阅读说明：本技术 一种建筑物***拆除方法 (Blasting demolition method for building ) 是由 费鸿禄 钱起飞 杨智广 蒋安俊 何文斌 孙晓宇 张广贝 罗婷 刘雨 关福晨 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：一种建筑物爆破拆除方法属于爆破拆除技术领域,尤其涉及一种建筑物爆破拆除方法。本发明提供一种内收降层建筑物爆破拆除方法。本发明包括以下步骤：1)拆除待爆高层建筑物内部的管线、附属设施；2)在梁与框架柱节点位置的楼板、墙体上打孔,将钢绳一端穿过孔洞缠绕在梁与框架柱节点位置处,用螺栓和夹具固定好,将另一端下放至楼板上；3)将待爆楼层层高范围内部的墙体、楼板、次梁、内部框架柱按从上往下、从外往内的顺序依次破碎拆除；4)机械拆除待爆楼层层高范围内的外墙,仅保留不小于外侧框架柱炸高的一段外墙；5)机械切断待爆楼层层高范围内与外侧框架柱相连的横向、纵向联系主梁；钻孔、装药、连接起爆网路。(a building blasting demolition method belongs to the technical field of blasting demolition, and particularly relates to a building blasting demolition method. The invention provides a blasting demolition method for an adduction landing building. The invention comprises the following steps: 1) dismantling pipelines and auxiliary facilities inside a high-rise building to be exploded; 2) punching holes on a floor slab and a wall body at the positions of the joints of the beam and the frame column, enabling one end of a steel rope to penetrate through the holes to be wound at the positions of the joints of the beam and the frame column, fixing the steel rope by using bolts and a clamp, and lowering the other end of the steel rope onto the floor slab; 3) sequentially crushing and dismantling a wall, a floor slab, a secondary beam and an internal frame column in the storey height range of the storey to be exploded from top to bottom and from outside to inside; 4) mechanically removing the outer wall in the storey height range of the storey to be exploded, and only reserving a section of outer wall which is not smaller than the explosion height of the outer frame column; 5) mechanically cutting off transverse and longitudinal connection main beams connected with the outer frame columns within the storey height range of the storey to be exploded; drilling, charging and connecting with a detonating network.)

一种建筑物***拆除方法

技术领域

本发明属于***拆除技术领域，尤其涉及一种建筑物***拆除方法。

背景技术

近年来，随着城市建设和改造进入大规模的发展阶段，拆除工程越来越多，拆除***因具有安全、经济、高效等突出优点而被广泛应用于建筑物的拆除工程中。拆除***是根据工程要求和周围环境特点，考虑建筑物自身的结构特点，确定拆除***的总体方案，通过精细测量、精心设计、精细施工，采用有效的防护措施，严格控制***的***作用范围、建筑物的倒塌运动过程和介质的破碎程度，达到预期的***效果，同时将***的影响范围和危害效应控制在允许的限度内。

控制***拆除的建筑物一般位于交通要道，周边建(构)筑物、重点保护设施设备多、管线复杂、人多、车多，工程***时间性强，安全要求高。

建筑物***拆除时，一般采用定向***、折叠***、原地坍塌***等传统拆除***技术，但对于周边环境极为复杂、场地范围难于满足上述拆除***技术倾倒条件、对***影响范围和危害效应控制严格且机械难于拆除的高层和超高层建筑物，这对建筑物拆除***技术提出了极为严峻的挑战。

因此，急需提出一种适用于上述复杂条件的建筑物新型精细***拆除方法——内收降层***法。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种内收降层建筑物***拆除方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：

