深基坑钢筋混凝土水平支撑爆破拆除施工技术.pdf

深基坑钢筋混凝土水平支撑 爆破拆除施工技术 C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y f o r B l a s t i n g R e mo v a l o f R C Ho r i z o n t a l B r a c i n g i n De ep F oun da t i o n P i t 马怀章刘海峰 汪仲琦 吴培培 李 成 中建八局第三建设有限公司 ( 苏南) 苏州2 1 5 0 0 0 摘要：作为深基坑钢筋混凝土支护结构拆除的主要方法，爆破法施工效率高，但其施工难度大、安全风险大，如何采 取有效的措施，保证爆破法拆除顺利实施，是一个重要课题。以实际工程为例，介绍了爆破施工的工艺与安全防护措 施，取得了良好的工程实效，可供其他类似工程借鉴、参考。 关键词 ：深基坑 支护结构 水平支撑 爆破拆除 中图分类号 ：T U 7 5 1 9 文献标识码：B 文章编号 ：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 3 ) I 2 - 1 0 3 7 0 3 1 工程概况 本 工程 为4层 地 下 室 的框 架结 构 ，地 下 室底 板标 高一 1 6 5 O m。地 下室基坑 占地面积约2 6 0 0 0 m ，地下室基 坑支护为3道钢筋混凝土支撑 ，从上至下3道支撑 中心标 高分别为一 2 6 0 m、一 8 5 0 m、一 1 4 1 0 m。第2 道支撑平面布置 见图1 ，基坑剖面详见图2 。根据基坑施工方案 ，第 1 道 、 第3 道水平支撑采用机械拆除 ，第3 道支撑拆 除后施工一 3 层 楼面结构。一 3 层结构施工完毕后拆 除第2 道支撑 ，第2 道支 撑采用爆破法拆除。第2 道支撑梁规格 为围檩1 5 0 0 mm 1 0 0 0 mm，支撑梁 1 4 0 0 mm9 0 0 mm、1 5 0 0 mm 9 0 0 mm，联系杆 、琵琶撑为7 0 0 mm X 7 0 0 mm；钢筋混凝 土支撑梁的混凝土强度等级C 3 0 。 图1 第2 道支撑 平面布置 2 爆破拆除特点及施工重点 一 般而言 ，采用爆破拆除具有施工速度快、拆除劳动 作者简介：马怀章 ( 1 9 8 1 一 )，男，大专，工程师。 通讯地址：江苏省苏州市相城区嘉元路元联大厦6 o 7 室( 2 1 5 o 0 O ) 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 1 1 - 2 1 强度小、拆除风险大、对周边环境影响大的特点 。 图2 基坑支护与地 下结构剖面示意 本工程 地处苏州工业 园核 心区 ，与城 区建筑 物相距 8 0 m。另外，本工程用地红线周围遍布 电力管线、燃气管 线，总体来说周边环境较为复杂。 ( a)要严格控制爆破震动 力在设计范围。因爆破区 域紧靠需要保护的围檩 及维护桩，下部为已建成 的一 3 层楼 板 ，上部为第1 道支撑，故要严格控制爆破震动力 ，防止爆 破 引起周围结构 的破坏 ，另外防止爆破影响周边 电力、燃 气管线安全。 ( b)要严格控制飞石对人体和周 围建筑物的影响 ， 要在适当位置搭设防护棚 ，绝对不允许有飞石伤人 。 ( C)因支撑全部 是横架在 空中 ，不 管是 清孔 、连 线、装药还是爆破后的清渣全部为高空作业 ，施工难度 大 且钢筋混凝土配筋率高，对装药量的控制要求较高。 ( d)本次爆破要求扬尘控制在 目测1 5 m以下 ，要求 设置防扬尘临时喷淋系统 ，同时配置高压消防水枪共同控 制扬尘。 2 0 1 3 1 2 B u ti d i n g C 。 n s t r u c t i o n f 1 0 3 7 马怀章刘海峰汪伸琦 吴培培i李成 深基坑钢筋混凝土水平支撑爆破拆除施工技术 3 第2 道支撑爆破拆除施工 3 1 工艺 流程 技术设计一按设计在支撑上预埋炮孔 ( 未预埋炮孔的 部位钻孔 ) 一炮孔检查、清孔、补孔一 安全防护 ( 包括搭 设防护棚 ) 一 临时喷淋系统一装药、填塞一连线一警戒、 起爆一 喷淋除尘、爆后检查、解除警戒一拆除防护棚、爆 渣打堆、清理装车外运及废钢筋回收 3 2 爆破施 工设计 要求 ( a)在具备换撑条件后，为保证维护体系稳定 ，爆破 拆除先是通过预裂爆破方式将围檩与支护桩之间爆破切割 出一道缝 ，再用小药量爆破法断开支撑与围檩 的联 系。之 后采用 “ 先角撑 区域后对撑区域 ，先次梁后主梁 ，隔梁爆 破 ，逐区域、逐段换撑”的方案 ，使换撑在一个相对较长 的时间过程中完成。 ( b) 先断开支撑和 围檩的联系及毫秒延期微差起爆 技术可以用来控制爆破震动。本工程采用延期微差爆破 ， 主要 目的是破碎混凝土 ，减小爆破震动。爆炸产生的震动 通过支撑和钢立柱传递给围檩 、维护桩以及周围 目标 ，在 大量爆破前 ，用小量的炸药将支撑与围檩处断开 ，切断震 动传递途径减少震动。采用毫秒延期起爆技术可将炸药量 化整为零，减小一次起爆药量，控制爆破震动。 ( c)采用全粉 碎性爆破 的方案 ，通过 合理布设 炮 孔、优化爆破参数并采用严密防护来控制爆破 飞石 ，以防 碎块落下砸伤一 3 层楼面。 3 3预埋与检查炮孔 严格按照设计要求的间距预 留爆破孔，采用符合设计 大小及要求的纸质卷筒插入支撑梁内并用铁丝绑扎固定 ， 两端孔眼采用胶带封堵。 按设计核对支撑梁上预留的爆破孔 ，检查其孔深、大 小是否符合设计要求 ，对于遗漏的孔位采用水钻开孔的方 式补孔。在开孔的过程中如碰到支撑梁钢筋则就近换位置 重新开孔，以保证支撑结构安全。 3 4 安全 防护措 施 3 4 1 楼 面防护措施 ( a) 采用粉碎性破坏，使爆破碎渣很细很小 ，质量较 小对底板、楼面的冲击无影响。 ( b)在楼面上面铺上1层竹笆，从而控制个别较大的 爆破碎渣落地冲击损坏楼面 ( 主要是提防爆破节点处正下 方的楼面 )。 ( C)把整个结构物划分成若干个爆破单元 ，通过延 期分段逐个单元爆破。 3 4 2 飞石防护措施 ( a)用2层湿草包或1层草帘覆盖在爆破的装药部位 的支撑上。 ( b)重点保护 目标 方向，用脚手架搭设竹笆围墙防止 1 0 3 8 I 建 筑 施 工第 3 5 卷第 1 2 期 飞石。 ( C) 在整个爆破 区域搭设脚手架及竹笆防护，搭设方 法详见图3 所示。 厂 _ 2 6 0 。 