EP2698476B1 - Verfahren zur Gründung eines Offshore-Bauwerks sowie Fundament für ein Offshore-Bauwerk - Google Patents

Verfahren zur Gründung eines Offshore-Bauwerks sowie Fundament für ein Offshore-Bauwerk Download PDF

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EP2698476B1
EP2698476B1 EP13172594.7A EP13172594A EP2698476B1 EP 2698476 B1 EP2698476 B1 EP 2698476B1 EP 13172594 A EP13172594 A EP 13172594A EP 2698476 B1 EP2698476 B1 EP 2698476B1
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EP
European Patent Office
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foundation pile
foundation
filling
pile
sea bed
Prior art date
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EP13172594.7A
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English (en)
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EP2698476A1 (de
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Daniel Bartminn
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Innogy SE
Original Assignee
RWE Innogy GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2698476B1 publication Critical patent/EP2698476B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/0073—Details of sea bottom engaging footing

Definitions

  • the invention relates to a method for establishing an offshore structure with an anchoring structure and at least one foundation pile set in the seabed, wherein at least a part of the structure is fixed within the foundation pile under load transfer in the seabed and is poured within the foundation pile using a curable composition ,
  • the invention further relates to a foundation of an offshore structure having at least one anchoring structure with at least one foundation pile inserted into the seabed, wherein at least part of the structure is inserted under load transfer into the seabed in the foundation pile and this is shed.
  • a method and a foundation of the aforementioned type is for example from the WO 2011/010937 A1 or even the GB 2476051 A known.
  • the WO 2011/010937 A1 More specifically, it relates to a method of controlling the load transfer between a structure and a foundation pile during the potting of the structure in the foundation pile.
  • the in the WO 2011/010937 A1 described structure comprises a support leg, for example, a jacket foundation, which is cast in a foundation pile in the seabed.
  • the support leg includes a cuff attached to the support leg such that the support leg with a designated embedment length can dip into the foundation pile and the load of the structure is removed through the cuff into the foundation pile as long as the support leg within the foundation pile is not yet cast and as long as the potting compound is not yet cured.
  • An adjustment or fine adjustment of the integration length of the support leg via spacers, which are placed between the sleeve and the foundation pile.
  • Offshore foundations are often designed as pile foundations, with one or more foundation piles usually being driven into the seabed.
  • an anchorage structure for example in the form of a so-called jacket foundation is placed on this.
  • the jacket foundation will later accommodate a transition piece and a structure built on the transition piece.
  • the support legs of the structure may for example be provided with so-called pile sleeves, which are interspersed in the installation position of the foundation piles, alternatively, the support legs can be immersed in the foundation piles and cast with them.
  • jacket foundations or other anchoring structures comprise a plurality of support legs, so that in order to produce the foundation, several foundation piles are to be driven into the seabed. Due to geological inhomogeneities of the subsoil, it is not always possible to ram the foundation piles into the seabed with exactly the same depth of penetration. To be able to compensate for any height differences, for example, in the in the WO 2011/010937 A1 described method, between the provided on the support legs of the structure cuffs (brackets) and the circumferential end face of the foundation piles shims provided. The cuffs are used to remove the load of the structure into the foundation piles before the connection is potted and the hardenable potting compound discharges the load into the seabed.
  • the invention is therefore based on the object to improve a method of the type mentioned in this regard.
  • the invention is further based on the object to provide a foundation of the type mentioned, with which the aforementioned method is particularly easy to carry out.
  • the object underlying the invention is first achieved by a method for establishing an offshore structure with an anchoring structure and at least one set in the seabed foundation pile, wherein at least a portion of the structure is fixed within the foundation pile under load transfer into the seabed and within the foundation pile using a hardenable mass, the method being characterized in particular by providing the foundation pile with a load-bearing self-leveling filling up to a predetermined level before the structure is put in place, by applying the structure to the filling under load transfer into the seabed and / or or is deposited in the foundation pile and that the potting compound is introduced after discontinuation of the structure on the filling.
  • brackets collars, collars, Absetzkonsolen
  • brackets on the support legs of the structure completely waive and to accomplish a leveling over the adjustment of the level of a filling within the foundation piles or a single foundation pile so.
  • the support legs can simply be placed on the correspondingly leveled filling. This results in a load transfer on the filling of the foundation pile.
  • a self-compacting flowable concrete or Vergußharzschlämme is introduced into the foundation pile as a filling.
