第３３卷第３期 ２０１３年ｏ６月 矿 冶 工 程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖ０１．３３№３ Ｊｕｎｅ ２０ｌ３ 加筋格宾网与钢筋混凝土挡土墙复合应用技术探讨① 谢飞 ，许福丁 （１．长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙４１００１１；２．马克菲尔（长沙）新型支档科技开发有限公司，湖南长沙４１００００） 摘要：将加筋格宾网和钢筋混凝土挡土墙技术复合应用于某工业场地，充分发挥两者的优势，成功地克服了钢筋混凝土挡土墙 对地基承载力要求过高的缺点，降低了地基处理难度，节约了工程造价。该技术对同类工程具有借鉴意义。 关键词：钢筋混凝土挡土墙；加筋格宾网；似摩擦系数 中图分类号：ＴＵ４７２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１３．０３．０１２ 文章编号：０２５３—６０９９（２０１３）０３—００４１—０２ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｒｒａｍｅｓｈ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ Ｗａｌｌ ＸＩＥ Ｆｅｉ ，ＸＵ Ｆｕ—ｄｉｎｇ。 （１．Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｔｄ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１１，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｍａｃｃａｆｅｒｒｉ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｎｅｗ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｌｔｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００００，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｔｅｒｒａｍａｓｈ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔａｋｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｂｏｔｈ．Ｓｏｍｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｒｅｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｈｉｇｈ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ，ａｌｓｏ ｒｅｄｕｃｅｄ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｃｏｓｔ．Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｓｏｍｅ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ；ｔｅｒｒａｍａｓｈ ｓｙｓｔｅｍ；ａｐｐａｒｅｎｔ ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ 挡土墙作为常见的土工支挡构筑物常用于各类工 的问题是：挡土墙的墙趾处的地基压应力大于墙踵处 业与民用工程场地，钢筋混凝土悬臂式或扶臂式挡土 墙具有耐久性好、结构强度大的优点，但是与其他重力 式挡土墙相比同样也存在墙趾处土压力偏大的问题。 尤其对于一些地基承载力较低的项目，单纯从地基处 理来满足工程的承载力需求，一方面施工难度会较高， 另外一方面造价也会较高。 的地基压应力，以１５ ｍ墙高为例，墙趾处地基压应力 为３９２．９５ ｋＰａ，而墙踵处地基压应力则为８５．９５ ｋＰａ。 墙趾处的复合地基承载力仍然达不到设计要求，而墙 踵处却富余较多，加宽墙趾在减少墙趾处地基压应力 的同时也增加了基础宽度，这样既浪费用地又增加了 工程造价。 ｌ工程背景 位于广东省韶关市的某工业场地出于场地土石方 平衡要求，场地周边需设计ｌ０—１５ ｍ高挡土墙，建设 单位根据场地周边条件及自身的场地要求，在经过专 家论证后主张采用钢筋混凝土扶壁式挡土墙 Ｊ。 ２方案设计 加筋格宾网在纵向和横向上都具有很大的拉伸强 度，这种结构在土壤中同样能提供一个有效的力的承 担和扩散的理想的连锁系统，在挡土墙墙背敷设一定 数量的加筋格宾网可以改变墙背填料的性质，从而使 挡土墙的受力得到改善，根据经验和已建工程的监测 结果，复合式结构中加筋土挡墙的底面约在原挡墙高 度的１／３～１／４处，其目的是使复合式结构经济合理。 