工礦廢棄地復墾中爆破作業對臨近民房影響的鑒定分析

張寶明，繩欽柱

（山東省建筑工程質量檢驗檢測中心有限公司，山東 濟南 250031）

0 引言

工礦廢棄地復墾利用對于資源枯竭型城市而言具有重要意義，不僅能夠緩解用地緊張，還能改善區域的生態環境。爆破作業可加快工程進度，降低施工成本，如果爆破作業未嚴格按照施工工藝及安全規程進行施工，產生的震動波會致使臨近的建筑物產生裂縫等情況。

1 工程概況

蘭陵縣蘭陵鎮某村位于工礦廢棄地復墾爆破工程西側，房屋均為農村自建住房，結構形式主要為磚砌體及毛石砌體結構，大部分為木屋架上鋪葦箔平瓦坡屋面，該爆破工程于 2017 年 3 月開始，2018 年 1 月停止。

2 現場檢查檢測情況

2.1 建筑物現狀檢查

現場對該村有代表性的民房現有狀況進行檢查。經檢查，所檢房屋主要為磚砌體結構，基礎埋深較淺，大部分在表土層中，屋面為木屋架上鋪葦箔平瓦坡屋面，且未設置圈梁及構造柱，縱橫墻咬槎砌筑不規范，砌筑砂漿強度較低。裂縫主要位于門窗洞口角部、縱墻屋架位置、縱墻下部、縱橫墻交接處、墻體與屋面板交接處等。根據裂縫特征及走向，將裂縫分為以下三類。

Ⅰ類：該類裂縫呈撕裂狀，縫邊沿殘存破碎顆粒，內部潔凈，顏色較鮮亮，裂縫出現時間較短。

Ⅱ類：該類裂縫大部分縫內有陳灰、蜘蛛網，顏色較灰暗，裂縫端部內部潔凈，縫邊沿殘存破碎顆粒，顏色較鮮亮，裂縫出現時間較短，原有裂縫有擴展跡象。

Ⅲ類：該類裂縫邊沿較光滑，內部含有陳灰、蜘蛛網，顏色較灰暗，裂縫出現時間較長。

2.1.1 房屋 1 檢查情況及典型現狀

該房屋為單層砌體結構，屋面為青瓦坡屋面，大約在 1994 年建成，房屋外貌及典型現狀如圖 1～圖 4 所示。

1）西側窗洞口斜對角存在一道斜向裂縫，向兩端延伸，最大縫寬 4.0 mm（Ⅱ類）。

2）西側山墻斜向裂縫，最大縫寬為 3.0 mm（Ⅱ 類）。

3）西側房間墻板交接處水平、斜向裂縫（Ⅰ 類）。

圖1 房屋 1 立面

圖2 窗洞口對角斜向裂縫

圖3 山墻斜向裂縫

圖4 墻板交接處水平、斜向裂縫

2.1.2 房屋 2 檢查情況及典型現狀

該房屋為單層磚砌體結構，屋面為紅瓦坡屋面，大約 2 000 年建成，房屋外貌及典型現狀如圖 5 ～圖 8 所示。

1）南墻窗上角存在斜向裂縫，最大縫寬為 1.5 mm（Ⅱ 類）。

2）北墻距地面約 1 100 mm 處存在一道水平裂縫，最大縫寬 2.0 mm（Ⅰ類）。

圖5 房屋 2 立面

圖6 南墻窗上角斜向裂縫

圖7 墻體水平裂縫

圖8 北墻窗上角斜向裂縫

3）北墻窗上角存在斜向裂縫，最大縫寬 3.0 mm（Ⅱ 類）。

2.1.3 房屋 3 檢查情況及典型現狀

該房屋為單層磚砌體結構，北房屋面為平瓦坡屋面，大約于 2 000 年建成，房屋外貌及典型現狀如圖 9～ 圖 12 所示。

圖9 房屋 3 立面

圖10 南房窗口下部豎向裂縫

圖11 北房北墻豎向裂縫

圖12 屋面挑檐飾面磚脫落

1）南房南側東邊窗口下部存在一道豎向裂縫，最大縫寬 1.2 mm（Ⅲ 類）。

2）北房北墻存在一道豎向裂縫，中間大，兩端小，最大縫寬 1.0 mm（Ⅱ類）。

3）屋面挑檐飾面磚脫落。

2.2 爆破模擬試驗

2.2.1 振動數據采集

依據原爆破設計方案及 GB 6722－2014《爆破安全規程》［1］，工程爆破等級、孔徑、孔間距及排距、炸藥類型、單孔裝藥量等參數均按原爆破設計方案模擬爆破作業，根據現場實際情況，選取以上三戶作為模擬爆破工程的測試點（第 1 測試點位于房屋 1，第 2 測試點位于房屋 2，第 3 測試點位于房屋 3）安置爆破測振儀，對模擬爆破作業進行振動檢測，采集爆破振動數據（測試點位置如圖 13 所示）。

圖13 測試點位置布置圖

經現場檢測，3個測點中質點振動速度在0.01～ 0.34 cm/s，滿足GB 6722－2014《爆破安全規程》中第 13.2.2 條爆破振動安全允許標準的要求。質點振動速度及主振頻率檢測結果如表 1～表 3、圖 14～ 圖 16 所示。