  • the concrete is so fluid that a self-leveling of the concrete occurs, without it being necessary to additionally compact the concrete with conventional vibratory compacting measures.
  • the inventive method is intended to ram one or more foundation piles as cylindrical steel pipes in the seabed. After ramming the foundation pile, it is drilled and / or rinsed and filled with a self-compacting, self-leveling, flowable concrete to a level that defines the depth of embedment or embedment length of the support leg of the structure to be used in the foundation pile. When introducing several foundation piles, these are expediently filled to the same level.
  • the support legs of the structure can be deposited on the hardened filling, so that initially takes place a load transfer on the filling in the seabed. This inevitably takes place a load transfer on the hardened filling and frictional and / or positive fit on the foundation pile in the seabed.
  • the structure is pre-fixed in the circumferential direction before casting within the foundation pile.
  • the level of filling within the foundation pile is selected depending on a planned embedment length of the structure within the foundation pile.
  • ribs or the like projections may be embedded so that the filling enters into a positive connection with the foundation pile and the load is carried out both on the filling and on the foundation pile in the seabed.
  • the structure is deposited on the filling with the interposition of an elastomeric material.
  • an elastomeric material on the filling can be used to compensate for slight differences in level after hardening of the filling.
  • an elastomeric material and spacers can be placed on the filling before the structure is discontinued.
  • the structure is fixed and / or centered within the foundation pile prior to casting by means of wedges in order to prevent relative movements between the foundation pile and the structure from occurring during hardening of the subsequently introduced casting compound which are, for example, wave-induced and / or wind-induced and would have the consequence that no adequate material bond is formed between the structure and the potting compound introduced.
  • the object underlying the invention is further achieved by a foundation of an offshore structure with at least one anchoring structure and with at least one inserted into the seabed Foundation pile, wherein at least part of the structure is inserted into and buried in the foundation pile under load transfer into the seabed, the foundation being characterized in that the part of the structure embedded in the foundation pile is intercepted exclusively within the foundation pile, that is, that the structure according to the invention is free of so-called brackets or similar means for load transfer on the front side of the foundation pile.
  • the structure has at least one support leg which stands on a concrete base within the foundation pile.
  • the foundation is designed as a jacket foundation, which has a plurality of support legs.
  • the support legs have no retaining clips, cuffs or brackets.
  • FIG. 1 is denoted by 1 a support leg 1 as part of an anchoring structure of an offshore structure.
  • the anchoring structure will hereinafter be referred to as structure.
  • This structure is designed for example as a so-called jacket foundation with a plurality of support legs 1, which receives a transition piece (transition piece) and a building erected thereon, for example in the form of a tower with a wind power generator.
  • the support leg 1 dives over a predetermined embedding length in a foundation pile 2, which is designed for example as a steel pipe and was rammed into the seabed 3. After ramming the foundation pile 2 this was drilled or rinsed, that is freed over an intended length of the sediment / rock penetrated into these.
  • a filling 4 in the form of a flowable self-compacting concrete, potting resin, sand or similar material is introduced into the foundation pile 2.
  • the foundation pile 2 is in the area where it receives the filling 4, provided with Scheer plugs 5, which extend radially inwardly into the foundation pile 2 and 4 in the filling.
  • the filling 4 is introduced to a level in the foundation pile 2, which was selected depending on a planned embedding length of the support leg 1 within the foundation pile 2.
  • the support leg can also be deposited in the ground in the pile and can be dispensed with the decay.
  • the jacket foundation as a structure may have a total of three support legs 1, which are each received by a foundation pile 2.
  • a filling 4 is then introduced according to the planned level of the foundation and the planned embedding length of the support legs 1.
  • the structure After curing of the filling 4, the structure is deposited so that the support leg 1 or in the case of multiple support legs all support legs is placed on the filling 4, such that the load of the structure on the filling 4 and the foundation pile 2 registered in the seabed 3 becomes.
  • the support leg 1 is formed, for example, columnar and on his Outside with shear ribs 6 provided.
  • the support leg 3 is expediently provided with a support leg 9, which, as shown in the FIGS. 3 and 4 can be seen, may consist of cross-shaped steel webs.
  • the wedges 10 can be connected via a corresponding device, which in FIG. 3 only hinted at, be suspended. These wedges 10 ensure that in the circumferential direction no relative movement between the support leg 1 and the foundation pile 2 can take place as long as the potting compound 8 is not yet cured and stable.