本设计采用的加筋材料为加筋格宾镀锌覆塑钢丝六角 形双绞合金属网，这种筋材强度稳定，蠕变小，耐腐蚀 性能好，可以防止由于蠕变引起的因钢筋混凝土挡墙 根据《岩土工程勘察报告》，部分地段墙高ｌ２— １４ ｍ，而挡土墙基础持力层为可塑粉质粘土，地基土承 载力特征值为Ｆ。＝１４０～１６０ ｋＰａ，土层厚２．６～３５．０ ｍ，因此推荐采用钢筋混凝土夯扩桩或扩顶载体桩复 合地基，经建设公开招标后确定采用扩顶载体桩复合 地基。设计的复合地基承载力为２３８ ｋＰａ。但是遇到 ①收稿日期：２０１２—１２・１６ 作者简介：谢飞（１９６４一），男，辽宁锦县人，高级工程师，主要从事土木工程设计工作。 ４２ 矿冶工程 第３３卷 墙背缓慢加载造成的地基压应力变化，敷设方法为 ５ ｍ以上各层垂直间距为１．０ ｍ，５ ｍ以下各层间距为 ０．５ ｍ。该复合式结构断面见图１。 图１复合式结构断面 墙背筋材的设计仍采用加筋土挡土墙的设计方 法，下面以１５ ｍ墙高介绍设计方法及参数确定。 １）破裂面的确定。根据美国新型支挡科技评估 中心（ＨＩ－ＴＥＣ）对加筋格宾系统的评估报告 Ｊ：双绞合 六角形金属网属于柔性筋材。而根据我国《土工合成 材料工程应用手册》 Ｊ，柔性筋材建成的加筋土挡墙， 在进行内部稳定性分析时，应采用朗肯破裂面。 ２）双绞合金属网的长期设计抗拉强度 。双绞 合金属网的筋材规格为８×１０／２．７Ｚｎ＆ＰＶＣ。极限抗 拉强度： ＝５０．１１ ｋＮ／ｍ。折减因子： ＝１．３０（粘 土、砂土和砂粘土）。筋材的长期设计抗拉强度： ＝３８．５４ ｋＮ／ｍ。 ３）筋材一填土之间的似摩擦系数厂 。对于似摩擦 系数，不能简单地从土的内摩擦角 得出，它与土的 内摩擦角、土的密实度、筋材上的压应力等因素有关。 对于筋材的抗拔力Ｆ ，按照下式计算： Ｆ．ｏ：２０＂ Ｚ。 式中 为筋材上的竖直压应力；ｚ 为筋材有效锚固长 度； 为筋材宽度（一般取单宽，即Ｗ＝ｌ ｍ）。 马克菲尔在对大量工程经验和试验成果总结的基 础上，提出按照加筋结构填土种类的方法确定似摩擦 系数。各种土类与筋材的似摩擦系数见表１。 表１ 填料与加筋格宾筋材之间的似摩擦系数 填料类型 似摩擦系数，’ 砾碎石类土 ０．５４ 砂性土 ０．４５ 粘土 Ｏ．２０ 我国《公路加筋土工程设计规范》（ＪＴＧ ０１５—９１） 根据现场测试资料，推荐采用表２所示的似摩擦系数。 表２填料和筋带之间的似摩擦系数 填料类型 似摩擦系数， 砾碎石类土 ０．４０—０．５Ｏ 砂性土 ０．３５～０．４５ 中低液限粘性土 Ｏ．２５～０．３０ 对比表ｌ及表２可见，两者基本一致。 ４）稳定性分析 。。：加筋网面的稳定性分析包 括网面的抗拉稳定性分析、抗拔稳定性分析、外部稳定 性分析和复合结构的地基承载力验算。 ①抗拉稳定性分析： Ｔ＝ ・Ｋｏ・Ｓ ＝１８Ｚ×０．３０７×Ｓ 式中 为每层筋材的上覆压力，ｆ０＝ｒＺ＝１８Ｚ；ｇｏ为主 动土压力系数；｜ｓ 为筋材的垂直间距，ｍ。 计算得土层中 值最大为２７．６３ ｋＮ／ｍ，出现在 Ｚ＝１０．０ ｍ处。 ②抗拔稳定性分析：内部稳定性计算时，适用朗 肯破裂面。其中抗拔安全系数取Ｉ．５。 所以要求锚固长度： ＝ 厶ｊ Ｊ 每层筋材处于稳定区内的长度： Ｌ。＝（日一ｚ）ｔａｎ（４５一 ）。 每层筋材的锚固长度：Ｌ ＝Ｌ—Ｌ。。 计算得 最大值为７．５ ｍ。 ③外部稳定分析：复合结构的外部稳定分析由钢 筋混凝土扶壁式挡土墙保证。 ５）复合结构的地基承载力验算。经过加筋格宾 调整墙后土压力以后，可以认为该结构偏心距为零。 因此作用在结构基础的等效压应力为： Ｖ ：堡 Ｒ Ｒ 鱼 ：２２６’． ０５（ｋＰａ）一， 加筋格宾网处理前后基底压应力对照值见表３。 由表３可见，地基经处理后，地基承载力可达到２３８ ｋＰａ，因此该复合结构地基承载力满足设计规范要求。 表３加筋格宾网处理前后各个墙高的基底压应力值 ３结 语 将加筋格宾网与钢筋混凝土挡土墙复合使用，改 （下转第４８页） 矿冶工程 第３３卷 以锡石矿物状态存在，即富集在以锡石为主的独立矿物 中，以类质同象形式存在于硅酸盐等矿物中的锡甚微。 以前认为有较多的锡是以类质同象形式存在于以石榴 石为主的硅酸盐中，实际是硅酸盐等矿物中包裹极微粒 甚至纳米级锡石。这些极微粒锡石在显微镜下难以辨 认，且由于锡的总体含量低，在扫描电镜观察中也难以 大量发现微细粒包裹锡石。即使在通常磨矿粒度下的 化学物相分析也可能得出硅酸盐中锡的结果。 本次研究中的两个有力证据：一是通过对化学物 方法。 钨粗选精矿中虽然锡含量较高，锡石的颗粒略粗， 解离度较高，呈微细粒包裹状态较少，但从钨尾矿和钨 粗选给矿中锡含量差别不大的状况可以看出，由于钨 粗选精矿产率很少，其中锡的分布率十分有限。因此 需要重点探索从钨尾中回收锡的有效方法。 ５结 语 相分析样品的细磨对比，细磨样中锡石中锡的含量显 著增加，而硅酸盐中锡含量明显减少，可以预计随着样 品的细磨，硅酸盐中的锡将进一步减少。二是采用了 先进的矿物参数自动分析系统（ＭＬＡ），可以对样品中 锡矿物的产出形式和粒度、包裹连生情况进行大量的 观察和定量统计测定，确认了大量呈包裹状态的微细 １）湘南某多金属矿目前开采的矿石中，锡主要以 锡石矿物形式存在。