表1 房屋 1 質點振動速度及主振頻率檢測結果

表2 房屋 2 質點振動速度及主振頻率檢測結果

表3 房屋 3 質點振動速度及主振頻率檢測結果

圖14 房屋 1 質點振動速度及主振頻率檢測結果圖

圖15 房屋 2 質點振動速度及主振頻率檢測結果圖

圖16 房屋 3 質點振動速度及主振頻率檢測結果圖

2.2.2 資料檢查

根據委托方提供的部分爆炸物品現場使用確認單及爆破施工日志等資料顯示，爆破作業時實際最大孔深 19 m，單孔最大裝藥量 116.1 kg，原爆破方案最大孔深 10.5 m，單孔最大裝藥量 50.6 kg，實際最大孔深、最大單孔藥量不符合原爆破設計方案的要求。

3 鑒定分析

3.1 爆破作業振動分析

1）本次模擬爆破采用延時爆破，按原方案鉆孔深度 10.5 m，最大裝藥量 31.5 kg，經測試，質點振動速度為 0.01～0.34 cm/s，主振頻率在 9.46～12.33 Hz，滿足 GB 6722－2014《爆破安全規程》中第 13.2.2 條爆破振動安全允許標準的要求。

2）根據 GB 6722－2014《爆破安全規程》，振動速度見式（1）：

式中：Q為炸藥量，kg；R為炸源至觀測點間距離，m。

按實際單孔最大裝藥量 116.1 kg 進行計算，距離取爆破點距最近測點的距離 89 m，K 取 200，α取 1.5，經計算振動速度為 2.56 cm/s，不滿足 GB 6722－2014《爆破安全規程》中第 13.2.2 條爆破振動安全允許標準一般民用建筑物安全允許質點振動速度的要求。

3.2 房屋裂縫原因分析

1）所檢房屋主要為單層磚砌體結構，基礎埋深較淺，基本在表土層中，屋面為木屋架上鋪葦箔平瓦坡屋面，且未設置圈梁及構造柱，縱橫墻咬槎砌筑不規范，砌筑砂漿強度較低。該類房屋整體性構造較差，墻體抗剪強度較低。根據現場實測主振頻率可知，爆破振動頻率較低，與建筑物自振頻率接近，可短時或瞬時造成建筑物共振現象，外界振動持續時間較長且反復作用，進而在建筑物抗剪強度較低的部位產生裂縫。振動對房屋的影響與房屋自身質量、距振動源的距離及地質條件等因素有關。

2）所檢Ⅰ類裂縫呈撕裂狀，縫邊沿殘存破碎顆粒，內部潔凈，顏色較為鮮亮，裂縫出現時間較短，應為爆破振動所致。

3）所檢Ⅱ類裂縫大部分縫內有陳灰、蜘蛛網，顏色較為灰暗，裂縫端部內部潔凈，縫邊沿殘存破碎顆粒，顏色較為鮮亮，裂縫出現時間較短，原有裂縫有擴展跡象。依據 CECS 293∶2011《房屋裂縫檢測與處理技術技術規程》［2］附錄 B，根據裂縫特征可以判定所檢此類裂縫原為地基不均勻沉降、溫度變形或干縮變形造成的；該類裂縫由于房屋整體性構造較差，墻體抗剪強度較低，且自振頻率較低，裂縫處為房屋的薄弱部位，在外界爆破振動及反復作用下，造成原有裂縫有所擴展。

4）所檢 Ⅲ 類裂縫邊沿較光滑，內部含有陳灰、蜘蛛網，顏色較為灰暗，裂縫出現時間較長。依據 CECS 293∶2011《房屋裂縫檢測與處理技術技術規程》附錄 B，根據裂縫特征可以判定所檢裂縫為地基不均勻沉降、溫度變形以或干縮變形造成的，且此類裂縫沒有明顯的近期發展跡象，與外界爆破振動沒有明顯的相關關系。

5）根據現場檢查情況，檐口飾面磚開裂、脫落是由于外界爆破振動所致。

4 鑒定結論及建議

1）對模擬爆破作業的質點振動速度及主振頻率進行檢測，質點振動速度滿足 GB 6722－2014《爆破安全規程》安全允許標準的要求。根據委托方提供的部分爆炸物品現場使用確認單及爆破施工日志等資料，部分孔深及單孔裝藥量不符合原爆破設計方案的要求，按實際最大單孔藥量進行推算，爆破振動速度不滿足GB 6722－2014《爆破安全規程》安全允許標準的要求。

2）所檢房屋Ⅰ類、Ⅱ類裂縫及飾面磚松動、脫落為爆破振動所致或為爆破振動致使原有裂縫有所發展，房屋 Ⅲ 類裂縫與外界爆破振動沒有明顯的相關關系。

3）建議對磚砌體房屋受壓墻體沿豎向產生裂縫寬度＞2 mm、縫長超過層高 1/2 的裂縫、縱橫墻交接處裂縫寬度達 2 mm 的裂縫影響房屋結構安全，應及時進行加固處理；檐口處飾面磚松動、脫落的部位，易造成高空墜物，應及時進行處理［2-3］。

5 結語

本文通過模擬爆破作業及根據現場實際單孔最大裝藥量的推算結果進行分析可知，房屋部分裂縫是由爆破振動所致或爆破振動致使原有裂縫有所發展。在類似工程施工前應對周圍環境進行安全評估，根據周圍建筑物結構的特點，制定科學的施工方案，嚴格按照爆破方案及 GB 6722－2014《爆破安全規程》進行施工。