DE20118065U1

DE20118065U1 - Mineral seal, especially for a landfill

Info

Publication number: DE20118065U1
Application number: DE20118065U
Authority: DE
Original assignee: SRS DEPONIEBAU GmbH
Current assignee: SRS DEPONIEBAU GmbH
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2011-11-09

Description

Mineralische Dichtung insbesondere für eine DeponieMineral seal especially for a landfill

Die Erfindung betrifft eine mineralische Dichtung insbesondere für eine Deponie, mit einer Dichtungsschicht aus gebundenem, verfestigtem, immobilisiertem, kontaminiertem Bodenmaterial, die oberhalb eines abzudeckenden Untergrunds angeordnet ist.The invention relates to a mineral seal, in particular for a landfill, with a sealing layer made of bound, solidified, immobilized, contaminated soil material, which is arranged above a subsoil to be covered.

Mineralische Dichtungen mit einer Dichtungsschicht aus immobilisiertem, kontaminiertem Bodenmaterial werden überwiegend eingesetzt für die Herstellung von Deponie- und Gewässerabdichtungen in Form von Dammkernen, Wannenauskleidungen oder Trennlagen zwischen natürlich anstehendem Untergrund und dem vorgesehen Bauwerk. Im folgenden soll beispielhaft von der Bodendichtung einer Deponie ausgegangen werden, mit der der Deponiekörper gegenüber dem natürlichen Untergrund abgedichtet wird, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt.Mineral seals with a sealing layer made of immobilized, contaminated soil material are mainly used for the production of landfill and water sealing in the form of dam cores, tank linings or separating layers between the natural subsoil and the intended structure. The following will be based on the soil seal of a landfill as an example, with which the landfill body is sealed against the natural subsoil, but the invention is not limited to this application.

Bei einer mineralischen Dichtung des genannten Aufbaus handelt es sich bei der aus Immobilisat bestehenden Dichtungsschicht in der Regel um mechanisch aufbereitete, kontaminierte Böden, die mit Spezialbindemitteln zum Zwecke derIn the case of a mineral seal of the above-mentioned structure, the sealing layer consisting of immobilizate is usually mechanically treated, contaminated soil, which is mixed with special binding agents for the purpose of

Fe000605Fe000605

SchadstoffImmobilisierung versetzt werden. Das Verfahren der Immobilisierung von Schadstoffen in Böden bewirkt bei der Verwendung von speziell angepaßten hydraulischen Bindemitteln neben der Schadstoffbindung auch eine mechanische Verfestigung der Böden. Durch die Verwendung von kontaminierten Böden als hochwertiger Baustoff für Deponiebaumaßnahmen ergibt sich für den Bauherren eine hohe Wirtschaftlichkeit sowohl hinsichtlich der Kosten für die Entsorgung der kontaminierten Böden als auch hinsichtlich der Kosten für die Beschaffung des Baumaterials für die Deponie. Als weiterer positiver Nebeneffekt der Bodenverfestigung wird eine hohe Dichtheit des Bodens erreicht, wobei sich Durchlässigkeitswerte kf im Bereich von IxIO"⁹ bis IxIO"¹⁰ m/s erreichen lassen, so daß eine Verwendung des ursprünglich wasserdurchlässigen Bodens als mineralische Abdichtung im Deponiebau möglich ist.Contaminant immobilization. The process of immobilizing contaminants in soils, when using specially adapted hydraulic binding agents, not only binds the contaminants but also mechanically solidifies the soil. Using contaminated soils as high-quality building material for landfill construction projects results in high economic efficiency for the builder, both in terms of the costs of disposing of the contaminated soil and in terms of the costs of procuring the building material for the landfill. Another positive side effect of soil consolidation is that the soil becomes very impermeable, with permeability values kf in the range of IxIO" ⁹ to IxIO" ¹⁰ m/s being able to be achieved, so that the originally water-permeable soil can be used as a mineral seal in landfill construction.

