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环境保护工程
Environmentai Protection Engineering
垃圾填埋场地基设计
孙文,朱公度,李博
(北京市市政专业设计院股份公司,北京100037
摘要:通过分析垃圾填埋区地基变形可能产生的地基沉降过大,排渗系统倒坡,地基产生局部或整体剪切破坏等工程
问题,指出填埋区地基设计的重点在于地基沉降计算与稳定计算。通过计算实例,总结出填埋区地基计算的关键因素及
其特殊性
关鍵词:垃圾填埋场;填埋区;地基;沉降计算;稳定计算
中图分类号:X705
文献标志码:B
文章编号:1009-767(2012)02-0093-04
Foundation Design of Garbage Landfill
Sun Wen, Zhu Gongdu, Li Bo
近年来,随着城市化的发展和人们生活水平的不
填埋场周边设围堤,高度为7.5m,库区基底平均
断提高,城市生活垃圾也急剧増多。建设一个高标准挖深3.0m,垃圾堆体最终填埋标高为51.5m(地面标
的现代化垃圾填埋场,解决污染严重的现状,已经是高4.500,以下同)。填埋场分两期填埋,一期填埋堆体
各个城市发展的首要任务。伴随着垃圾填埋场的蓬勃设计顶堆高为28.5m,设计使用年限为3.8年,二期填
建设,其设计任务也越来越多。笔者认为,垃圾填埋场埋堆体设计顶堆高为51.5m,二期垃圾填埋至28.5m
设计中填埋区的地基设计有其明显的特殊性。下面就标高后,与一期一起共同向上填埋,此阶段预计使用
以江都市垃圾填埋场为例探讨填埋区地基设计中的年限为16.6年(见图2、3)。
些问题。
1江都市垃圾填埋场概况
江都市垃圾填埋场位于江苏省江都市东北部,设
计规模310td,设计使用年限20.4年,填埋场库容
406.2万m3,扣除接纳77万m3旧垃圾的库容为329.2m3。
填埋库区面积19.3万m2,地震设防烈度7度(见图1)。
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填運扬二期
ACMM D
2填埋场一期封场平面图
2填埋区地基变形引起的工程问题
2.1地基沉降过大,造成排渗系统倒坡
填埋场基底设计时,考虑垃圾堆体渗沥液的排出,
图1江都市垃圾填埋场填埋区封场总平面图
在堆体基底做坡并设置渗沥液收集管保证渗沥液的正
2012年第2(3)第30き帝故水93
万方数据
环境保护工程
Environmentai Protection Erginse! ns
值,才能保证材料不被破坏,使之正常工.作。
2.2地基产生局部或整体剪切破坏
由于该填埋区下挖较浅,垃圾堆体较高,导致地基
附加应力増大,极易产生地基的局部或整体剪切破坏
填埋保护系统,诸如覆盖系统、污染控制屏障、排水系
统的设计,会受到地基稳定性的影响。地基产生局部或
剪切破坏后,诸如道路、地面导排防渗系统等将不能
正常使用,尤其是防渗系统受到破坏后,将会污染地
下水源,对环境造成影响。同样,填埋存贮容量、用于支
撑建筑物和道路的垃圾填埋费用和填埋场的利用,也
都受地基稳定性的影响。
3地基沉降与稳定计算的应用
通过上述对填埋区地基变形引起的下程问题的
图3填埋场二期封场平面图
分析,说明填埋区地基设计的关键在于地基沉降计算
常排出。但地基的过大沉降量会导致原有基底坡度与稳定性计算。它们是确定渗沥液收集管布置歧度,垃
逐渐减小,降低滲沥液的排放功能,严重时会导致基圾堆体的最终形式,填埋高度以及填埋场道路布置方
