城市生活垃圾填埋密度及其随深度分布规律

2.2压实及覆土情况
压实及覆土是填埋作业的一道重要工序，经过压实，垃圾密度由堆积密度增大到压实密度。因填埋压实过程中所采用的压实机械功率、分层厚度、碾压遍数、覆土类别及厚度等的不同，压实程度也不尽相同。按照压实度的高低，可分为轻度压实、中度压实、高度压实3类。表3列出了国外不同压实度及覆土厚度的垃圾填埋密度测试结果。
表3填埋压实情况对垃圾压实密度的影响

由表3可见，压实及覆土情况对压实密度的影响显著。压实密度随着填埋垃圾的压实度提高而显著增大，轻度压实垃圾的密度320kg/m3，而高度压实垃圾的密度达960kg/m3。覆土的厚度越大，压实密度也越大。
我国许多填埋场填埋压实作业做得不到位，存在分层压实厚度较大、碾压遍数不足等问题，以致使我国填埋场浅层垃圾的密度比较小。
2.3填埋深度
填埋深度对垃圾密度的影响，与填埋垃圾的上覆应力及降解程度有关。垃圾埋深越大，所承受的上覆土压力越大，压缩程度越高，孔隙比越小。填埋龄期越长，有机质降解程度越高，组分中比例较小的有机质含量越低。因此，垃圾密度呈现随埋深增大而增大的趋势。
为了获得我国垃圾填埋密度随深度变化规律，笔者于2006～2008年在苏州七子山填埋场开展了2次钻孔取样测试。2006年采用直径约100mm钻孔取样，共打设了5个钻孔，钻孔深度最大达36m，取样间距1～2m，试样高度200mm，取样时渗沥液水位埋深5～9m。2007年结合大直径（800mm）竖井的施工，每隔5m钻取1m厚度垃圾层，对取得的扰动样称量可计算得该深度垃圾层密度，共打设了3个大直径钻孔，钻孔深度达20m，取样时渗沥液水位埋深8～11m。
上述2次取样测试结果如图1所示。2次测试（分别采用大、小2种直径钻孔）数据点分布范围及随深度变化规律基本一致，表明100mm直径钻孔取样测试方法获得的数据具有代表性，可在工程实践中应用。测试数据表明：该填埋场垃圾填埋密度介于510～1730kg/m3，随着填埋深度增加而增大。在10m深度以内，填埋密度随深度而增加速率很显著，在深部密度随深度增加速率较小。基于所有数据点，利用最小二乘法可获得代表该填埋场的密度-深度曲线，如图1中虚线所示。

图1苏州七子山填埋场垃圾密度随埋深的变化
为了比较与分析，图2总结了欧美国家多个填埋场垃圾密度随埋深变化的现场测试结果，图2还显示了Zekkos等根据美国测试数据推荐的3条反映不同压实度情况下垃圾密度随深度分布曲线。可见，欧美国家垃圾填埋密度范围与我国的基本一致（510～1730kg/m3），重度压实垃圾的密度显著高于轻度压实的密度，对于轻度压实的垃圾，其填埋密度随深度增长比高度压实的更明显，特别在10m深度以内。

图2国外垃圾密度随埋深的变化
图3显示了苏州七子山填埋密度-深度曲线与Zekkos推荐的3条典型曲线的对比。可见，根据苏州七子山填埋场测试数据获得的密度-深度曲线完全落在Zekkos推荐的轻度和高度压实垃圾密度-深度曲线之间，并与中度压实垃圾密度-深度曲线相交。在浅部，七子山填埋场垃圾密度靠近美国轻度压实垃圾的密度曲线，说明了该填埋场垃圾填埋压实度比较低，但是由于我国垃圾中渣土含量较高，以致浅层垃圾的密度高于美国轻度压实垃圾。对于深层垃圾，由于我国早年垃圾组分中渣土等比例较大组分含量较高（见表1），其密度高于美国中度压实垃圾，并接近于美国重度压实垃圾。上述比较与分析表明：苏州七子山填埋场垃圾密度测试数据及获得密度-深度曲线是合理的，可用于该填埋场的土工计算与设计。考虑到苏州七子山填埋场的垃圾组分及填埋作业方法在我国南方城市垃圾填埋场具有代表性和普遍性，因此建议该密度-深度曲线也可应用于我国南方其它城市生活垃圾填埋场工程初步设计和分析。

图3苏州七子山填埋场垃圾密度-深度曲线与国外推荐曲线对比