DE102010046732A1 - Method for installing heavy-weight foundation for wind turbine, involves partially or completely sinking base part into bottom of sea by fluidizing and suctioning off of bottom by suction and pressure pumps underneath sole of base part - Google Patents

Method for installing heavy-weight foundation for wind turbine, involves partially or completely sinking base part into bottom of sea by fluidizing and suctioning off of bottom by suction and pressure pumps underneath sole of base part Download PDF

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Werner Möbius
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Werner Mobius Engineering GmbH
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
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    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water

Abstract

The method involves partially or completely sinking a flat-cylindrical base part (12) into bottom of a sea by fluidizing and suctioning off of the bottom of the sea by suction pumps (26) and pressure pumps underneath a flat sole (16) of the base part. The fluidizing process is exclusively made by pressure lines in a hollow shaft (14) and the sole of the base part. The suctioning off of fluidized bottom is exclusively made by suction lines (28) in the hollow shaft. Sucked off sand is pumped in chambers (20) of the base part and underneath a bulkhead (22) in the hollow shaft. An independent claim is also included for a heavy-weight foundation.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbau eines Schwergewichtsfundaments für eine Offshore-Anlage nach Patentanspruch 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Schwergewichtsfundament nach Patentanspruch 15.The invention relates to a method for installing a heavy-weight foundation for an offshore installation according to claim 1. The invention also relates to a heavy-weight foundation according to claim 15.
  • In der älteren Patentanmeldung DE 10 2010 032 259.8 ist ein Verfahren zum Einbau eines Schwergewichtsfundaments für eine Offshore-Anlage beschrieben, bei dem der auf dem Meeresboden abgesenkte Fundamentkörper durch Fluidisieren des Bodens unterhalb des Fundaments und durch Absaugen des Sands unter Beibehaltung einer Horizontalausrichtung und Vertikalität seines Schaftes teilweise oder vollständig in den Meeresboden einsinken gelassen wird. Mit diesem Verfahren werden erhebliche Vorteile erzielt. Es müssen nicht nennenswerte Baggermengen bewegt und Umlagerungen vorgenommen werden. Das Versenken erzeugt keine Erschütterungen oder Lärmwirkungen, und das Gründungsverfahren wird unabhängig.In the earlier patent application DE 10 2010 032 259.8 A method for installing a heavyweight foundation for an offshore installation is described in which the foundation body lowered on the seabed is partially or completely let sink into the seabed by fluidizing the soil beneath the foundation and sucking the sand while maintaining horizontal alignment and verticality of its shank becomes. Significant benefits are achieved with this method. There is no need to move any significant quantities of dredging and relocations. The sinking does not create shock or noise effects, and the foundation process becomes independent.
  • Bei dem vorbeschriebenen Verfahren werden im Basisteil des Fundaments Führungsrohre angeordnet, über die Saug- und Druckrohre in den Bereich unterhalb der Sohle des Basisteils geführt werden. Saug- und Druckpumpen werden im oberen Bereich der Führungsrohre oder auf diesen angeordnet. Dieser Bereich liegt unterhalb des Meeresspiegels, und es ist daher nicht ganz einfach, die Pumpen nach Beendigung des Gründungsverfahrens zu entfernen. Außerdem müssen die Antriebe für die Pumpen mit elektrischer Energie versorgt werden, die über Kabel von einem Schiff oder einem anderen Schwimmkörper zu den Antrieben geführt werden.In the method described above, guide tubes are arranged in the base part of the foundation, via which suction and pressure pipes are guided into the region below the sole of the base part. Suction and pressure pumps are placed in the upper area of the guide tubes or on these. This area is below sea level and it is therefore not easy to remove the pumps after completion of the start-up process. In addition, the drives for the pumps must be supplied with electrical energy, which are fed via cables from a ship or another floating body to the drives.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einbau eines Schwergewichtsfundaments für eine Offshore-Anlage, insbesondere eine Windenergieanlage, zu schaffen, das sich technisch einfacher realisieren lässt.The invention is therefore based on the object to provide a method for installing a heavyweight foundation for an offshore installation, in particular a wind turbine, which can be technically easier to implement.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of patent claim 1.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt wie im vorbeschriebenen Verfahren das Absenken des Fundaments am Gründungsort, zu dem es zuvor auf einem Schiff oder einem Ponton oder durch Schleppen mit einem Schiff befördert wurde. Das Absenken erfolgt geführt von einem geeigneten Schwimmkörper aus, vorzugsweise einem sogenannten Halbtaucher, dessen Schwimmkörper als Katamaran ausgebildet ist. Der Schwimmkörper ist flut- oder lenzbar, damit sein Auftrieb verändert werden kann. Vorzugsweise ist ein derartiger Halbtaucher mit Stützpfählen ausgestattet, die auf den Meeresgrund aufsetzbar sind, um dem Halbtaucher während der Gründungsarbeiten ausreichende Stabilität zu verleihen. Oberhalb des Schwimmkörpers ist eine Plattform angeordnet, die auch beim Eintauchen des Schwimmkörpers oberhalb des Meeresspiegels liegt. Auf der Plattform sind geeignete Hebezeuge angeordnet, um ein gezieltes und geführtes Absenken des Fundaments zu gewährleisten. Hierzu ist vorzugsweise ein sogenannter Bockkran auf der Plattform angeordnet, an dessen Traverse mit geeigneten Hebemitteln das Fundament aufgehängt ist. Der Bockkran ist in der Lage, auf der Plattform zu verfahren und seine Neigung zu verändern, um die gewünschte Führung zu gewährleisten.In the method according to the invention is carried out as in the method described above, the lowering of the foundation at the foundation, to which it was previously carried on a ship or a pontoon or by towing a ship. The lowering takes place guided by a suitable floating body, preferably a so-called semi-submersible whose float is designed as a catamaran. The float is flooded or deflectable so that its buoyancy can be changed. Preferably, such a semi-submersible is equipped with support piles, which are placed on the seabed to give the semi-submersible during the foundation work sufficient stability. Above the float, a platform is arranged, which is also above the sea level when immersing the float. On the platform suitable lifting gear are arranged to ensure a targeted and guided lowering of the foundation. For this purpose, a so-called gantry crane is preferably arranged on the platform, at the crossbar with suitable lifting means the foundation is suspended. The gantry crane is able to move on the platform and change its inclination to ensure the desired guidance.
  • Wie bei dem vorbeschriebenen Verfahren erfolgt unterhalb der Sohle des Basisteils ein Fluidisieren des Meeresgrundes und ein Absaugen des Sandes, so dass das Fundament allmählich in den Meeresboden einsinkt. Erfindungsgemäß erfolgt das Fluidisieren ausschließlich über Druckleitungen im hohlen Schaft und in der Sohle des Basisteils. Das Absaugen des fluidisierten Bodens erfolgt ausschließlich über Saugleitungen im hohlen Schaft.As in the method described above, below the sole of the base part, a fluidizing of the seabed and a suction of the sand take place, so that the foundation gradually sinks into the seabed. According to the fluidization takes place exclusively via pressure lines in the hollow shaft and in the sole of the base part. The suction of the fluidized soil takes place exclusively via suction lines in the hollow shaft.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die gesamte Ausrüstung, die für das Fluidisieren und das Absaugen von Sand erforderlich ist, schon an Land im Fundament, d. h. im hohlen Schaft des Fundaments installiert werden kann. Hierzu gehören auch die Druck- und Saugleitungen, die im Schaft nach unten zur Sohle des Basisteils geführt werden. Auch die Versorgungsleitungen und Antriebe der Pumpen werden über den Schaft zugeführt. Sie sind mit geeigneten Aggregaten auf dem Schwimmkörper, etwa der Plattform des Halbtauchers verbunden.The process according to the invention has the advantage that all the equipment required for the fluidization and the suction of sand, already on land in the foundation, d. H. can be installed in the hollow shaft of the foundation. This also includes the pressure and suction lines, which are guided in the shaft down to the sole of the base part. The supply lines and drives of the pumps are supplied via the shaft. They are connected to suitable aggregates on the float, such as the platform of the semi-submersible.
