Взрывные работы в условиях реконструкции зданий и сооружений

В условиях реконструкции взрывные работы могут выполняться для дробле­ния фундаментов и других конструкций из бетона, железобетона (иногда метал­ла); обрушения зданий и сооружений на их основание; обрушения сооружений в заданном направлении; образования камуфлетных полостей с целью уширения буронабивных свай и грунтовых анке­ров.

При проведении взрывных работ вус­ловиях реконструкции следует преду­сматривать мероприятия по защите от сейсмических воздействий, действия воз­душной ударной волны, разлета кусков взорванного материала и воздействия газов.

Сейсмически опасные зоныдолжны быть определены расчетами.

Рис. IV.7. Схемы взрывания в специфических условиях реконструкции объектов: а — шпуровым методом при разрушении фундаментов; б — то же, гидровзрывным способом; в — при разру­шении наземных бетонных сооружений; г — при устройстве котлована под фундамент; / — фундамент; 2 — заряд ВВ; 3 — электродетонатор; 4 — забойка; 5 — провода; 6 ■— капсюль-детонатор; 7 — ДШ; 8 — вода; 9 — несколько нитей ДШ; 10 — заряд ВВ; // — разрушаемый бетон; 12 — распорки; 13 — сетка; 14 — поддерживающие столбы; 15 — бетонный тоннель; 16 — шпуровые заряды; 17 — контур разрыхляемой поро­ды; IS — проектный контур котлована; /, // — разрыхляемые слои породы

При взрывании вблизи от промышлен­ного здания и сооружения величину предельно допустимого сосредоточенного заряда, кг, на расстоянии от 1 до 25 м можно определить по формуле

Q = 0,ЗЯ_с-⁵, (IV. 3)

где R_c — наименьшее допустимое рас­стояние от заряда до фундамента зда­ния, м.

Сейсмически безопасное расстояние, м, для зданий и сооружений при удалении центра взрыва на 50 м и более

R_c = k_carQ, (IV .4)

где k_c — коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого сооружения (изменяется от 3 до 20); а — коэффициент, зависящий от показа­теля действия взрыва п:

п 0,5 1 2 >3

а 1,2 1 0,8 0,7

При наличии в зданиях повреждений (например, трещин в стенах), а также при многократных взрывах безопасные расстояния должны быть увеличены не менее чем в 2 раза.

Взрывные работы по разрушению фун­даментовпроизводят на открытых завод-

ских площадках и внутри помещении. Взрывание фундаментов внутри зданий ведется только «на рыхление».

Разрушают фундаменты или сразу на всю высоту, или отдельными слоями с ис­пользованием зарядов в шпурах или ру­кавах. В первом случае глубину шпуров принимают равной 0,9 высоты фунда­мента h (рис. IV.7, а); во втором случае глубина шпуров должна быть равна толщине каждого слоя фундамента, за исключением последнего. В нем для пре­дохранения от повреждений основания фундаментов шпуры должны иметь глу­бину, равную 0,9 толщины снимаемого слоя.

При разрушении фундамента горизон­тальными шпурами между ними и осно­ванием фундамента должен оставаться предохранительный слой толщиной 0,2...0,4 м. Диаметр шпуров равен 35...60 мм, а расчетная линия сопротив­ления w составляет 0,5...0,7 глубины шпура.

Расстояние между шпурами в рядах — (1...1.3) w, между рядами шпуров и от края фундамента — w. Удельный расход ВВ (аммонит № 6) для фундаментов раз­личной прочности колеблется от 0,3 до 0,7 кг/м³.

При размещении зарядов в рукавах их сечения принимают от 0,1x0,1 до 0,2 X 0,2 м. Рукава располагают так, что­бы центр заряда находился в середине ширины фундамента. Длина рукавов не должна превышать 1,5 м. Расстояние между рядами рукавов и от края фунда­мента равно их длине, а расстояние меж­ду центрами зарядов — 1_1,5 длины

рукава. Для снижения сейсмического эффекта взрыва фундамент предвари­тельно окапывают на глубину зоны взры­вания.

При взрывании фундаментов и других горизонтально расположенных конст­рукций внутри помещений и вблизи зда­ний, сооружений и оборудования для предохранения от разлета осколков и действия воздушной ударной волны при­меняют защитные устройства (укры­тия).

К укрытиям предъявляют требования инвентарности, позволяющей их много­кратное использование; возможности быстрого перемещения в рабочей зоне; транспортабельности; универсальности;

возможности расположения пригру-за.

В общем случае укрытие состоит из каркаса, приспособленного для передви­жения волоком, обшивки из листовой стали толщиной 20 мм, образующей пло­щадку для размещения пригруза (бетон­ных блоков или мешков с песком) и имеющей петли для крепления стропов.

