EP2423390A1 - Schwenkmodul zum Einsatz beim Erstellen eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks - Google Patents

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EP2423390A1
EP2423390A1 EP20110008987 EP11008987A EP2423390A1 EP 2423390 A1 EP2423390 A1 EP 2423390A1 EP 20110008987 EP20110008987 EP 20110008987 EP 11008987 A EP11008987 A EP 11008987A EP 2423390 A1 EP2423390 A1 EP 2423390A1
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EP
European Patent Office
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pile
module
pivoting
pivot
retaining ring
Prior art date
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EP20110008987
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Marc Dr. Peters
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Herrenknecht AG
Original Assignee
Herrenknecht AG
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    • E02D7/20—Placing by pressure or pulling power
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D7/26—Placing by using several means simultaneously
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/28—Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes

Definitions

  • the invention relates to a swivel module for use in creating an underwater foundation of a building.
  • so-called jackup rigs are provided at monopiles at the construction site, the working plane of which is provided with a slewing mechanism.
  • the pole In this swinging the pole is clamped, deflected from the horizontal to the vertical and lowered by opening the clamps on the seabed.
  • the pile is then driven into the ground by means of pile driving.
  • a disadvantage of this foundation process is the dependence on the local geology. If the soil is provided with constituents which prove to be non-rammable, for example by solid rock or by the presence of loam layers in which the friction increases too much or the presence of boulders or the like, this process can not be used.
  • a further disadvantage of this method, especially in ecologically sensitive areas, is that high noise emissions emanate from this method.
  • JP 60-144417 discloses a pivoting device for monopiles.
  • the pivoting device has two holding clamps, in which the monopile is used.
  • the pivoting is hydraulic.
  • the lowering is done only by gravity.
  • the invention is therefore based on the object of providing pivoting module that is used in a method and a device with which it is possible to erect foundations from single piles in geologically difficult conditions. These should simultaneously be usable in ecologically sensitive areas.
  • Such a method provides that the pile is clamped in a swivel module, that the pile is erected by pivoting the swivel module until the desired propulsion direction is achieved in the ground with respect to the horizontal, that the stake deposited on the bottom of the water and until reaching a limit value of the feed force, it is moved into the bottom of a sinking device installed in the pile and lowered on the ground, that the rock is released below the pile and the pile is lowered until a final depth is reached.
  • the base element is a jack-up, a pontoon and / or a ship. This makes it possible, depending on the body of water, to provide a suitable basis for carrying out the method.
  • Another teaching here provides that the swivel module is locked after reaching the desired inclination. As a result, a higher accuracy is achieved.
  • the pile is designed as a cylinder or cuboid. These shapes are advantageous in terms of foundation construction and placement of the pile in the ground. Furthermore, it is provided that the pile has an inner diameter from 4 m and greater, with diameters of 11 m or more can be built.
  • a further teaching here provides that the feed force is generated via at least one feed element arranged on the swivel module, preferably a hydraulic cylinder.
  • the necessary feed force can be provided directly on the pile in conjunction with the swivel module and an additional feed device, such as the piling device, can be omitted.
  • At least one winch for raising and lowering the Abteufvorraum is provided so that a direct driving the winch with respect to the position within the pile is possible.
  • the winch is provided directly above the pile, particularly preferably on a platform at the upper end of the pile, so that no additional installations on the base support are necessary.
  • Another teaching here provides that the interior of the pile is filled with water to prevent breakage of the bottom, and that the water level in the pile has the height of the water level of the water body or higher than this. As a result of this measure, it is possible, in particular in the case of variable soils, to prevent the sole from sinking or breaking in below the pile and thus impairing the progress of the excavation.
  • Another teaching provides that a resulting overcut is filled after drilling. This will provide an optimal anchoring (if the Overcut after lowering the pile on the outside of the pile has continued to exist).
  • Another teaching here provides that the sinking with the Abteufvorraum is carried out fully automatically or unmanned.
  • offer vertical shaft drilling machines which operate preferably in partial or full-scale operation and are provided with drilling devices in which, depending on the geology, the mining tools such as chisel or paring knife replace and adapt to the given conditions.
  • Such a device provides that it is provided with a base element as a module carrier, wherein the base element, a pivot module is arranged with which the post can be pivoted, wherein the swivel module is a feed module for lowering the pile is provided and a lock for locking the Swivel module is provided. Furthermore, a Abteufmodul which is disposed within the pile and at least one lifting module for lowering / raising the Abteufmoduls provided in the pile.
  • the base element as a module carrier is a lifting island, a pontoon and / or a ship.
  • the pile is designed as a cylinder or cuboid and that the inner diameter of the pile has 4 m or more, with diameters of 11 m or more are technically feasible.
  • a feed element is arranged on the swivel module, which is preferably a hydraulic cylinder, whereby it is possible controlled to release the pile in the swivel module and press it into the ground, provided that the feed force generated thereby does not exceed certain parameters.
  • the accumulating loose rock inside the pile is discharged by means of excavators and flushing pumps.
  • the Abteufvoretti is preferably provided on a platform, particularly preferably directly in the upper end of the pile, at least one winch.
  • the Abteufvortechnische is a partial or full-sectional device, which is particularly preferably designed as a shaft boring machine. This is preferably fully automatic or unmanned designed during the Abteufvorgangs. Depending on the geology, the tools for loosening the rock are adjusted using chisels or paring knives.
  • the Abteufvorraum has at least one locking against the inner wall of the pile, and that the Abteufvortechnisch relative to the lock with the Abteuftechnikmaschine and / or can move to the sole. As a result, the set-up of the Abteufvortechnisch be reduced during the Abteufvorgangs.
  • a pivoting device for pivoting a pile in the creation of an underwater foundation, with a support element, which is arranged on a base element of the erection device, with a pivot body which is connected via a pivot bearing and at least one feed element to the support element, wherein on the pivot body, a guide element for the pile and a retaining ring are provided with at least one holding ring arranged on the holding element for locking the stake, and with a second retaining ring, at least with a holding element for locking the pile is provided with the pivoting device via at least one Feed element is movably connected with respect to this.
  • the pivoting device which is provided with a feed element, and by the holding elements on two different sections of the pivoting device, it becomes possible to control the lowering of the pile with respect to the pivoting device and at the same time, depending on the existing geology, an advance of the pile into the ground cause noise emissions by ramming and the like omitted.
  • the advancing elements are hydraulic cylinders.
  • the bracing of the retaining rings can also be provided by hydraulic cylinders, whereby an adaptation to different diameters can be achieved.
  • the base element is preferably a jack-up platform, a pontoon and / or a ship.
  • the holding elements which are preferably provided within the retaining rings, are preferably hydraulically driven.
