[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gründung für ein Bauwerk
im Wasser bei dem ein rohrförmiger Hohlkörper am Gewässergrund angeordnet wird, im
Hohlkörper eine Bohrvorrichtung angeordnet wird, im Gewässerboden ein Hohlraum unterhalb
des Hohlkörpers erzeugt wird, in dem der Boden mittels der Bohrvorrichtung entfernt
wird, und der Hohlkörper in den Hohlraum abgesenkt wird, bis eine vorgesehene Tiefe
im Boden erreicht wird, die Bohrvorrichtung anschließend aus dem Hohlkörper entfernt
wird, ein Gründungselement in den Hohlraum im Inneren des Hohlkörpers eingebracht
und abgesenkt wird, und der Zwischenraum zwischen Hohlraumwand und der Außenseite
des Gründungselements verfüllt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zum
Herstellen einer Gründung für ein Bauwerk im Wasser mit einem rohrförmigen Hohlkörper,
mit einer im Hohlkörper anordbaren Bohrvorrichtung, die geeignet ist, im Gewässerboden
einen Hohlraum unterhalb des Hohlkörpers zu erzeugen, in dem der Boden mittels der
Bohrvorrichtung entfernt wird, und in den der Hohlkörper abgesenkt wird, mit einem
Gründungselement, das in den Hohlraum im Inneren des Hohlkörpers eingebringbar und
absenkbar ist, und mit einem Verfüllmaterial, dass geeignet ist, einen Zwischenraum,
der nach einem Entfernen des Hohlköpers zwischen Hohlraumwand und der Außenseite des
Gründungselements vorliegt, zu verfüllen.
[0002] Ein solches Verfahren und ein solches System sind aus der
EP 2500473 B1 bekannt. Hier wird an einem Gründungsort eine Plattform angeordnet, die ein Führungselement
für einen einzubringenden Monopile aufweist. Der Monopile wird in den Boden eingebracht
und anschließend wird der Ringraum zwischen dem Monopile im Boden verfüllt. Als erste
Variante wird der Monopile direkt eingebracht, auf dem dann über einen Verbindungsabschnitt
eine Windkraftanlage installiert wird. Alternativ wird als zweite Variante das Gründungsbauwerk
in zwei Teile aufgeteilt, in dem zuerst ein Monopile eingebracht wird, in dem dann
anschließend ein zweites rohrförmiges Element eingestellt wird, auf dem dann der Verbindungsadapter
und auf dem wiederum die Windkraftanlage aufgebracht werden. Als dritte Variante wird
zunächst eine verlorene Schalung in den Boden eingebracht in die dann der Monopile
gestellt wird, auf den dann der Verbindungsadapter und die Windkraftanlage aufgestellt
werden. Um die zuvor beschriebenen Verfahren durchführen zu können, ist an der Gründungsstelle
eine Jack-Up-Plattform oder ein vergleichbares Trägerfahrzeug vorgesehen, mit der
insbesondere die Führung des Monopiles beim Einbringen bewerkstelligt wird. Der Einsatz
solcher Jack-Up-Plattformen ist teuer.
[0003] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das vorgenannte Verfahren dahingehend zu verbessern,
dass es kostengünstiger durchgeführt werden kann.
[0004] Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens sieht die Erfindung
vor, dass am Gründungsort eine Führungsvorrichtung auf der Gewässergrundoberfläche
abgesetzt wird, in der der rohrförmige Hohlkörper in der Führungsvorrichtung in Einbringrichtung
angeordnet wird, dass der Hohlkörper nach dem Einbringen des Gründungselements aus
dem Hohlraum entfernt wird, und dass das Führungselement entfernt wird.
[0005] Eine Trennung der Führungsvorrichtung von der Plattform hat sich als vorteilhaft
erwiesen, da es hierdurch möglich wird, das Verfahren in mehreren Abschnitten durchzuführen.