  • Nach dem Absetzen des Fundaments auf dem Meeresgrund kann sofort mit dem Fluidisieren und Absaugen begonnen werden, nachdem die elektrische Verbindung zu den Antrieben für die Pumpen hergestellt worden ist. Dies lässt sich in relativ kurzer Zeit bewerkstelligen. Nach Beendigung der Gründung des Fundaments lassen sich die Pumpen ohne weiteres aus dem Schaft entfernen, ohne dass Unterwasserarbeiten erforderlich sind. Die Druckleitungen verbleiben im Schaft.After settling the foundation on the seabed, fluidization and aspiration can be started immediately after the electrical connection to the drives for the pumps has been established. This can be done in a relatively short time. After completing the foundation, the pumps can be easily removed from the shaft without the need for underwater work. The pressure lines remain in the shaft.
  • Der Schaft, auf den dann zum Beispiel der Turm einer Windenergieanlage aufgesetzt wird, ist ohnehin hohl. Vorzugsweise ist auch das Basisteil mit einer Reihe von Kammern versehen, die nach einer Ausgestaltung der Erfindung vor und/oder während des Absenkens des Fundaments geflutet werden. Auch der Schaft kann teilweise geflutet werden. Zuvor weist das Fundament ein geringstmögliches Gewicht auf, so dass es entweder relativ leicht mit einem Schiff bzw. einem Schwimmkörper transportiert oder alternativ zum Gründungsort geschleppt werden kann.The shaft, on which, for example, the tower of a wind turbine is then placed, is hollow anyway. Preferably, also the base part is provided with a series of chambers, which are flooded according to an embodiment of the invention before and / or during the lowering of the foundation. Also, the shaft can be partially flooded. Previously, the foundation has the lowest possible weight, so that it can either be relatively easily transported by a ship or a floating body or alternatively towed to the place of foundation.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der von den Saugpumpen abgesaugte Sand in die Kammern des Basisteils gepumpt. Auf diese Weise wird einerseits eine Beschwerung des Fundaments erhalten. Zum anderen wird der abgesaugte Sand zumindest teilweise wiederverwendet. Auch der Schaft wird unterhalb eines Schotts, mit dem der Schaft ausgestattet ist, mit Sand aufgefüllt, vorzugsweise nach dem Einbringen des Sands in die Kammern des Basisteils. According to one embodiment of the invention, the suctioned from the suction pump sand is pumped into the chambers of the base part. In this way, on the one hand, a weighting of the foundation is obtained. On the other hand, the extracted sand is at least partially reused. Also, the shaft is filled with sand below a bulkhead, which is equipped with the shaft, preferably after the introduction of the sand into the chambers of the base part.
  • Das Einspülen des abgesaugten Sandes in Kammern und Schaft findet auf technisch übliche Weise statt. Das Spülwasser ist jedoch zu entfernen. Erfindungsgemäß wird es über obere Öffnungen im Basisteil nach außen geleitet. Das Spülwasser im Schaft wird nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung über eine Überlaufvorrichtung nach außen geleitet. Zum Einbringen des Sandes in die Kammern des Basisteils und in den Schaft sind Spülleitungen vorgesehen, die von den Saugpumpen zu den Kammern bzw. in den Schaft geführt sind.The flushing of the extracted sand in chambers and shank takes place in a technically usual way. However, the rinse water should be removed. According to the invention, it is passed to the outside via upper openings in the base part. The rinse water in the shaft is passed to another embodiment of the invention via an overflow device to the outside. For introducing the sand into the chambers of the base part and into the shaft, flushing lines are provided, which are led from the suction pumps to the chambers or into the shaft.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Erreichen der Solltiefe flüssiger Beton, feinkörniger Zementmörtel oder ähnliches über den Schaft in den Meeresboden unter die Sohle des Basisteils und seitlich von diesem gepresst wird. Dadurch wird das Fundament in seiner Solltiefe fixiert und ein weiteres Einsinken bzw. Verkanten verhindert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird flüssiger Beton, feinkörniger Zementmörtel oder grobkörniges Material, z. B. sog. Einkornbeton über die Druckleitungen eingepresst. Hierzu ist erforderlich, dass zuvor die Druckpumpen aus dem Schaft entfernt worden sind. Die Druckleitungen werden ebenfalls mit Beton oder Mörtel aufgefüllt, um Korrosion zu verhindern.According to a further embodiment of the invention, it is provided that after reaching the desired depth liquid concrete, fine-grained cement mortar or the like is pressed over the shaft into the seabed under the sole of the base part and laterally thereof. As a result, the foundation is fixed in its desired depth and prevents further sinking or tilting. According to a further embodiment of the invention, liquid concrete, fine-grained cement mortar or coarse-grained material, for. B. so-called Einkornbeton pressed over the pressure lines. For this it is necessary that the pressure pumps have been removed from the shaft before. The pressure lines are also filled with concrete or mortar to prevent corrosion.
  • Das Einsenken eines Basisteils eines Fundaments mehr oder weniger weit in den Meeresboden, etwa mit oberer Kante ein Meter (oder mehr) unter dem Meeresboden, bietet wenig Angriffsflächen für eine Erosion, d. h. eine sogenannte Verkolkung. Gleichwohl ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn eine Kolkschutzmatte auf der Oberseite des Basisteils montiert wird. Die Kolkschutzmatte wird vorzugsweise ringförmig am oberen Rand des Basisteils vormontiert. Sie wird nach dem Einbau des Basisteils mit Hilfe von Zugseilen ausgeklappt oder ausgerollt, so dass sie sich über die obere Außenkante des Basisteils radial nach außen und ringförmig um das Basisteil erstreckt, um eine Kolkschutzwirkung zu entfalten. Der äußere Rand der Kolkschutzmatte ist vorzugsweise mit Gewichten beschwert, so dass die Matte sich unabhängig von der üblicherweise stattfindenden Erosion des Bodens jeweils an die Bodengestalt anlegen kann.The sinking of a base part of a foundation more or less far into the seabed, for example with an upper edge one meter (or more) below the seabed, offers little attack surface for an erosion, d. H. a so-called Verkolkung. However, it is advantageous according to an embodiment of the invention, when a Kolkschutzmatte is mounted on top of the base part. The Kolkschutzmatte is preferably pre-assembled in an annular manner at the upper edge of the base part. It is unfolded or rolled out after installation of the base part by means of pull ropes, so that it extends over the upper outer edge of the base part radially outwardly and annularly around the base part in order to develop a Kolkschutzwirkung. The outer edge of the anticorrosive mat is preferably weighted so that the mat can be applied to the bottom shape regardless of the commonly occurring erosion of the soil.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Fluidisieren und Absaugen innerhalb einer ringförmigen Schürze, die sich vom Rand der Sohle des Bodenteils nach unten erstreckt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass beim Absaugen innerhalb der Schürze unterhalb der Sohle ein Unterdruck erzeugt wird, der dazu führt, dass auf das Fundament ein hoher statischer Druck lastet, der abhängig ist von der Wassersäule oberhalb des Basisteils. Dadurch wird einerseits das Absenken beschleunigt und zum anderen führt der Unterdruck, der insbesondere nach Erreichen der Solltiefe erzeugt wird, zu einer Verdichtung des Bodens, was die Stabilität des eingespülten Fundaments signifikant erhöht. Das Fluidisieren bzw. die Erzeugung von Unterdruck kann auch von der Schürze aus erfolgen, indem die Druckleitungen in die Schürze hinein geführt sind mit Öffnungen nach innen zur Sohle hin. Nach Erreichen der Solltiefe kann, wie erwähnt, eine Verdichtung durch Unterdruckerzeugung erfolgen. Hierzu können auch die Druckleitungen verwendet werden, insbesondere dann, wenn eine Korrektur der Solllage relativ zur Vertikalen erforderlich ist. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn die Sohle durch nach unten weisende Stege in einzelne Sektoren unterteilt ist, so dass in einem oder mehreren Sektoren ein Unterdruck erzeugt werden kann, der zu einer Verlagerung des Fundaments führt.According to a further embodiment of the invention, the fluidizing and suction takes place within an annular skirt which extends from the edge of the sole of the bottom part downwards. This measure has the advantage that, when sucking in the skirt below the sole, a negative pressure is generated, which leads to the foundation bearing a high static pressure, which depends on the water column above the base part. As a result, on the one hand, the lowering is accelerated and on the other hand, the negative pressure which is generated in particular after reaching the desired depth, leads to a compaction of the soil, which significantly increases the stability of the flushed foundation. The fluidizing or the generation of negative pressure can also be carried out from the skirt by the pressure lines are guided into the skirt with openings inwardly towards the sole. After reaching the desired depth, as mentioned, a compression by negative pressure generation done. For this purpose, the pressure lines can be used, especially if a correction of the desired position relative to the vertical is required. In this context, it is expedient if the sole is subdivided into individual sectors by webs pointing downwards, so that a negative pressure can be generated in one or more sectors, which leads to a displacement of the foundation.