  • first and second retaining ring are arranged directly above each other parallel to each other and are directly connected to each other via the feed element. Furthermore, it is advantageous that at the upper end of the pivoting device, a guide ring is provided, and / or that guide and retaining rings have the same cross-sections as the pile. Particularly preferably, the pivoting device is used in the method according to the invention and in the device according to the invention.
  • Fig. 1 shows a device according to the invention.
  • a swivel module 13 On a working platform 11, which is connected via support posts 12 to the seabed 8, a swivel module 13 is arranged.
  • the swivel module 13 consists of a carrier element 14 which has a pivot bearing 52.
  • the support member 14 is connected to a pivot member 15.
  • the carrier element 14 with the pivoting element 15 via a pivoting cylinder 16 connected, which allows pivoting of the pivot member 15 with a pivot module 13 arranged in the pile 6 from the horizontal to the vertical.
  • the orientation of the pile 6 is vertical. An incidence of the pile 6 relative to the horizontal is also possible. If the desired installation angle with respect to the horizontal is reached, the pivoting element 15 is fixed to the carrier element 14 via a lock 22.
  • a guide ring 17 is arranged at the upper end. Through the guide ring 17 through the pile 6 is inserted into the pivot module 13. Furthermore, a first retaining ring 18 is provided on the pivoting element 15, which is also connected via a diagonal traverse 21 with the pivoting element 15 for stabilization purposes. In the retaining ring 18 holding elements (not shown) are arranged, which allow a fixation of the pile 6 relative to the retaining ring 18. Below the first retaining ring 18, a second retaining ring 19 is provided, which is connected via thrust cylinder 23 with the first retaining ring 18. Within the second retaining ring 19 also holding elements 20 are provided, which are hydraulically driven and produce a holding connection with the pile 6 in hydraulic loading.
  • the holding elements in the first holding ring 18 are released while the holding elements 20 remain fixed in the second holding ring 19. Subsequently, the thrust cylinder 23 is acted upon hydraulically and it is a corresponding feed force in the mounting direction of the pivot module 13 away on the post 6 and this is advanced or pressed into the ground.
  • the holding elements are locked in the first retaining ring 18 and the holding elements 20 dissolved in the second retaining ring 19 and the thrust cylinder 23 retracted again, whereby the second retaining ring 19 is moved back to the first retaining ring 18.
  • the resulting thrust is monitored, so that the pile 6 is not excessively inserted into the bottom 9 to avoid damage to the pile. It is possible to simultaneously lower the pile 6 via the pivot module 13 by the push cylinder 23, while a pole 6 arranged in the Abteufvorides 24 the bottom 9 of a sole 43, which is located below the pile 6, drilled.
  • the retaining rings 18, 19 have locking cylinders 47 (see Fig. 3 ), over which a certain diameter adjustment with respect to the pile 6 and, alternatively, a certain pressing of the retaining ring on the pile 6 as an alternative retaining element is possible.
  • Fig. 2 shows a Abteufvortechnisch invention 24.
  • the Abteufvorraum 24 is connected via winches 25 which are located on platforms 26 which are arranged at the upper end of the pile 6, movably connected to the other device.
  • the winches 25 have a winch hook 39, which engages in corresponding winch stops 38 at the top of the Abteufvorraum 24.
  • the sinking device 24 has at its upper end a power connection 40, via which a supply line 41 is connected to the sinking device 24.
  • the supply line 41 is connected to a supply winch 42.
  • the energy supply of the sinking device 24 is provided via the supply line. Furthermore, a discharge of the dissolved rock is also possible via this line.
  • the Abteufvorraum 24 has a Abteufwork 27 and a locking unit 34, which are each arranged on a base body.
  • the Abteufech 27 has a telescopic arm 28, at the end of which is a roller 29 with the removal tools 30 disposed thereon.
  • the removal tools 30 may be chisels or paring knives, with this arrangement of the respective tools 30 being selected as a function of the types of rock to be loosened.
  • the telescopic arm 28 has a telescopic cylinder 33, through which the roller 29 can be moved in the telescopic direction 51.
  • the dismantling unit 27 on a slewing 31. Between slewing gear 31 and 28 degradation arm at least one pivot cylinder 32 is provided, which is extendable in the pivoting direction 50 and thus also allows movement of the roller 29.
  • the slewing gear 31 allows pivoting of the roller 29 in the direction of rotation 48.
  • the removal device 24 has a locking unit 34, which in the present case consists of four arms 35 at the respective end of which a wall connection 36 with holding elements 37 is provided.
  • the holding elements engage in the inner wall of the pile 6.
  • the interior of the pile 6 is filled with water.
  • the fill level corresponds to either the water level 7 or the water level in the pile 44.
  • Any overcut 45 that may be created when cutting free the sole area to lower the pile 6 must be backfilled after completion of the lowering of the pile 6 to its final depth unless the pending rock overcuts 45 closes automatically.
  • the energy supply units 46 and accommodations for the crews, etc., auxiliary drives, main drives are also provided with a possible treatment of a drilling fluid to be used, for example, due to the risk of breakage.
  • a lifting platform with a working platform 11 and retractable support posts 12 is equipped with a pivoting device 13 and the corresponding supply units 46. Furthermore, a pile 6 in the horizontal already arranged in the pivoting device 13. Furthermore, a sinker 24, which is a vertical shaft boring machine, and the associated winches and drive units are arranged on the jack. If further transport capacities in the sense of further piles 6 are necessary, they can be brought to the jack-up platform mounted at the installation site via a barge or the like. After erecting and anchoring the lifting platform, the pile 6 is inserted into the pivoting module 13 and connected thereto.
  • the pivot module 13 is erected with the pile 6 about the pivot point 52 by the pivot cylinder 16 in the vertical position, the Lock 22 mounted, the pile 6 lowered with the push cylinder 23 and the holding elements 20 in the first retaining ring 18 and second retaining ring 19 on the seabed 8 and positioned at the direction of the pile 8.
  • the proportion of rock located in the pile interior is removed from the pile 6, for example by an excavator, and either temporarily stored on site or brought ashore for landfill.
  • the overcut 45 is pressed and, if necessary, the interior of the pile 6 is filled with the dissolved rock or other materials such as concrete. Furthermore, the pivot module 13 is released from the pile 6 and in turn guided back into the horizontal. Subsequently, the Preparatory work for the construction of the structure on the foundation thus created.
  • Embodiment 1 is a method for creating an underwater foundation of a structure in which a base element is provided as a module carrier at the erection site and pile is provided, which forms the foundation to be created or is part of the foundation, wherein the pile is designed as a hollow body, characterized that the pile is clamped in a swivel module, that the pile is erected by pivoting the swivel module until the desired propulsion direction is achieved in the ground with respect to the horizontal, that the pile is lowered to the bottom of the water body and until reaching a limit value pushing a feed force into the ground, installing a sinker in the pile and lowering it to the ground, releasing the rock below the pile, and lowering the pile until a final depth is reached.
