填埋场沉降设计

1 一般规定

1.1 填埋场库区工程设计时，应计算堆体和场底地基的沉降及不均匀沉降，评估沉降对渗沥液导排层、水平衬垫、填埋气的收集与导排管线、封场覆盖层等设施服役性能的影响。

1.2 填埋场库区填埋量和运行年限计算时，应考虑垃圾堆体压缩的影响。大型集约化填埋场的设计应进行堆体沉降计算与对应的容量计算。

1.3 当填埋场位于可压缩地基上或填埋场竖向扩建时，应验算基层的沉降和不均匀沉降。

1.4 填埋场地基沉降计算方法应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的相关规定执行。

1.5 当填埋场库区设施的沉降量过大时，应采取地基处理、提高堆体压实度等控制措施。

2 垃圾堆体沉降计算

2.1 垃圾堆体沉降应按下式计算，计算过程应符合本规范附录C的规定：

S(SpiSsi) （2.1）

i1nw式中： S——垃圾堆体沉降（m）；

nw——垃圾分层总数，分层厚度宜为2m~5m，堆体内浸润面应作为分层

界面；

Spi——第i层垃圾的主压缩量（m）； Ssi——第i层垃圾的次压缩量（m）。

2.2 垃圾主压缩量应按下式计算：

iCClog SpiHi,w （2.2-1） 1e00式中： Hi,w——第i层垃圾填埋时的初始厚度（m）；

0——垃圾前期固结应力（kPa）可由试验确定，无试验数据时取30kPa； i——第i层垃圾所受上覆有效应力（kPa），即第i层及以上垃圾有效自

重应力，计算应符合本规范正文部分附录C的规定，当上覆有效应力小于前期固结应力时，忽略该层垃圾主压缩；

Cc——垃圾主压缩指数，可由室内大尺寸新鲜垃圾压缩试验测定，无试

验数据时，主压缩指数采用下式计算：

Cce0e1 （2.2-2）

log(1000/0)式中： e1——在1000kPa压力下垃圾孔隙比，宜为0.8~1.2，有机质含量高的垃

圾取高值；

e0——初始孔隙比，应符合本规范正文部分附录C的规定。

2.3 垃圾次压缩量应采用下列应力—降解压缩模型计算：

SsiHi,wdc(i)(1ecti) （2.3-1）

dc(0)dc(i)iCcCcdc(0)1elog00当i0当i0 （2.3-2）

式中： Ssi——第i层垃圾的次压缩量（m）；

εdc（i）——上覆应力i长期作用下垃圾降解压缩应变与蠕变应变之和； εdc（0）——前期固结应力0长期作用下垃圾降解压缩应变与蠕变应变之和，

宜采用室内压缩试验测定，无试验数据时宜取20%~30%，有机质含量高的垃圾取高值；

Cc∞——完全降解垃圾的主压缩指数，宜采用室内压缩试验确定，无试

验数据时Cc∞/（1+e0）宜取0.15；

c——降解压缩速率（1/月），宜取0.005/月~0.015/月，有机物含量高

的垃圾及适宜降解环境取高值； ti——第i层垃圾的填埋龄期（月）。

3 填埋量计算及填埋场增容

3.1 填埋场的填埋量应考虑填埋过程垃圾压缩量，采用沉降法或表格估算法计

算。表格估算法适用于填埋场容量估算以及填埋场设计，对填埋场容量计算精度要求较高时宜采用沉降法。

1 沉降法考虑填埋过程垃圾的压缩量，并应按下式计算：

mi WAi0Hij （3.1-1） i1jins

(Hj1miijSij)Hei （3.1-2）

W （3.1-3） V Qm式中： W——填埋场填埋量（t）；

ns——填埋场被划分的区域总数； Ai——区域i的平面面积（m2）； mi——区域i分层填埋的总层数；

γ0 ——填埋垃圾初始容重（kN/m3），应符合本规范正文部分附录C的规定；

Hij——不考虑压缩时区域i第j层垃圾的初始填埋厚度（m）；

Hei——区域i堆体的平均设计有效填埋高度（m），Hei=Vi′/Ai，其中Vi′为区