  • Der Unterdruck kann permanent aufrecht erhalten werden. Dadurch lässt sich das Gewicht des Fundaments reduzieren, weil der statische Wasserdruck die Stabilität erhöht. Um einerseits einen festen Untergrund unter dem Fundament zu erzielen und andererseits einen wirksamen Unterdruck aufzubauen, ist es von Vorteil, wenn eine grobkörnige, luftdurchlässige Schicht unter das Fundament eingebaut wird, nachdem es seine Solltiefe erreicht hat. Ein permanenter Unterdruck kompensiert auch den Austritt von Gasen aus dem Untergrund, die möglicherweise eine Destabilisierung bewirken.The negative pressure can be maintained permanently. This reduces the weight of the foundation because static water pressure increases stability. On the one hand to achieve a solid foundation under the foundation and on the other hand to build an effective negative pressure, it is advantageous if a coarse-grained, air-permeable layer is installed under the foundation after it has reached its desired depth. Permanent negative pressure also compensates for the escape of gases from the subsurface that may cause destabilization.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Fundament für eine Schwergewichtsgründung offshore. Das Fundament weist ein Basisteil und einen Schaft auf, wobei der Schaft mittig mit der Oberseite des Basisteils verbunden ist und sich im eingebauten Zustand über den Meeresspiegel erhebt. Der Schaft, das nach oben im Durchmesser abnimmt, weist einen deutlich kleineren Außendurchmesser auf als das Basisteil. Bei einem derartigen Fundament sieht die Erfindung vor, dass im Schaft Haltemittel vorgesehen sind, an denen die Druck- und Saugpumpen lösbar anbringbar sind. Wie schon erwähnt, können die Pumpen und zusätzliche Ausrüstung sowie auch die Druck- und Saugleitungen bereits vor dem Transport des Fundaments zum Gründungsort implementiert werden. Wesentlich ist aber, dass diese Aggregate nach Benutzung wieder entfernt werden können. Zu diesem Zweck sind Haltemittel im Schaft erforderlich, die eine lösbare Anbringung der Pumpen einschließlich ihrer Aggregate und der Steuermittel ermöglichen.The invention also relates to a foundation for a heavy-weight foundation offshore. The foundation has a base part and a shaft, wherein the shaft is centrally connected to the top of the base part and rises in the installed state above the sea level. The shaft, which decreases in diameter upwards, has a significantly smaller outer diameter than the base part. In such a foundation, the invention provides that in the shank holding means are provided, on which the pressure and suction pumps are detachably attachable. As already mentioned, the pumps and additional equipment as well as the pressure and suction lines can already be implemented before the foundation is transported to the place of foundation. It is essential, however, that these units can be removed after use again. For this purpose, holding means in the shaft are required, the one allow releasable attachment of the pumps including their aggregates and the control means.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schaft ein Schott auf, der den Schaft in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt. Die Haltemittel sind oberhalb des Schotts angeordnet, wobei in diesem Abschnitt kein Wasser eindringt, um die elektrische Ausrüstung für die Pumpen nicht zu gefährden.According to one embodiment of the invention, the shaft has a bulkhead, which divides the shaft into an upper and a lower section. The holding means are arranged above the bulkhead, in which section no water penetrates, so as not to endanger the electrical equipment for the pumps.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine Überlaufleitung im Schaft angeordnet, deren oberes Ende unterhalb des Schafts und deren unteres Ende oberhalb der Oberseite des Basisteils über die Wandung des Schaftes nach außen geführt ist. Innerhalb des Schaftes sind Spülleitungen mit den Saugpumpen verbunden, die mit dem Inneren des Schafts und den Kammern des Basisteils verbunden sind, damit unterhalb der Sohle des Basisteils abgesaugter Sand in diese Abschnitte des Fundaments eingespült werden kann.According to a further embodiment of the invention, at least one overflow pipe is arranged in the shaft, whose upper end is guided below the shaft and the lower end above the upper side of the base part via the wall of the shaft to the outside. Within the shaft, purge lines are connected to the suction pumps, which are connected to the interior of the shaft and the chambers of the base part, so that sucked under the sole of the base part sucked sand can be flushed into these sections of the foundation.
  • Saugköpfe der Saugleitungen sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung im Bereich der Sohle des Basisteils innerhalb des Umfangs des Schaftes angeordnet. Mit anderen Worten, der fluidisierte Sand unterhalb des Basisteils wird nur unterhalb des Schaftes angesaugt. Diese Maßnahme reicht aus, um aus dem äußeren Bereich der Sohle den flüssigen Sand zu entfernen, damit das Basisteil gleichmäßig eingesenkt werden kann.Suction heads of the suction lines are arranged according to an embodiment of the invention in the region of the sole of the base part within the circumference of the shaft. In other words, the fluidized sand below the base part is sucked only below the shaft. This measure is sufficient to remove from the outer region of the sole the liquid sand, so that the base part can be evenly lowered.
  • Damit eine gleichmäßige Fluidisierung unterhalb des Basisteils des Fundaments erfolgen kann, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass radiale Druckleitungen mit Öffnungen in der Sohle des Basisteils versenkt angeordnet sind. Sie werden ebenfalls vor dem Transport des Fundaments zum Gründungsort eingebaut. Zu diesem Zweck weist die Sohle des Basisteils an der Unterseite entsprechende Aussparungen auf, um die Druckleitungen aufzunehmen. Von den radialen Druckleitungen können Abzweigdruckleitungen abgehen, so dass über die gesamte Fläche der Sohle eine gleichmäßige wirksame Fluidisierung stattfinden kann.So that a uniform fluidization can take place below the base part of the foundation, an embodiment of the invention provides that radial pressure lines with openings in the sole of the base part are arranged sunk. They are also installed before the foundation is transported to the foundation site. For this purpose, the sole of the base part at the bottom corresponding recesses to accommodate the pressure lines. From the radial pressure lines branch pressure lines may depart, so that over the entire surface of the sole a uniform effective fluidization can take place.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren ist die geometrische Form des Basisteils mehr oder weniger beliebig. Es ist jedoch von Vorteil, wenn das Basisteil annähernd flachzylindrisch ist, wobei seine Oberseite nach außen ein Gefälle aufweist. Im Inneren des Basisteils sind sektorartig Kammern vorgesehen. Es können zum Beispiel acht Kammern über den Umfang des Basisteils verteilt vorgesehen werden.For the method according to the invention, the geometric shape of the base part is more or less arbitrary. However, it is advantageous if the base part is approximately flat cylindrical, with its upper side has a slope to the outside. Inside the base section chambers are provided sector-like. For example, eight chambers may be provided distributed over the circumference of the base part.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Decke der Kammern nahe dem Schaft Öffnungen vorgesehen sind zum Fluten und Entlüften beim Absenken des Fundaments auf den Meeresboden und zum Ableiten von Spülwasser beim Füllen der Kammern mit Sand. Diese Öffnungen können wahlweise mit geeigneten betätigbaren Verschließeinrichtungen vorgesehen werden, um ein gezieltes Fluten oder Lenzen bzw. Entweichen von Wasser zu ermöglichen.In one embodiment of the invention it is provided that in the ceiling of the chambers near the shaft openings are provided for flooding and venting when lowering the foundation on the seabed and for discharging flushing water when filling the chambers with sand. These ports may optionally be provided with suitable operable occlusion devices to permit targeted flooding or leakage of water.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
  • 1 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Schwergewichtsfundaments nach der Erfindung. 1 shows schematically the side view of a heavyweight foundation according to the invention.
  • 2 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 1, wobei ein Teil von 1 fortgelassen wurde. 2 shows a similar representation as 1 , being a part of 1 was omitted.
  • 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 1 oder 2, wobei gegenüber 1 ein anderer Teil fortgelassen wurde. 3 shows a similar representation as 1 or 2 , being opposite 1 another part was omitted.