  • Embodiment 2 is a method according to embodiment 1, characterized in that the base element is a jack-up, a pontoon and / or a ship.
  • Embodiment 3 is a method according to embodiment 1 or 2, characterized in that the pile is designed as a cylinder or cuboid.
  • Embodiment 4 is a method according to one of the embodiments 1 to 3, characterized in that the pile has an inner diameter from 4 m.
  • Embodiment 5 is a method according to one of the embodiments 1 to 4, characterized in that the feed force over at least one arranged on the pivot module feed element, preferably a hydraulic cylinder, is generated.
  • Embodiment 6 is a method according to one of the embodiments 1 to 5, characterized in that at least one winch for raising and lowering the Abteufvorraum is provided.
  • Embodiment 7 is a method according to one of the embodiments 1 to 6, characterized in that the interior of the pile is filled to prevent ground breaking with water and that the water level in the pile has the height of the water level of the water body or higher.
  • Embodiment 8 is a method according to one of the embodiments 1 to 7, characterized in that an overcut resulting from the cutting out of the rock is filled after the sinking.
  • Embodiment 9 is a method according to one of the embodiments 1 to 8, characterized in that the sinking with the Abteufvorraum is carried out fully automatically or unmanned.
  • Embodiment 10 is a method according to one of the embodiments 1 to 9, characterized in that it is the Abteufvorides to a partial cutting device or a full-sectional device.
  • Embodiment 11 is a method according to one of the embodiments 1 to 10, characterized in that are used to release the rock chisel or paring knife.
  • Embodiment 12 is a device for creating an underwater foundation of a building with a base element as a module carrier, arranged on the base element pivoting module for pivoting a pile, wherein on the pivot module a feed module for lowering the pile is provided with a lock for locking the pivot module and a Abteufvorraum which is disposed within the pile and at least one lifting module for raising / lowering the Abteufvorraum is provided in the pile.
  • Embodiment 13 is a device according to exemplary embodiment 12, characterized in that the base element is a lifting island, a pontoon and / or a ship.
  • Embodiment 14 is a device according to embodiment 12 or 13, characterized in that the pile is designed as a cylinder or cuboid.
  • Embodiment 15 is a device according to one of the embodiments 12 to 14, characterized in that the pile has an inner diameter from 4 m.
  • Embodiment 16 is a device according to one of the embodiments 12 to 15, characterized in that a feed element is arranged on the swivel module, preferably a hydraulic cylinder, by which the feed force for the pile is generated.
  • Embodiment 17 is a device according to one of the embodiments 12 to 16, characterized in that at least one winch for raising and lowering the Abteufvorraum is provided.
  • Embodiment 18 is a device according to one of the embodiments 12 to 17, characterized in that the Abteufvoriques is designed so that the Abteufvorgang is fully automatic or unmanned feasible.
  • Embodiment 19 is a device according to one of the embodiments 12 to 18, characterized in that it is in the Abteufvorides to a partial cutting machine or a full-cut machine.
  • Embodiment 20 is a device according to one of the embodiments 12 to 19, characterized in that are provided as a tool for releasing the rock chisel and / or paring knife.
  • Embodiment 21 is a device according to one of the embodiments 12 to 20, characterized in that the Abteufvoriques has at least one locking against the inner wall of the pile and that the Abteufvorides relative to the locking with the Abteuftechnikmaschine and / or in total to the sole is movable.
  • Embodiment 22 is a method according to one of the embodiments 1 to 11, characterized in that that the building is a wind turbine and / or a bridge.
  • Embodiment 23 is a method according to one of the preceding embodiments, characterized in that the pivot module is locked after reaching the desired inclination.
  • Embodiment 24 is a method according to one of the embodiments 1 to 11, characterized in that it is the pivoting module is a subsequent pivoting device.
  • Embodiment 25 is a device according to one of the embodiments 12 to 20, characterized in that it is the pivot module is a subsequent pivoting device.
  • Embodiment 25 is a pivoting device for pivoting a pile in the construction of an underwater foundation of a structure with a support element, which is arranged on a base element of the erection device, with a pivot body which is connected via a pivot bearing and at least one feed element to the support element, wherein on the pivot body a guide element for the pile and a retaining ring with at least one holding element arranged on the retaining ring for locking the pile are provided and with a second retaining ring which is provided with at least one holding element for locking the pile, which is connected to the pivoting device via at least one feed element for generating a feed force movable with respect to the pivoting device ,
  • Embodiment 26 is a pivoting device according to embodiment 25, characterized in that the advancing element is a hydraulic cylinder.
  • Embodiment 27 is a pivoting device according to embodiment 25 or 26, characterized in that the base element is a jack-up, a pontoon and / or a ship.
  • Embodiment 28 is a pivoting device according to one of the embodiments 25 to 27, characterized in that the holding element is hydraulically driven.
  • Embodiment 29 is a pivoting device according to one of the embodiments 25 to 28, characterized in that the first retaining ring and the second retaining ring are arranged directly above one another and are connected to at least one feed element.
  • Embodiment 30 is a pivoting device according to one of the embodiments 25 to 29, characterized in that the guide and retaining rings have the same cross-sectional shape as the pile.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwenkmodul zum Einsatz beim Erstellen eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Erstellen eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks, bei dem ein Basiselement als Modulträger (11) am Errichtungsort vorgesehen wird und ein Pfahl (6) bereitgestellt wird, der das zu erstellende Fundament bildet oder Bestandteil des Fundaments ist, wobei der Pfahl (6) als Hohlkörper ausgeführt ist. Aufgabe der Erfindung ist ein Erstellen des Fundaments in geologisch schwierigen Bedingungen zu ermöglichen und gleichzeitig Schallemissionen in sensitiven Bereichen zu reduzieren. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das Schwenkmodul auf einem Basiselement einer Errichtungsvorrichtung anordbar ist, mit einem Schwenkkörper, der über ein Drehlager und wenigstens ein Vorschubelement mit dem Trägerelement verbunden ist, wobei am Schwenkkörper ein Führungselement für den Pfahl und ein Haltering mit wenigstens einem am Haltering angeordneten Halteelement zum Arretieren des Pfahls vorgesehen sind und mit einem zweiten Haltering, der mit wenigstens einem Halteelement zum Arretieren des Pfahls versehen ist, und der mit dem Schwenkkörper über wenigstens ein Vorschubelement zur Erzeugung einer Vorschubkraft beweglich im Bezug auf den Schwenkkörper verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schwenkmodul zum Einsatz beim Erstellen eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks.
