DE4003007A1 - Bodenabdichtung gegen wassergefaehrdende stoffe, insbesondere fuer deponien, und verfahren dafuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenabdichtung gegen wasser­ gefährdende Stoffe, insbesondere für Deponien, mit einer Baustoffschicht und einer wasserdichten Folie auf der eine Dränage- und Filterschicht angeordnet ist, sowie ein Verfahren zur Bodenabdichtung gegen wassergefährden­ de Stoffe, insbesondere zur Herstellung einer Bodenab­ dichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der abzudichtende Boden erforderlichenfalls zunächst mit einem für eine Dränage notwendigen Gefälle versehen und anschließend verdichtet wird, und bei dem danach minde­ stens eine abdichtende Schicht aufgebracht wird, die ab­ schließend durch eine Dränage- und Filterschicht abge­ deckt wird.

Bodenabdichtungen der vorgenannten Art werden beispiels­ weise für Abfalldeponien oder andere Lagerstätten einge­ setzt, bei denen die Gefahr besteht, daß wassergefährden­ de Stoffe, die beispielsweise durch das Regenwasser aus dem Lagergut herausgespült werden, in das darunterliegen­ de Erdreich und somit in das Grundwasser gelangen kön­ nen.

Bekannte Abdichtungen dieser Art bestehen aus bindigen Böden wie Ton, Mergel, Lehm oder ähnlichen natürlichen Baustoffen wie beispielsweise Klei. Diese mineralischen Baustoffe werden angefahren und mit Erdbaugeräten mög­ lichst gleichmäßig verteilt und anschließend verdichtet. Über diese mineralische Baustoffschicht werden dann gege­ benenfalls noch zusätzliche Dichtungsbahnen aufgebracht, die mit einer Dränage- und Filterschicht abgedeckt wer­ den, die in der Regel aus Sand, Kies und dergleichen auf­ gebaut ist und ein Flächenfilter bildet. Über diese Drä­ nage- und Filterschicht, die ein üblicherweise kreuzwei­ se angeordnetes Rohrsystem umfaßt, wird Niederschlagwas­ ser mit kontaminierten Bestandteilen oberhalb der Boden­ abdichtung gesammelt und einer Aufbereitung, z. B. durch Klärung, zugeführt.

Ein Nachteil einer solchen im wesentlichen durch Erdbau­ maßnahmen hergestellten Bodenabdichtung besteht darin, daß material- und herstellungsbedingt die Qualität der Dichtung, insbesondere nach einer Vielzahl von Jahren, nicht mit der erforderlichen Sicherheit gewährleistet werden kann. Dies liegt im wesentlichen daran, daß Ton oder andere Naturwerkstoffe nicht stets in gleichbleiben­ der Qualität geliefert werden können und auch bei der Verteilung dieses Baustoffes eine verhältnismäßig hohe Schichtdickentoleranz nahezu unumgänglich ist. Besondere Probleme ergeben sich in diesem Zusammenhang durch Witte­ rungseinflüsse. Neben dem im Freien ohnehin erschwerten Arbeiten bei Regen, Schnee und Eis führt eine erhöhte Feuchte im Ton dazu, daß dieser nicht in dem erforderli­ chen Maße verdichtet werden kann, was jedoch in der Praxis häufig nicht beachtet wird. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der mineralische Baustoff unterhalb der Dränage im Laufe der Zeit austrocknen kann, bei­ spielsweise infolge Wärmeentwicklung in der Deponie durch die sich in dieser abspielenden Fäulnisprozesse, wodurch sich in dem bindigen Material Risse bilden und dieses undicht wird. Auch darüber angeordnete weitere Dichtungsbahnen schaffen hier in der Regel nicht die er­ forderliche Sicherheit gegen Undichtigkeiten, da die Gefahr besteht, daß die Tonschicht durch Austrocknung und durch den Druck der darüberliegenden Lagerstoffe auf­ bricht, so daß auch diese zusätzlichen Dichtungsbahnen mechanisch zerstört und somit undicht werden.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, eine gattungsgemäße Bodenabdichtung so auszubilden, daß unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile eine langzeitdichte und zuverlässige Bodenabdichtung geschaf­ fen wird, die wirtschaftlich herstellbar ist und eine ausreichende Sicherheit gegen das Durchdringen wasserge­ fährdender Stoffe auch über lange Zeiträume hin bietet. Weiterhin soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem eine derartige Bodenabdichtung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer gat­ tungsgemäßen Bodenabdichtung dadurch gelöst, daß auf dem Boden eine wasserdichte Folie aufgelegt ist, die nach oben von einer ersten Baustoffschicht gegen mechanische Einflüsse geschützt ist, und daß die erste Baustoff­ schicht unter Zwischenschaltung einer wasserdichten Iso­ lierschicht von einer zweiten lastverteilenden Baustoff­ schicht abgedeckt ist, an die nach oben die Dränage- und Filterschicht anschließt.

Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren durch die Verfahrensmerkmale gelöst, daß der Boden nach dem Verdichten mit einer was­ serdichten Folie abgedeckt wird, die dann mit einer gegen mechanische Einflüsse schützenden Baustoffschicht überdeckt wird, wonach diese erste Baustoffschicht mit einer wasserdichten Isolierschicht abgedeckt und an­ schließend mit einer zweiten lastverteilenden Baustoff­ schicht überdeckt wird, auf welcher dann die Dränage- und Filterschicht angeordnet wird.

Die erfindungsgemäße Bodenabdichtung besteht im wesentli­ chen aus vier Schichten, und zwar von unten nach oben ge­ sehen aus einer Dichtungsbahn, insbesondere in Form einer wasserdichten Folie, einer darüber angeordneten Baustoffschicht, einer wasserdichten Isolierschicht und einer zweiten Baustoffschicht, an die dann nach oben die übliche Dränage- und Filterschicht anschließt. Die Erfin­ dung sieht somit zwei vollständig voneinander getrennte wasserisolierende Schichten vor, wodurch im Vergleich zu herkömmlichen Bodenabdichtungen eine erhöhte Sicherheit gegeben ist.

Die untere wasserisolierende Schicht in Form der Folie hat jedoch vor allem auch bei dem Aufbau der Bodenabdich­ tung besondere Vorteile, da nach dem Abdecken des erfor­ derlichenfalls mit Gefälle versehenen, ggf. auch hin­ sichtlich seiner Eigenschaften - z. B. Tragfähigkeit, Durchlässigkeit und Setzungsfähigkeit - verbesserten und oberflächenverdichteten Bodens dieser unabhängig von Wit­ terungseinflüssen wie Regen, Schnee oder Eis ist, so daß selbst bei starkem Regen ein Aufweichen des unter der ersten Folie liegenden, bereits aufbereiteten Bodens wirksam verhindert wird. Diese untere Folie mit dem dar­ unter ggf. profilierten sowie einen Setzungsausgleich er­ möglichenden Boden bildet eine definierte und reprodu­ zierbare Grundfläche, auf der dann die eigentliche Ab­ dichtung weitgehend unabhängig von den vorerwähnten Wit­ terungseinflüssen aufgebaut werden kann.

Auf diese untere Dichtungsbahn bzw. Folie wird eine erste Baustoffschicht, beispielsweise eine Betonschicht aufgetragen, auf die dann - entweder sofort oder nach dem Aushärten des Betons - eine wasserisolierende Schicht aufgetragen wird. Diese wasserisolierende Schicht kann beispielsweise durch eine aufgespritzte oder gegossene Kunststoffschicht oder aber auch durch eine Dichtungsbahn bzw. Kunststoffolie gebildet sein. Die wasserisolierende Schicht wird nach oben durch eine zweite Baustoffschicht abgedeckt, an die sich die Dräna­ ge- und Filterschicht nach oben hin anschließt.

Die Aufgabe der ersten, unteren Baustoffschicht besteht neben der Lastverteilung im wesentlichen darin, einen me­ chanischen Schutz für die wasserdichte Isolierschicht ge­ genüber dem Boden und eine mechanische Abstützung für die auf dem Boden aufliegende Folie zu bilden. Die obere Baustoffschicht hingegen schützt die wasserdichte Iso­ lierschicht und hat im wesentlichen neben dem Schutz vor mechanischer Beschädigung eine lastverteilende Aufgabe.

Die Eingliederung der wasserdichten Isolierschicht zwi­ schen die beiden Baustoffschichten hat den besonderen Vorteil, daß diese Isolierschicht zu beiden Seiten - nach oben und nach unten - hin durch die Baustoffschicht geschützt wird, das heißt, daß eine mechanische Bela­ stung dieser Isolierschicht sicher vermieden wird, wo­ durch die Langzeitdichtigkeit der erfindungsgemäßen Boden­ abdichtung sichergestellt ist.

Darüber hinaus ist durch die wasserdichte Folie eine zu­ sätzliche Sicherheit gegen eventuelle Undichtigkeiten ge­ geben. Diese wasserdichte Folie wird nach oben hin durch die Baustoffschicht abgestützt, so daß auch hier ein wirksamer Schutz vor mechanischen Beschädigungen gewähr­ leistet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale gekennzeichnet.

Vorteilhaft besteht die zwischen den beiden Baustoff­ schichten eingegliederte wasserdichte Isolierschicht aus einer Dichtungsbahn, insbesondere einer wasserdichten Folie, zweckmäßigerweise einer ähnlichen oder gleichen Folie, wie sie zwischen dem Boden und der ersten Baustoffschicht vorgesehen ist. Eine solche Folie ist ko­ stengünstig in der Anschaffung und auch großflächig schnell verlegbar.

Da eine solche Folie über die gesamte Fläche der Bodenab­ dichtung zuverlässig wasserdicht sein muß und Folien dieser Art nicht in beliebiger Größe zur Verfügung ste­ hen, ist es zweckmäßig, diese durch nebeneinander ange­ ordnete Folienbahnen zu bilden, welche randseitig wasser­ dicht miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen. Derzeit bevorzugt ist das randsei­ tige Verschweißen der nebeneinander angeordneten Folien­ bahnen, da hierdurch eine zuverlässig dichte Verbindung gewährleistet wird, die beispielsweise beim Kleben durch Oberflächenverschmutzung der Folie zum Beispiel durch Fett, Wasser oder dgl. nicht immer in der erforderlichen Weise gewährleistet werden kann.

Die Anforderungen an die Baustoffschichten sind weiter oben beschrieben; vorteilhaft kann hierfür Beton einge­ setzt werden, der heutzutage relativ kostengünstig gera­ de in großen Mengen und großflächig maschinell verarbei­ tet werden kann.

Um die insbesondere von oben her, also von der Lagerstät­ te herrührenden Belastungen, welche aufgrund von Setzvor­ gängen, Anschüttungen und dergleichen noch über Jahre auftreten, sicher aufzufangen, ohne daß die Gefahr be­ steht, daß eine der wasserdichten Schichten reißt oder beschädigt wird, ist es neben einer entsprechenden vor­ hergehenden Verbesserung des Bodens zur Ermöglichung eines ausreichenden Setzungsausgleichs von Vorteil, zu­ mindest die obere, zweite Baustoffschicht mit einer Be­ wehrung auszurüsten, die aufgrund der zu erwartenden Be­ lastung vorzugsweise kreuzweise angeordnet sein sollte. Es versteht sich, daß bei Bedarf auch die erste Baustoff­ schicht mit einer solchen Bewehrung ausgerüstet sein kann, und daß sowohl die Dimensionierung der Dicke einer solchen Baustoffschicht als auch die der Bewehrung der Art und dem Umfang der darüber angeordneten Lagerstätte, der Beschaffenheit des darunter angeordneten Erdreichs sowie der erforderlichen Sicherheit anzupassen ist.

Üblicherweise werden derartige großflächige Betonkon­ struktionen vor Ort gegossen. Die Erfindung sieht jedoch in einer Weiterbildung vor, daß eine Baustoffschicht aus vorgefertigten Betonplatten besteht, die nebeneinander angeordnet werden, wobei deren Bewehrung ggf. miteinan­ der verbunden wird und abschließend die Randspalten mit Beton vergossen werden, um eine durchgehende Baustoff­ schicht zu bilden. Die vorstehend beschriebene Ausbil­ dung der Baustoffschicht hat den besonderen Vorteil, daß aufgrund der fabrikmäßig vorgefertigten Betonplatten es sichergestellt werden kann, daß die erforderliche Min­ destschichtdicke der jeweiligen Baustoffschicht gewähr­ leistet ist. Auch kann hierbei durch Maschineneinsatz eine ordnungsgemäße Verdichtung des Betons gewährleistet werden. Eine solche Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Dränage ein hohes Gefälle erfordert und ein Gießen des Betons vor Ort nicht oder nur schwer möglich ist.

Als besonders zweckmäßig erweist es sich dabei, wenn die Betonplatten als mit mindestens einer der beiden Isolier­ lagen/Folien versehene vorgefertigte Bauteile zur Verfü­ gung gestellt werden, wobei die Folien über die Platten­ ränder mit einem Verbindungsbereich überstehen sollten, um ein schnelles, einfaches und sicheres Verbinden/Ver­ schweißen zu ermöglichen. Es ist aber auch möglich und für bestimmte Einsatzfälle zweckmäßig, wenigstens eine Baustoffschicht als wickelbare Beton-Folienmatte, spe­ ziell bei Einsatz von Polyesterbeton o. ä., vorzusehen, was ein schnelles und großflächiges Verlegen möglich macht.

Vorteilhaft werden als Folien Polyäthylenfolien hoher Dichte (HDPE-Folien) eingesetzt.

Um für den Fall etwaiger Beeinträchtigungen der Dichtig­ keit gerüstet zu sein und schnell Abhilfe schaffen zu können, ohne eine wesentliche Gefahr einer Bodenkontami­ nierung in Kauf nehmen zu müssen, können bevorzugt in die erste Baustoffschicht und/oder in den Boden Möglich­ keiten für eine Leckagemeldung eingebracht werden. Dafür eignen sich besonders Sensoren, aber man kann auch klei­ nere Rohrdräns einsetzen.

Das Verfahren kennzeichnet die wesentlichen Merkmale zur Herstellung einer Abdichtung des Bodens gegen wasserge­ fährdende Stoffe, insbesondere zur Herstellung der vor­ beschriebenen Bodenabdichtung.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkei­ ten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels hervor.

Die Figur zeigt in stark vereinfachter Darstellung einen Querschnitt durch eine Lagerstätte mit Bodenabdichtung ge­ genüber dem darunterliegenden Erdreich.

In der Figur ist mit 1 das zu lagernde Gut, beispielswei­ se Abfall einer Mülldeponie, gekennzeichnet. Mit 2 ist der natürliche Boden bezeichnet, der entweder je nach Eignung in seiner vorhandenen Form bei z. B. entsprechend vorhandenem Gefälle verwendet oder hinsichtlich seiner Eigenschaften verbessert werden kann, also beispielswei­ se bezüglich Tragfähigkeit, Durchlässigkeit und Setzungs­ fähigkeit. Insbesondere ist dieser Boden 2 zur Errich­ tung der Lagerstätte entsprechend profiliert worden, das heißt mit der für die Dränage erforderlichen Neigung ver­ sehen und anschließend zur Ermöglichung eines erforder­ lichen Setzungsausgleichs oberflächenverdichtet worden.

Auf diesem profilierten Boden 2 ist eine Dichtungsbahn in Form einer ersten wasserdichten Folie 3 aufgelegt, die aus überlappend nebeneinander angeordneten Folienbah­ nen besteht, welche randseitig miteinander dicht ver­ schweißt sind. Nach dem Auflegen dieser Folie 3 ist der darunterliegende Boden 2 nach oben hin vollständig gegen das Eindringen von Wasser, insbesondere Regenwasser ge­ schützt und sozusagen versiegelt.

Auf dem durch die Folie 3 abgedeckten Boden 2 ist dann eine erste Betonschicht 4 aufgebracht, die ihrerseits durch eine zweite Dichtungsbahn in Form einer wasserdich­ ten Folie 5 nach oben hin abgedichtet ist. Die zweite Folie 5 ist in gleicher Weise wie die erste Folie 3 aus randseitig dicht miteinander verschweißten Folienbahnen gebildet. Beide Folien 3 und 5 bestehen aus Polyäthylen hoher Dichte.

Auf der zweiten Folie 5 ist eine zweite Betonschicht 6 aufgebracht, die mit einer stählernen Gitterarmierung 7 als Rißbewehrung versehen ist. Bei der in der Figur dar­ gestellten Ausführung sind die Betonschichten 4 und 6 vor Ort gegossen; sie können jedoch auch aus vorgefertig­ ten Betonplatten bestehen, deren Bewehrung ggf. miteinan­ der verbunden ist und deren Anschlußfugen mit Beton ver­ gossen sind.

Auf der zweiten Betonschicht 6 ist nach dem Aushärten des Betons eine Dränage- und Filterschicht 8 aufge­ bracht, die zur eigentlichen Bodenabdichtung nicht zwin­ gend erforderlich, bei Bodenabdichtungen dieser Art jedoch üblich, zweckmäßig und zur Druckverteilung vor­ teilhaft ist. Auf der Dränage- und Filterschicht 8 ist das Lagergut 1 aufgeschüttet, das durch die Folien 3 und 5 gegenüber dem Boden 2 abgedichtet ist. Der durch die Gewichtskraft des Lagerguts 1 erzeugte Druck wird nach unten hin durch die Dränage- und Filterschicht 8 und ins­ besondere durch die darunterliegenden Betonschichten 4 und 6 gleichmäßig über die Fläche verteilt und in den Boden 2 weitergeleitet. Die wassserisolierenden Folien 3 und 5 werden durch die Betonschichten 4 und 6 vor mecha­ nischen Beschädigungem und Überdehnungen geschützt und abgestützt.

Bezugszeichenaufstellung

1 Lagergut
2 Boden
3 erste Folie
4 erste Betonschicht
5 zweite Folie
6 zweite Betonschicht
7 Bewehrung
8 Dränage- und Filterschicht

Claims (12)

1. Bodenabdichtung gegen wassergefährdende Stoffe, ins­ besondere für Deponien, mit einer Baustoffschicht und einer wasserdichten Folie, auf der eine Dräna­ ge- und Filterschicht angeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß auf dem Boden (2) eine Dichtungsbahn, insbesondere eine wasserdichte Folie (3) aufgelegt ist, die nach oben von einer ersten Baustoffschicht (4) gegen mechani­ sche Einflüsse geschützt ist, und daß die erste Bau­ stoffschicht (4) unter Zwischenschaltung einer was­ serdichten Isolierschicht (5) von einer zweiten last­ verteilenden Baustoffschicht (6) abgedeckt ist, an die nach oben die Dränage- und Filterschicht (8) an­ schließt.

2. Bodenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (5) aus einer Dichtungsbahn, insbesondere einer was­ serdichten Folie besteht.

3. Bodenabdichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Folie (3; 5) aus randseitig wasserdicht, vorzugsweise durch Schweißen miteinander verbundene Folienbahnen besteht.

4. Bodenabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Baustoffschicht (4; 6) aus Beton be­ steht.

5. Bodenabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in der zweiten Baustoffschicht (6) eine vorzugsweise kreuzweise angeordnete Bewehrung (7) vorgesehen ist.

6. Bodenabdichtung nach Anspruch 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß wenig­ stens eine Baustoffschicht (4; 6) aus vorgefertigten und nebeneinander angeordneten Betonplatten besteht, und daß die zwischen den Betonplatten gebildeten Randspalten mit Beton vergossen sind.

7. Bodenabdichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonplatten als mit mindestens einer der beiden Folien (3, 5) versehene vorgefertigte Bauteile vorgesehen sind.

8. Bodenabdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie/Folien über die Ränder der Betonplatten mit einem Verbin­ dungsbereich übersteht/überstehen.

9. Bodenabdichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Baustoffschicht als wickelbare Be­ ton-Folienmatte vorgesehen ist.

10. Bodenabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (3, 5) aus Polyäthylen hoher Dichte beste­ hen.

11. Bodenabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste Baustoffschicht (4) und/oder den Boden (2) Leckagemelder wie Sensoren eingebettet sind.

12. Verfahren zum Abdichten des Bodens gegen wasserge­ fährdende Stoffe, insbesondere zur Herstellung einer Bodenabdichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der abzudichtende Boden erforderlichenfalls zunächst mit einem für eine Dränage notwendigen Ge­ fälle versehen und anschließend verdichtet wird, und bei dem danach mindestens eine abdichtende Schicht aufgebracht wird, die abschließend durch eine Dräna­ ge- und Filterschicht abgedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) nach dem Verdichten mit einer wasserdichten Folie (3) abgedeckt wird, die dann mit einer gegen mechani­ sche Einflüsse schützenden Baustoffschicht (4) über­ deckt wird, wonach diese erste Baustoffschicht (4) mit einer wasserdichten Isolierschicht (5) abgedeckt und anschließend mit einer zweiten lastverteilenden Baustoffschicht (6) überdeckt wird, auf welcher dann die Dränage- und Filterschicht (8) angeordnet wird.