1)拆除待爆高层建筑物内部的管线、附属设施；

2)在梁与框架柱节点位置的楼板、墙体上打孔，将钢绳一端穿过孔洞缠绕在梁与框架柱节点位置处，用螺栓和夹具固定好，将另一端下放至楼板上；

3)将待爆楼层层高范围内部的墙体、楼板、次梁、内部框架柱按从上往下、从外往内的顺序依次破碎拆除；

4)机械拆除待爆楼层层高范围内的外墙，仅保留不小于外侧框架柱炸高的一段外墙；

5)机械切断待爆楼层层高范围内与外侧框架柱相连的横向、纵向联系主梁；钻孔、装药、连接起爆网路；

6)通过绑扎草帘子和钢丝网对框架柱***部位进行安全防护；

7)在梁与框架柱节点位置处的楼板上打放绳孔，并在该位置处以焊接方式安装并固定好滑轮，然后将下放的钢绳绕过滑轮通过放绳孔下放至下层；

8)将重物挂载到钢绳末端并用螺栓和夹具固定牢靠，钢绳受力方向处于倾倒方向上的梁与框架柱结点的中轴线上；起爆。

作为一种优选方案，本发明还包括步骤9)在未爆楼层周围搭建防护排架，在待爆楼层层高范围内的***挂设草帘进行遮挡，使草帘与排架二者之间存在重叠部分。

作为另一种优选方案，本发明还包括步骤10)对施工及***区域地面进行洒水。

作为另一种优选方案，本发明还包括步骤11)在挂载重物正下方放置缓冲介质。

作为另一种优选方案，本发明所述待爆高层建筑物的待爆框架柱的炸高h的计算公式为：

式中：h为待爆结构框架柱的炸高，m；h₁为按欧拉公式计算得到的框架柱炸高，m；P为待爆结构自身的重力，N；n′为待爆结构框架柱个数；n为待爆边柱的纵筋根数；E为钢筋的弹性模量，Pa；I为钢筋截面的惯性矩，m⁴；μ为钢筋的长度因数；h₂为按经验公式计算得到的框架柱炸高，m；B为待爆框架柱的长边长，m。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤4)保留不小于外侧框架柱炸高的一段外墙，同时对周边距离较近的保护建筑物或设施通过搭建防护排架、并挂设高强度钢丝网、木板和草帘子进行遮挡防护。

作为另一种优选方案，本发明还包括结构倾覆验算，结构倾覆验算方式为：***切口形成后结构的倾覆力矩M_g大于其自身的抵抗弯矩M_z。

作为另一种优选方案，本发明炮孔直径为Φ42mm，***为2#岩石乳化***，药卷直径为φ32mm。

作为另一种优选方案，本发明最小抵抗线W、炮孔间距a和排距b、孔深l、填塞长度l₁按下述公式计算：

W＝0.5B₁

a＝(1.0～1.3)W

b＝(0.6～0.9)a

l＝(0.6～0.65)B₁

l₁≥(1.1～1.2)W

式中：W为最小抵抗线，m；a、b分别为炮孔间距、排距，m；l为孔深，m；l₁为炮孔填塞长度，m；B₁为待爆框架柱的短边长，m。

作为另一种优选方案，本发明***单耗q根据单个药包药量计算与总体积***消耗量比较法确定。

作为另一种优选方案，本发明炮孔为垂直炮孔，炮孔布置成三角形或梅花形交错排列。

作为另一种优选方案，本发明单孔装药量Q根据下述公式进行计算，装药结构采用单孔双发不耦合连续装药结构；

Q＝qW²l

式中：Q为单孔装药量，kg；q为***单耗，kg/m³；W为最小抵抗线，m；l为孔深，m。

作为另一种优选方案，本发明***倾倒方向为向建筑物内侧内收倾倒，起爆顺序为对向同段毫秒延时起爆；若有多排或列框架柱，则起爆顺序为由内向外对向逐排或列同段毫秒延时起爆。

作为另一种优选方案，本发明起爆网路采用非电导爆管复式闭合网络，炮孔用***簇连后再接导爆四通连接在同一网路上一次起爆。

作为另一种优选方案，本发明还包括***安全验算，根据下述公式进行计算：

R_F＝20K_Fn²W

式中：v为***质点振动速度，cm/s；R为爆心至重点保护建筑物的距离，m；K′为***场地修正系数，K为***场地系数；α为振动波衰减系数；Q_max为单段最大起爆药量，kg；R_F为个别飞散物的安全距离，m；n为最大一个装药的***作用指数；W为最小抵抗线，m；K_F为安全系数；R_C为从装药中心到目标的距离，m；K_B为安全系数。