  • Bei der Errichtung von Bauwerken, die ihre Fundamente auf Boden stützen, der sich unter Wasser befindet, werden diese Fundamente auf unterschiedliche Weise hergestellt, wobei sich bei einteiligen Fundamenten die Verwendung sogenannter Monopiles, also Einzelpfähle, durchgesetzt haben. Eine Alternative dazu ist das sogenannte Jacket, bei dem es sich um einen pyramidalen Baukörper handelt, der mehrere Gründungspunkte aufweist. Bei solchen Bauwerken handelt es sich beispielsweise um Windkraftanlagen oder um Brückenbauwerke.
  • Gemäß dem Stand der Technik werden bei Monopiles am Errichtungsort beispielsweise sogenannte Jackup Rig vorgesehen, deren Arbeitsebene mit einem Schwenkwerk versehen ist. In dieses Schwenkwerk wird der Pfahl eingespannt, aus der Horizontalen in die Vertikale umgelenkt und durch Öffnen der Klemmen auf den Meeresgrund abgelassen. Anschließend wird der Pfahl mittels Rammwerk in den Boden getrieben.
  • Ein Nachteil dieses Gründungsverfahrens ist die Abhängigkeit von der lokalen Geologie. Ist der Boden mit Bestandteilen versehen, die sich als nicht rammbar erweisen, beispielsweise durch Festgestein oder durch das Vorhandensein von Lehmschichten in denen die Reibung zu stark zunimmt oder das Vorhandensein von Felsbrocken oder dergleichen, so lässt sich dieses Verfahren nicht einsetzen. Weiterhin nachteilig bei diesem Verfahren ist insbesondere in ökologisch sensitiven Bereichen, dass hohe Schallemissionen von diesem Verfahren ausgehen.
  • JP 60-144417 offenbart eine Schwenkvorrichtung für Monopiles. die Schwenkvorrichtung weist zwei Halteklemmen auf, in die der Monopile eingesetzt wird. Das Verschwenken erfolgt hydraulisch. Das Absenken erfolgt aber nur durch Schwerkraft.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde Schwenkmodul bereitzustellen, dass bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Einsatz kommt, mit denen sich in geologisch schwierigen Bedingungen Fundamente aus Einzelpfählen errichten lassen. Diese sollen gleichzeitig auch in ökologisch sensitiven Bereichen einsetzbar sein.
  • Ein solches Verfahrens sieht dabei vor, dass der Pfahl in ein Schwenkmodul eingespannt wird, dass der Pfahl durch Verschwenken des Schwenkmoduls aufgerichtet wird, bis die gewünschte Vortriebsrichtung in den Boden im Bezug auf die Horizontale erreicht wird, dass der Pfahl auf den Grund des Gewässers abgesetzt wird und bis zum Erreichen eines Grenzwertes der Vorschubkraft in den Grund hingerückt wird, dass eine Abteufvorrichtung im Pfahl installiert wird und auf dem Grund abgesenkt wird, dass das Gestein unterhalb des Pfahls gelöst wird und der Pfahl abgesenkt wird, bis eine Endteufe erreicht ist.
  • Durch das Vorsehen einer Abteufvorrichtung, die auf die jeweiligen Bodenbedingungen anpassbar ist, wird es möglich, Hohlpfähle als Fundamente in nicht rammbaren Böden einzusetzen. Gleichzeitig entfällt durch das aktive Absenken des Pfahls und das Lösen des Gesteins durch die Abteufvorrichtung die durch das Rammen entstehende Lärmbelästigung für die Umwelt.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass das Basiselement eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff ist. Hierdurch ist es möglich in Abhängigkeit des Gewässers eine geeignete Basis für die Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass das Schwenkmodul nach Erreichen der gewünschten Neigung arretiert wird. Hierdurch wird eine höhere Genauigkeit erreicht.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass der Pfahl als ein Zylinder oder Quader ausgeführt ist. Diese Formen sind hinsichtlich der Errichtung des Fundaments und dem Einbringen des Pfahls in den Boden vorteilhaft. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Pfahl einen Innendurchmesser ab 4 m und größer aufweist, wobei Durchmesser von 11 m oder mehr errichtbar sind.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass die Vorschubkraft über wenigstens ein am Schwenkmodul angeordnetes Vorschubelement, bevorzugt ein Hydraulikzylinder, erzeugt wird. Hierdurch kann auf einfache und direkte Weise die notwendige Vorschubskraft direkt am Pfahl in Verbindung mit dem Schwenkmodul vorgesehen werden und eine zusätzliche Vorschubsvorrichtung, wie sie beispielsweise das Rammgerät darstellt, kann entfallen.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass wenigstens eine Winde zum Heben und Senken der Abteufvorrichtung vorgesehen wird, sodass ein direktes Ansteuern der Winde hinsichtlich der Position innerhalb des Pfahls möglich ist. Besonders bevorzugt wird die Winde direkt oberhalb des Pfahls, besonders bevorzugt auf einer Plattform am oberen Ende des Pfahls, vorgesehen, sodass keine zusätzlichen Installationen auf dem Basisträger notwendig sind.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass das Innere des Pfahls zur Vermeidung von Grundbruch der Sohle mit Wasser gefüllt ist, und dass das Wasserspiegel im Pfahl die Höhe des Wasserspiegels des Gewässers aufweist oder höher als dieser ist. Durch diese Maßnahme kann insbesondere bei wechselhaften Böden das Hereinquellen oder Hereinbrechen der Sohle unterhalb des Pfahls und damit die Beeinträchtigung des Abbaufortschritts verhindert werden.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass ein entstehender Überschnitt nach Abteufen verfüllt wird. Hierdurch wird eine optimale Verankerung (sofern der Überschnitt nach Absenken des Pfahls auf der Außenseite des Pfahls weiterhin Bestand hat) erreicht.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass das Abteufen mit der Abteufvorrichtung vollautomatisch bzw. mannlos durchgeführt wird. Hierfür bieten sich vertikale Schachtbohrmaschinen an, die bevorzugt im Teil- oder Vollschnittbetrieb operieren und mit Bohrvorrichtungen versehen sind, bei denen sich in Abhängigkeit der Geologie die Abbauwerkzeuge wie beispielsweise Meißel oder Schälmesser auswechseln und an die gegebenen Bedingungen anpassen lassen.