Die Verfestigung des Bodens verursacht jedoch auch ein verändertes Materialverhalten des Bodenmaterials insbesondere hinsichtlich seines in gewissen Bereichen bedingt vorhandenen natürlichen elastisch-plastischen rheologischen Verhaltens. Die Eigenelastizität eines mit Spezialzement immobilisierten Bodens ist soweit herabgesetzt, daß bereits relativ geringe Verformungen des Untergrundes zu einer Rißbildung in der Dichtungsschicht oder zu deren bruchhafter Verformung führen können. Da Bauwerkssetzungen durch unzureichend tragfähige Baugrundverhältnisse nicht ausgeschlossen werden können und somit Rißbildungen innerhalb der Dichtungsschicht auftreten und letztendlich zum Versagen der 0 Dichtung führen können, ist die Verwendung einer Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial nur bei einem tragfähigen Untergrund und entsprechend nur geringen Verformungen des Untergrundes sinnvoll. Aufgrund dieser Voraussetzungen sind die Verwendungsmöglichkeiten einer mine-However, the consolidation of the soil also causes a change in the material behavior of the soil material, particularly with regard to its natural elastic-plastic rheological behavior, which is present in certain areas. The inherent elasticity of a soil immobilized with special cement is reduced to such an extent that even relatively small deformations of the subsoil can lead to cracks in the sealing layer or to its breaking. Since building settlements due to insufficiently stable subsoil conditions cannot be ruled out and cracks can therefore form within the sealing layer and ultimately lead to the failure of the seal, the use of a sealing layer made of immobilized soil material only makes sense if the subsoil is stable and the subsoil deformations are therefore only small. Due to these conditions, the possible uses of a mineral-based sealing layer are limited.

rauschen Dichtung mit einer Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial stark beschränkt.noise sealing with a sealing layer of immobilized soil material is severely limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mineralische Dichtung der genannten Art zu schaffen, bei der auch bei Verformungen des Untergrundes, die zu Rißbildungen innerhalb der Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial führen können, die Funktion der Dichtung zuverlässig erhalten bleibt.The invention is based on the object of creating a mineral seal of the type mentioned, in which the function of the seal is reliably maintained even in the event of deformations of the subsoil, which can lead to the formation of cracks within the sealing layer made of immobilized soil material.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer mineralischen Dichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen der Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial und dem Untergrund zumindest eine elastische Bentonitschicht angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in a mineral seal of the type mentioned in that at least one elastic bentonite layer is arranged between the sealing layer of immobilized soil material and the substrate.

Das Bentonit besitzt ein hygroskopisches Verhalten und kann somit im Laufe der Zeit Wasser aus dem Untergrund aufnehmen und entsprechend der in-situ gegebenen Spannungsverhältnis se quellen. Auf diese Weise besitzt die mineralische Dichtung quasi "selbstheilende" Eigenschaften, da im Falle von Rißbildungen innerhalb der Dichtungsschicht aus immobilisiertem Boden die sich bildenden Risse durch das quellende Bentonit ausgefüllt und geschlossen werden. Auf diese Weise wird die Dichtheit der mineralischen Dichtung auch bei Setzungen des Untergrundes gewährleistet. Darüber hinaus wird das elastische Verformungsverhalten der gesamten mineralischen Dichtung aufgrund der Gleitfähigkeit des Bentonits wesentlich verbessert, wodurch die Gefahr von Rißbildungen 0 infolge von Sprödbruchversagen im Bereich der aus immobilisiertem Bodenmaterial bestehenden Dichtungsschicht wesentlich reduziert werden kann.The bentonite is hygroscopic and can therefore absorb water from the subsoil over time and swell according to the stress ratio in situ. In this way, the mineral seal has quasi "self-healing" properties, since if cracks form within the sealing layer made of immobilized soil, the cracks that form are filled and closed by the swelling bentonite. In this way, the tightness of the mineral seal is guaranteed even if the subsoil subsides. In addition, the elastic deformation behavior of the entire mineral seal is significantly improved due to the sliding properties of the bentonite, which can significantly reduce the risk of cracks forming as a result of brittle fracture failure in the area of the sealing layer made of immobilized soil material.