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf das Schwergewichtsfundament nach 1. 4 shows a plan view of the heavy weight foundation after 1 ,
  • 5 zeigt eine Druntersicht unter das Schwergewichtsfundament nach 1. 5 shows a bottom view below the heavyweight foundation 1 ,
  • 6 zeigt einen Schnitt durch das Basisteil des Fundaments nach 1 entlang der Linie 6-6. 6 shows a section through the base part of the foundation 1 along the line 6-6.
  • 7 zeigt schematisch das Aufsetzen des Schwergewichtsfundaments nach der Erfindung auf dem Meeresboden. 7 shows schematically the placement of the heavyweight foundation according to the invention on the seabed.
  • 8 zeigt den Einbau des Schwergewichtsfundaments nach 7 in den Meeresboden in schematischer Darstellung. 8th shows the installation of the heavyweight foundation 7 in the seabed in a schematic representation.
  • 9 zeigt in schematischer Darstellung die Einbringung von Beton unterhalb des Schwergewichtsfundaments. 9 shows a schematic representation of the introduction of concrete below the heavyweight foundation.
  • 10 zeigt schematisch in Seitenansicht die Annäherung einer Windenergieanlage an das Schwergewichtsfundament nach der Erfindung. 10 shows schematically in side view the approach of a wind turbine to the heavyweight foundation of the invention.
  • 11 zeigt eine Frontansicht von 10. 11 shows a front view of 10 ,
  • 12 zeigt schematisch das Aufsetzen einer Windenergieanlage auf den Schaft des Schwergewichtsfundaments nach der Erfindung. 12 schematically shows the placement of a wind turbine on the shaft of the heavyweight foundation according to the invention.
  • 13 zeigt die Frontansicht von 12. 13 shows the front view of 12 ,
  • 14 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 1, wobei jedoch Einzelheiten aus 1 nicht dargestellt sind. 14 shows a similar representation as 1 , but details are out 1 are not shown.
  • 15 zeigt eine Einzelheit der Darstellung von 14. 15 shows a detail of the representation of 14 ,
  • 15a bis d zeigen die einzelnen Phasen beim Absenken des Fundaments nach 14. 15a to d show the individual phases when lowering the foundation 14 ,
  • 17 zeigt einen Schnitt durch ein alternatives Fundament. 17 shows a section through an alternative foundation.
  • 18 zeigt die Druntersicht unter das Fundament nach 17. 18 shows the bottom view under the foundation 17 ,
  • In 1 ist ein Schwergewichtsfundament 10 dargestellt, das ein Basisteil 12 und einen hohlen Schaft 14 aufweist. Beide Teile sind als Betonkonstruktion an Land hergestellt. Das Basisteil ist annähernd flachzylindrisch geformt mit einer flachen Sohle 16 und einer Decke 18, die zur Außenseite hin ein Gefälle aufweist. Das Basisteil weist eine Reihe von Kammern 20 auf, die sektorartig angeordnet sind. Wie in 6 gezeigt, können zum Beispiel acht Kammern vorgesehen werden, die durch eine hier nicht gezeigte Wand 21 voneinander getrennt sind. Der Schaft 14 ist mittig mit dem Basisteil 12 verbunden und weist einen deutlich kleineren Durchmesser auf als das Basisteil 12. Die Wandung des Schaftes 14 erstreckt sich bis zur Sohle 16. Der Schaft weist außerdem in einem gewissen Abstand oberhalb des Basisteils ein Schott 22 auf, das das Innere des Schaftes 14 in einen unteren und einen oberen Abschnitt unterteilt. Im Einbauzustand liegt das Schott 22 unterhalb der Wasserlinie 24. Das obere Ende des Schafts 14 erstreckt sich im Einbauzustand deutlich oberhalb der Wasserlinie.In 1 is a heavyweight foundation 10 represented, which is a base part 12 and a hollow shaft 14 having. Both parts are made as a concrete construction on land. The base part is approximately flat-cylindrical shaped with a flat sole 16 and a blanket 18 , which has a slope to the outside. The base part has a series of chambers 20 on, which are arranged in a sector. As in 6 For example, eight chambers may be provided through a wall, not shown here 21 are separated from each other. The shaft 14 is centered with the base part 12 connected and has a much smaller diameter than the base part 12 , The wall of the shaft 14 extends to the sole 16 , The shaft also has a bulkhead at a certain distance above the base part 22 on that the inside of the shaft 14 divided into a lower and an upper section. When installed, the bulkhead is located 22 below the waterline 24 , The upper end of the shaft 14 extends in the installed state significantly above the waterline.
  • Oberhalb des Schotts 22 sind innerhalb des Schaftes mittels geeigneter nicht gezeigter Haltemittel Saugpumpen 26 angeordnet. Wie sich aus 4 ergibt, sind insgesamt vier Saugpumpen 26 vorgesehen. Die Saugpumpen 26 weisen innerhalb des Schafts nach unten führende Saugleitungen 28 auf, die durch die Sohle 16 hindurchgeführt sind und Saugköpfe 30 aufweisen, wie in 5 zu erkennen. Die Saugköpfe 30 liegen innerhalb des Umfangs des Schaftes 14. Spülleitungen, die am Ausgang der Pumpen 26 angeordnet sind, sind innerhalb des Schaftes nach unten geführt. Sie sind gestrichelt bei 32 angedeutet. Wie bei 34 zu erkennen, sind sie innerhalb des Basisteils 12 durch die Wandung des Schaftes 14 in die Kammern 20 geführt. Ein nicht weiter gezeigter Ausgang der Spülleitungen 32 ist auch zum unteren Abschnitt des Schaftes 14 unterhalb des Schotts 22 geführt.Above the bulkhead 22 are within the shaft by means not shown holding means suction pumps 26 arranged. As it turned out 4 results are a total of four suction pumps 26 intended. The suction pumps 26 have inside the shaft down leading suction lines 28 on that through the sole 16 are passed and suction cups 30 have, as in 5 to recognize. The suction cups 30 lie within the circumference of the shaft 14 , Flushing lines at the outlet of the pumps 26 are arranged, are guided inside the shaft down. They are dashed at 32 indicated. As in 34 to recognize, they are within the base part 12 through the wall of the shaft 14 in the chambers 20 guided. A not further shown output of the purge lines 32 is also to the lower section of the shaft 14 below the bulkhead 22 guided.
  • Oberhalb des Schotts 22 sind mittels geeigneter Haltemittel Druckwasserpumpen 38 im Schaft 12 angeordnet, deren Druckwasserrohre 40 nach unten geführt sind zu einer Verteilvorrichtung 40, wie in 5 zu erkennen. Die Verteilvorrichtung besteht aus einem Leitungskreuz, dessen Arme an den Enden mit jeweils zwei radialen Druckleitungen 42 verbunden sind. Es sind mithin acht radiale Druckleitungen 42 vorgesehen, die außerdem jeweils zwei zur Seite hin weisende stichartige Abzweigleitungen 44 aufweisen. Die Saugleitungen 46 für die Druckwasserpumpen 38 sind nach oben zum offenen Ende des Schaftes 12 geführt, wo sie mit einer geeigneten Wasserquelle verbunden werden. Sie werden insbesondere mit Meerwasser gespeist. Wie aus 4 zu erkennen, sind insgesamt fünf Druckwasserpumpen 38 vorgesehen. Die Leitungen 40, 42 und 44 sind versenkt in entsprechenden Ausnehmungen der Sohle 16 angeordnet, und die Leitungen 42 und 44 haben in Abständen Öffnungen, die nach unten weisen.Above the bulkhead 22 are by means of suitable holding means pressure water pumps 38 in the shaft 12 arranged, their pressure water pipes 40 are guided down to a distribution device 40 , as in 5 to recognize. The distribution device consists of a line cross, the arms at the ends with two radial pressure lines 42 are connected. So there are eight radial pressure lines 42 provided, in addition, each two side-facing stitch-like branch lines 44 exhibit. The suction lines 46 for the pressurized water pumps 38 are up to the open end of the shaft 12 where they are connected to a suitable source of water. They are fed in particular with seawater. How out 4 to recognize, are altogether five pressure water pumps 38 intended. The wires 40 . 42 and 44 are sunk in corresponding recesses of the sole 16 arranged, and the lines 42 and 44 have openings at intervals pointing downwards.