  • the securing by means of the wedges 10 takes place primarily to prevent relative movements induced by wave impact or wind load.
  • a position assurance during curing can be achieved and proven even without wedges. This requires a scheduled, tolerance-free storage.
  • In four-legged or multi-legged jackets can be a statically determined storage on three points achieve that scheduled only three support feet placed on the same level and the fourth (fifth ...) leg is not planned on the filling.
  • the leg opposite the free leg is filled or weighted accordingly, so that the overall center of gravity is within the three resting points.
  • the backfilling is chosen so that lifting forces occurring due to waves and / or wind loads are compensated.
  • the fourth "free" leg is relined by an elastomer to prevent tilting with temporarily occurring higher waves and / or wind loads. Lateral forces are removed by friction in the pile.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gründung eines Offshore-Bauwerks mit einer Verankerungsstruktur und wenigstens einem in den Meeresuntergrund gesetzten Gründungspfahl, wobei wenigstens ein Teil der Struktur innerhalb des Gründungspfahls unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund fixiert wird und innerhalb des Gründungspfahls unter Verwendung einer aushärtbaren Masse vergossen wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fundament eines Offshore-Bauwerks mit wenigstens einer Verankerungsstruktur mit wenigstens einem in den Meeresuntergrund eingesetzten Gründungspfahl, wobei wenigstens ein Teil der Struktur unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund in den Gründungspfahl eingesetzt ist und diesem vergossen ist.
  • Ein Verfahren sowie ein Fundament der zuvor genannten Art ist beispielsweise aus der WO 2011/010937 A1 oder auch der GB 2476051 A bekannt.
  • Die WO 2011/010937 A1 betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung des Lastabtrags zwischen einer Struktur und einem Gründungspfahl während des Vergießens der Struktur in dem Gründungspfahl.
  • Die in der WO 2011/010937 A1 beschriebene Struktur umfasst ein Stützbein beispielsweise eines Jacket-Fundaments, welches in einem Gründungspfahl in dem Meeresuntergrund vergossen wird. Das Stützbein umfasst eine Manschette, die so an dem Stützbein angebracht ist, dass das Stützbein mit einer vorgesehenen Einbettungslänge in den Gründungspfahl eintauchen kann und die Last der Struktur über die Manschette in den Gründungspfahl abgetragen wird, solange das Stützbein innerhalb des Gründungspfahls noch nicht vergossen ist und solange die Vergussmasse noch nicht ausgehärtet ist. Eine Einstellung beziehungsweise Feinjustage der Einbindungslänge des Stützbeins erfolgt über Distanzstücke, die zwischen der Manschette und dem Gründungspfahl platziert werden.
  • Offshore-Gründungen werden häufig als Pfahlgründungen ausgeführt, wobei in den Meeresuntergrund üblicherweise ein oder mehrere Gründungspfähle gerammt werden. Nachdem die Pfähle, die als Hohlpfähle ausgebildet sind, über die vorgesehene Länge in den Meeresuntergrund getrieben wurden, wird auf diese eine Verankerungsstruktur, beispielsweise in Form eines sogenannten Jacket-Fundaments aufgesetzt. Das Jacket-Fundament nimmt später ein Übergangsstück (transition piece) und ein auf dem Übergangsstück errichtetes Bauwerk auf. Die Stützbeine der Struktur können beispielsweise mit sogenannten pile sleeves versehen sein, die in der Einbaulage von den Gründungspfählen durchsetzt sind, alternativ können die Stützbeine in die Gründungspfähle eintauchen und mit diesen vergossen werden.
  • Üblicherweise umfassen Jacket-Fundamente oder andere Verankerungsstrukturen mehrere Stützbeine, so dass zur Herstellung der Gründung mehrere Gründungspfähle in den Meeresuntergrund zu treiben sind. Aufgrund von geologischen Inhomogeniäten des Meeresuntergrundes ist es nicht immer möglich, die Gründungspfähle mit exakt gleicher Eindringtiefe in den Meeresuntergrund zu rammen. Um etwaige Höhenunterschiede ausgleichen zu können, ist beispielsweise bei dem in der WO 2011/010937 A1 beschriebenen Verfahren vorgesehen, zwischen den an den Stützbeinen der Struktur vorgesehenen Manschetten (brackets) und der umlaufenden Stirnfläche der Gründungpfähle Distanzstücke (shims) vorzusehen. Über die Manschetten wird die Last der Struktur in die Gründungspfähle abgetragen, bevor die Verbindung vergossen wird und die aushärtbare Vergussmasse die Traglast in den Meeresuntergrund ableitet.