Die Bentonitschicht wird vorzugsweise aus vorgefertigten 5 Bentonitmatten aufgebaut, die mit ausreichender gegenseiti-The bentonite layer is preferably constructed from 5 prefabricated bentonite mats, which are laid with sufficient mutual

• · A * · A *

ger Überlappung auf dem Untergrund verlegt werden. Die Überlappungen werden mit Bentoniteinstreuungen verklebt und dichten sich gegenseitig selbsttätig ab. Anschließend wird die Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial auf der trockenen, noch nicht gequollenen Bentonitschicht eingebaut, um Verdrückungen des Bentonites zu vermeiden. Die Bentonitschicht ist durch die sie vollständig überdeckende Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial gegen Witterungseinflüsse geschützt und bedarf somit keiner weiteren Schutzmaßnahme.The overlaps are glued together with bentonite and seal each other automatically. The sealing layer made of immobilized soil material is then installed on the dry, not yet swollen bentonite layer to prevent the bentonite from being squeezed. The bentonite layer is protected against the effects of the weather by the sealing layer made of immobilized soil material that completely covers it and therefore does not require any further protective measures.

Der Einbau der aus immobilisiertem Bodenmaterial bestehenden Dichtungsschicht kann vorzugsweise aus mehreren nacheinander aufgebrachten verdichtenden horizontalen Lagen mit einer Stärke von maximal 4 0 cm erfolgen, wobei auch in Böschungsbereichen ein entsprechender lagenweiser Aufbau erfolgen kann.The sealing layer consisting of immobilized soil material can preferably be installed in several successively applied compacting horizontal layers with a maximum thickness of 40 cm, whereby a corresponding layered structure can also be carried out in slope areas.

Um noch höhere Ansprüche an die Dichtheit der mineralischen Dichtung zu erreichen, kann in Weiterbildung der Erfindung zusätzlich vorgesehen sein, daß auf der der Bentonitschicht abgewandten oberen Seite der Dichtungsschicht aus immobilisiertem Bodenmaterial eine flächige Asphaltdichtung angeordnet ist. Die Asphaltdichtung wird auf die bereits verfestigte, aus immobilisiertem Bodenmaterial bestehende Dichtungsschicht ausgebracht. Dadurch wird die Dichtheit der mineralischen Dichtung weiter erhöht und aufgrund der Verwendung von zwei voneinander unabhängigen Dichtungsschichten, nämlich der Asphaltdichtung und der Bentonitschicht, wird ein nochmals verbessertes Verformungsverhalten der mineralischen Dichtung bei gleichzeitiger verringerter Gefahr von Rißbildungen erreicht.In order to achieve even higher demands on the tightness of the mineral seal, a further development of the invention can additionally provide for a flat asphalt seal to be arranged on the upper side of the sealing layer made of immobilized soil material facing away from the bentonite layer. The asphalt seal is applied to the already solidified sealing layer made of immobilized soil material. This further increases the tightness of the mineral seal and, due to the use of two independent sealing layers, namely the asphalt seal and the bentonite layer, an even better deformation behavior of the mineral seal is achieved while at the same time reducing the risk of cracking.

Statt nur eine aus immobilisiertem Bodenmaterial bestehende 5 Dichtungsschicht zu verwenden und diese über eine einzelneInstead of using only one sealing layer consisting of immobilized soil material and installing it over a single

I · r-I · r-

zwischengeschaltete elastische Bentonitschicht auf dem Untergrund aufzulagern, kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß mehrere Dichtungsschichten aus immobilisiertem Bodenmaterial und mehrere Bentonitschichten in abwechselnder Folge übereinander angeordnet sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß einerseits jede Dichtungsschicht verglichen mit einer einzigen Dichtungsschicht verringerte Stärke aufweisen kann und somit gegen Rißbildungen bei Bodensetzungen weniger anfällig ist, und daß darüber hinaus die mehreren Bentonitschichten für eine zuverlässige Dichtheit aller Dichtungsschichten sorgen, so daß die Dichtheit der gesamten mineralischen Dichtung verbessert ist.In order to deposit an intermediate elastic bentonite layer on the subsoil, a preferred embodiment of the invention can provide for several sealing layers made of immobilized soil material and several bentonite layers to be arranged one above the other in alternating sequence. This has the advantage that, on the one hand, each sealing layer can have a reduced thickness compared to a single sealing layer and is therefore less susceptible to cracking when the soil settles, and that, in addition, the several bentonite layers ensure that all sealing layers are reliably sealed, so that the seal of the entire mineral seal is improved.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:Further details and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawing.