作为另一种优选方案，本发明所述K′＝0.25～1.0，K＝30～500，α＝1.5～2.0，K_F＝1.0～1.5。

作为另一种优选方案，本发明还包括结构塌落触地冲击破坏和重物触地冲击破坏验算，验算公式如下：

F_max＝2πK₁mfv₀

式中：v_t为***拆除后结构塌落触地引起的质点振动速度，cm/s；m为塌落体的质量，t；g为重力加速度，m/s²；h_c为塌落体重心下落高度，m；σ为建筑物***后解体混凝土构件的破坏强度，MPa；R′为被保护建筑物距冲击地面中心的距离，m；K_t、β为塌落振动主振波形峰值振速的衰减系数和指数；F_max为触地碰撞时的最大冲击荷载，N；K₁为冲击荷载折减系数，采取减振措施时建议取K₁＝0.1～0.25，不采取防护措施时建议K₁＝0.5～1.0；f为塌落体触地振动主频，Hz；v₀为塌落体触地时的初速度，m/s。

作为另一种优选方案，本发明施加在待爆结构上的预拉力值T为：

式中：T为施加在待爆结构上的预拉力值，N，；n″为大于1的安全系数；T_max为待爆结构能承受的最大预拉力值，N；

式中：T_max为待爆结构能承受的最大预拉力值，N；m为待爆结构自身的质量，kg；g为重力加速度，m/s²；A为框架柱截面面积，m²；e为待爆结构的偏心距，m；I_z为框架柱破坏截面的惯性矩，m⁴；l₁为中性轴至受拉区边缘的距离，m；e₁为施加预拉力的作用点到框架柱形心的距离，m；h₁为施加预拉力的作用点到框架柱破坏截面的距离，m；θ为施加的预拉力与竖直方向的夹角，°；[σ]为框架柱受拉区截面的极限抗拉强度，Pa。

作为另一种优选方案，本发明施加在待爆结构上的预拉力值换算成相应重物的质量的换算公式为：

式中：M为预拉力值换算成相应重物的质量，kg；T为施加在待爆结构上的预拉力值，N；g为重力加速度，m/s²。

作为另一种优选方案，本发明重物悬挂高度的计算公式为：

h_悬＝h

式中：h_悬为重物的悬挂高度，m；h为待爆结构框架柱的炸高，m。

作为另一种优选方案，本发明所述预拉力与竖直方向的夹角控制在45～60°范围内。

其次，本发明所述步骤4)在拆除外墙时，每隔四层搭设悬挑长度为6m水平安全防护大棚，且每隔两层设置水平防护网，在高层建筑物底层的四周增加预防高空物体坠落的外延结构。

另外，本发明还包括***前预处理后的结构稳定性验算和进行断梁后的结构稳定性验算，验算公式如下：

式中：F_cr为待爆框架柱中的钢筋能承受的临界失稳荷载，N；n′为待爆框架柱中的纵筋根数；E为钢筋的弹性模量，MPa；I为钢筋截面的惯性矩，m⁴；μ为长度因数；h为框架柱的炸高，m。

本发明有益效果。

本发明通过实施步骤1)～8)，可使***影响范围小，危害效应小，适用于高层建筑物***拆除。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1、图2为某建筑物[钢筋混凝土框架剪力墙结构，地上28层+地下2层，南北长35.8m，东西宽32.8m，建筑高度99.995m。设立5排立柱(南北方向)、5列立柱(东西方向)，中间部位以及楼梯、电梯井为剪力墙结构，立柱和剪力墙为C40、C50或C60普通现浇混凝土，钢筋分别为Ⅰ、Ⅱ级。东北侧39m处为别墅区；东南侧50m处为地铁，54m处为工人休息室；南侧39m处为路；西南侧41m处为街；北侧79m处为公司；西北侧72处为场内变压器，78m处为售票处，91m处为医院。需保护的建(构)筑物和设备设施较多，倒塌空间有限，***要求高，拆除难度大。建筑物内部呈近似正方形结构，刚性好，难以在***过程中撕裂，在***施工前需要对待拆建筑物进行充分预处理，且待拆建筑物总体质量、混凝土体积量均十分巨大，采用传统***拆除技术***倒塌后触地冲击强度大，触地后飞溅物极难控制，易造成次生灾害，防护难度、技术要求高，防护材料质量要求高]13～28层立面图和平面图；