  • Ein solche Vorrichtung sieht dabei vor, dass diese mit einem Basiselement als Modulträger versehen ist, wobei am Basiselement ein Schwenkmodul angeordnet ist, mit dem der Pfahl verschwenkt werden kann, wobei am Schwenkmodul ein Vorschubmodul zum Absenken des Pfahls vorgesehen ist und eine Arretierung zum Arretieren des Schwenkmoduls vorgesehen ist. Weiterhin sind ein Abteufmodul, das innerhalb des Pfahls angeordnet ist und wenigstens ein Hubmodul zum Senken/Anheben des Abteufmoduls im Pfahl vorgesehen. Durch eine solche Vorrichtung lässt sich auf einfache Weise eine Anpassung auf gegebene Geologien durchführen und die Umwelteinwirkungen die Schallemission und dergleichen reduzieren.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem Basiselement als Modulträger um eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff. Weiterhin ist vorteilhaft, dass der Pfahl als ein Zylinder oder Quader ausgeführt ist und dass der Innendurchmesser des Pfahls 4 m oder mehr aufweist, wobei Durchmesser von 11 m oder mehr technisch ausführbar sind. Weiterhin ist vorteilhaft, dass ein Vorschubelement am Schwenkmodul angeordnet ist, bei dem es sich bevorzugt um einen Hydraulikzylinder handelt, wodurch es möglich wird, kontrolliert den Pfahl im Schwenkmodul abzulassen und ihn in den Boden einzudrücken, sofern die dabei erzeugte Vorschubkraft bestimmte Parameter nicht übersteigt. Vorteilhafterweise wird das dabei anfallende im Inneren des Pfahls befindliche Lockergestein mittels Bagger und Spülpumpen ausgetragen. Zum Heben und Senken der Abteufvorrichtung ist bevorzugt auf einer Plattform, besonders bevorzugt direkt im oberen Endbereich des Pfahls, wenigstens eine Winde vorgesehen.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass die Abteufvorrichtung eine Teilschnitt-oder Vollschnittvorrichtung ist, die besonders bevorzugt als Schachtbohrmaschine ausgeführt ist. Bevorzugt ist diese dabei vollautomatisch bzw. mannlos während des Abteufvorgangs ausgelegt. In Abhängigkeit der Geologie werden die Werkzeuge zum Lösen des Gesteins angepasst, wobei Meißel oder Schälmesser verwendet werden.
  • Eine weitere Lehre dabei sieht vor, dass die Abteufvorrichtung wenigstens eine Arretierung gegenüber der Innenwand des Pfahls aufweist, und dass sich die Abteufvorrichtung gegenüber der Arretierung mit dem Abteufwerkzeug und/oder insgesamt zur Sohle hin bewegen kann. Hierdurch werden die Rüstzeiten der Abteufvorrichtung während des Abteufvorgangs reduziert.
  • Zur Lösung der erfinderischen Aufgabe ist eine Schwenkvorrichtung zum Verschwenken eines Pfahls bei der Erstellung eines Unterwasserfundaments vorgesehen, mit einem Trägerelement, das auf einem Basiselement der Errichtungsvorrichtung angeordnet ist, mit einem Schwenkkörper, der über ein Drehlager und wenigstens einem Vorschubelement mit dem Trägerelement verbunden ist, wobei am Schwenkkörper ein Führungselement für den Pfahl und ein Haltering mit wenigstens einem am Haltering angeordneten Haltelement zum Arretieren des Pfahls vorgesehen sind, und mit einem zweiten Haltering, damit wenigstens mit einem Halteelement zum Arretieren des Pfahls versehen ist, der mit die Schwenkvorrichtung über wenigstens ein Vorschubelement beweglich im Bezug auf diese verbunden ist.
  • Durch die Schwenkvorrichtung, die mit einem Vorschubelement versehen ist, und durch die Haltelemente an zwei verschiedenen Abschnitten der Schwenkvorrichtung wird es möglich, das Absenken des Pfahls im Bezug auf die Schwenkvorrichtung zu kontrollieren und gleichzeitig in Abhängigkeit der vorhandenen Geologie einen Vorschub des Pfahls in den Boden zu bewirken, wobei Lärmemissionen durch Rammen und dergleichen entfallen. Vorteilhaft bei der Schwenkvorrichtung ist, wenn es sich bei den Vorschubelemente um Hydraulikzylinder handelt. Auch das Verspannen der Halteringe kann durch Hydraulikzylinder vorgesehen werden, wobei dadurch eine Anpassung an verschiedene Durchmesser erreichbar ist. Bei dem Basiselement handelt es sich bevorzugt um eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff. Die Halteelemente, die bevorzugt innerhalb der Halteringe vorgesehen sind, sind bevorzugt hydraulisch angetrieben. Weiterhin ist vorteilhaft, dass der erste und zweite Haltering direkt übereinander parallel zueinander angeordnet sind und direkt über das Vorschubelement miteinander verbunden sind. Weiterhin ist vorteilhaft, dass am oberen Ende der Schwenkvorrichtung ein Führungsring vorgesehen ist, und/oder dass Führungs- und Halteringe die gleichen Querschnitte wie der Pfahl aufweisen. Besonders bevorzugt wird die Schwenkvorrichtung beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Fig. 2
    eine räumliche Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abteufvorrichtung, und
    Fig. 3
    eine dreidimensionale teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Auf einer Arbeitsplattform 11, die über Tragstützen 12 mit dem Meeresgrund 8 verbunden ist, ist ein Schwenkmodul 13 angeordnet. Das Schwenkmodul 13 besteht aus einem Trägerelement 14 das ein Drehlager 52 aufweist. Über das Drehlager 52 ist das Trägerelement 14 mit einem Schwenkelement 15 verbunden. Des Weiteren ist das Trägerelement 14 mit dem Schwenkelement 15 über einen Schwenkzylinder 16 verbunden, der ein Verschwenken des Schwenkelements 15 mit einem im Schwenkmodul 13 angeordneten Pfahl 6 aus der Horizontalen in die Vertikale ermöglicht. In Fig. 1 ist die Ausrichtung des Pfahls 6 vertikal. Ein Einfallen des Pfahls 6 gegenüber der Horizontalen ist ebenfalls möglich. Ist der gewünschten Aufstellwinkel gegenüber der Horizontalen erreicht, wird das Schwenkelement 15 mit dem Trägerelement 14 über eine Arretierung 22 fixiert.