  • Innerhalb des unteren Abschnitts des Schafts 14 ist eine Überlaufleitung 50 vorgesehen, deren oberes Ende nahe der Unterseite des Schotts 22 liegt, während das untere Ende über eine Öffnung in der Wandung des Schafts 14 kurz oberhalb der Decke 18 des Basisteils 12 nach außen geführt ist.Inside the lower section of the shaft 14 is an overflow pipe 50 provided, whose upper end near the bottom of the bulkhead 22 lies, while the lower end over an opening in the wall of the shaft 14 just above the ceiling 18 of the base part 12 led to the outside.
  • An der äußeren Kante der Decke 18 ist eine Kolkschutzmatte 52 bei 54 angebracht. Sie wird zusammen mit der Ausrüstung des Fundaments vorher montiert. Sie bildet im ausklappten Zustand einen Ring, der das Basisteil 12 umgibt, wie später noch erläutert werden soll. Die Kolkschutzmatte ist mit Gewichten 56 an ihrem Ende versehen. In diesem Bereich greifen auch Zugseile 58 an, die an der Außenseite des Schafts 14 nach oben geführt sind.At the outer edge of the ceiling 18 is a antiskid mat 52 at 54 appropriate. It is pre-assembled together with the equipment of the foundation. It forms in the unfolded state a ring, which is the base part 12 surrounds, as will be explained later. The anti-icing mat is with weights 56 provided at their end. In this area also pull ropes 58 on the outside of the shaft 14 are led upwards.
  • In der Decke 18 des Basisteils 12 ist pro Kammer 20 eine Öffnung 60 nahe der Wandung des Schaftes 14 vorgesehen. Dies lässt sich auch anhand von 4 erkennen. Der Einbau des in den 1 bis 6 beschriebenen Schwergewichtsfundaments in den Meeresboden wird anhand der 7 bis 9 erläutert. Das Schwergewichtsfundament nach den 1 bis 6 weist eine Anzahl von Hohlräumen auf und ist daher so weit es die gesamte Auslegung zulässt, von einem minimalen Gewicht. Es kann daher mit Hilfe eines Schwimmkörpers zum Gründungsort transportiert werden. Wahlweise kann es auch geschleppt werden, wobei es für den eigenen Auftrieb sorgt. Hierzu ist erforderlich, dass die Öffnungen des Fundamentkörpers bzw. des Schaftes geschlossen sind.In the ceiling 18 of the base part 12 is per chamber 20 an opening 60 near the wall of the shaft 14 intended. This can also be determined by 4 detect. The installation of the in the 1 to 6 described heavyweight foundations in the seabed is determined by the 7 to 9 explained. The heavyweight foundation after the 1 to 6 has a number of cavities and is therefore of minimal weight as far as the overall design allows. It can therefore be transported to the place of foundation with the help of a floating body. Optionally, it can also be towed, providing its own buoyancy. For this purpose, it is necessary that the openings of the foundation body and the shaft are closed.
  • Am Gründungsort bzw. am Aufstellort des Schwergewichtsfundaments wird es an einen Halbtaucher 70 übergeben, der aus einem Katamaranschwimmkörper 72 und einer darüber abgestützten Plattform 74 besteht. Der Katamaranschwimmkörper ist mit mehreren Kammern versehen, die wahlweise lenz- oder flutbar sind. Der Halbtaucher 70 weist auch sogenannte Stützpfähle 80 auf, die auf den Meeresboden heruntergelassen werden können, um die Lage des Halbtauchers 70 zu stabilisieren. Die Stützpfähle 80, was hier nicht gezeigt ist, können durch geeignete Verstellvorrichtungen, beispielsweise Zahnstangenantriebe abgesenkt bzw. angehoben werden. Die Relativlage der Stützpfähle 80 zur Plattform 74 lässt sich durch eine geeignete Verriegelung einstellen. Mit Hilfe der beschriebenen Vorkehrungen ist es möglich, den Schwimmkörper 72 unterhalb des Meeresspiegels 24 zu tauchen, um durch Beeinflussung der Ballastierung des Katamarans 72 den Auftrieb einzustellen und damit die Aufstandslast der Pfähle auf dem Meeresboden. Auf der Plattform 74 ist bei 76 ein Bockkran angeordnet, der auf der Plattform 74 verfahrbar ist. Die nicht gezeigte Traverse des Bockkrans weist Hebemittel auf, um das Schwergewichtsfundament 10 am Schaft 14 zu erfassen, um dieses von dem Transportschwimmkörper zu übernehmen und auf den Meeresboden abzusenken, wie es in 7 dargestellt ist. Beim Absenken des Schwergewichtsfundaments 10 werden die Kammern des Basisteils 12 und der hohle Schaft 14 unterhalb des Schotts 22 geflutet. Bei 80 ist ein Stützpfahl angedeutet, der in einer Führung 82 bewegt werden kann. Der Halbtaucher 70 weist zum Beispiel vier derartige Stützpfähle auf. Der Stützpfahl 80 ist auf dem Meeresboden aufgesetzt und in der Führung 82 verriegelt.At the place of foundation or at the place of installation of the heavyweight foundation, it is sent to a half-diver 70 Passing out of a catamaran swimming body 72 and a platform supported by it 74 consists. The catamaran swimming body is equipped with several chambers, which can be inflated or flooded. The half-diver 70 also has so-called support posts 80 which can be lowered to the seabed to the location of the half-diver 70 to stabilize. The supporting piles 80 , which is not shown here, can be lowered or raised by suitable adjusting devices, such as rack drives. The relative position of the supporting piles 80 to the platform 74 can be adjusted by a suitable lock. With the help of the described arrangements, it is possible the float 72 below sea level 24 to dive to by influencing the ballast of the catamaran 72 adjust the buoyancy and thus the footprint of the piles on the seabed. On the platform 74 is at 76 a gantry crane arranged on the platform 74 is movable. The trestle, not shown, of the gantry crane has lifting means around the heavyweight foundation 10 on the shaft 14 to capture this from the transport floating body and lower it to the seabed, as in 7 is shown. When lowering the heavyweight foundation 10 become the chambers of the base part 12 and the hollow shaft 14 below the bulkhead 22 flooded. at 80 is a support post indicated in a guide 82 can be moved. The half-diver 70 has, for example, four such support piles. The support pile 80 is placed on the seabed and in the lead 82 locked.
  • Statt das Fundament an einen Halbtaucher zu übergeben, ist auch möglich, das Fundament mit Hilfe des Schwimmkörpers, mit dem es zum Gründungsort transportiert worden ist, auf den Meeresboden abzusenken. Zu diesem Zweck weist der Schwimmkörper entsprechende Hebemittel auf, um dieses Verfahren zu bewerkstelligen.Instead of transferring the foundations to a semi-submersible, it is also possible to lower the foundation to the seabed with the aid of the floating body with which it was transported to the founding site. For this purpose, the float has corresponding lifting means to accomplish this procedure.