  • Die in der WO 2011/010937 beschriebene Maßnahme zum Ausgleich von Niveauunterschieden, die sich aufgrund einer unterschiedlichen Eintreibtiefe der Gründungspfähle in den Meeresuntergrund ergeben, sind dazu geeignet, nur geringfügige Niveauunterschiede auszugleichen, die sich z. B. auch nach Einbringen/Verwendung von Distanzstücken aus Messtoleranzen ergeben. Darüber hinaus ist das Abfangen der Struktur mittels Manschetten, wie im Stand der Technik bekannt, mit dem Nachteil behaftet, dass eine aufwendige feste Verlegung von Leitungen an dem betreffenden Stützbein der Struktur zum Einbringen von Vergussmasse in den Gründungspfahl erforderlich ist. Der Ringraum zwischen Stützbein und Gründungspfahl ist nämlich nach dem Absetzen der Struktur nicht mehr ohne weiteres zugänglich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art diesbezüglich zu verbessern.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Fundament der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem das zuvor erwähnte Verfahren besonders einfach durchführbar ist.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zunächst gelöst durch ein Verfahren zur Gründung eines Offshore-Bauwerks mit einer Verankerungsstruktur und wenigstens einem in den Meeresuntergrund gesetzten Gründungspfahl, wobei wenigstens ein Teil der Struktur innerhalb des Gründungspfahls unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund fixiert wird und innerhalb des Gründungspfahls unter Verwendung einer aushärtbaren Masse vergossen wird, wobei sich das Verfahren insbesondere dadurch auszeichnet, dass der Gründungspfahl vor dem Einsetzen der Struktur bis zu einem vorgegebenen Niveau mit einer tragfähigen selbstnivellierenden Füllung versehen wird, dass die Struktur auf der Füllung unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund und/oder in den Gründungpfahl abgesetzt wird und dass die Vergussmasse nach dem Absetzen der Struktur auf der Füllung eingebracht wird.
  • Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, auf sogenannte Brackets (Kragen, Manschetten, Absetzkonsolen) an den Stützbeinen der Struktur vollständig zu verzichten und einen Höhenausgleich über die Einstellung des Niveaus einer Füllung innerhalb der Gründungspfähle oder eines einzigen Gründungspfahls zu bewerkstelligen. Hierdurch kann gänzlich auf mechanische Einrichtungen an den Stützbeinen verzichtet werden. Die Stützbeine können einfach auf die entsprechend nivellierte Füllung aufgesetzt werden. Dabei erfolgt ein Lastabtrag über die Füllung des Gründungspfahls.
  • Eine solche Vorgehensweise ist hierdurch weiterhin mit dem Vorzug behaftet, dass es nicht erforderlich ist, an den Stützbeinen der Struktur Leitungen oder andere Einrichtungen zur Einbringung von Vergussmasse vorzusehen. Vielmehr ist der Ringraum zwischen Gründungspfahl und Stützbein auf der dem Meeresboden abgekehrten Seite offen, so dass eine Vergussmasse in den oberseitig offenen Ringraum eingebracht werden kann.
  • Zweckmäßigerweise wird als Füllung ein selbstverdichtender fließfähiger Beton oder eine Vergussharzschlämme in den Gründungspfahl eingebracht. Der Beton ist so fließfähig, dass sich eine Selbstnivellierung des Betons einstellt, ohne dass es erforderlich wäre, den Beton mit üblichen Rüttelverdichtungsmaßnahmen zusätzlich zu verdichten.
  • Unter Wasser aushärtbare, entsprechend fließfähige Betone sind grundsätzlich im Markt verfügbar. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aber auch mit herkömmlichen eingerüttelten eventuell bewehrten Unterwasserbetonen anwenden.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, einen oder mehrere Gründungspfähle als zylindrische Stahlrohre in den Meeresuntergrund zu rammen. Nach dem Rammen des Gründungspfahles wird dieser ausgebohrt und/oder ausgespült und mit einem selbstverdichtenden, selbstnivellierenden, fließfähigen Beton verfüllt, und zwar bis zu einem Niveau, welches die Einsetztiefe beziehungsweise Einbettungslänge des in dem Gründungspfahl einzusetzenden Stützbeins der Struktur definiert. Bei Einbringen von mehreren Gründungspfählen werden diese zweckmäßigerweise bis zum gleichen Niveau verfüllt.