  • Am Schwenkelement 15 ist ein Führungsring 17 am oberen Ende angeordnet. Durch den Führungsring 17 hindurch wird der Pfahl 6 in das Schwenkmodul 13 eingeführt. Des Weiteren ist am Schwenkelement 15 ein erster Haltering 18 vorgesehen, der zu Stabilisierungszwecken ebenfalls über eine Diagonaltraverse 21 mit dem Schwenkelement 15 verbunden ist. Im Haltering 18 sind Halteelemente (nicht dargestellt) angeordnet, die eine Fixierung des Pfahl 6 gegenüber dem Haltering 18 ermöglichen. Unterhalb des ersten Halterings 18 ist ein zweiter Haltering 19 vorgesehen, der über Schubzylinder 23 mit dem ersten Haltering 18 verbunden ist. Innerhalb des zweiten Halterings 19 sind ebenfalls Halteelemente 20 vorgesehen, die hydraulisch angetrieben werden und bei hydraulischer Beaufschlagung eine haltende Verbindung mit dem Pfahl 6 herstellen. Zum Absenken des Pfahls 6 durch das Schwenkmodul 13 hindurch werden die Halteelemente im ersten Haltering 18 gelöst während die Haltelemente 20 im zweiten Haltering 19 fixiert bleiben. Anschließend werden die Schubzylinder 23 hydraulisch beaufschlagt und es wird eine entsprechende Vorschubkraft in Montagerichtung vom Schwenkmodul 13 weg auf den Pfahl 6 erzeugt und dieser wird vorgeschoben bzw. in den Boden eingepresst.
  • Sind die Schubzylinder 23 vollständig ausgefahren, so werden die Halteelemente im ersten Haltering 18 arretiert und die Halteelemente 20 im zweiten Haltering 19 gelöst und die Schubzylinder 23 wieder eingefahren, wodurch der zweite Haltering 19 wieder auf den ersten Haltering 18 zubewegt wird. Beim Ausfahren der Schubzylinder 23 und damit beim Verpressen der Pfahls 6 wird die dabei entstehende Schubkraft überwacht, damit der Pfahl 6 nicht übermäßig in den Boden 9 eingeschoben wird um Beschädigungen des Pfahls zu vermeiden. Es ist möglich, gleichzeitig den Pfahl 6 über das Schwenkmodul 13 durch die Schubzylinder 23 abzusenken, während eine im Pfahl 6 angeordnete Abteufvorrichtung 24 den Boden 9 einer Sohle 43, die unterhalb des Pfahl 6 sich befindet, abbohrt. Die Halteringe 18, 19 weisen Arretierzylinder 47 (siehe Fig. 3) auf, über die eine gewisse Durchmesseranpassung im Bezug auf den Pfahl 6 und alternativ auch ein gewisses Anpressen des Halterings auf den Pfahl 6 als alternatives Halteelement möglich wird.
  • Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Abteufvorrichtung 24. Die Abteufvorrichtung 24 ist über Winden 25, die sich auf Plattformen 26 befinden, die am oberen Ende des Pfahls 6 angeordnet sind, mit der übrigen Vorrichtung beweglich verbunden. Die Winden 25 weisen einen Windenhaken 39 auf, der in entsprechende Windenanschläge 38 an der Oberseite der Abteufvorrichtung 24 eingreift. Über die Winden 25 kann die Abteufvorrichtung 24 in vertikaler Richtung innerhalb des Pfahls 6 angehoben oder abgesenkt werden. Die Abteufvorrichtung 24 weist an ihrem oberen Ende einen Energieanschluss 40 auf, über den eine Versorgungsleitung 41 mit der Abteufvorrichtung 24 verbunden ist. Die Versorgungsleitung 41 ist mit einer Versorgungswinde 42 verbunden. Über die Versorgungsleitung wird die Energieversorgung der Abteufvorrichtung 24 bereitgestellt. Weiterhin ist auch über diese Leitung eine Abförderung des gelösten Gesteins möglich.
  • Die Abteufvorrichtung 24 weist eine Abteufeinheit 27 und eine Arretiereinheit 34 auf, die jeweils an einem Grundkörper angeordnet sind. Die Abteufeinheit 27 weist einen Teleskoparm 28 auf, an dessen Ende sich eine Walze 29 mit den darauf angeordneten Abbauwerkzeugen 30 befindet. Bei den Abbauwerkzeugen 30 kann es sich um Meißel oder Schälmesser handeln, wobei diese Anordnung der jeweiligen Werkzeuge 30 in Abhängigkeit der zu lösenden Gesteinsarten ausgewählt werden. Der Teleskoparm 28 weist einen Teleskopzylinder 33 auf, durch den die Walze 29 in Teleskoprichtung 51 bewegt werden kann. Weiterhin weist die Abbaueinheit 27 ein Drehwerk 31 auf. Zwischen Drehwerk 31 und Abbauarm 28 ist wenigstens ein Schwenkzylinder 32 vorgesehen, der in Verschwenkrichtung 50 ausfahrbar ist und damit ebenfalls eine Bewegung der Walze 29 ermöglicht. Das Drehwerk 31 ermöglicht ein Verschwenken der Walze 29 in Rotationsrichtung 48.
  • Des Weiteren weist die Abbauvorrichtung 24 eine Arretiereinheit 34 auf, die vorliegend aus vier Armen 35 besteht an dessen jeweiligen Ende ein Wandanschluss 36 mit Halteelementen 37 vorgesehen ist. Die Halteelemente greifen in die Innenwand des Pfahls 6 ein. Zwischen Halteelement 37 und Wandanschluss 36 ist ein Absenken der Abbauvorrichtung 24 in Absenkrichtung 49 möglich, wodurch die Walze 29 ebenfalls gegen das Gestein bewegt werden kann.
  • Zur Vermeidung eines Grundbruchs der Sohle 43 ist der Innenraum des Pfahls 6 mit Wasser gefüllt. Die Füllhöhe entspricht dabei entweder dem Wasserspiegel 7 oder dem Wasserspiegel im Pfahl 44. Ein eventuell beim Freischneiden des Sohlenbereichs zur Absenkung des Pfahls 6 entstehende Überschnitt 45 muss nach Abschluss der Absenkung des Pfahls 6 auf seine Endtiefe wieder verfüllt werden sofern nicht das anstehende Gestein den Überschnitt 45 selbsttätig verschließt.
  • Auf der Arbeitsplattform 11 sind weiterhin die Energieversorgungseinheiten 46 und Unterkünfte für die Mannschaften etc., Hilfsantriebe, Hauptantriebe eine eventuelle Aufbereitung einer beispielsweise aufgrund von Sollbruchgefahr zu verwendenden Bohrspülung vorgesehen.