  • In 8 ist das Absenken des Schwergewichtsfundaments 10 in den Meeresboden angedeutet. Dies geschieht durch Verflüssigung und Abpumpen des Bodens unterhalb des Basisteils 12. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe der Druckwasserpumpen 38 über die Druckleitungen 40, 42 und 44 und ihren Öffnungen unter hohem Druck Wasser in den Boden unterhalb der Sohle 16 eingepresst, wie dies bei 84 in 1 angedeutet ist. Der verflüssigte Boden wird mit Hilfe der Saugpumpen 26 abgesaugt. Hierbei wird das Schwergewichtsfundament 10 über den Halbtaucher mit dem Bockkran in Position gehalten. In Koordination mit dieser Vorkehrung wird das Schwergewichtsfundament kontrolliert abgesenkt. In einer ersten Phase wird der abgesaugte Sand in die Kammern 20 gepumpt. Der Sand ist bei 86 angedeutet. Auch in den unteren Abschnitt des Schaftes 22 wird der Sand gepumpt, wie bei 88 angedeutet ist. Das Einspülen des Sandes 88 in den Schaft 14 erfolgt vorzugsweise nachdem die Kammern 20 mit Sand gefüllt sind. Beim Einspülen von Sand in die Kammern 20 entweicht das Spülwasser über die Öffnungen 60 im Basisteil 12. Das Spülwasser aus dem Schaft 14 entweicht über die Überlaufleitung 50 in die Umgebung. Nach dem Auffüllen der Kammern 20 und des Schaftes 14 wird der Sand über nicht gezeigte Spülleitungen entweder seitlich des Fundaments 10 abgegeben oder in einen Laderaum eines Schiffes oder in eine Schute gespült. Mit Hilfe dieses Sandes kann dann bei einer weiteren Schwergewichtsgründung ein Auffüllen bzw. Ballastieren des Fundaments in der beschriebenen Art und Weise erfolgen.In 8th is the lowering of the heavyweight foundation 10 indicated in the seabed. This is done by liquefaction and pumping of the soil below the base part 12 , For this purpose, with the help of the pressure water pumps 38 over the pressure lines 40 . 42 and 44 and their openings under high pressure water into the ground below the sole 16 pressed in, as with 84 in 1 is indicated. The liquefied soil is using the suction pumps 26 aspirated. This is the heavyweight foundation 10 held in position over the half-diver with the gantry crane. In coordination with this provision, the heavyweight foundation is lowered in a controlled manner. In a first phase, the extracted sand gets into the chambers 20 pumped. The sand is at 86 indicated. Also in the lower section of the shaft 22 The sand is pumped, as at 88 is indicated. The flushing of the sand 88 in the shaft 14 is preferably after the chambers 20 filled with sand. When flushing sand into the chambers 20 the rinse water escapes through the openings 60 in the base part 12 , The rinse water from the shaft 14 escapes via the overflow line 50 in the nearby areas. After filling the chambers 20 and the shaft 14 The sand is not flushing lines, either side of the foundation 10 discharged or rinsed into a hold of a ship or into a barge. With the help of this sand can then be done in a further heavyweight founding a filling or ballasting of the foundation in the manner described.
  • In 8 ist die Solllage des Fundaments 10 dargestellt, bei der die äußere Kante der Decke 18 des Basisteils 12 in Höhe des Meeresbodens liegt. Danach werden die Pumpen 26 und 38 sowie die Saugrohre ausgebaut. Die Ansaugrohre für die Druckwasserpumpen 38 bzw. deren Druckrohre 40 bleiben jedoch installiert. Über diese wird, wie in 3 gezeigt, mit Hilfe von Hochdruckschläuchen und Betonpumpen in den Boden unterhalb der Sohle des Basisteils Beton oder Zementmörtel eingepresst. Die Mischanlage und die Betonpumpen (nicht gezeigt) sind auf einem weiteren Schwimmkörper, bei 90 angedeutet, angeordnet. Er kann ebenfalls mit Stützpfählen versehen werden, von denen einer bei 92 angedeutet ist. Nach dem Verpressen werden die Druckleitungen 40, 42 und 44 mit Beton bzw. Mörtel aufgefüllt, um Korrosion zu vermeiden. Die Druckschläuche, die mit den Druckleitungen 40 verbunden waren, werden demontiert.In 8th is the nominal position of the foundation 10 shown in which the outer edge of the ceiling 18 of the base part 12 at the level of the seabed. After that, the pumps 26 and 38 and expanded the suction pipes. The intake pipes for the pressurized water pumps 38 or their pressure pipes 40 however, they remain installed. About this will, as in 3 shown, with the help of high pressure hoses and concrete pumps in the ground below the sole of the base part concrete or cement mortar pressed. The mixing plant and the concrete pumps (not shown) are on another floating body, at 90 indicated, arranged. He can also be provided with support posts, one of which at 92 is indicated. After pressing, the pressure lines 40 . 42 and 44 filled with concrete or mortar to prevent corrosion. The pressure hoses connected to the pressure lines 40 were dismantled.
  • Es erfolgt außerdem das Ausrollen bzw. Ausklappen der Kolkschutzmatte, wie in 9 zu erkennen. Sie legt sich auf den Boden auf und kann diesem folgen, wenn er zum Beispiel durch Erosion abgesenkt wird. Wie in 9 ferner zu erkennen, wird der Beton, der mit 96 bezeichnet ist, nicht nur unterhalb der Sohle 16 des Basisteils 12 gepresst, sondern auch um diesen herum, um eine ausreichende Stabilität für das Schwergewichtsfundament 10 zu erzielen.There is also the rolling out or unfolding of Kolkschutzmatte, as in 9 to recognize. It lays down on the ground and can follow this when it is lowered by erosion, for example. As in 9 Furthermore, to recognize the concrete, with 96 not just below the sole 16 of the base part 12 but also around it, to provide sufficient stability for the heavyweight foundation 10 to achieve.
  • In 10 und 11 ist dargestellt, wie eine übliche Windenergieanlage 100 mit Hilfe eines Schwimmkörpers 102 zum Gründungsort des Schwergewichtsfundaments transportiert worden ist. Der Turm der Windenergieanlage 100 steht bereits aufrecht. Es ist außerdem angedeutet, wie die Windenergieanlage 100 vom Halbtaucher 70 mit seinem Bockkran 76 übernommen wird. Der Halbtaucher 70 befindet sich nach wie vor an dem Gründungsort, wobei er durch die Stützpfähle 80 an diesem Ort stabilisiert wird. Wie zu erkennen, weist der weitere Schwimmkörper 102 ebenfalls Stützpfähle 106 auf, um die Übergabe auf den Halbtaucher 70 zu gewährleisten. Es versteht sich, dass der Schwimmkörper 102 Mittel aufweist, um die Windenergieanlage 100 so weit in aufrechter Position zu bewegen, dass der Bockkran 76 diese übernehmen und halten kann. Wie aus 10 zu erkennen ist, ist die Windenergieanlage 100 über Seile 108 auf dem Deck des Schwimmkörpers 102 gesichert.In 10 and 11 is shown as a standard wind turbine 100 with the help of a float 102 has been transported to the founding of the heavyweight foundation. The tower of the wind turbine 100 is already upright. It is also hinted how the wind turbine 100 from the half-diver 70 with his gantry crane 76 is taken over. The half-diver 70 is still at the founding site, passing through the supporting piles 80 is stabilized in this place. As you can see, the other floating body 102 also support posts 106 on to the handover to the half-diver 70 to ensure. It is understood that the float 102 Means to the wind turbine 100 to move so far in an upright position that the gantry crane 76 they can take over and hold. How out 10 It can be seen, is the wind turbine 100 over ropes 108 on the deck of the float 102 secured.
  • In 12 ist gezeigt, wie die Windenergieanlage 100 vom Bockkran 76 übernommen ist und mit dem Schaft 14 des Schwergewichtsfundaments 10 ausgerichtet ist. Nach dem Ausrichten kann der Turm der Windenergienanlage 100 auf den Schaft 14 abgesenkt und an diesem in geeigneter Art und Weise befestigt werden. Diese Arbeiten können auch bei raueren Bedingungen auf See durchgeführt werden, weil die Position des Halbtauchers 70 stabilisiert ist und der Bockkran 76 für eine sichere Führung der Windenergieanlage 100 sorgt.In 12 is shown as the wind turbine 100 from the gantry crane 76 is taken over and with the shaft 14 of the heavyweight foundation 10 is aligned. After aligning, the tower of the wind turbine can 100 on the shaft 14 lowered and secured to this in a suitable manner. This work can also be done in harsher conditions at sea, because the position of the semi-submersible 70 is stabilized and the gantry crane 76 for a safe guidance of the wind energy plant 100 provides.
  • Wie in 12 und 13 dargestellt, kann auf dem Schwimmkörper 100 auch eine weitere Windenergieanlage 110 angeordnet sein, die zu einem weiteren Schwergewichtsfundament transportiert werden kann.As in 12 and 13 shown on the float 100 also another wind turbine 110 be arranged, which can be transported to another heavy-weight foundation.
  • Statt das Fundament vom Schwimmkörper 100 zunächst auf den Halbtaucher 70 zu übergeben, kann der Schwimmkörper 100 so ausgestattet sein, dass das Fundament von diesem auf den Meeresboden abgestellt wird. Anschließend übernimmt der Halbtaucher 70 mit seinem Bockkran die Halterung des Fundaments, um das Absenken gezielt zu führen. Wichtig ist hierbei, dass beim Absenken des Fundaments 10 stets die Vertikalität eingehalten wird.Instead of the foundation of the float 100 first on the half-diver 70 to hand over, the float can 100 be equipped so that the foundation of this is placed on the seabed. Then the half-diver takes over 70 with his gantry crane the support of the foundation to guide the lowering targeted. It is important that when lowering the foundation 10 always the verticality is maintained.