图3为内收降层***示意图；

图4为单次内收降层***层高范围示意图；

图5为钢绳及滑轮布置示意图；

图6为炮孔布置示意图；

图7为装药结构示意图；

图8为起爆顺序及倒塌方向示意图；

图9为起爆网路示意图；

图10为预处理后示意图；

图11为***安全防护示意图。

图中，1—框架柱；2—横向联系主梁；3—纵向联系主梁；4—窗户；5—砌块墙；6—楼板；7—剪力墙；8—电梯井；9—楼梯；10—框架柱待***部位；11—钢绳；12—滑轮；13—放绳孔；14—挂载的重物；15—炮孔；16—导爆管；17—填塞；18—不耦合连续装药结构；19—空气；20—孔内延期***；21—***卷；22—地表延期***；23—四通；24—起爆站；25—钢丝网；26—草帘子。

具体实施方式

如图所示，本发明包括以下步骤，见图10：

1)拆除待爆高层建筑物内部的管线、附属设施；

2)在梁与框架柱节点位置的楼板、墙体上打孔，将钢绳一端穿过孔洞缠绕在梁与框架柱节点位置处，用螺栓和夹具固定好，将另一端下放至楼板上；

3)将待爆楼层层高范围内部的墙体、楼板、次梁、内部框架柱按从上往下、从外往内的顺序依次破碎拆除；

4)机械拆除待爆楼层层高范围内的外墙，仅保留不小于外侧框架柱炸高的一段外墙；

5)机械切断待爆楼层层高范围内与外侧框架柱相连的横向、纵向联系主梁；

6)通过绑扎草帘子和钢丝网对框架柱***部位进行安全防护，见图11；

7)在梁与框架柱节点位置处的楼板上打放绳孔，并在该位置处以焊接方式安装并固定好滑轮，然后将下放的钢绳绕过滑轮通过放绳孔下放至下层；

8)将重物挂载到钢绳末端并用螺栓和夹具固定牢靠，钢绳受力方向处于倾倒方向上的梁与框架柱结点的中轴线上；起爆。

还包括步骤9)在未爆楼层周围搭建防护排架，在待爆楼层层高范围内的***挂设草帘进行遮挡，使草帘与排架二者之间存在重叠部分，保证***物不飞出。

还包括步骤10)对施工及***区域地面进行洒水，增大地面湿度，减小粉尘量。

还包括步骤11)在挂载重物正下方放置缓冲介质。缓冲介质可采用轮胎，减小待爆结构内收倾倒触地时对楼板的冲击破坏。

所述步骤8)钢绳受力方向处于倾倒方向上的梁与框架柱结点中心位置所在的中轴线上(见图5)。

所述待爆高层建筑物的待爆框架柱的炸高h(见图6)的计算公式为：

式中：h为待爆结构框架柱的炸高，m；h₁为按欧拉公式计算得到的框架柱炸高，m；P为待爆结构自身的重力，N；n′为待爆结构框架柱个数；n为待爆边柱的纵筋根数；E为钢筋的弹性模量，Pa；I为钢筋截面的惯性矩，m⁴；μ为钢筋的长度因数；h₂框架柱炸高，m；B为待爆框架柱的长边长，m。

所述步骤4)保留不小于外侧框架柱炸高的一段外墙，同时对周边距离50m范围内的保护建筑物或设施通过搭建防护排架、并挂设高强度钢丝网、木板和草帘子进行遮挡防护。

还包括结构倾覆验算，结构倾覆验算方式为：***切口形成后结构的倾覆力矩M_g大于其自身的抵抗弯矩M_z。

炮孔直径为Φ42mm，***为2#岩石乳化***，药卷直径为φ32mm。

最小抵抗线W、炮孔间距a和排距b、孔深l、填塞长度l₁按下述公式计算(见图7)：

W＝0.5B₁

a＝(1.0～1.3)W

b＝(0.6～0.9)a

l＝(0.6～0.65)B₁

l₁≥(1.1～1.2)W

式中：W为最小抵抗线，m；a、b分别为炮孔间距、排距，m；l为孔深，m；l₁为炮孔填塞长度，m；B₁为待爆框架柱的短边长，m。

***单耗q根据单个药包药量计算与总体积***消耗量比较法确定。

炮孔为垂直炮孔，炮孔布置成三角形或梅花形交错排列(见图6)。

单孔装药量Q根据下述公式进行计算，装药结构(见图7)采用单孔双发不耦合连续装药结构；

Q＝qW²l

式中：Q为单孔装药量，kg；q为***单耗，kg/m³；W为最小抵抗线，m；l为孔深，m。

***倾倒方向为向建筑物内侧内收倾倒，起爆顺序为对向同段毫秒延时起爆；若有多排或列框架柱，则起爆顺序为由内向外对向逐排或列同段毫秒延时起爆，见图8。

起爆网路采用非电导爆管复式闭合网络(以孔内非电导爆管***作为起爆元件，将各同排炮孔中导爆管***绞线用双根导爆管逐孔横向用四通连接，排间周边用导爆管闭合，成为单一复式非电导爆管闭合网路起爆系统)，炮孔用***簇连后再接导爆四通连接在同一网路上一次起爆，见图9。