Figur 1 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine mineralische gemäß einem ersten AusFigure 1 shows a partial cross-section through a mineral according to a first embodiment

führungsbeispiel ,example,

Figur 2 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine mineralische Dichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels undFigure 2 shows a partial cross-section through a mineral seal according to a second embodiment and

Figur 3 einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.Figure 3 shows a detail of Figure 1 in an enlarged view.

Gemäß Fig. 1 ist in einem vorhandenen Erdreich 10 eine wannenartige Ausnehmung zur Aufnahme eines Deponiekörpers 12 vorgesehen, der durch Anhäufung von Abfall oder einer AItlast gebildet ist. Die Oberfläche des Erdreichs 11 ist von einer mineralischen Dichtung 10 überdeckt, auf die der Deponiekörper 12 aufgelagert wird. Die mineralische DichtungAccording to Fig. 1, a trough-like recess is provided in an existing soil 10 for receiving a landfill body 12, which is formed by an accumulation of waste or a waste load. The surface of the soil 11 is covered by a mineral seal 10, on which the landfill body 12 is placed. The mineral seal

10 umfaßt eine auf dem Erdreich aufliegende elastische Bentonitschicht 14, auf die eine Dichtungsschicht 13 aus gebundenem, verfestigtem und immobilisiertem Bodenmaterial angeordnet ist. Auf die Oberseite der Dichtungsschicht 13 kann der Deponiekörper 12 aufgebracht werden.10 comprises an elastic bentonite layer 14 lying on the ground, on which a sealing layer 13 made of bound, solidified and immobilized soil material is arranged. The landfill body 12 can be applied to the top of the sealing layer 13.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Aufbaus gemäß Fig. 1 und unterscheidet sich von diesem dadurch, daß auf der der Bentonitschicht 14 abgewandten Seite der Dichtungsschicht 13, d.h. auf der Oberseite der mineralischen Dichtung 10, eine flächige Asphaltdichtung 15 angeordnet ist. In diesem Fall wird der Deponiekörper 12 auf die Asphaltdichtung 15 aufgebracht .Fig. 2 shows a modification of the structure according to Fig. 1 and differs from this in that a flat asphalt seal 15 is arranged on the side of the sealing layer 13 facing away from the bentonite layer 14, i.e. on the top side of the mineral seal 10. In this case, the landfill body 12 is applied to the asphalt seal 15.

Wie Fig. 3 zeigt, wird die aus immobilisiertem Bodenmaterial gebildete Dichtungsschicht 13 aus mehrere nacheinander aufgebrachten und verfestigten horizontalen Lagen 13a,13b aufgebaut. Im Bereich der horizontalen Sohle der Ausnehmung sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei übereinander angeordnete horizontale Lagen 13a vorgesehen. Im Bereich der Böschung der Ausnehmung wird die Dichtungsschicht 13 ebenfalls von horizontalen Lagen 13b aus immobilisiertem Bodenmaterial gebildet, wobei die Lagen 13b zur Bildung eines der Böschung folgenden Verlaufes relativ zueinander seitlich versetzt sind.As shown in Fig. 3, the sealing layer 13 formed from immobilized soil material is constructed from several horizontal layers 13a, 13b applied one after the other and solidified. In the area of the horizontal base of the recess, three horizontal layers 13a arranged one above the other are provided in the embodiment shown. In the area of the slope of the recess, the sealing layer 13 is also formed from horizontal layers 13b made of immobilized soil material, the layers 13b being laterally offset relative to one another to form a course that follows the slope.

Claims

1. Mineral seal, in particular for a landfill, with a sealing layer ( 13 ) made of bound, solidified, immobilized, contaminated soil material, which is arranged above a substrate ( 11 ) to be sealed, characterized in that at least one elastic bentonite layer ( 14 ) is arranged between the sealing layer ( 13 ) and the substrate ( 11 ).

2. Mineral seal according to claim 1, characterized in that a flat asphalt seal ( 15 ) is arranged on the side of the sealing layer ( 13 ) facing away from the bentonite layer ( 14 ).

3. Mineral seal according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing layer ( 13 ) is constructed from several horizontal layers ( 13a , 13b ) applied one after the other.

4. Mineral seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that several sealing layers of immobilized soil material and several bentonite layers are arranged one above the other in alternating sequence.

5. Mineral seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the substrate is formed by existing soil.