Общая масса укрытия, т, при установ­ке его над поверхностью взрываемого фундамента или другой конструкции

где Q — общая масса заряда, кг; h_w — глубина шпура, м; z — величина воздуш­ного промежутка между укрытием и взрываемой конструкцией, м; R — за­данный радиус разлета осколков, м.

Для уменьшения разлета осколков может быть применен гидровзрывной спо­соб разрушения фундаментов, кирпичной кладки, бетона и железобетона. В ка­честве заряда используют 8... 12 нитей детонирующего шнура. Длину нитей ДШ принимают равной 0,65...0,75 глубины шпура (рис. IV.7, б). Для уменьше­ния количества нитей ДШ можно помещать в нижней части шпура небольшой заряд (50... 100 г) водоустой­чивого ВВ. Свободное пространство в шпуре заполняют водой, верхний уро­вень которой находится на 10 см ниже устья шпура для предотвращения боко­вого разброса осколков. При разруше­нии трещиноватых фундаментов вместо воды используют глинистый раствор; при этом обычно увеличивают массу за­ряда в 1,3—1,5 раза. Применение гидро­взрывного способа для разрушения же­лезобетона с большой насыщенностью арматурой малоэффективно.

Взрывные работы по разрушению кон­струкций. Взрывание железобетона обычно приводит к выбиванию бетона из арматуры с последующей ее резкой бен­зорезом или автогеном. Железобетонный массив делят на транспортабельные бло­ки, по границам которых располагают и взрывают заряды из высокобризантно­го ВВ. При разрушении плиты или сте­ны толщиной менее 40 см для выбивания бетона применяют удлиненные наклад­ные заряды. При толщине плиты более 40 см по направлению реза бурят шпуры

глубиной ²/₃ толщины стены. Расстоя­ние между шпурами, в зависимости от плотности железобетона, принимают равным (10... 15) й_ш, где d_m— диаметр шпура.

Для разбивки железобетонных колонн на части используют шпуровые заряды, которые располагают в два ряда на рас­стояниях I5d_m в ряду и между рядами. При разрушении железобетонных кон­струкций на колоннах (эстакады и т. п.) вначале выбивают бетон из перекрытий. После резки и уборки частей его разбива­ют и убирают поддерживающие ко­лонны.

Наземные бетонные сооружения в за­висимости от их толщины разрушают шпуровыми или скважинными зарядами. При шпуровом методе ведения работ глубина шпуров равна 0,9 толщины взры­ваемого объекта. Шпуры располагают в шахматном порядке; удельный расход ВВ для бетона составляет 0,4...0,5 кг/м³. Шпуры бурят с верхней или боковой поверхности сооружения. Применяют обычно электрический способ взрывания с детонаторами замедленного действия. Для предотвращения разлета осколков сооружения его укрывают металлической сеткой (рис. IV.7, в).

При большой мощности бетонного бло­ка применяют метод скважинных заря­дов. В зависимости от размеров блока скважины диаметром d_c располагают в один или несколько рядов по квадратной сетке с w = (25...27) d_c = a = b.

При бурении скважин сверху вниз глубина скважины должна быть на 5 d_c меньше высоты бетонного блока. При бурении с боковой поверхности скважи­ны недобуривают до противоположной боковой поверхности на (10... 15) d_c. При этом для удобства бурения скважины располагаются веером: нижние слегка наклонены вниз, средние — горизон­тальные, верхние — с наклоном вверх. Взрывные работы для разрушения металлических массивов и конструкций производят при наличии специального проекта, предусматривающего безопас­ность работ. Для взрывных работ приме­няют наружные и шпуровые заряды, же­лательно из высокобризантных ВВ. Для разбивки на части фасонных или состав­ных рам и конструкций, металлических листов и плит толщиной t ^ 15 см ис-

пользуют накладные (наружные) заряды. Величину этих зарядов Q рассчитывают по формуле

Q = дРЬ_л, (IV.6)

где q — расчетный удельный расход ам­монита № 6, кг/см³ (для чугуна q = 0,005, для стали q = 0,0077); Ь_л ■— ширина ли­ста (длина реза), см.

Заряды могут быть патронированные или в виде шашек. Наружные заряды прикрывают со всех сторон слегка уплот­ненным забоечным материалом (толщи­ной 25—30 см) из песка, глины и т. п.

При разбивке на части конструкций толщиной t > 15 см используют заряды в шпурах, прожигаемых кислородом или сверлением. Линии расположения шпу­ров (линии реза) определяются размера­ми отдельных кусков, которые должны образоваться в результате разрушения. Шпуры выбуриваются по длине реза не далее чем на 30—40 см один от другого. Глубина шпуров должна быть не более ²/₃ (для стали ³/₄) и не менее ¹/₃ толщины разрушаемого объекта.

Конструкции коробчатой формы (на­пример, изложницы), а также различные резервуары можно дробить гидровзрыв­ным способом. Конструкции перед взры­ванием заполняют до краев водой. Заряд ВВ подвешивают на веревке в центре разрушаемой конструкции с заглублени­ем его на ²/₃ толщины слоя воды.