  • Das Fundament 10a nach den 14 bis 18 unterscheidet sich von dem nach den voranstehenden Figuren dadurch, dass am Basisteil am äußeren Rand der Sohle eine Schürze 120 aus Beton geformt ist, die sich schneidenartig nach unten verjüngt, um das Eindringen in den Boden zu erleichtern. Beim Absaugen bildet die Schürze 120 einen begrenzten Bereich, der durch den Saugdruck in einen Unterdruck gerät, durch den das Basisteil dem statischen Druck der Wassersäule ausgesetzt ist, wie durch die Pfeile 122 angedeutet. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der Lagestabilität des Fundaments 10a. Durch Erzeugen eines Unterdrucks wird außerdem der zuvor fluidisierte Sand verdichtet, so dass keine Gefahr besteht, dass nach Erreichen der Solltiefe eine Lageveränderung zu befürchten ist. Bei Solltiefe befindet sich die oberste Kante des Fundaments unter dem Meeresboden, z. B. 1 Meter.The foundation 10a after the 14 to 18 differs from that according to the preceding figures in that the base part at the outer edge of the sole an apron 120 is formed of concrete that tapers downwards like a blade to facilitate penetration into the ground. When vacuuming, the apron forms 120 a limited area, which by the suction pressure into a negative pressure, through which the base part is exposed to the static pressure of the water column, as shown by the arrows 122 indicated. This results in an increase in the positional stability of the foundation 10a , By generating a negative pressure of the previously fluidized sand is also compressed, so that there is no danger that after reaching the desired depth, a change in position is to be feared. At target depth, the top edge of the foundation is below the seabed, z. B. 1 meter.
  • Insbesondere in 15 ist zu erkennen, dass in der Sohle 16 Ausnehmungen 124 geformt sind zur Aufnahme der Druckleitungen (nicht gezeigt), die in 5 dargestellt sind. Sie können sich bis in den Bereich der Schürze 120 erstrecken und in diese hinein mit nach innen weisenden Öffnungen, um auch von der Schürze aus eine Fluidisierung vornehmen zu können.In particular in 15 it can be seen that in the sole 16 recesses 124 are shaped to receive the pressure lines (not shown) in 5 are shown. You can get up to the area of the apron 120 extend and into it with inwardly facing openings in order to make a fluidization of the skirt can.
  • In den 16a bis 16d sind die einzelnen Phasen beim Absenken des Fundaments 10a durch Fluidisieren und Absaugen des Sandes schematisch dargestellt. Der hierbei verflüssigte Sand ist durch das Bezugszeichen 126 angedeutet. Bevor der Boden unter dem Fundament fluidisiert wird, wird zunächst Wasser aus dem Zwischenraum unter die Sohle abgesaugt. Dann wird der Boden fluidisiert, wie zuvor beschrieben, und abgesaugt. Das Fundament sinkt kontinuierlich ein. Nach Erreichen der Solllage gemäß 16d wird ein Unterdruck erzeugt, der zu einer Verdichtung des Sandes unterhalb der Sohle innerhalb der Schürze erfolgt, dies bei 128 angedeutet. Die Erzeugung des Unterdrucks kann mit Hilfe der Saugpumpen oder auch mit Hilfe der Druckleitungen erfolgen, an welche Saugpumpen angeschlossen werden nachdem die Druckpumpen demontiert worden sind. Es versteht sich, dass für den Fall der Unterdruckerzeugung und Verfestigung des Sandes kein Beton oder Mörtel mehr eingepresst werden muss. Stattdessen kann grobkörniges, luftdurchlässiges Material unter der Sohle eingebaut werden, das einen festen Untergrund bewirkt.In the 16a to 16d are the individual phases when lowering the foundation 10a represented schematically by fluidizing and sucking off the sand. The case liquefied sand is denoted by the reference numeral 126 indicated. Before the soil is fluidized under the foundation, water is first sucked from the space below the sole. Then the bottom is fluidized as described above and aspirated. The foundation sinks continuously. After reaching the desired position according to 16d A negative pressure is generated, which leads to a compression of the sand below the sole within the skirt, this at 128 indicated. The generation of the negative pressure can be done with the help of suction pumps or with the help of the pressure lines to which suction pumps are connected after the pressure pumps have been dismantled. It is understood that in the case of vacuum generation and solidification of the sand no concrete or mortar must be pressed more. Instead, coarse-grained, air-permeable material can be installed under the sole, which creates a solid surface.
  • Entsprechend der Aufteilung des Basisteils 12a gemäß 6 in einzelne Kammern 20 lässt sich unterhalb der Sohle durch nach unten weisende radiale Stege 141 (18) eine Anzahl von Sektoren 142 bilden, die separat mit Unterdruck beaufschlagt werden können, um eine Lagekorrektur des Fundaments herbeizuführen. Die Unterdrucksetzung führt zu einer erhöhten Belastung des Fundaments in diesem Bereich aufgrund des Wasserdrucks, wodurch sich die Lagekorrektur ermöglichen lässt. Die Druckleitungen können auch in den Stegen 141 verlaufen. Der Austritt in die Sektoren 142 zwischen den Stegen ist durch Pfeile 140 angedeutet.According to the division of the base part 12a according to 6 into individual chambers 20 can be below the sole by downward radial webs 141 ( 18 ) a number of sectors 142 form, which can be applied separately with negative pressure to bring about a position correction of the foundation. The pressurisation leads to an increased load on the foundation in this area due to the water pressure, whereby the position correction can be made possible. The pressure lines can also be in the webs 141 run. The exit to the sectors 142 between the jetties is by arrows 140 indicated.
  • Ein Unterdruck kann auch permanent aufrecht erhalten werden, um die Stabilität des Fundaments zu erhöhen und aus dem Untergrund austretendes Gas abzusaugen.A negative pressure can also be permanently maintained in order to increase the stability of the foundation and to suck gas escaping from the subsurface.
  • Beim Fundament 10b nach 17 ist die Oberseite des Basisteils 12b eben und geht in einen kurzen konischen Abschnitt 146 in den Schaft 14b über. In 17 ist auch die ausgefahrene Kolkschutzmatte 52 sichtbar, die sich unterhalb des Niveaus des Meeresbodens befindet.At the foundation 10b to 17 is the top of the base part 12b just go into a short conical section 146 in the shaft 14b above. In 17 is also the extended Kolkschutzmatte 52 Visible, which is below the level of the seabed.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • DE 102010032259 [0002] DE 102010032259 [0002]

Claims (32)

  1. Verfahren zum Einbau eines Schwergewichtsfundaments für eine Offshore-Anlage, insbesondere eine Windenergieanlage, wobei das Fundament ein Basisteil und einen hohlen Schaft aufweist und wobei der Schaft mit einem kleineren Durchmesser als das Basisteil mittig mit diesem verbunden ist und nach dem Einbau des Basisteils über den Meeresspiegel hinaus nach oben ragt, mit den folgenden Verfahrensschritten: – nach dem Transport des Fundaments zu einem Gründungsort wird es auf den Meeresgrund abgesenkt – durch Fluidisieren und Absaugen des Meeresbodens mittels Saug- und Druckpumpen unterhalb der Sohle des Basisteils wird das Basisteil teilweise oder vollständig in den Meeresboden versenkt – das Fluidisieren erfolgt ausschließlich über Druckleitungen im hohlen Schaft und in der Sohle des Basisteils und – das Absaugen des fluidisierten Bodens erfolgt ausschließlich über Saugleitungen im hohlen Schaft.Method for installing a heavy-weight foundation for an offshore installation, in particular a wind turbine, wherein the foundation has a base part and a hollow shaft and wherein the shaft is connected to the latter with a smaller diameter than the base part and after installation of the base part above the sea level projects upwards, with the following process steps: - After transporting the foundation to a founding place, it is lowered to the seabed - By fluidizing and sucking the seabed by means of suction and pressure pumps below the sole of the base part, the base part is sunk partially or completely into the seabed - The fluidization takes place exclusively via pressure lines in the hollow shaft and in the sole of the base part and - The suction of the fluidized soil takes place exclusively via suction lines in the hollow shaft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des Absenkens des Fundaments Kammern im Basisteil und/oder der Schaft geflutet werden.A method according to claim 1, characterized in that before and / or during the lowering of the foundation chambers in the base part and / or the shaft are flooded.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass abgesaugter Sand in Kammern des Basisteils gepumpt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that sucked sand is pumped into chambers of the base part.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass abgesaugter Sand unterhalb des Schotts im Schaft in den hohlen Schaft gepumpt wird, vorzugsweise nach dem Einbringen von Sand in die Kammern des Basisteils.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that extracted sand is pumped below the bulkhead in the shaft in the hollow shaft, preferably after the introduction of sand into the chambers of the base part.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Spülwasser über obere Öffnungen im Basisteil nach außen geleitet wird.A method according to claim 3 or 4, characterized in that rinse water is passed through upper openings in the base part to the outside.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülwasser im Schaft über eine Überlaufvorrichtung nach außen geleitet wird.Method according to one of claims 3 to 5, characterized in that the rinse water is passed in the shaft via an overflow device to the outside.
