Geotechnisches Stoffverhalten von mechanisch-biologisch vorbehandeltem Abfall und Standsicherheit von MBA-Deponien

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Werner Blümel
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Daniel Wilmsmeier
Laufzeit: Abschluss 2009

Seit dem Jahr 2005 ist die mechanische und biologische Vorbehandlung von Abfall vor der Deponierung vorgeschrieben. Der so aufbereitete Abfall wird in hügelförmigen Deponien auf abgedichteten Untergründen abgelagert. Ein Deponiekörper muss in sich selber und in Bezug auf seine Umgebung mechanisch stabil hergestellt werden und die Standsicherheit – insbesondere auch der Böschungen ist sicherzustellen. Diese generellen Anforderungen an Deponiekörper sind in den Deponiebauvorschriften festgelegt. Die Standsicherheit kann durch ungünstige Wasserverhältnisse im Deponiekörper mit entsprechenden Porenwasserdruckspannungen ungünstig beeinflusst werden. Aufgrund der erst vor wenigen Jahren verbindlich eingeführten mechanischen und biologischen Abfallvorbehandlung liegen kaum Erkenntnisse und Erfahrungen zu Stoffparametern des Materials und zu Porenwasserdruckspannungen in MBA-Deponiekörpern vor.

Die Standsicherheit der MBA-Deponien wird mit den in der Geotechnik üblichen Methoden untersucht. Das MBA-Material wird aufgrund seiner bodenähnlichen Beschaffenheit mit klassischen Klassifikationsparametern charakterisiert. Zu diesen Parametern zählen unter anderen der Reibungswinkel φ und die Kohäsion c, welche maßgeblichen Einfluss auf die Standsicherheit haben. Diese Parameter können in Großrahmenschergeräten ermittelt werden.

Auf MBA-Deponien sind Meßeinrichtungen zu installieren um Erkenntnisse über Porenwasserdruckspannungen und Verformungen zu erhalten. In Wasserstandsmessrohren können Absenkversuche durchgeführt werden, um die Wasserdurchlässigkeit von abgelagertem MBA-Material abzuschätzen.

Aufgrund der unterschiedlichen Verfahren der mechanischen und biologischen Vorbehandlung des Abfalls sowie aufgrund der Variationsbreite der frischen Abfälle zeigt die Zusammensetzung des MBA-Materials erhebliche Streubreiten. Die in situ mit Bohrloch-Absenkversuchen ermittelten Durchlässigkeiten von deponiertem MBA-Material ergeben Werte im Bereich von 1,0E-06 bis 1,0E-08 m/s. Abbildung 4 zeigt exemplarisch den Wiederanstieg des Wassers in einem Bohrloch in Form der Differenz zum Ruhewasserspiegel.

Die zuverlässige Bestimmung der Scherparameter mit entsprechenden modifizierten Versuchstechnologien und –prozeduren zwecks Erfassung des duktilen Verhaltens von MBA-Material ist von zentraler Bedeutung für die Standsicherheitsanalyse. In Abbildung 5 ist ein typischer Scherverlauf beispielhaft abgebildet.