采用机械与爆破联合作业对建筑物进行控制拆除

采用机械与爆破联合作业对建筑物进行控制拆除目前，施工难度大、环境复杂的拆除工程，已普遍采用机械与爆破相结合的联合作业，其中人工机械拆除在局部作业中施工方便，安全性好，影响范围合约束限制少，弥补了爆破施工的不足。

因此在控制爆破拆除中灵活应用人工机械拆除的优势和特性，可降低爆破控制的难度，增强作业的安全性。

1、人工机械拆除法人工机械拆除法是以机械为主、人工为辅的拆除方法。

依其拆除原理的不同，主要划分为4 种:1.1分割解体、逐块吊装法该法是根据建筑结构自身的特点，利用切割技术将梁、柱和板整体成块切割分解，再用起重设备吊装拆运。

切割方法有风镐、氧气切割等简易方法，有高压水射流切割、高压电流切割、火焰喷射切割、激光切割等先进方法。

1.2冲击破坏、逐步解体法利用重力锤的冲击动能对结构进行破坏，按施力方式的不同，分手工拆除和机械重力锤冲击拆除两种类型。

机械重力锤冲击拆除受机械设备的限制，拆除楼层高度不大，但对低矮楼房是一个高效安全的拆除手段。

典型设备有液压镐、吊锤等，液压剪也属这类设备。

1.3推力臂拆除法该法采用具有收缩长臂的独行走机械，强力推倒目标物。

其拆除速度快，但须保证推力臂承受的作用力在机械支架所允许的受力范围内，该法能拆除建筑物的高度也很有限，典型设备有挖掘机。

1.4机械牵引定向倒塌法采用牵引设备直接将目标物拉到。

施工中所需控制面积大，牵引机与拆除建筑物的距离应不小于1.5倍建筑物高度，牵引金属绳的直径不小于25mm,此法有噪声大河清场耗时等不利因素，典型设备是大功率推土机。

人工机械拆除法不动用爆炸物品，安全性好，噪声和粉尘污染小，无需办理繁杂的审批手续，作业方式灵活、范围时间限制少，适合于人口和建筑物密集或危险地带的建筑物拆除；缺点是效率低，工期长，不安全隐患多，相对综合效益差。

适用于工期不紧，结构为板式、梁柱结构及高度15m以下中小型建构筑物的拆除。

2、高、宽比小的建筑物拆除联合作业高、宽比小的建筑物爆破拆除较难，原因是其重心相对较低，难以实现定向倒塌。

原地坍塌爆破量大，塌落冲量较小，解体不充分，可能造成上部未爆破部分整体坐落，而加大后续拆除作业的难度，甚至可能还需要重新爆破。

为此，采用机械与爆破的联合作业方法，现用人工机械在一定部位开出自上而下的垂直切割缝，将其分割成多个独立的狭长高耸建筑物，增大其高、宽比，再采用定向倒塌的爆破方法拆除，其倾覆倒塌、解体破坏的可靠性大大增强，其应用实例如下。

