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應(yīng)用實(shí)例2

靜態(tài)爆破在結(jié)構(gòu)改造工程中的應(yīng)用

北京洲際大廈位于北二環(huán)外中軸路東側(cè)，建筑面積66000m2、框－剪結(jié)構(gòu)，地下3層，地上15層。結(jié)構(gòu)施工過程中由于規(guī)劃要求需對(duì)其5～15層部分現(xiàn)澆混凝土梁及頂板進(jìn)行破碎、植筋或拆除。由于混凝土為C40、樓板鋼筋為Φ12@150雙排雙向、梁截面較小、鋼筋密集、混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高、且均為高空作業(yè)，故破碎施工危險(xiǎn)性大、技術(shù)要求高。

1、方案選擇

（1）施工要求

1) 拆除破碎時(shí)應(yīng)盡可能保留、保護(hù)鋼筋，以減少植筋作業(yè)量，為此只能采用風(fēng)鉆，不能采用水鉆。

2) 要保證不擾動(dòng)未拆結(jié)構(gòu)，不影響其強(qiáng)度。

3) 盡可能減少現(xiàn)場其他機(jī)械設(shè)備(如塔吊、室外電梯)配合作業(yè)的時(shí)間。

4) 施工工序?yàn)?～15層自下而上，但其中第10、11層自上而下施工。

5) 破碎時(shí)禁止高空墜物并杜絕大塊混凝土墜落，以免擾動(dòng)下層結(jié)構(gòu)。

（2）方案選擇

根據(jù)施工要求及現(xiàn)場情況，經(jīng)比較采用先預(yù)裂后靜態(tài)爆破破碎的方案，即利用預(yù)裂爆破原理，在距離需保留結(jié)構(gòu)125px外先鉆1～2排密集空孔，為靜態(tài)破碎提供破碎自由面，減少后續(xù)作業(yè)對(duì)保留結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，然后對(duì)需拆除部分鉆孔，灌注靜態(tài)破碎劑。在混凝土開裂后，用風(fēng)鎬集中破碎清運(yùn)并保留其中的鋼筋。該方案具有工期適宜、造價(jià)低、能保留其中的鋼筋、占用塔吊時(shí)間短及對(duì)結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)施工技術(shù)要求較高，施工時(shí)需密切注意。

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2、靜態(tài)爆破的設(shè)計(jì)

（1）靜態(tài)爆破的原理

靜態(tài)爆破是利用裝在炮孔中的靜態(tài)破碎劑的水化反應(yīng)，使晶體變形產(chǎn)生體積膨脹，從而緩慢又安靜地將膨脹壓力施加給空孔壁。由于受到空孔壁的約束，這種膨脹壓力轉(zhuǎn)化為拉伸應(yīng)力，一般混凝土抗拉強(qiáng)度僅1.5～3MPa，在這種拉伸應(yīng)力作用下易引起破碎。測試表明，靜態(tài)破碎劑在炮孔中產(chǎn)生的膨脹壓力一般可達(dá)30～80MPa，能充分保證混凝土在無震動(dòng)、噪聲、飛石及毒氣的情況下裂縫破碎。

（2）炮孔設(shè)計(jì)

1) 樓板破碎。樓板厚170，內(nèi)配雙排雙向Φ12@150鋼筋，密集空孔孔深在15～17，間距A=250px，排距B=250px，孔徑40?？刹捎眯便@的方法使孔的長度加大，通過開V形槽造成雙自由面作業(yè)(圖1)，斜孔深20 cm，孔距A=20 cm；排距B=20 cm。 (a)斷面圖；(b)平面圖(圖中箭頭所指為鉆孔方向)

2) 梁破碎。梁上、下配筋均為Ф25，可根據(jù)情況局部剝離上下兩層鋼筋，然后再鉆孔破碎；孔深L=0.9 ×梁高，間距A=B=15；孔徑為40mm。

3) 墻破碎。可采用自上而下鉆孔或采用墻面鉆斜孔的方法破碎。

（3）破碎劑的配制及充填

根據(jù)不同季節(jié)選用不同的靜態(tài)破碎劑，水灰比越大，膨脹壓力越小，反應(yīng)膨脹時(shí)間越長?？紤]到施工時(shí)破碎劑的流動(dòng)性，拌制時(shí)水灰比為30％。用人工攪拌漿體，水平孔用較小的水灰比，并在孔口用海綿塞封填，或用干稠的膠泥狀的破碎劑搓成條塞入孔中搗實(shí)并從外部堵塞。下斜孔或向下孔可直接灌注。

