1引言
自從城市建築拆除控製爆破技術被提出及其應用以來，定向傾倒爆破方法以其具有使建築物充分解體破碎的優越性一直作為它的基本手段之一，而且在工程實際中得以廣泛應用。但是，關於建築物定向傾倒爆破的堆積規律卻並未引起人們的足夠重視，國內外很少有這方麵的係統理論分析和專項試驗研究。為此，我們在長期的工程實踐中，有目的的收集了一些建築物傾倒堆積的第一手資料，由實際傾倒過程的觀察，采用基本理論分析得到它的規律，旨在為定向傾倒爆破技術設計提供參考依據。
眾所周知，建築物拆除爆破大多是在人口稠密、環境複雜的市區或廠區內進行，因此，在建築物定向傾倒爆破拆除時，不僅要防止飛石、衝擊波和爆破籐動導致的保護物損害，把握好傾倒方向，還要嚴格控製建築物傾倒解體後的堆積範圍，至少也應在爆前做出預測，以確知周圍保護物是否安全，否則，將會出現兩個問題，一是狹窄的場地使設計者望而卻步，不敢應用傾倒爆破技術或過多地加以防範，增加了不必要的技術手段和施工費用，二是由於預測不準，可能導致魯莽從事，造成意外損失。另外，對堆積範圍的認識還有助於在場地過小時找尋應采用的爆破技術措施，從而促進爆破拆除技術的不斷提高。
就堆積範圍而言，在安全方麵影響突出的有傾倒長度、最大側堆寬度和後堆寬度三個參數，如今，國內關於這三個參數的確定均采用經驗估算的方法，不僅缺乏理論依據，而且得到的結果與實際情況出入較大，不具備普遍應用的可能。例如：對鋼筋混凝土和磚混框架單次折疊傾倒爆破（即隻在結構底層布置一個爆破切的傾倒長度，其經驗估算式為顯然範圍過大，當傾倒場地小於結構髙度時就不敢應用定向傾倒方法，使用式的極限情況隻計算其結果一般都超過實際情況許多，如通鋼混鐵爐間和廣東佛山水泥廠烘幹車間的傾倒爆破，它們的高度分別為21m和23%m，實際傾倒長度則隻有13m和11.6m。與計算相比，各相差38%和51%。而對於最大側堆寬度和後堆寬度目前還沒有統一的方法，一般依設計者個人的經驗而定。我們認為以往這三個參數的確定方法具有許多缺陷，其中最主要的是沒有考慮到它們與結構具體形式，爆破參數之間的關係，而這恰恰是參數確定的關鍵，為此，我們選擇最為典型的長方體形結構，針對鋼筋混凝土框架、磚混框架和磚砌建築這三種實際中常見的類型，探討了堆積參數在它們定向傾倒爆破中與結構參數，爆破參數之間的內在關係和相互間的變化規律，為爆前比較準確地預測一定設計條件下的堆積範圍開創了可行的途徑，同時也為研究更複雜形態的結構定向傾倒堆積範圍打下了基礎。
2建築物定向傾倒爆破的運動解體過程
根據大量實際工程高速攝影和錄相資料的分析可以觀察到，建築物定向傾倒爆破一般經曆自然下落、轉動傾倒、運動解體、塌落堆積四個階段，各種結構形式第一階段的運動均相同，即爆破切口一經形成，待爆體首先表現為重力作用下的整體自然下落，下落距離通常為爆破切口後沿的高度，隨後的運動則依據爆破方式、結構類型的不同出現較大的差異，就我們所研究的三種建築類型來說，其運動解體過程可分別表述如下。
2.1鋼筋混凝土框架
所謂鋼筋混凝土框架是指基本由鋼筋混凝土柱、梁、板組成的結構，它在單次折疊時的傾倒運動解體過程如圖1所示，首先，整體自然下落，然後，以八點為軸作定向轉動，8%點同時觸地，由於衝擊作用，各節點普遍開裂，結構強度遭受致命打擊，整體性基本破壞，最後，框架繼續轉動傾落，節點相繼斷開，但鋼筋仍聯在一起，致使縱、橫向梁（縱向：傾倒方向，橫向：傾倒方向的垂直向）和板隨各所在柱運動，順序疊摞，堆積於傾倒場地。對於兩次折疊而言，兩個爆破切口的起爆順序對結構的解體運動有一定影響，可分成三種情況：
同時起爆:上下兩部分同時下坐，而後各自的運動曆程與單次折疊時類同，隻是，上部分的轉動軸隨著下部分結構運動，即上部結構的運動為上、下兩個運動的複合。
上先下後起爆：上部結構首先作與單次折疊相同的運動，而後，作自然下落與定軸轉動的複合運動，最後，形成解體運動。下部結構的運動則完全等同於單次折疊時的情況。
上後下先起爆：下部切口形成，結構作整體自然下落運動，待上部切口形成，下部結構的運動仍同單次折疊不受影響，而上部結構則表現為下部結構運動與本身應有運動的複合。
鋼筋混凝土框架單次折疊傾倒爆破運動解體曆程示意當采用多次折疊時，傾倒過程與兩次折疊的類似，隻是各部分的運動有可能變成多種運動的複合而已。
2.2磚混框架
磚混框架是由鋼筋混凝土柱、梁、板構成建築物的骨架和承重體，再用磚將柱與柱、梁與梁之間封閉起來的一種建築形式，它的傾倒解體運動過程表現為，其中的鋼筋混凝土承重體與純鋼筋混凝土框架的相同，磚砌體在爆破切口觸地前同框架一同運動，觸地後，縱向磚牆隨著框架的錯動絕大部分解體破碎下落，橫向牆仍與所在梁、柱一同運動，盡管衝擊作用會使部分橫牆破裂下落，但其大部分保持在所依附的梁柱上。
2.3磚砌建築
由於磚砌結構的承重骨架也是由磚砌體構成，所以，其整體強度明顯低於框架結構，解體破裂現象出現的較早。但是，就其整個的運動情況來說卻類似於磚混框架的磚砌體部分，即：爆破切口形成後，整體自然下落，其間牆體上出現裂縫，後沿（切觸地使牆體裂縫進一步增多、加大，但仍會以後沿為軸作定向轉動。這時，牆體的開裂在繼續，尤以縱向牆的破裂嚴重。當爆破切口上頂邊觸地時，縱向牆即基本破碎。並在該位置上自然下落堆積起來。而橫向牆則靠其殘存的強度繼續轉動傾倒。當然，若磚砌結構爆前就已經具有較大的強度、剛度破壞，則在爆破切口上頂邊觸地時即會整體破碎解體，橫牆的繼續轉動也不複存在。最後，橫牆在轉動傾落中不斷解體破碎，順序堆落於傾倒方向。