  • Das Verfahren erfolgt wie folgt: Eine Hubinsel mit einer Arbeitsplattform 11 und versenkbarer Tragstützen 12 wird mit einer Schwenkvorrichtung 13 und den entsprechenden Versorgungseinheiten 46 bestückt. Des Weiteren wird ein Pfahl 6 in der Horizontalen bereits in der Schwenkvorrichtung 13 angeordnet. Des Weiteren wird eine Abteufvorrichtung 24, bei der es sich um eine vertikale Schachtbohrmaschine handelt, und die dazugehörigen Winden und Antriebseinheiten auf der Hubinsel angeordnet. Sollten weitere Transportkapazitäten im Sinne von weiteren Pfählen 6 notwendig sein, können diese über eine Barge oder dergleichen zur am Aufstellort montierten Hubinsel gebracht werden. Nach dem Aufrichten und Verankern der Hubinsel wird der Pfahl 6 in das Schwenkmodul 13 eingelegt und mit diesem verbunden. Anschließend wird das Schwenkmodul 13 mit dem Pfahl 6 um den Drehpunkt 52 durch den Schwenkzylinder 16 in die vertikale Position aufgerichtet, die Arretierung 22 montiert, der Pfahl 6 mit dem Schubzylinder 23 und den Haltelementen 20 im ersten Haltering 18 und zweiten Haltering 19 auf den Meeresgrund 8 abgesenkt und an den Richtungsort des Pfahls 8 positioniert. Anschließend wird solange es die Geologie zulässt bzw. das Gestein des Meeresbodens es zulässt über die Vorschubzylinder 23 der Pfahl 6 in den Boden 9 eingepresst. Parallel wird der im Pfahlinneren befindliche Gesteinsanteil aus dem Pfahl 6 beispielsweise durch einen Bagger entfernt und entweder vor Ort zwischengelagert oder an Land gebracht zur Deponierung. Ein Zwischenlagern erfolgt dann, wenn mit diesem Material nach Absenken des Pfahls 6 auf seiner Endposition das Innere des Pfahls 6 wieder verfüllt werden soll. Während des Pressens des Pfahls 6 in den Boden 9 durch die Vorschubzylinder 23 wird die Vorschubkraft überwacht. Übersteigt die dabei auftretende Kraft einen Grenzwert wird der Pressvorgang abgeschlossen und der maschinelle Vortrieb durch die Abteufvorrichtung 24 wird eingeleitet. Dafür werden die Winden 25 auf den Plattformen 26 am oberen Ende des Pfahls 6 montiert und die Abteufvorrichtung 24 im Form einer Vertikalschachtbohrmaschine wird an die Winden 25 über die Windenhaken 39 angeschlossen. Des Weiteren wird die Versorgungsleitung 41 über den Energieanschluss 40 mit der Abteufvorrichtung 24 verbunden. Anschießend wird die vertikale Schachtbohrmaschine auf die Sohle 43 abgelassen und über die Rotation der Walze 29 mit den Meißeln 30 das Gestein 9 im Sohlenbereich 43 gelöst. Das gelöste Gestein wird aus dem Bohrbereich abgefördert und nach einer Separation ebenfalls gelagert oder an Land deponiert. Durch Verschwenken der Walze 29 in Rotationsrichtung 48, Teleskoprichtung 51 und Verschwenkrichtung 50 erfolgt der Abbau des Gesteins 9. Gleichzeitig wird die Abteufvorrichtung 24 in Absenkrichtung 49 abgesenkt. Ist die maximale Absenkung erreicht, so wird die Abteufvorrichtung 24 über den Wandanschluss 36 arretiert und das Halteelement 37 wieder in den Wandanschluss 36 eingefahren, sodass die Absenkung wieder von vorne beginnen kann. Nach Erreichen der Endtiefe des Pfahls 6 werden die Abteufvorrichtung 24 und die Winden 25 entfernt. Gleichzeitig wird sofern notwendig der Überschnitt 45 verpresst und sofern ebenfalls notwendig das Innere des Pfahls 6 mit dem gelösten Gestein oder anderen Materialien wie Beton verfüllt. Weiterhin wird das Schwenkmodul 13 vom Pfahl 6 gelöst und wiederum in die Horizontale zurück geführt. Anschließend können die Vorbereitungsmaßnahmen zur Errichtung des Bauwerks auf dem so erzeugten Fundament vorgenommen werden.
  • Weitere Ausführungsbeispiele:
  • Ausführungsbeispiel 1 ist ein Verfahren zum Erstellen eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks, bei dem ein Basiselement als Modulträger am Errichtungsort vorgesehen wird und Pfahl bereitgestellt wird, der das zu erstellende Fundament bildet oder Bestandteil des Fundaments ist, wobei der Pfahl als Hohlkörper ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfahl in ein Schwenkmodul eingespannt wird, dass der Pfahl durch Verschwenken des Schwenkmoduls aufgerichtet wird, bis die gewünschte Vortriebsrichtung in den Boden im Bezug auf die Horizontale erreicht wird, dass der Pfahl auf den Grund des Gewässers abgesenkt wird und bis zum Erreichen eines Grenzwertes einer Vorschubkraft in den Grund hineingedrückt wird, dass eine Abteufvorrichtung im Pfahl installiert wird und auf den Grund abgesenkt wird, dass das Gestein unterhalb des Pfahl gelöst wird und der Pfahl abgesenkt wird bis eine Endtiefe erreicht ist.
  • Ausführungsbeispiel 2 ist ein Verfahren nach Ausführungsbeispiel 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff ist.
  • Ausführungsbeispiel 3 ist ein Verfahren nach Ausführungsbeispiel 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfahl als Zylinder oder Quader ausgeführt ist.
  • Ausführungsbeispiel 4 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfahl einen Innendurchmesser ab 4 m aufweist.
  • Ausführungsbeispiel 5 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubkraft über wenigstens ein am Schwenkmodul angeordnetes Vorschubelement, bevorzugt ein Hydraulikzylinder, erzeugt wird.
  • Ausführungsbeispiel 6 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Winde zum Heben und Senken der Abteufvorrichtung vorgesehen wird.
  • Ausführungsbeispiel 7 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Pfahls zur Vermeidung von Grundbruch mit Wasser gefüllt ist und dass der Wasserspiegel im Pfahl die Höhe des Wasserspiegels des Gewässers aufweist oder höher als dieses ist.
  • Ausführungsbeispiel 8 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Herausschneiden des Gesteins entstehende Überschnitt nach dem Abteufen verfüllt wird.
  • Ausführungsbeispiel 9 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abteufen mit der Abteufvorrichtung vollautomatisch bzw. mannlos durchgeführt wird.
  • Ausführungsbeispiel 10 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Abteufvorrichtung um eine Teilschnittvorrichtung oder eine Vollschnittvorrichtung handelt.
  • Ausführungsbeispiel 11 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lösen des Gesteins Meißel oder Schälmesser verwendet werden.
  • Ausführungsbeispiel 12 ist eine Vorrichtung zum Erstellen eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks mit einem Basiselement als Modulträger, ein am Basiselement angeordneten Schwenkmodul für das Verschwenken eines Pfahls, wobei an dem Schwenkmodul ein Vorschubsmodul zum Absenken des Pfahls vorgesehen ist, mit einer Arretierung zum Arretieren des Schwenkmoduls und einer Abteufvorrichtung, die innerhalb des Pfahls angeordnet ist und wenigstens einem Hubmodul zum Anheben/Absenken der Abteufvorrichtung im Pfahl vorgesehen ist.