  • Die Stützbeine der Struktur können auf die ausgehärtete Füllung abgesetzt werden, so dass zunächst ein Lastabtrag über die Füllung in den Meeresuntergrund erfolgt. Dabei erfolgt zwangsläufig auch ein Lastabtrag über die ausgehärtete Füllung und reibschlüssig und/oder formschlüssig über den Gründungspfahl in den Meeresuntergrund.
  • Bei einer besonders zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Struktur vor dem Vergießen innerhalb des Gründungspfahls in Umfangsrichtung vorfixiert wird.
  • Zweckmäßigerweise wird das Niveau der Füllung innerhalb des Gründungpfahls in Abhängigkeit von einer geplanten Einbettungslänge der Struktur innerhalb des Gründungspfahls gewählt.
  • In die Füllung können innerhalb des Gründungspfahls vorgesehene Scheerelemente in Form von Dübeln, Rippen oder dergleichen Vorsprüngen eingebettet sein, so dass die Füllung einen Formschluss mit dem Gründungspfahl eingeht und der Lastabtrag sowohl über die Füllung als auch über den Gründungspfahl in den Meeresuntergrund erfolgt.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Struktur unter Zwischenlage eines elastomerem Materials auf der Füllung abgesetzt wird. Bei einer Gründung mittels mehrerer Gründungspfählen kann ein elastomeres Material auf der Füllung dazu verwendet werden, geringfügige Niveauunterschiede nach Aushärtung der Füllung auszugleichen. Anstelle eines elastomeren Materials können auch Distanzstücke auf der Füllung abgelegt werden, bevor die Struktur abgesetzt wird.
  • Bei einer besonders zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Struktur innerhalb des Gründungspfahls vor dem Vergießen mittels Keilen fixiert und/oder zentriert wird, um zu verhindern, dass beim Aushärten der nachher eingebrachten Vergussmasse Relativbewegungen zwischen dem Gründungspfahl und der Struktur auftreten, die beispielsweise wellen- und/oder windinduziert sind und zur Folge hätten, dass kein hinreichender Stoffschluss zwischen der Struktur und der eingebrachten Vergussmasse gebildet wird.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Fundament eines Offshore-Bauwerks mit wenigstens einer Verankerungsstruktur und mit wenigstens einem in den Meeresuntergrund eingesetzten Gründungspfahl, wobei wenigstens ein Teil der Struktur unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund in den Gründungspfahl eingesetzt ist und in diesem Vergossen ist, wobei sich das Fundament dadurch auszeichnet, dass der in dem Gründungspfahl eingebettete Teil der Struktur ausschließlich innerhalb des Gründungpfahls abgefangen ist, das heißt, dass die Struktur gemäß der Erfindung frei von sogenannten Brackets oder ähnlichen Mitteln zur Lastabtragung über die Stirnseite des Gründungspfahls ist.
  • Bei einer zweckmäßigen Variante des Fundaments gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Struktur wenigstens ein Stützbein aufweist, das innerhalb des Gründungspfahls auf einem Betonsockel steht.
  • Zweckmäßigerweise ist das Fundament als Jacket-Fundament ausgebildet, welches mehrere Stützbeine aufweist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stützbeine keine Halteklammern, Manschetten oder Brackets aufweisen.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    einen Teilschnitt durch eine in einen Gründungspfahl eingesetzte Struktur eines Fundaments gemäß der Erfindung,
    Figur 2:
    eine der Figur 1 entsprechende Ansicht, wobei das Stützbein der Struktur mit Keilen innerhalb des Gründungspfahls vorläufig fixiert ist,
    Figur 3:
    eine perspektivische Ansicht eines mit mehreren Keilen zentrierten Stützbeins einer Struktur, wobei aus Gründen der Anschaulichkeit der Gründungspfahl nicht dargestellt ist, und
    Figur 4:
    eine Ansicht in Richtung des in Figur 3 dargestellten Pfeiles.