  7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand über Spülleitungen im Schaft von den Saugpumpen im Schaft in die Kammern und/oder den Schaft gepumpt wird.A method according to claim 3 or 4, characterized in that the sand is pumped via flushing lines in the shaft of the suction pumps in the shaft into the chambers and / or the shaft.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Druckpumpen im Schaft über Druckleitungen Wasser in den Boden pressen.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that pressure pumps press in the shaft via pressure lines water in the ground.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der Solltiefe flüssiger Beton, feinkörniger Zementmörtel oder grobkörniges Material über den Schaft in den Meeresboden unter die Sohle des Basisteils und seitlich von diesem eingepresst wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that after reaching the desired depth of liquid concrete, fine-grained cement mortar or coarse-grained material is injected via the shaft into the seabed under the sole of the base part and laterally thereof.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiger Beton, feinkörniger Zementmörtel oder grobkörniges Material über die Druckleitungen eingepresst wird.A method according to claim 9, characterized in that liquid concrete, fine-grained cement mortar or coarse-grained material is injected via the pressure lines.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend die Druckleitungen mit Beton oder Mörtel aufgefüllt werden.A method according to claim 10, characterized in that then the pressure lines are filled with concrete or mortar.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbau des Basisteils auf Solltiefe eine ringförmige Kolkschutzmatte um das Basisteil herum gelegt wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that after the installation of the base part to the desired depth an annular Kolkschutzmatte is placed around the base part.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolkschutzmatte auf der Oberseite des Basisteils vormontiert und mit Hilfe von Zugseilen oberhalb des Meeresspiegels ausgeklappt oder ausgerollt werden.A method according to claim 12, characterized in that the Kolkschutzmatte be pre-assembled on the upper side of the base part and unfolded or rolled by means of tension cables above the sea level.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Befüllen von Kammern und/oder des Schaftes mit Sand das Spülwasser zu Druckpumpen zum Fluidisieren zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the filling of chambers and / or the shaft with sand, the rinse water is fed to pressure pumps for fluidizing.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisieren und Absaugen innerhalb einer ringförmigen Schürze erfolgt, die sich vom Rand der Sohle des Basisteils nach unten erstreckt.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the fluidizing and suction takes place within an annular skirt which extends downwards from the edge of the sole of the base part.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisieren auch durch Einleiten von Druckwasser auf der Innenseite der Schürze erfolgt.A method according to claim 15, characterized in that the fluidizing also takes place by introducing pressurized water on the inside of the apron.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der Solltiefe unterhalb der Sohle des Basisteils Unterdruck erzeugt wird.A method according to claim 15 or 16, characterized in that after reaching the desired depth below the sole of the base part negative pressure is generated.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle durch nach unten weisende Stege in einzelne Sektoren unterteilt wird und durch Erzeugung von Unterdruck in einem oder mehreren Sektoren eine Korrektur einer Schiefstellung erfolgt.Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that the sole is subdivided into individual sectors by webs pointing downwards and a correction of a misalignment takes place by generating negative pressure in one or more sectors.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Unterdrucks über die Druckleitung erfolgt.A method according to claim 18, characterized in that the generation of the negative pressure via the pressure line takes place.
  20. Fundament für eine Schwergewichtsgründung offshore, das ein Basisteil und einen mittig mit diesem verbundenen hohlen Schaft aufweist, wobei der Schaft einen kleineren Durchmesser als das Basisteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaft Haltemittel vorgesehen sind, an denen Druck- und Saugpumpen lösbar anbringbar sind.Foundation for a heavyweight foundation offshore, which has a base part and a centrally connected with this hollow shaft, wherein the Shaft has a smaller diameter than the base part, characterized in that holding means are provided in the shaft, to which pressure and suction pumps are detachably attachable.
  21. Fundament nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft zwischen seinen Enden ein Schott aufweist und die Halterungen oberhalb des Schotts angeordnet sind.Foundation according to claim 20, characterized in that the shaft has a bulkhead between its ends and the holders are arranged above the bulkhead.
  22. Fundament nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überlaufleitung im Schaft angeordnet ist, deren oberes Ende unterhalb des Schotts und deren unteres Ende oberhalb der Oberseite des Basisteils über die Wandung des Schafts nach außen geführt ist.Foundation according to claim 21, characterized in that an overflow pipe is arranged in the shaft, whose upper end is guided below the bulkhead and the lower end above the upper side of the base part via the wall of the shaft to the outside.
  23. Fundament nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Spülleitungen im Schaft von den Saugpumpen zum Inneren des Schafts und zu den Kammern des Basisteils geführt sind.Foundation according to one of claims 20 to 22, characterized in that flushing lines are guided in the shaft of the suction pumps to the interior of the shaft and to the chambers of the base part.
  24. Fundament nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Saugköpfe der Saugleitungen im Bereich der Sohle des Basisteils innerhalb des Umfangs des Schafts angeordnet sind.Foundation according to one of claims 20 to 23, characterized in that suction heads of the suction lines are arranged in the region of the sole of the base part within the circumference of the shaft.
  25. Fundament nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass radiale Druckleitungen mit Öffnungen versenkt in der Sohle des Basisteils angeordnet sind.Foundation according to one of claims 20 to 24, characterized in that radial pressure lines are sunk with openings in the sole of the base part.
  26. Fundament nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der Druckleitungen im Schaft eine Verteilanordnung vorgesehen ist, mit der die radialen Druckleitungen verbunden sind.Foundation according to claim 25, characterized in that at the lower end of the pressure lines in the shaft, a distribution arrangement is provided, with which the radial pressure lines are connected.
  27. Fundament nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass Abzweig-Druckleitungen mit den radialen Druckleitungen verbunden sind.Foundation according to claim 25 or 26, characterized in that branch-pressure lines are connected to the radial pressure lines.
  28. Fundament nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil annähernd flachzylindrisch ist, wobei seine Oberseite nach außen ein Gefälle aufweist und im Basisteil mehrere sektorartige Kammern vorgesehen sind.Foundation according to one of claims 20 to 27, characterized in that the base part is approximately flat cylindrical, wherein its upper side has a downward slope and in the base part a plurality of sector-like chambers are provided.
  29. Fundament nach Anspruch 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass nahe dem Schaft Öffnungen in der Decke der Kammern vorgesehen sind zum Fluten und Entlüften beim Absenken des Fundaments auf den Meeresboden und zum Ablaufen von Spülwasser beim Füllen der Kammern mit Sand.Foundation according to claim 20 to 28, characterized in that near the shaft openings in the ceiling of the chambers are provided for flooding and venting when lowering the foundation on the seabed and drainage of flushing water when filling the chambers with sand.
  30. Fundament nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil am Außenrand der Sohle eine nach unten ragende ringförmige Schürze aufweist.Foundation according to one of claims 20 to 29, characterized in that the base part at the outer edge of the sole has a downwardly projecting annular skirt.
  31. Fundament nach Anspruch 25 und 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitungen bis in die Sohle geführt sind mit nach innen weisenden Austrittsöffnungen.Foundation according to claim 25 and 30, characterized in that the pressure lines are guided into the sole with inwardly pointing outlet openings.
  32. Fundament nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass mittels radial nach unten weisender Stege der Sohle einzelne Sektoren gebildet sind, die über die Druckleitungen separat unter Unterdruck setzbar sind.Foundation according to claim 31, characterized in that by means of radially downwardly pointing webs of the sole individual sectors are formed, which can be placed separately under negative pressure via the pressure lines.
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