  • Ausführungsbeispiel 13 ist eine Vorrichtung nach Ausführungsbeispiel 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff ist.
  • Ausführungsbeispiel 14 ist eine Vorrichtung nach Ausführungsbeispiel 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfahl als ein Zylinder oder Quader ausgeführt ist.
  • Ausführungsbeispiel 15 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfahl einen Innendurchmesser ab 4 m aufweist.
  • Ausführungsbeispiel 16 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwenkmodul ein Vorschubelement angeordnet ist, bevorzugt ein Hydraulikzylinder, durch den die Vorschubkraft für den Pfahl erzeugt wird.
  • Ausführungsbeispiel 17 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Winde zum Heben und Senken der Abteufvorrichtung vorgesehen wird.
  • Ausführungsbeispiel 18 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteufvorrichtung so ausgeführt ist, dass der Abteufvorgang vollautomatisch bzw. mannlos durchführbar ist.
  • Ausführungsbeispiel 19 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Abteufvorrichtung um eine Teilschnittmaschine oder eine Vollschnittmaschine handelt.
  • Ausführungsbeispiel 20 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug zum Lösen des Gesteins Meißel und/oder Schälmesser vorgesehen sind.
  • Ausführungsbeispiel 21 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteufvorrichtung wenigstens eine Arretierung gegenüber der Innenwand des Pfahls aufweist und dass sich die Abteufvorrichtung gegenüber der Arretierung mit dem Abteufwerkzeug und/oder insgesamt zur Sohle hin bewegbar ist.
  • Ausführungsbeispiel 22 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dass es sich bei dem Bauwerk um eine Windkraftanlage und/oder eine Brücke handelt.
  • Ausführungsbeispiel 23 ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkmodul nach Erreichen der gewünschten Neigung arretiert wird.
  • Ausführungsbeispiel 24 ist ein Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schwenkmodul um eine nachfolgende Schwenkvorrichtung handelt.
  • Ausführungsbeispiel 25 ist eine Vorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schwenkmodul um eine nachfolgende Schwenkvorrichtung handelt.
  • Ausführungsbeispiele für die Schwenkvorichtung
  • Ausführungsbeispiel 25 ist eine Schwenkvorrichtung zum Verschwenken eines Pfahls bei der Erstellung eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks mit einem Trägerelement, dass auf einem Basiselement der Errichtungsvorrichtung angeordnet ist, mit einem Schwenkkörper, der über ein Drehlager und wenigstens ein Vorschubelement mit dem Trägerelement verbunden ist, wobei am Schwenkkörper ein Führungselement für den Pfahl und ein Haltering mit wenigstens einem am Haltering angeordneten Halteelement zum Arretieren des Pfahls vorgesehen sind und mit einem zweiten Haltering, der mit wenigstens einem Halteelement zum Arretieren des Pfahls versehen ist, der mit der Schwenkvorrichtung über wenigstens ein Vorschubelement zur Erzeugung einer Vorschubkraft beweglich im Bezug auf die Schwenkvorrichtung verbunden ist.
  • Ausführungsbeispiel 26 ist eine Schwenkvorrichtung nach Ausführungsbeispiel 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschubelement ein Hydraulikzylinder ist.
  • Ausführungsbeispiel 27 ist eine Schwenkvorrichtung nach Ausführungsbeispiel 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff ist.
  • Ausführungsbeispiel 28 ist eine Schwenkvorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement hydraulisch angetrieben ist.
  • Ausführungsbeispiel 29 ist eine Schwenkvorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Haltering und der zweite Haltering direkt übereinander angeordnet sind und mit wenigstens einem Vorschubelement verbunden sind.
  • Ausführungsbeispiel 30 ist eine Schwenkvorrichtung nach einem der Ausführungsbeispiele 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsund Halteringe die gleiche Querschnittsform wie der Pfahl aufweisen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 6
    Pfahl
    7
    Wasserspiegel
    8
    Meeresgrund
    9
    Boden
    10
    Vorrichtung
    11
    Arbeitsplattform
    12
    Tragstütze
    13
    Schwenkmodul
    14
    Trägerelement
    15
    Schwenkelement
    16
    Schwenkzylinder
    17
    Führungsring
    18
    erster Haltering
    19
    zweiter Haltering
    20
    Halteelement
    21
    Diagonaltraverse
    22
    Arretierung
    23
    Schubzylinder
    24
    Abteufvorrichtung
    25
    Winde
    26
    Plattform
    27
    Abbaueinheit
    28
    Teleskoparm
    29
    Walze
    30
    Meißel
    31
    Drehwerk
    32
    Schwenkzylinder
    33
    Teleskopzylinder
    34
    Arretiereinheit
    35
    Arm
    36
    Wandanschluss
    37
    Halteelement
    38
    Windenanschlag
    39
    Windenhaken
    40
    Energieanschluss
    41
    Versorgungsleitung
    42
    Versorgungswinde
    43
    Sohle
    44
    Wasserspiegel im Pfahl
    45
    Überschnitt
    46
    Energieeinheit
    47
    Arretierzylinder
    48
    Rotationsrichtung
    49
    Absenkrichtung
    50
    Schwenkrichtung
    51
    Teleskoprichtung
    52
    Drehlager

Claims (6)

  1. Schwenkmodul zum Verschwenken eines Pfahls bei der Erstellung eines Unterwasserfundaments eines Bauwerks mit einem Trägerelement, das auf einem Basiselement einer Errichtungsvorrichtung anordbar ist, mit einem Schwenkkörper, der über ein Drehlager und wenigstens ein Vorschubelement mit dem Trägerelement verbunden ist, wobei am Schwenkkörper ein Führungselement für den Pfahl und ein Haltering mit wenigstens einem am Haltering angeordneten Halteelement zum Arretieren des Pfahls vorgesehen sind und mit einem zweiten Haltering, der mit wenigstens einem Halteelement zum Arretieren des Pfahls versehen ist, und der mit dem Schwenkkörper über wenigstens ein Vorschubelement zur Erzeugung einer Vorschubkraft beweglich im Bezug auf den Schwenkkörper verbunden ist.
  2. Schwenkmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorschubelement ein Hydraulikzylinder ist.
  3. Schwenkmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement eine Hubinsel, ein Ponton und/oder ein Schiff ist.
  4. Schwenkmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement hydraulisch angetrieben ist.
  5. Schwenkmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Haltering und der zweite Haltering direkt übereinander angeordnet sind und mit wenigstens einem Vorschubelement verbunden sind.
  6. Schwenkmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs- und Halteringe die gleiche Querschnittsform wie der Pfahl aufweisen.
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