北京市政建设需要拆除西直门粮库，粮库由高26米、直径6米、壁厚20厘米，10个、为一组，两两相切排列3排的20个圆筒组成。

整体被地表下144根断面为50cm×40cm，高2米的立柱支撑，均为钢筋混凝土结构。

拆除尺寸（长×宽×高）为50m×20m×26m.高度比仅为1.3，显然不易实现单项倾倒。

因为确定采用机械与爆破联合作业的拆除方案。

其具体做法如下。

（1）用机械挖走东西两侧的土，露出地下立柱，使其与筒仓同时爆破，以增大落高和倒塌的可靠性。

（2）采用人工风镐等切割方法将组合筒仓沿长中线一分为二。

筒仓的顶板、仓壁、底板均沿中线砌缝，露出钢筋，缝宽大于10cm。

临爆破前再用气割切断钢筋，使整个筒仓自上而下分解为两个独立的高耸带爆体，此时高宽比增大了一倍多，达2.8，大大增强了倒塌可靠性。

（3）对分割解体的筒仓，按住切割线两侧定向倒塌爆破设计要求，进行钻孔装药爆破拆除。

（4）对塌落后的筒体采用液压冲击锤进行补充破碎。

筒仓爆破后，沿中线一分为二背向倾倒，塌落在坑内。

筒仓完全解体，堆高约3.5m，满足后期机械破碎的要求。

可见采用机械与爆破联合作业的分割解体爆破方法，提高了拆除高宽比小的建筑物的倒塌可靠性，降低了定向爆破设计的技术难度，增强了安全并提高了实际工作效率。

3、建筑物“手术式”部分拆除联合作业拆除施工中仅拆除建筑物中建一部分的情况，与做手术的方式相似，采用普通爆破法很难做到。

这是因为直接爆破建筑物的中间部分，构建的倒塌运动很可能撞击、碰擦紧邻的保留部分，塌落堆渣也可能会积压破坏两侧保留部分。

采用联合作业，可先用人工机械在保留与采出的结合部拉出一定宽度的切割槽，为建筑物的部分倒塌运动和测向积压提供新的补偿空间，同时也消除了爆破对保留部分的直接破坏，从而可确保保留部分完好无损，实现高大建筑物的“手术式”部分拆除。

这种人工机械的应用显然是倒塌控制的技术难度大为降低，安全性大为增强。

工程应用实例如下。

一“凹”型大楼急需部分拆除重建。

该楼由甲、乙、丙、丁、戊５个楼段组成，南北两侧甲、戊段的五层配楼高23米，已整修加固需保留。

中间的乙、丙、丁段旭爆破拆除重建，乙、丁段5层，高28米，丙段7层，高38米。

拆除总长100米，宽18米，系框架和砖混得混合结构。

爆破拆除时特别要确保两侧甲、戊段配楼和东面旗杆不受损。

为此，确定采用机械与爆破相结合的联合作业拆除方法。

（1）将主楼乙、丁段与甲、戊段相连断部的一顶宽度，采用小型机械和人工从上往下予以完全拆除，使待爆破部分与保留的甲、戊楼之间有5~8米的隔离空间，成为自上而下完全分开、并有一定的运动和膨胀扩展空间的独立楼梯，以确保其向正面倒塌和堆积积压时不会伤及两侧配楼（2）切割后的楼体按定向倒塌要求进行爆破设计。

由于主楼东面较为空旷（但有旗杆须保护），而丙楼较高，因此先使丙段中部折叠一次，再整体向东倒塌。

同时，严格控制延时起爆系统，确保爆破楼体从中间开始起爆，以此向两翼扩展，使中间先倒出空间，两侧向中间汇聚，以减少两侧撞击和挤压的作用力。

（3）拆除部分塌落后，用液压锤充分解体破碎，再用挖掘机铲装，汽车运渣平场。

人工机械切割拉槽从上往下逐层进行。

拆除碎渣须从楼内运出。

因此首先自下而上在每层拉槽中部，用风镐、大锤将楼板凿出一个能通过各种拆除大块的大洞，使各层拆除碎渣均由此下放到一楼，再用挖掘机转出运走。

在拆除中，采用分割解体法将目标物切割成大型条块或长块，用撬棍和手动葫芦拉至下放洞口，再直接溜至底楼。

对砖结构的墙体采用人工大锤往房间内砸，施工人员必须系安全带。

为增强倒塌可靠性，减少后续爆破施工量和爆破危害，采用人工机械对拟爆楼体进行充分的预处理，做到施暴前所有支撑仅剩各种立柱和承重墙柱。

起爆后，主楼中部的丙段四、五楼首先从上部向前折叠，紧接着整体依次向前定向倾倒，楼房完全解体，堆积高度有十余米，且中间高两边矮，显然有两侧向中间斜向倒塌的趋势，有效的保护了两侧保留配楼。

