土碎块基本解体，部份需要人工清凿；松动爆破上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/066震动小、飞石少，对周围环境影响小、安全。强松动爆破：爆破后钢筋和砼体基本脱离，只在支撑结点和围檩结点等配筋强的地方需进行少量人工清凿。分离爆破：爆破后钢筋和砼体彻底分离，基本不需人工清凿；这种爆破爆后清凿工作量小,工期短，但飞石初速度大，易穿过防护层。根据周围环境，针对不同层次支撑系统和同一层支撑系统中所处位置的不同，选择不同爆破等级，确保周边环境的安全，同时又要尽量缩短施工工期。爆破等级炸药单耗施工对象松动爆破500～700g/m3第二道支撑系统中围檩强松动爆破700～900g/m3第一、二道支撑系统中距基坑边缘10m内支撑分离爆破700～1200g/m3第一、二道支撑系统其余支撑2、严格控制一次齐爆药量根据爆破理论，爆破作业诱发的地表震动与一次齐爆药量有关，药量越大，震动越强，为此，我们针对不同的爆破区域采用不同的一次齐爆药量，以控制爆破作业诱发的地表震动，确保基坑和四周建筑物和管线的安全。其中：支撑爆破拆除：一次齐爆药量控制在3公斤以内距基坑边缘10m内支撑及围檩爆破拆除：一次齐爆药量控制在1公斤以内3、爆破几何参数根据支撑的具体尺寸、混凝土标号、炸药种类、最小抵抗线方向上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/067以及周围环境情况等确定爆破参数为：最小抵抗线：w取200－300mm孔距：a取700mm左右排距：b取200－300mm孔深：l取支撑厚的三分之二，孔底位置以最小抵抗线为准。各支撑和围檩布孔见下图：上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/068布孔示意图（1200*800）布孔示意图（1400*800）布孔示意图（800*700）2-布孔示意图（1000*800）1-布孔示意图（1000*700）布孔示意图（800*1100）1布孔示意图（700*700）布孔示意图（500*900）2-布孔示意图（700*800）药量参数：单孔药量Q=hbak，其中k为炸药单耗，依据支撑的配筋、爆破等级以及所需的爆破效果等来选定，单位为Kg/m3；a为孔距,单位为m；b为排距，单位为m；h为支撑粱的厚度，单位上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/069为m。实际药量单耗应经试爆后确定。4、震动控制方案4．1支撑爆破支撑和围檩连接处先爆破切口，然后延期爆破支撑，割断爆破震动传播介质，每根支撑梁爆破拆除顺序为：基坑边基坑中心；每次齐爆药量不大于3kg；采用不同延期时间的起爆雷管，使各段爆破的地震波相互干扰衰减。4．2围檩爆破围檩沿宽度方向布四排孔，逐排起爆，起爆顺序朝向基坑；纵向分段，每次齐爆药量不大于1kg；斜向起爆；靠近重要建筑物一侧可人工纵向剥开外角处砼体保护层，割断箍筋，以减少炸药用量，从而减小爆破诱发的震动。4．3支撑主要节点爆破a）节点处的布孔较密，单药包的药量较少；b）起爆顺序为由外而内，段与段间隔50ms，一个节点分2－3段起爆，最后保留钢格构柱；c）齐爆药量1－2kg。5、爆破主要设计指标爆破总工程量：第一道支撑：3498m3第二道支撑：4454m3上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/0610合计：7952m3每天爆破方量：800－1200m3,必要时和有关部门协调增加爆破方量；爆破工期：第二道支撑：3天第一道支撑：4天每天爆破次数：1次，具体时间爆破协调会上确定单次爆破持续时间：装药联网时间：8－9小时爆破持续时间：5－6秒钟爆后检查时间：15分钟爆破延期时间：支撑爆破：孔内2s，孔外以50ms和75ms交错延期围檩爆破：孔内由里而外依次微差分段，孔外以ms-1、ms-5、ms-9交错延期，从而有效地控制齐爆药量单段最大起爆药量：中间支撑爆破：3kg距基坑10米内支撑及围檩处爆破：1kg6、破拆除程序为实现逐步卸截、合理卸载，以确保基坑自身的安全，拆除程序由我方提出方案报设计方认可。在具体拆除时，应遵循先周边后中心的原则，即先用小药量爆破拆除与围檩相接处的支撑，开出“口子”，再进行基坑中间部分支撑的爆破拆除。这样就切断了震动波向基坑边缘传递的主要途径。7、围檩和节点的爆破拆除节点爆破拆除时，采用孔内、孔外延期相结合的起爆网络，外圈上海古北新区商住发展项目地下室工程施工组织设计浙江中成建工集团有限公司编制G2005/06110秒起爆，内圈依次间隔0.1秒起爆，既限制每段齐爆药量，保护了主要节点上的钢