域i的有效几何库容；

V′——填埋场的有效几何库容（m³），VVi'；

'i1nSij——区域i填埋至Hei高度时第j层垃圾的压缩量（m），计算应符合本

规范正文部分附录C的规定； Qm——填埋场平均单位库容填埋量（t/m³）。 2 估算法按下式计算：

WQmV （3.1-4）

式中Qm按本规范正文部分附录D查表获得。 3.2 填埋场增容率按下式计算：

(Qmg01)100% （3.2）

式中：δ——填埋场增容率（%）；

g——重力加速度，常取值9.81（m/s2）。

3.3 垃圾填埋作业时应充分压实，压实后的容重不宜小于9kN/m3。

3.4 填埋场运行期间应尽量降低渗沥液水位，采取加速垃圾堆体降解的措施，增加填埋量和减少封场后沉降量。

4 填埋场库区设施不均匀沉降验算和控制

4.1 填埋场库区下列设施应进行不均匀沉降验算：

1 可压缩地基上填埋场底部渗沥液导排层和水平衬垫。

2 垃圾堆体内部的水平集气井、中间渗沥液导排盲沟和中间衬垫系统。 3 封场覆盖系统。

4.2 不均匀沉降计算应沿若干条选定的沉降线进行，沉降线应沿填埋场库区设施布置，并考虑下列位置：

1 填埋场底部高程及表面高程剧烈变化的位置。 2 填埋场基层下存在回填土、污泥库等特殊区域。 3 两个相邻填埋分区交界线附近。 4.3 沉降线上沉降点应符合下列布置要求：

1 宜均匀布置。

2 沉降点间距不宜大于20米，总数不宜少于5个。 3 复杂地形处应增加沉降点。

4.4 沉降后两个相邻沉降点之间的最终坡度宜按下式计算：

tanFnlXtanIntS （4.4-1）

X式中：αFnl——沉降后两个相邻沉降点之间的最终坡角（°）；

αInt——两个相邻沉降点之间的初始坡角（°）； X——两个相邻沉降点之间的水平距离（m）； ∆S——两个相邻沉降点之间的沉降差（m）。

沉降后两个相邻沉降点之间的拉伸应变宜按下列公式计算：

LFnlLInt100% （4.4-2） LInt21/2LInt(X2X2tanInt) （4.4-3）

LFnl[X2(XtanIntS)2]1/2 （4.4-4）

式中： ε——沉降后两个相邻沉降点之间的拉伸应变（%）；

LInt——两个相邻沉降点之间的初始距离（m）； LFnl——沉降后两个相邻沉降点之间的最终距离（m）。

图 4.4 两个相邻点沉降计算示意图

4.5 土工膜由不均匀沉降引起的拉伸应变应小于其允许应变特征值，允许应变特征值应按本标准附录E中的（E.0.1）确定。还应验算土工膜下卧堆体局部沉陷引起的拉伸应变，并应符合本标准附录E的规定。

4.6 库区设施设计时应计算下卧地基或垃圾堆体的不均匀沉降，最终沉降完成时的导排管网和覆盖系统的坡度宜符合下列规定： 1 底部渗沥液导排管的最终坡度不小于1%。

2 地下水导排设施的最终坡度不小于1%。 3 垃圾堆体内渗沥液导排管的最终坡度不小于1%。

4 堆体表面的输气主管与支管应保证在运行期间坡度不小于1% 5 封场覆盖系统的最终坡度不小于2%。

4.7 填埋场库区设施抵抗不均匀沉降控制措施宜符合以下规定：

1 抽排竖井井底与场底水平衬垫的距离不宜小于5 m；

2 堆体内部和表面的管路宜采用高密度聚乙烯管材，不均匀沉降过大处宜采用柔性连接；

3 堆体表面的输气主管与支管应保证在运行期间坡度不小于1%，宜在每根管道最低点处设排水装置，发现折断或悬空情况应及时修复。

4.8 当填埋场地基沉降导致底部渗沥液导排层和水平衬垫的坡度和拉伸应变不符合本标准第4.5及4.6条的规定时，应采取地基处理措施。

4.9 垃圾堆体应合理分区填埋，控制填埋分区界面处的不均匀沉降，分区界面处应重点压实。

4.10 堆体内部和表面应设置必要的沉降观测设施。