In einem ersten Abschnitt wird daher die Führungsvorrichtung als separate Einheit
auf der Gewässergrundoberfläche abgesetzt. In diese Führungsvorrichtung wird dann
der rohrförmige Hohlkörper eingesetzt, der als eine Art Casing fungiert. In das Casing
wird die Bohrvorrichtung eingebracht, die dann anschließend den Boden im Gründungsbereich
entnimmt. In den dadurch entstehenden Hohlkörper wird gegebenenfalls kontrolliert
durch die Führungsvorrichtung das Casing eingebracht. Ist das Casing bis an seine
Endtiefe in den Boden eingebracht worden, wird das Bohren beendet, und die Bohrvorrichtung
aus dem Casing entfernt. Durch das Vorsehen dieses Casings hat es sich als möglich
erwiesen, in einem zweiten Verfahrensschritt dann den Monopile in das Casing einzubringen,
das Casing zu entfernen und hinterher den Hohlraum zwischen Hohlraumwand und äußerer
Wand des Gründungselements zu verfüllen. Nach dem Aushärten des Füllmaterials und
der damit einhergehenden Fixierung des Gründungselements im Boden kann das Führungselement
entfernt werden.
[0006] Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, das im Stand der Technik beschriebene
Verfahren in mehrere Abschnitte aufzuteilen, die kostengünstig von mehreren Einheiten
durchgeführt werden können. So ist es möglich in einem Bereich, in dem mehrere Bauwerke
errichtet werden sollen, mit einer ersten Einheit erst sämtliche Bohrungen vorzunehmen,
um dann anschließend mit einer zweiten Einheit sehr viel schneller die einzelnen Bauwerke
errichten zu können.
[0007] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Führungselement vor oder nach
dem Einbringen des Gründungselements in den Hohlkörper entfernt wird. Weiterhin ist
es vorteilhaft, dass der Hohlkörper nach dem Ausbau der Bohrvorrichtung mit einem
Verschlusselement verschlossen wird, wobei bevorzugt vor dem Einbringen des Gründungselements
das Verschlusselement entfernt wird und/oder es sich bevorzugt bei dem Verschlusselement
um einen Deckel handelt. Durch das Verschließen des Hohlkörpers wird es möglich, insbesondere
in Gewässern mit starken Strömungen bzw. hohem Sedimentanteil den Hohlkörper zu verschließen,
um einen Materialeintrag auf einfache Weise zu verhindern.
[0008] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass zur Verfüllung des Hohlraums zwischen
Hohlraumwand und Gründungselement ein zementhaltiges Material verwendet wird. Hierdurch
ist es auf besonders einfache Weise möglich, eine entsprechende Fixierung des Gründungselements
im Boden zu erreichen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass es sich bei dem Gründungselement
um einen Pfahl handelt. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass es sich bei dem Bauwerk
um eine Windkraftanlage handelt.
[0009] Hinsichtlich des Systems sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, dass eine Führungsvorrichtung
vorgesehen wird, die am Gründungsort auf der Gewässergrundoberfläche absetzbar ist
und in der der Hohlkörper in Einbringrichtung anordbar ist, und dass der Hohlkörper
so ausgeführt ist, dass er nach dem Einbringen des Gründungselements aus dem Hohlraum
entfernbar ist.
[0010] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Verschlusselement
vorgesehen ist, mit dem der Hohlkörper verschließbar ist. Hierbei handelt es sich
bevorzugt um einen Deckel.
[0011] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Gründungselement
um einen Pfahl handelt, und/oder dass es sich bei dem Verfüllmaterial um ein zementhaltiges
Material handelt.
[0012] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
die Fig. 1 bis 15 die einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte und das erfindungsgemäße
System.
[0013] An einem Gründungsort 10 für ein Offshore-Bauwerk in Form einer Windkraftanlage 100
wird im Wasser 11 auf dem Grund 12 eine Führungsvorrichtung 13 angeordnet (siehe Fig.