塌落堆爆堆不宽，后坐小，中间的倒塌距离远小于两侧，其前段边缘处距旗杆10米，折叠效果明显，旗杆完好无损。

4、大型基础“拆上留下”联合作业基础爆破拆留中有时需要爆破拆除一部分，留下另一部分，对株型基础往往是柴上留下。

为确保保留部分不受损害或损害较少，可在待拆除部分与保留部分之间，用人工风镐凿出一条露出外层钢筋的沟槽，并用氧气将钢筋切割。

这样即使拆除部分爆破时外层钢筋发生大变行位移，也不会引起保留部分外表混凝土的破裂。

若对保留部分的保护要求较高，还可根据工程具体情况，在待拆部分与保留部分之间，再留一定厚度的保护层，待爆破完成后用人工机械打掉保护层，已获得保护完好的保留体。

这种机械与爆破的联合作业，充分发挥了爆破的高效和人工机械作业的细致，可有效限制爆破破坏范围，实现基础拆除的局部“手术式”切除。

武汉一立交桥在修建中，急需将已浇筑的一桥墩的梁部分拆除重建。

待拆桥墩梁离地5米、长10米、宽1.5米，拆除高度1.4米，系钢筋混凝土结构。

刚进分布为Ф22mm的主竖筋以相距50mm绕桥墩一周排列；中间按150mm×150mm布置直径为8mm~22mm的水平钢筋网和多道箍筋。

外层竖筋表面混凝土厚40mm，非常坚固。

要求爆破局部拆除后，桥墩与桥梁的所有竖筋要继续使用，拆除高度以下的桥墩不得有任何破坏。

由于待爆体强度大，钢筋粗、分布密，须采用大药量爆破才能将其破坏，但药量过大必然使桥墩竖筋产生很大位移，其连带及杠杆作用会使保留段的桥墩遭到破坏，尤其是表层延伸破坏往往非常大。

因此，为实现桥墩的局部安全拆除，采用保护性钳制约束、刻槽剥皮露筋、强力爆破、多重严密防护、保护层机械人工拆除的机械与爆破联合作业方案。

其具体做法如下。

（1）用40cm宽的钢筋模板将桥墩沿拆除高度线下四周紧密包覆并强力固定；在拆除高度线上再加一宽20cm的槽钢夹板，槽钢两端钻孔用螺杆紧固，形成保护性强力钳制约束，是桥墩的外层钢筋在拆除高度以下不会发生或仅发生很小的位移。

同时，将槽钢夹板以上15cm宽的表层混凝土用风镐敲打掉，直到露出外层钢筋，使该处钢筋的外约束解除，形成爆破弯曲的自由折点，减少对拆出高度以下混凝土的破坏性作用。

（2）预留20cm的保护层不爆破，即钻孔深度小于拆除高度20cm，留待爆破后使用人工风镐拆除。

（3）采用大单耗、小参数、多循环、放小炮、齐发强力爆破的方法，即孔网参数小，但孔用药量相对较大，但一次爆破3~5孔，因此总药量和爆破范围不大，可减少其实际危害效应，使危害易于控制。

爆破效果只需满足混凝土与钢筋形成分离的破裂状即可，安全爆破完毕后再用人工风镐，气割清渣。

（4）爆破用药量单耗大，重点防止飞石，采用重力直接覆盖、近距离高排架间接防护的多重安全防护措施每次爆破后，刻槽以上的表层混凝土均剥离脱落，散落在胶皮和排架内，没有任何外飞，钢筋箍内的混凝土破裂，基本与钢筋分离。

竖直钢筋从刻槽处弯折，中部凸出，形成大圆弧弯曲变形，极易拉直再用。

桥墩剩余部分虽有许多小裂纹，但仍在20cm的保护层厚度内，未伤及保留体。

总共用药20Kg，爆破循环18次。

全部爆破1天完成，人工风镐仅0.5天即彻底清理完毕。

从清理后的结果看，保留桥墩无任何破裂，保护层的裂纹有助于风镐的后期清理，可见刻槽、夹板、保护层措施起到了很好的止裂、防移和保护的作用，是一种行之有效的保护性措施。