Обрушение зданий и сооружений про­изводится на их основание или в задан­ном направлении (направленное обруше­ние). В последнем случае обычно обру-шают высотные здания и сооружения (дымовые трубы, башни и т. п.), находя­щиеся среди других сооружений, зданий и коммуникаций, не подлежащих сносу.

■ Принцип обрушения зданий и соору­жений на свое основание заключается в образовании взрывом сквозного подбоя по периметру здания или сооружения. В результате взрыва объект, падая на свое основание, разрушается. Высота развала обычно не превышает ¹/₃ высоты здания, а ширина развала в стороны за периметр здания — V₂ высоты стен. Перед взрывом все внутренние части зда­ния (перегородки и т. п.) разбирают и удаляют.

Обрушение зданий и сооружений осу­ществляют зарядами в шпурах или рука-

рах. При обрушении зданий на основание [туры размещают с внутренней стороны ания. Диаметр шпуров 40...60 мм, а Глубина — ²/₃ толщины стены. Шпуры бычно размещают в два ряда в шахмат-[ порядке. Расстояние между шпурами у 0,8... 1,4 и между рядами — 0,7... |.1,0 глубины шпура (рис. IV.8, а). Удельный расход ВВ зависит от ойств ВВ, прочности взрываемой клад-и толщины стен (глубины шпуров), ак, при увеличении толщины кирпич-

ной стены от 0,45...0,6 до 1,9...2,5 м удельный расход ВВ (аммонита № 6) уменьшается с 1,5...2,2 до 0,4...0,44 кг/м³. Для бетонных и железобетонных стен удельный расход ВВ, соответст­венно, на 15...25 и 30...40 % боль­ше по сравнению с кирпичными сте­нами.

Заряды в углах стен закладывают в шпурах, пробуренных один над другим и направленных по биссектрисе угла (рис. IV.8, б). При заданном направлении падения горизонтальные шпуры располагают в форме клина. Узкая сторона клина (рис. IV.8, в) определяет направление падения (валки). Верхний ряд шпуров распола­гают под углом 10°, а нижний —• под углом 20° к вершине клина. Глубину шпуров принимают равной ³/₄ толщины стены, расстояние между шпурами обыч­но около 30 см.

Направленное обрушение здания или сооружения позволяет сохранить нахо­дящиеся вблизи другие здания и цеха. Направленному обрушению поддаются здания и сооружения, высота которых в 4 раза и более превышает размер гори­зонтального сечения (на уровне вруба), измеряемый в направлении оси валки. Для обрушения башни или трубы в опре­деленном направлении производят вруб подбоя из двух и более рядов шпуровых зарядов. При этом нижние ряды шпуров (шпуры подбоя) располагают со стороны направления валки на ²/₃...³/₄ перимет­ра, верхний ряд шпуров (шпуры подко­ла) — по остальной части периметра стены выше уровня подбоя на 0,7... 1,5 м.

Место подбоя трубы или башни должно выбираться на уровне, где отсутствуют проемы (газоходы, двери и т. п.). Если невозможно выбрать такое место, то проемы тщательно заделываются для создания равнопрочного ствола. При по­вышенных требованиях к соблюдению заданного направления валки (сектор валки менее 90°, ствол ослаблен и т. п.) вместо крайних шпуров вруба, распола­гаемых около целика, можно пробивать в стволе специальные проемы. Высота этих проемов — 1... 1,2 м, ширина 0,6... ...0,8 м.

При валке зданий, сооружений и фаб­ричных труб применяют взрывание дето­нирующим шнуром или электрическим способом. Если обрушаемое здание на­ходится вблизи сооружений, которые необходимо сохранить от разрушения или сотрясения, принимаются специаль­ные меры по их защите (укрытие деревян­ными щитами, укладка амортизирующе­го слоя на месте падения и т. п.).

Рис. IV.8. Схемы расположения шпуров:

|в— в стене здания при обрушении зданий и сооружений на основание; б — в углу здания; в — при направлен­ном обрушении стен здания; г — то же, трубы

При реконструкции промышленных объектов часто возникает необходимость образования выемок заданной конфигу­рации(при строительстве фундаментов, опор линий передач, опускных колодцев

и т. д.). В качестве примера на рис. IV.7, г показана схема рыхления скаль­ных грунтов для подготовки фундаментов под новые машины в действующих цехах. При одной свободной поверхности и до­статочном удалении выемок от стен и фундаментов действующих машин рых­ление производится шпуровым методом. При этом принимают дополнительные за­щитные меры против разлета осколков и вредного воздействия воздушной удар­ной волны. Шпуры глубиной 0,5... 1 м бурят вертикально, ЛНС и расстояние между шпурами принимают равными глубине последних. Шпуры глубиной свыше 0,75 м, расположенные внутри большого массива, простреливают заря­дом аммонита массой 50...70 г.