  • In Figur 1 ist mit 1 ein Stützbein 1 als Teil einer Verankerungsstruktur eines Offshore-Bauwerks bezeichnet. Der Einfachheit halber wird die Verankerungsstruktur nachstehend als Struktur bezeichnet. Diese Struktur ist beispielsweise als sogenanntes Jacket-Fundament mit mehreren Stützbeinen 1 ausgeführt, welches ein Übergangsstück (transition piece) und ein darauf errichtetes Bauwerk, beispielsweise in Form eines Turms mit einem Windkraftgenerator aufnimmt. Das Stützbein 1 taucht über eine vorgegebene Einbettungslänge in einen Gründungspfahl 2 ein, der beispielsweise als Stahlrohr ausgeführt ist und in den Meeresuntergrund 3 eingerammt wurde. Nach dem Rammen des Gründungspfahls 2 wurde dieser ausgebohrt oder ausgespült, das heißt über eine vorgesehene Länge von dem in diesen eingedrungenen Sediment/Gestein befreit. Sodann wird in den Gründungspfahl 2 eine Füllung 4 in Form eines fließfähigen selbstverdichtenden Betons, Vergussharz, Sand oder ähnlichen Material eingebracht. Wie dies andeutungsweise in Figur 1 dargestellt ist, ist der Gründungspfahl 2 in dem Bereich, in dem er die Füllung 4 aufnimmt, mit Scheerdübeln 5 versehen, die sich radial einwärts in den Gründungspfahl 2 und in die Füllung 4 erstrecken. Die Füllung 4 wird bis zu einem Niveau in den Gründungspfahl 2 eingebracht, das in Abhängigkeit einer geplanten Einbettungslänge des Stützbeins 1 innerhalb des Gründungspfahls 2 gewählt wurde. Alternativ kann bei hinreichender Kenntnis des anstehenden Bodens das Stützbein auch in den sich im Pfahl befindenden Boden abgesetzt werden und auf das Verfällen verzichtet werden.
  • Beispielsweise kann das Jacket-Fundament als Struktur insgesamt drei Stützbeine 1 aufweisen, die jeweils von einem Gründungspfahl 2 aufgenommen werden. In allen drei Gründungspfählen 2 wird dann entsprechend dem geplanten Niveau des Fundaments und der geplanten Einbettungslänge der Stützbeine 1 eine Füllung 4 eingebracht.
  • Nach dem Aushärten der Füllung 4 wird die Struktur so abgesetzt, dass das Stützbein 1 oder im Falle mehrerer Stützbeine alle Stützbeine auf der Füllung 4 abgesetzt wird, derart, dass die Last der Struktur über die Füllung 4 und den Gründungspfahl 2 in den Meeresuntergrund 3 eingetragen wird.
  • Das Stützbein 1 ist beispielsweise säulenförmig ausgebildet und auf seiner Außenseite mit Scheerrippen 6 versehen.
  • Nach dem Absetzen der Struktur wird der Ringraum 7 zwischen dem Stützbein 1 und dem Gründungspfahl 2 mit einer Vergussmasse 8 verfüllt, die zwischen dem Stützbein 1 und dem Gründungspfahl 2 einen Stoffschluss herstellt, so dass ein Lastabtrag über die gesamte Konstruktion gleichmäßig in den Meeresuntergrund 3 erfolgt.
  • Das Stützbein 3 ist zweckmäßigerweise mit einem Stützfuß 9 versehen, der, wie dies in den Figuren 3 und 4 erkennbar ist, aus kreuzförmig angeordneten Stahlstegen bestehen kann.
  • Um eine Vorfixierung des Stützbeins 1 innerhalb des Gründungspfahls 2 und gegebenenfalls eine Zentrierung des Stützbeins 1 innerhalb des Gründungspfahls 2 zu erwirken bevor die Vergussmasse 8 eingebracht wird, sind in den Ringraum 7 zwischen Gründungspfahl 2 und Stützbein 1 mehrere Keile 10 eingesetzt, die nach Aushärten der Vergussmasse 8 wieder entnommen werden können.
  • Die Keile 10 können über eine entsprechende Vorrichtung, die in Figur 3 nur andeutungsweise dargestellt ist, abgehängt werden. Diese Keile 10 stellen sicher, dass in Umfangsrichtung keine Relativbewegung zwischen dem Stützbein 1 und dem Gründungspfahl 2 stattfinden kann, solange die Vergussmasse 8 noch nicht ausgehärtet und tragfähig ist.