3、破碎施工

使用9m3電動(dòng)空壓機(jī)1臺(tái)，7655型鑿巖機(jī)1臺(tái)，G10型小風(fēng)鎬若干。

（1）施工工序

鉆密集預(yù)裂炮孔鉆充填破碎劑炮孔拌制破碎劑灌注充填破碎劑小風(fēng)鎬破碎對(duì)保留結(jié)構(gòu)采用人工或小風(fēng)鎬剔鑿處理。

（2）施工措施

1) 因系高空作業(yè)，作業(yè)人員需系帶，戴帽。

2) 嚴(yán)格按布孔要求鉆孔作業(yè)，以保證前期預(yù)裂縫的產(chǎn)生及破碎充分完全。

3) 拌制、充填、灌注破碎劑及使用風(fēng)鎬破碎時(shí)，需佩戴防護(hù)鏡，拌制人員需戴橡膠手套作業(yè)。

4) 做好破碎樓板梁的下部支撐及護(hù)攔圍擋工作，以免碎塊墜落。

無損靜力切割拆除技術(shù)

針對(duì)在筋混凝土結(jié)構(gòu)上開孔洞及局部構(gòu)件拆除，如何避免錘擊等破壞性常規(guī)施工方法造成結(jié)構(gòu)的損傷這一難題，我公司引進(jìn)多種施工機(jī)具，通過專業(yè)施工機(jī)具局部處理不會(huì)對(duì)周邊結(jié)構(gòu)造成任何損傷，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其洞口周邊構(gòu)件進(jìn)行加固的一種技術(shù)。

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[ 應(yīng)用實(shí)例3]

1 、拆除方案的選擇

綜合考慮工程質(zhì)量、和環(huán)境保護(hù)的要求，確定用靜態(tài)破碎劑脹碎法結(jié)合人工機(jī)械拆除，用破碎劑脹碎法，施工過程中無爆破聲響、無飛石、無震動(dòng)、氣，對(duì)周圍環(huán)境無干擾，滿足工程和環(huán)保要求，為此進(jìn)行試驗(yàn)段施工，在確保施工方案可行后方可進(jìn)行大面積拆除。

圖 1 2+774 2+386段原擋墻拆除及重建示意

2 、無聲破碎劑拆除試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)段及破碎劑選擇

為保證拆除方案的可行性和拆除質(zhì)量，確定施工各項(xiàng)參數(shù)，決定在 2+306.7~2+317.7(I 試驗(yàn)段 ) 和 2+317.7-2+327 ． 7( 試驗(yàn)段 ) 取兩個(gè)試驗(yàn)段進(jìn)行試驗(yàn)，通過現(xiàn)場試驗(yàn)選用合適的施工方案及參數(shù)。擋墻拆除高度 0.7~ 1.7m ，使用無聲破碎劑配合分裂機(jī)、液壓破碎錘進(jìn)行拆除。

原擋墻完整性較好，且在開挖過程中只有一個(gè)自由面，因此，必須選用能提供較大膨脹力的靜態(tài)破碎劑，經(jīng)比選后采用了中巖牌靜態(tài)破碎劑 (HSCA) ，其技術(shù)參數(shù)見表 1 。

表 1靜態(tài)破碎劑技術(shù)參數(shù)

型 號(hào)適用溫度 / 膨 脹 壓 /MPa8h24h48hHSCA-I35 ± 5 30 55 90HSCA-II25 ± 5 20 45 60HSCA-III10 ± 5 10 25 352.2 無聲破碎劑破碎機(jī)理和特點(diǎn)

無聲破碎劑是一種粉狀能破碎材料，用以拆除混凝土建筑和開采切割大理石、花崗巖。用水將 HSCA 調(diào)成漿體灌入巖石或混凝土鉆孔中，經(jīng) 8~48 h 產(chǎn)生的膨脹壓可使被破碎體產(chǎn)生裂紋，隨著時(shí)間的順延裂紋會(huì)不斷擴(kuò)大，利于鏟除作業(yè)。特別適用在不宜采用爆破的場合，進(jìn)行破碎或拆除作業(yè)，使用，效率高，不中斷交通，不停工停產(chǎn)。