1). Die Führungsvorrichtung 13 weist einen Rohrabschnitt 14 auf, der mit einem flächigen
Auflagekörper 15 auf den Gewässergrund 12 verbunden ist. Zur Abstützung sind zwischen
dem Rohrabschnitt und dem Auflagekörper Diagonalstreben 16 angeordnet. In den Innenraum
17 im Rohrabschnitt 14 wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein Hohlkörper in Form
eines Casing 18 angeordnet. Im Innenraum 19 des Casing 18 wird, wie in Fig. 3 dargestellt
ist, eine Bohrvorrichtung 20 angeordnet. Mit einem Bohrkopf 21 der Bohrvorrichtung
20 wird der im Entnahmebereich befindliche zu lösende Boden 22 entfernt. Hierdurch
entsteht ein Hohlraum 23, in den mit fortschreitendem Bohrfortschritt (siehe Fig.
4) das Casing-Rohr 18 in den Hohlraum 23 abgesenkt wird.
[0014] Ist der Hohlraum 23 auf die entsprechende Tiefe durch die Bohrvorrichtung 20 abgebohrt
worden (siehe Fig. 5) und das Casing-Rohr entsprechend auf das Hohlraumtiefste 24
abgesenkt worden, wird die Bohrvorrichtung 20 aus dem Innenraum 19 des Casings 18
entfernt.
[0015] Wie in Fig. 6 dargestellt ist, kann anschließend zum Verschluss des Innenraums 19
des Casings 18 ein Deckelelement 25 auf dem in das Gewässer 11 ragende Ende 26 des
Casings aufgebracht werden, so dass dann der Innenraum 19 gegenüber Materialeintrag
durch einströmendes Wasser verschlossen ist. Der so vorbereitete Gründungsort 10 kann
nun in dem in Fig. 6 dargestellten Zustand verbleiben, bis die anschließenden Errichtungsschritte
des Bauwerks 100 durchgeführt werden. Hierfür wird, wie in Fig. 7 dargestellt ist,
der Deckel 25 entnommen und anschließend, wie in Fig. 8 dargestellt ist, in den Innenraum
19 des Casings 18 ein Gründungspfahl 27 eingebracht und auf dem Hohlraumtiefsten abgestellt.
Anschließend wird das Casing-Rohr 18 aus dem Hohlraum 23, wie in Fig. 9 dargestellt,
herausgezogen, so dass der Pfahl im Hohlraum 23 und im Innenraum 17 der Führungsvorrichtung
13 verbleibt. Zwischen der Außenwand 28 des Hohlraums 23 und der Außenwand 29 des
Gründungspfahls 27 besteht somit ein Ringraum 30 (siehe Fig. 10). In den Ringraum
30 wird ein Verfüllmaterial 31 eingebracht und das vorher im Ringraum 30 befindliche
Wasser hierdurch verdrängt. Dieses wird so lange fortgesetzt, bis das Verfüllmaterial
31 im Ringraum 30 die Höhe des Gewässergrundes 12 erreicht hat. Nach Aushärten des
Verfüllmaterials 31 wird dann die Führungsvorrichtung 13 entfernt und der Gründungspfahl
27 befindet sich ausgehend vom Gewässergrund 12 freistehend im Gewässer 11. Auf dem
Gründungspfahl 27 wird dann ein Verbindungselement 32 angeordnet (siehe Fig. 14),
auf dem dann die Windkraftanlage 100 (siehe Fig. 15) errichtet wird.
Bezugszeichenliste:
[0016]
- 10
- Gründungsort
- 11
- Gewässer
- 12
- Gewässergrund
- 13
- Führungsvorrichtung
- 14
- Rohrabschnitt
- 15
- Auflagekörper
- 16
- Diagonalstrebe
- 17
- Innenraum
- 18
- Hohlkörper/Casing
- 19
- Innenraum
- 20
- Bohrvorrichtung
- 21
- Bohrkopf
- 22
- zu lösender Boden
- 23
- Hohlraum
- 24
- Hohlraumtiefste
- 25
- Deckelelement
- 26
- Casingende
- 27
- Gründungspfahl.