  • Die gesamte in den Figuren dargestellte Anordnung befindet sich unter Wasser. Betone und ähnliche Vergussmassen die unter Wasser aushärten, entsprechend fließfähig und folglich selbstnivellierend sind, sind im Stand der Technik bekannt.
  • Die Sicherung mittels der Keile 10 erfolgt in erster Linie, um Relativbewegungen zu verhindern, die durch Wellenschlag oder Windlast induziert sind.
  • Eine Lagesicherung während des Aushärtens kann auch ohne Keile erreicht und nachgewiesen werden. Dazu ist eine planmäßige, toleranzfreie Lagerung erforderlich. Diese lässt z. B. durch unter dem Stützfuß eingebrachte Hydraulikkissen darstellen. Bei vierbeinigen oder mehrbeinigen Jackets lässt sich eine statisch bestimmte Lagerung auf drei Punkten dadurch erreichen, dass planmäßig nur drei Stützfüße auf gleicher Ebene abgesetzt werden und das vierte (fünfte...) Bein planmäßig nicht auf der Füllung aufliegt. Das dem freien Bein gegenüberliegende Bein wird entsprechend verfüllt oder beschwert, damit sich der Gesamtschwerpunkt innerhalb der drei aufliegenden Punkte befindet. Die Verfüllung wird so gewählt, dass durch Wellen und/oder Windlasten auftretende Abhebekräfte kompensiert werden. Das vierte "freie" Bein wird durch ein Elastomer unterfüttert, um bei temporär auftretenden höheren Wellen und/oder Windlasten ein Kippen zu verhindern. Seitliche Kräfte werden über Reibung in den Pfahl abgetragen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Stützbein
    2
    Gründungspfahl
    3
    Meeresuntergrund
    4
    Füllung
    5
    Scheerdübel
    6
    Scheerrippen
    7
    Ringraum
    8
    Vergussmasse
    9
    Stützfuß
    10
    Keile

Claims (11)

  1. Verfahren zur Gründung eines Offshore-Bauwerks mit einer Verankerungsstruktur und wenigstens einem in den Meeresuntergrund (3) eingesetzten Gründungspfahl (2), wobei wenigstens ein Teil der Struktur innerhalb des Gründungspfahls (2) unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund (3) fixiert wird und innerhalb des Gründungspfahls (2) unter Verwendung einer aushärtbaren Masse vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungspfahl (2) vor dem Einsetzen der Struktur bis zu einem vorgegebenen Niveau mit einer tragfähigen, selbstnivellierenden Füllung (4) versehen wird, dass die Struktur auf der Füllung (4) unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund (3) und/oder in den Gründungspfahl (2) abgesetzt wird und dass die Vergussmasse (8) nach dem Absetzen der Struktur auf der Füllung (4) eingebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllung (4) ein selbstverdichtender, fließfähiger Beton in den Gründungpfahl (2) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur vor dem Vergießen innerhalb des Gründungspfahls (2) in Umfangsrichtung vorfixiert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Niveau der Füllung (4) innerhalb des Gründungspfahls (2) in Abhängigkeit von einer geplanten Einbettungslänge der Struktur innerhalb des Gründungspfahls (2) gewählt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung (4) innerhalb des Gründungspfahls (2) vorgesehene Scheerelemente in Form von Dübeln, Rippen oder dergleichen Vorsprüngen einbettet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur unter Zwischenlage eines elastomeren Materials auf der Füllung (4) abgesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur vor dem Einbringen der Vergussmasse vorläufig innerhalb des Gründungspfahls (2) mittels Keilen (10) fixiert und/oder zentriert wird.
  8. Fundament eines Offshore-Bauwerks mit wenigstens einer Verankerungsstruktur und mit wenigstens einem in den Meeresuntergrund (3) eingesetzten Gründungspfahl (2), wobei wenigstens ein Teil der Struktur unter Lastabtrag in Meeresuntergrund (3) in den Gründungspfahl (2) eingesetzt ist und in diesem vergossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Gründungspfahl (2) eingebettete Teil der Struktur ausschließlich innerhalb des Gründungspfahls (2) abgefangen ist.
  9. Fundament nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur wenigstens ein Stützbein (1) aufweist, das innerhalb des Gründungspfahls (2) auf einem Betonsockel steht.
  10. Fundament nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, das es als Jacket-Fundament ausgebildet ist, welches mehrere Stützbeine (1) aufweist.
  11. Fundament nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbeine (1) keine Halteklammern aufweisen.
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