还包括***安全验算，根据下述公式进行计算：

R_F＝20K_Fn²W

式中：v为***质点振动速度，cm/s；R为爆心至重点保护建筑物的距离，m；K′为***场地修正系数，K为***场地系数；α为振动波衰减系数；Q_max为单段最大起爆药量，kg；R_F为个别飞散物的安全距离，m；n为最大一个装药的***作用指数；W为最小抵抗线，m；K_F为安全系数；R_C为从装药中心到目标的距离，m；K_B为安全系数。

所述K′＝0.25～1.0，K＝30～500，α＝1.5～2.0，K_F＝1.0～1.5。

还包括结构塌落触地冲击破坏和重物触地冲击破坏验算，验算公式如下：

F_max＝2πK₁mfv₀

式中：v_t为***拆除后结构塌落触地引起的质点振动速度，cm/s；m为塌落体的质量，t；g为重力加速度，m/s²；h_c为塌落体重心下落高度，m；σ为建筑物***后解体混凝土构件的破坏强度，MPa；R′为被保护建筑物距冲击地面中心的距离，m；K_t、β为塌落振动主振波形峰值振速的衰减系数和指数；F_max为触地碰撞时的最大冲击荷载，N；K₁为冲击荷载折减系数，采取减振措施时建议取K₁＝0.1～0.25，不采取防护措施时建议K₁＝0.5～1.0；f为塌落体触地振动主频，Hz；v₀为塌落体触地时的初速度，m/s。

施加在待爆结构上的预拉力值T为：

式中：T为施加在待爆结构上的预拉力值，N；n″为大于1的安全系数；T_max为待爆结构能承受的最大预拉力值，N：

式中：T_max为待爆结构能承受的最大预拉力值，N；m为待爆结构自身的质量，kg；g为重力加速度，m/s²；A为框架柱截面面积，m²；e为待爆结构的偏心距，m；I_z为框架柱破坏截面的惯性矩，m⁴；l₁为中性轴至受拉区边缘的距离，m；e₁为施加预拉力的作用点到框架柱形心的距离，m；h₁为施加预拉力的作用点到框架柱破坏截面的距离，m；θ为施加的预拉力与竖直方向的夹角，°；[σ]为框架柱受拉区截面的极限抗拉强度，Pa。

施加在待爆结构上的预拉力值换算成相应重物的质量的换算公式为：

式中：M为预拉力值换算成相应重物的质量，kg；T为施加在待爆结构上的预拉力值，N；g为重力加速度，m/s²。

重物悬挂高度的计算公式为：

h_悬＝h

式中：h_悬为重物的悬挂高度，m；h为待爆结构框架柱的炸高，m。

所述预拉力与竖直方向的夹角控制在45～60°范围内。

所述步骤4)在拆除外墙时，每隔四层搭设悬挑长度为6m水平安全防护大棚，且每隔两层设置水平防护网，在高层建筑物底层的四周增加预防高空物体坠落的外延结构。

还包括***前预处理后的结构稳定性验算和进行断梁后的结构稳定性验算，验算公式如下：

式中：F_cr为待爆框架柱中的钢筋能承受的临界失稳荷载，N；n′为待爆框架柱中的纵筋根数；E为钢筋的弹性模量，MPa；I为钢筋截面的惯性矩，m⁴；μ为长度因数；h为框架柱的炸高，m。

本发明向倾倒方向施加持续预拉力(挂载在钢绳末端的重物施加的预拉力)，且在倒塌范围内放置轮胎等缓冲介质(即所述挂载重物正下方放置的缓冲介质)，以确保待爆结构能安全、准确的内收倾倒在建筑限界内。

本发明适用于拆除长宽比近似等于1，尤其是周边环境极为复杂，且传统***拆除技术(如定向***、折叠***、原地坍塌***等)难于拆除的高层或超高层建筑物。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。