以往认为存在大量的石榴石等硅 酸盐中类质同象的锡，实际上是包裹在这些矿物中的 极微粒锡石。 ２）锡石的粒度十分微细，有大量的矿物小于１０ ｍ，与石榴石等脉石矿物紧密镶嵌和包裹在其中。这 种微细粒锡石在通常的磨矿粒度下难以充分解离，即 粒锡石的存在。这些微粒锡石虽然呈微粒甚至纳米级 颗粒包裹于硅酸盐中，但是与类质同象状态是有本质 区别的。 使在一０．０２６ ｍＥ粒级占９０％的磨矿粒度下也会有较 多的连生和包裹矿物存在。因此要探索超细粒锡石选 矿回收和其他综合有效方法。 ３）锡在选厂钨给矿和钨尾矿中含量基本相同，尾 矿中锡的含量并未明显降低。建议在不影响现有选矿 工艺流程的原则下，探索对尾矿细磨深选或选冶综合 回收锡的有效途径。 参考文献： ［１］ 谭延松．柿竹园矿床大理岩型锡矿石工艺矿物学研究［Ｊ］．湖南 地质，１９９１（３）：２２３—２２８． 既然锡主要以锡石矿物形式存在，理论上是能选 别回收的。由此可以排除硅酸盐中类质同象锡无法回 收的现象，使锡的回收回归到以锡石粒度大小及与其 他矿物嵌布紧密程度的磨矿解离和选矿问题上。但在 多金属矿中锡石粒度一般较其他金属矿物细小 Ｊ，本 文结果也表明，样品中锡石的粒度总体十分微细，即使 在锡石粒度较粗、粒度达一０．０２６ ｍｍ粒级占９１．４８％ 的钨粗选精矿中，仍有２９．５５％的锡石呈包裹连生状 态存在。在钨尾矿和钨粗选给矿中锡石粒度则更为细 小，粒度均在１９ ｍ以下，且有大量矿物小于５ ｍ，与 ［２］ 刘桠颖，毕献武，武丽艳，等．柿竹园千吨尾矿库尾矿中锡的赋存 状态研究［Ｊ］．矿物岩石地球化学通报，２００９（４）：３４４—３４８． 石榴石、长石等硅酸盐包裹连生的锡石也显著较多。 预计通过通常的选矿方式难以使锡石充分解离和回 收。有待探索对这种微粒锡石的选矿或其他综合有效 ［３］傅贻谟．柿竹园多金属矿生产流程的工艺矿物学评价［Ｊ］．矿 冶，１９９４（２）：８２—８８． ［４］钟彪．广东某多金属矿利用价值的工艺矿物学研究［Ｊ］．矿冶 工程，２０１２（２）：６２—６６． （上接第４２页） 善了复合结构体的基底压应力，从而降低了地基处理 难度，降低了工程整体造价，取得了良好的技术和经济 效益，对同类工程具有借鉴意义。 参考文献： ［１］交通部第二公路勘察设计院．公路设计手册：路基（第二版） ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００４． ［２］ＪＴＧ Ｄ３０—２００４，公路路基设计规范［Ｓ］．２００４． ［５］ＪＴＪ／Ｔ ０１９—９８，公路土工合成材料应用技术规范［Ｓ］．１９９９． ［６］ＪＴＧ ０１５—９１，公路加筋土工程设计规范［Ｓ］．１９９１． ［７］ 杨果林，彭立，黄向京．加筋土结构分析理论与工程应用新技 术［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００７． ［８］ 黄向京，王维，刘泽．双绞合钢丝网加筋格宾挡土墙设计方 法研究［Ｊ］．公路工程，２００９，３４（２）：１０—１５． ［９］Ｊ Ｍｉｃｈａｅｌ Ｄｕｎｃａｎ，Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｇ Ｗｒｉｇｈｔ．Ｓｏｉｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｓｌｏｐｅ Ｓｔａｂｉｌ— ｉｔｙ［Ｍ］．ＵＳＡ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ：ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ，２００５． ［１０］ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｏｆｉｆｃｅ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ．Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｅｉｒｎｆｏｒｃｅｄ ｎｌ１ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｌｏｐｅ ｄｅｓｉｇｎ［Ｍ］． Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ：Ｔｈｅ Ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｓｐｅｃｉｌ Ａｄｍｉａｎｉｓｔｒａ－ ｉｆｖｅ Ｒｅｇｉｏｎ，２００２． ［３］ 中华人民共和国建设部．国家建筑标准设计图集：０４Ｊ００８挡土墙 ［Ｍ］．北京：中国建筑标准设计研究院，２００４． ［４］ＨＩＴＥＣ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍａｅｅａｆｅｒｒｉ Ｔｅｒｒａｍｅｓｈ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ＷａｌｌｆＲ］．２００２．
