Der Platz in den Mülldeponien wird knapp – Was tun?

Da die Kapazitätsgrenze für DK-I Abfälle der Zentraldeponie Datteln fast erreicht war, sollten die noch vorhandenen Volumina so weit wie technisch möglich weitergenutzt werden. Dafür wurden die bereits auf der Deponie abgelagerte Abfälle mit der Impulsverdichtung nachverdichtet, um wieder Platz und damit neuen Ablagerungsraum zu schaffen.

„Im Forschungsbereich beschäftigen wir uns seit vielen Jahren mit der dynamischen Bodenverdichtung. Gemeinsam mit dem Deponiemanagement der AGR Abfallentsorgungs-Gesellschaft Ruhrgebiet mbH haben wir die derzeitige Verdichtungssystematik am Standort der Zentraldeponie Datteln analysiert und Optimierungsoptionen erarbeitet“, sagt Ralf Thiele, Geotechnik-Professor an der HTWK Leipzig.

Bereits im Jahr 2022 führte das HTWK-Team dafür umfangreiche Untersuchungen an zwei Deponiestandorten der AGR durch. Damit wollten sie herauszufinden, wie groß das Nachverdichtungspotenzial ist und wie viel zusätzliches Deponievolumen dadurch gewonnen werden kann. Auf kleineren Probefeldern kamen bei den Versuchen sowohl die Dynamische Intensivverdichtung (DYNIV) als auch die Impulsverdichtung (IMPV) zum Einsatz. Diese Verdichtungsverfahren werden zwar im Spezialtiefbau häufig eingesetzt; der Einsatz im Kontext der Abfallablagerung ist dagegen neu.

„Wir waren überrascht, als wir festgestellt haben, dass im Wirktiefenbereich noch rund zehn Prozent Kompression möglich waren. Dies entspricht einem Volumengewinn von ca. 0,5 Kubikmetern pro Quadratmeter. Auf den riesigen Deponieflächen wären dadurch deutlich längere Laufzeiten möglich“, so Thiele.

Bei einer Impulsverdichtung wird ein 9 Tonnen schweres Fallgewicht aus etwa 1,2 Meter Höhe auf einen Verdichtungsfuß fallengelassen. Der Verdichtungsfuß ist in ständigem Kontakt mit dem Boden, sodass der Untergrund bei jedem Aufschlag des Fallgewichts verdichtet wird. Die Tiefenwirkung ist von der Bodenart und dem Schichtaufbau abhängig. Unter günstigen Voraussetzungen sind Verdichtungstiefen von bis zu sieben Metern möglich.

Im November 2023 führten die Forschenden auf der Zentraldeponie Datteln erneut Versuche mit der Impulsverdichtung durch – dieses Mal auf sehr viel größeren Flächen: Felix Oertel und Enrico Wendt vom Bereich Geotechnik an der HTWK Leipzig sind auf Messkampagnen wie diese spezialisiert. „Die Setzungen der Geländeoberfläche bestimmten wir durch photogrammetrische Messungen. Dafür nahmen wir mit einer Drohne Bilder auf und generierten aus diesen digitale Oberflächenmodelle. So konnten wir die Vorher-Nachher-Zustände vergleichen und aus der Differenz das Setzungsvolumen ermitteln“, erklärt Oertel. Zudem nutzten sie Rammsondierungen, ein Baugrundaufschlussverfahren, um die Wirktiefe und daraus die tiefenbezogene Kompression zu bestimmen.

Die Ergebnisse werteten die HTWK-Forschenden nun aus: „Die ersten Ergebnisse weisen bereits darauf hin, dass die Erfolge, die auf den Probefeldern erzielt wurden, bei diesem großflächigen Einsatz noch übertroffen werden. Die zusätzliche Impulsverdichtung führt somit durch die dichtere Lagerung des bereits eingebauten Abfalls zu einer maximalen Kapazitätsausnutzung“, sagt Wendt.

Für Deponien in ganz Deutschland bietet dieses Vorgehen einen modellhaften Charakter, so das HTWK-Team. Gemeinsam mit der AGR veröffentlichten sie die Ergebnisse aus dem Jahr 2022 daher bereits auf dem 33. Karlsruher Deponie- und Altlastenseminar 2023 und stießen dort auf große Resonanz. Auf der 20. Leipziger Deponiefachtagung am 12. und 13. März 2024 an der HTWK Leipzig präsentierten sie die neuesten Ergebnisse vor einem Fachpublikum.

„Durch die effizientere Ausnutzung des Deponievolumens kann die Entsorgungssituation insgesamt verbessert werden. Die Zusammenarbeit zwischen der AGR Abfallentsorgungs-Gesellschaft Ruhrgebiet mbH und dem Bereich Geotechnik an der HTWK Leipzig leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entsorgungssicherheit in Deutschland“, so Detlef Löwe, AGR Bereichsleiter Deponiemanagement.