1 | n 一 双层竹笆， 上 F 层错缝搭接l绑() 铁丝绑 謇 防护 桀 群 2 司 钢镯 一8 5 0 混凝 上 支 一 l 8 窖 -I 2 8 5 3 屈 楼板 1 L 1 窖 I 2 8 5 - 3 板 屈 1 L 1 孽 4 楼 一 钢管 C ) 孽 第2 道钢 程 、 图3 防护脚手架搭设示意 3 4 - 3 特殊部位保护措施 ( a)对钢格构柱的保护措施 ： 钢立柱对水平支撑有着垂直支撑作用 ，为防止在 第 2 道支撑爆破时，由于钢立柱 的损坏而导致上道支撑的坍 塌 ，必须对钢立柱采取必要的防护措施 ：在靠近钢立柱装 药时减小单孔装药量 ( 减少3 0 )：钢立柱内侧的炮孔不 装药 ；将靠近钢立柱 的单段齐爆药量控制在 1 k g 以内；钢 立柱与其周边炮孔间距大于1 0 c m；对埋藏在混凝土中的钢 立柱 ，采取以格构柱为中心 ，呈环形 由外圈依次向中心起 爆，保证格构柱 四面受力均衡。 ( b)对围护桩的保护措施 ：装药时减小单孔装药量 3 O ；围护桩与周边炮孔间距大于1 0 c m。 ( c)对塔 吊的保护措施 ：由于1 、2 、3 塔 吊距离爆 破 支撑距离较 近 ，在爆破 时 ，塔 吊四周应减 少药量 ，并 在塔 吊四周设防护屏障，确保塔 吊安全。在爆破防护区域 内，塔吊塔身采用双层竹笆片进行包裹防护。 ( d) 柱 、墙插筋的保护措施 ：将柱、墙的插筋丝头 套上塑料帽并采用废 旧蛇皮袋包裹缠绕进行保护。 ( e)电梯井 、楼 梯 口的保 护措施 ：电梯井 、楼 梯 口采用搭 设钢管架、面层 铺设废 旧模板 或者竹 笆进行遮 盖 ，防止散 落混凝 土掉入 电梯 井内。电梯井、楼 梯 口内 钢管架采用 4 8 mm钢管 ，壁厚不小于2 - 7 mm，立杆间距 9 0 0 mm，水平杆步距1 6 0 0 mm。最上层水平杆与立杆 采用双扣件紧固，间距3 0 0 mm，满铺废旧多层模板或者 竹笆进行遮盖。 ( f)后浇带的保护措施 ：楼层后浇带采用木方加废 旧模板进行防护。 ( g)外墙与支护桩体之间空挡防护措施 ：在外墙与 支护桩之间及外墙插筋上搭设保护架，即在外墙里侧、外 侧紧贴外墙竖立杆 ，外墙与之支护桩之间再加 1 排立杆 ， 立杆 纵向间距为1 m，立杆底板 止水钢板上 口1 0 c m处搭 i i 马 怀 章： 刘 海 峰 j 汪 仲 琦 吴 培 培 李 成 ： 深 基 坑 钢 筋 混 设横向和纵向扫地杆 ，在第2 道 支撑梁下3 05 0 c m处搭设 纵向水平杆和小横杆。外墙与支护桩体 之间设置有传 力带 ( 标高一 1 2 8 5 m、一 5 5 6 m )，传 力带非连续布置，每2块传 力带之间有2 m或1 8 m空档 。在传力带之间空档区域采用 双排钢管脚手架进行防护 ，空档 中间沿垂直于墙的方向放 置2 排立杆 ，立杆端部短向水平杆双扣件紧固 ( 图4) 。 I f - 盟 i i 鳗 肚 小 硝 双 扣 件 孳 器 蘧 州 ： 城 卜卜 卜 卜 卜卜 H卜 卜 H 一卜 卜 卜 I 鞘 l I l LL 。L L L L H 卜卜 卜 卜卜 卜 卜 卜 卜 卜 H 卜 0 曩 |0 0薯 - i2 薯誊毫 ： ， ：， 200 0 30 00 图4 传力带之 间空档区域防护 3 4 4 爆破孔堵塞及 引爆要 求 ( a)炮孔采用潮湿的黄沙堵塞 ，堵塞要求密实，同时 还要严格控制堵塞长度 ，这样不仅可以使炸药能量充分发 挥 ，而且可以有效避免爆炸能量外泄 ，产生冲炮。 ( b)选择最佳爆破时间 ，为确保工程安全 的万无一 失 ，爆破时请 公安以及交警封路警戒，所有人员车辆等均 撤离警戒线外。 3 5 临时喷淋设 施的安装和使 用 按照喷淋 口处水头压 力相等的原则 ，计算各段管的直 径 ，按照第2 道支撑位 置结合防护分区 ，安装临时喷淋系 统 ，当引爆后产生扬尘时立即打开lim B ,- 喷淋设施 ，确保环 境不被污染。 3 6 装药、填塞的技术要求 ( a) 为避免能量集中，采用多打孔、少装药和微差延 期起爆技术 ，将能量合理分散 ，严格控制单孔药量。同时 在主爆破前断开主要传递震动的联 系部分，本工程 中是指 断开支撑与围檩的连接 ( 图5)。 一一一一一一一一二 、 ， 二 一 一 一 一 围檩( 罔梁 ) 图5切 口隔震示意 ( b) 计算得每孔内装药量为1 2 9 6 9 ，实际取1 0 0 g 。 ( c)控制一次爆破的最 大药量。一般支撑爆破拆 除 的一次齐爆药量控制在3 k g 以内，围檩爆破拆 除的一次齐 爆药量控制在2 k g 以内。 ( d) “ 微差延时”起爆技术 ：采用 多段、小药量延 时爆破 ，段与段之间间隔1 1 0 ms ，靠近基坑周围爆破时单 段起爆药量控制在1 k g 。 ( e)爆破顺序的合理规划 ：支撑分次爆破 。 ( f)采取” 切 口隔震，割筋降震“ 原则。首先采用小药 量爆破 方法将围檩和支撑连接处炸开一个切 口，然后再爆 破 内部支撑 ，由于在基坑内震动主要靠 固体传震 ，这样支 撑的爆破震动在切 口处被阻断 ，就不会传递到围檩和基坑 围护结构上。 3 7 连线方法和起爆顺序 针对本工程在城 区的特殊环境 ，为了避免杂散 电流、 射频 电流和感应电流以及雷 电对爆破 网路的影响，在本项 目中采用非电塑料导爆管起爆器材安全、可靠 ( 图6) 。 出 图6 网路连接方法 孔内都装高段位毫秒延期非电塑料导爆管雷管 ，采用 大把抓网络连接方式 ( 俗称梳辫子 )导爆管和四通把非电 导爆管雷管 的脚 线串连起来，组成 一个复合的起爆网络 孔外用低段位的非电毫秒雷管接力 ；最后用导爆管引至起 爆站用脉冲起爆器起爆。 根据 施工经验起爆顺序 为 ：总体上从 两端向中间 ， 逐段爆破 ：根据 周围环境及考虑爆破震动波叠加 ，采用双 线ms 一 5 非电雷管进行孔外延期，孔内采用ms 一 8 、9 、1 0 、 1 1 、1 2 、1 3 等段别非 电雷管。 同时注意分段时应将节点分 在同一段。 4 结语 本工程深基坑 支护结构第2 道钢筋 混凝土水平 支撑采 用爆破的方法拆除 ，无论是从工期 上还是 从投 入上来考 量 ，较传统的机械拆除均有较大的优势。拆除过程严格按 照经过论证通过 的方案执行 ，以安全为首要任务 ，使爆破 对周边环境、居 民生活造成 的影响减至最低 ，保证爆破的 顺利实施。基坑水平支护结构采用爆破法拆除值得推广。 1 刘先锋， 况龙川， 孔凡林， 等 爆破震动安全判据评述 J _ 四川建筑 科学研究，2 0 1 0 ( 5 ) ： 1 5 3 1 5 5 2 张凯， 汪青松， 黄素荷 爆破振动测试在矿 区的应用 J 安徽地质， 2 0 1 2 ( 1 ) ： 3 4 3 7 【 3 刘 东燕， 黄海龙 灰色关联分析在降低爆破地震效应中的应用 J 安全与环境学报，2 0 1 0 ( 2 ) ： 1 7 5 1 7 9 赵新涛 城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制研 究 DJ 重庆： 重庆大学，2 0 1 0 5 】 梁钱福， 邱进芬， 常坤 复杂环境 下小高宽比楼房的爆破拆除 J 1 采矿技术，2 0 0 9 ( 5 ) ： 1 0 6 1 0 7 2 o 1 3 1 2 B u i l d i n g C 。 n s tr ll c t i 。 n I 1 0 3 9