- 28
- Außenwand
- 29
- Hohlraumwand
- 30
- Ringraum/Hohlraum
- 31
- Verfüllmaterial
- 32
- Verbindungselement
- 100
- Windkraftanlage
1. Verfahren zum Herstellen einer Gründung für ein Bauwerk im Wasser bei dem ein rohrförmiger
Hohlkörper am Gewässergrund angeordnet wird, im Hohlkörper eine Bohrvorrichtung angeordnet
wird, im Gewässerboden ein Hohlraum unterhalb des Hohlkörpers erzeugt wird, in dem
der Boden mittels der Bohrvorrichtung entfernt wird, und der Hohlkörper in den Hohlraum
abgesenkt wird, bis eine vorgesehene Tiefe im Boden erreicht wird, die Bohrvorrichtung
anschließend aus dem Hohlkörper entfernt wird, ein Gründungselement in den Hohlraum
im Inneren des Hohlkörpers eingebracht und abgesenkt wird, und der Zwischenraum zwischen
Hohlraumwand und der Außenseite des Gründungselements verfüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass am Gründungsort (10) eine Führungsvorrichtung (13) auf der Gewässergrundoberfläche
(12) abgesetzt wird, dass der rohrförmige Hohlkörper (18) in der Führungsvorrichtung
(13) in Einbringrichtung angeordnet wird, dass der Hohlkörper (18) nach dem Einbringen
des Gründungselements (27) aus dem Hohlraum (23) entfernt wird, und dass das Führungselement
(13) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (13) vor oder nach dem Einbringen des Gründungselements (27)
in den Hohlkörper (18) entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper nach dem Ausbau der Bohrvorrichtung (20) mit einem Verschlusselement
(25) verschlossen wird, wobei bevorzugt vor dem Einbringen des Gründungselements (27)
das Verschlusselement (25) entfernt wird und/oder es sich bevorzugt bei dem Verschlusselement
(25) um einen Deckel handelt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verfüllung des Hohlraums (30) zwischen Hohlraumwand (23) und Gründungselement
(27) ein zementhaltiges Material (31) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gründungselement (27) um einen Pfahl handelt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bauwerk (100) um eine Windkraftanlage handelt.
7. System zum Herstellen einer Gründung für ein Bauwerk im Wasser, bevorzugt nach einem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem rohrförmigen Hohlkörper (18),
mit einer im Hohlkörper (18) anordbaren Bohrvorrichtung (20), die geeignet ist, im
Gewässerboden (12) einen Hohlraum (23) unterhalb des Hohlkörpers (18) zu erzeugen,
in dem der Boden (22) mittels der Bohrvorrichtung (20) entfernt wird, und in den der
Hohlkörper (18) abgesenkt wird, mit einem Gründungselement (27), das in einen Innenraum
(19) im Inneren des Hohlkörpers (18) einbringbar und absenkbar ist, und mit einem
Verfüllmaterial (31), das geeignet ist, einen Hohlraum (30), der nach einem Entfernen
des Hohlköpers (18) zwischen Hohlraumwand (29) und der Außenseite des Gründungselements
(27) vorliegt, zu verfüllen, gekennzeichnet durch eine Führungsvorrichtung (13), die am Gründungsort (10) auf der Gewässergrundoberfläche
(12) absetzbar ist und in der der Hohlkörper (18) in Einbringrichtung anordbar ist,
und den Hohlkörper (18), der so ausgeführt ist, dass er nach dem Einbringen des Gründungselements
(27) aus dem Hohlraum (23) entfernbar ist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement (25) vorgesehen ist, mit dem der Hohlkörper verschießbar ist.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gründungselement (27) um einen Pfahl handelt, und/oder dass es sich
bei dem Verfüllmaterial (31) um ein zementhaltiges Material handelt.