底坡度倒置,渗沥液排放受阻,影响填埋场正常使用案的首要依据。
功能,污染环境。
3.1确定渗沥液收集管布置的坡度
此外,沉淀系统和渗沥液收集输送系统中各类管
在填埋场底面上,排水层的边坡以2%坡度向各
道及防渗膜产生的拉伸应变必须限于一个最小的允填埋场单元主盲沟脊线倾斜,而主盲沟脊线同样以
许值,才能使这两个系统相互协调,一般压实黏上衬2%坡度坡向填埋场的南北两侧的渗沥液收集井(见
垫的允许拉伸应变值为0.5%。只有因沉降影响而产生图4)。填埋场底部和渗沥液收集管沉降后坡度必须仍
的材料的拉伸应变值小于材料本身的容许拉伸应变然能够满足渗沥液的输送,才能防止渗沥液的积聚
液池
渗械汇水
走底分求
液池
架液泡
底分水边
帐了
化防扩带边界线
场区边界线
块液油
绿化带
图4滲沥液导排系统平面图
94卒绂2012No2Mary)Vvol30
方方数据
环境保护工程日
Environmental Protection Engineering
验算地基沉降时,将一些沉降线(计算时选取的曲线,K值(渗透系数),加载时间和堆体上部形式。除
沉降计算位置)沿渗沥液收集管布置,可以檢测渗沥了勘察报告中提供给我们的e~P曲线及K值外,其
液收集管由于沉降而产生的坡度变化和拉伸应变。同他因素的确定可通过下面的实例计算得到结论。
时,将沉降线垂直于渗沥液收集管布置,例如在渗沥5计算实例
液排放层中沿着渗沥液流动的方向(通常2%的坡度),5.1模型建立
可以检查渗沥液排放层的坡度改变。沉降线通常布置
根据江都市垃圾填埋场的工程概况及相关设计数
在沿线上覆盖压力变化剧烈的位置,覆盖压力的大幅据,将填埋区地基设计分为5部分。第1、2部分为一期
度变化可以引起地基产生严重的不均匀沉降。
填埋区填至设计标高时地基的沉降估算和整体稳定
3.2确定垃圾堆体的形式及填埋高度
计算,其中第1部分验算填埋堆体内水位较高但不考
为了保证垃圾填埋场的正常运营要求,必须设计虑地震力的情况;第2部分验算填埋堆体内水位低且
出合理的垃圾堆体坡度,并在平段处设置道路,保证考虑地震力的情况;第3部分为二期填埋区填至同
车辆从地面绕行至坡顶,进行填埋工作。
期等高时地基的沉降估算;第4、5部分为二期填埋区
该设计垃圾堆体坡度釆用经验值1:3,垃圾堆体的填至设计标高时地基的沉降估算和整体稳定计算,其
坡度以及堆体上道路的布置?地基稳定性计算结果中第4部分验算填埋堆体内水位较高但不考虑地震
有很大影响。因此,地基稳定性计算可以检测边坡设置力的情况,第5部分验算堪埋堆体内水位较低且考虑
及堆体上道路的宽度及绕行方法,验算时通常选择填地震力的情况。计算数值均取自理正软土地基路堤、
埋区纵横两道剖切面进行高水位不考虑地震力及低堤坝设计软件(4.5版)的计算结果。
水位考虑地震力两种状态下的最不利滑裂面的滑动5.2算例分析
安全系数验算。
第1、2部分计算结果:一期填埋区填至设计标高
另外,地基稳定性计算还能够确定填埋区垃圾堆时地基的最大沉降量为0.895m,平均沉降差为07%,
体的最终高度。随着填埋高度的增加,地基附加应力不影响渗沥液的导排。填埋堆体内水位较高不考虑地
随之增大,当附加应力偵增大到一定数值时就会发生震力的情况最不利滑动面滑动安全系数为1.56,满足
地基的局部或整体剪切破坏。在保证堆体安全的前提规范要求。填埋堆体内水位低考虑地震力的情况最不
下尽可能的产生最大的经济效益也是地基稳定性验利滑动面滑动安全系数为1.54,满足规范要求。
算要解决的问题之
第3部分计算结果:地基的最大沉降量为0.934
4填埋区地基计算