2.3 鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)已有施工經(jīng)驗(yàn)的鉆孔參數(shù) ( 表 2) ，設(shè)計(jì)兩個(gè)試驗(yàn)段的鉆孔參數(shù)如圖 2 ，其中 I 試驗(yàn)段鉆孔孔口位于拆除高程以上 125px 處，孔向水平下傾 30 °，孔距 750px ，孔徑 75px ，孔深 1000px ； II 試驗(yàn)段鉆孔孔口拆除高程以上 125px 處，孔向水平下傾 30 ，孔距 1250px ，孔徑 100px ，孔深 1250px 。

表 2鉆孔參數(shù)

被破碎物體孔徑 /mm孔距 /cm孔深抵抗線 /cm用量 / （ kg · m -3 ）軟質(zhì)巖破碎35~5040~60H40~608~10中硬質(zhì)巖破碎35~6530~601.05H30~5010~15巖石切割30~4020~40H100~2005~15素混凝土破碎35~5040~600.8H30~408~10鋼筋混凝土破碎35~5015~30H20~3015~252.4 拆除步驟

a) 布孔：如圖 2 。

b) 清孔：鉆孔完成后，采用高壓風(fēng)清孔。在充填漿體前清除干凈孔內(nèi)雜物，禁止有水進(jìn)入孔內(nèi)稀釋漿體，影響破碎效果，延長破碎時(shí)間。

c) 填充：將孔內(nèi)雜物用氣泵吹干凈后，將攪拌好的 HSCA 漿體在短時(shí)間內(nèi)灌入孔中，經(jīng)過 3~20h 后 HSCA 產(chǎn)生膨脹壓，可使巖石產(chǎn)生裂紋，隨著時(shí)間推移裂紋會(huì)不斷擴(kuò)大。后用挖掘機(jī)挖裝鏟除作業(yè)。

d) 在水平的裂縫形成后，使用人工風(fēng)鎬和分裂機(jī)將待拆除的混凝土墻破碎后裝車外運(yùn)。

3 、試驗(yàn)結(jié)果

統(tǒng)計(jì)下來， I 試驗(yàn)段鉆孔共 34 個(gè)， II 試驗(yàn)段鉆孔共 21 個(gè)。水和破碎劑均按 1 ： 2.85 的比例配制，共用 2 箱 ( 40kg ) 無聲破碎劑。．在 2005 年 9 月 11 日 上午 8 點(diǎn)開始填無聲破碎劑， 10 點(diǎn) 45 分填完。次日凌晨 3 點(diǎn)開始裂縫，上午 8 點(diǎn)檢查裂縫的結(jié)果。

檢查結(jié)果如下： I 試驗(yàn)段的混凝土擋墻全部在設(shè)計(jì)拆除高程附近裂開，開裂線與設(shè)計(jì)拆除線偏差 2 -3 cm ，符合設(shè)計(jì)要求 ( 圖 3) ；試驗(yàn)段 2 十 317.7-2+324 范圍，已經(jīng)裂開，開裂線與設(shè)計(jì)拆除線偏差 3~ 4 cm ，比 I 試驗(yàn)段的偏差稍大但仍符合設(shè)計(jì)要求，而 2+324 2+327.7 范圍內(nèi)的混凝土擋墻卻沒有開裂 ( 圖 4) ， 2+324 2+327.7 段未開裂的原因可能與鉆孔間距過大池工過程中水和破碎劑未嚴(yán)格按廠家推薦的比例配制 ( 漿體偏稀 ) 或充填不夠密實(shí)有關(guān)。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在確保鉆孔間距既便于拆除施工又不影響剩余部分結(jié)構(gòu)使用功能的前提下，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理確認(rèn)，項(xiàng)目部確定了按 I 試驗(yàn)段的施工參數(shù)進(jìn)行全施工段內(nèi)的擋墻拆除的施工方案。

4 、施工效果

項(xiàng)目部按照以上試驗(yàn)參數(shù)，用靜態(tài)破碎劑對(duì)原擋墻進(jìn)行破碎，施工中無震動(dòng)，無沖擊波，無飛石，既保證了施工和工期，又保證了未拆除結(jié)構(gòu)的完整性和強(qiáng)度，取得了較好的效果 ( 圖 5 、圖 6) 。

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