DE102012016092A1 - Procedure for establishing an offshore structure and foundation for an offshore structure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein 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. Der Gründungspfahl (2) wird vor dem Einsetzen der Struktur bis zu einem vorgegebenen Niveau mit einer tragfähigen selbstnivellierenden Füllung (4) versehen, wobei die Struktur auf der Füllung (4) unter Lastabtrag in den Meeresuntergrund und/oder in den Gründungspfahl (2) abgesetzt wird und die Vergussmasse nach dem Absetzen der Struktur auf der Füllung (4) eingebracht wird.The invention relates to a method for the foundation of an offshore structure with an anchoring structure and at least one foundation pile (2) inserted into the sea bed (3), at least part of the structure being fixed within the foundation pile (2) under load transfer into the sea bed (3) and is cast within the foundation pile (2) using a hardenable compound. Before the structure is inserted, the foundation pile (2) is provided with a load-bearing self-leveling filling (4) up to a specified level, the structure being set down on the filling (4) under load transfer into the seabed and / or into the foundation pile (2) and the potting compound is introduced after the structure has been deposited on the filling (4).
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.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 ,
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.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.
Ein Verfahren sowie ein Fundament der zuvor genannten Art ist beispielsweise aus der
Die
Die in der
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.Offshore foundations are often designed as pile foundations, with one or more foundation piles usually being driven into the seabed. After the piles, which are formed as hollow piles, have been driven over the intended length in 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.
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
Die in der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art diesbezüglich zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve a method of the type mentioned in this regard.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Fundament der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem das zuvor erwähnte Verfahren besonders einfach durchführbar ist.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.
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.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.
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.According to the invention, so-called brackets (collars, collars, Absetzkonsolen) 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. As a result, it is entirely possible to dispense with mechanical devices on the support legs. 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.
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.Such a procedure is thereby further associated with the advantage that it is not necessary to provide lines or other means for introducing potting compound on the support legs of the structure. Rather, the annular space between foundation pile and support leg on the side facing away from the seabed is open, so that a potting compound can be introduced into the upper side open annulus.
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.Conveniently, 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.
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.Under water curable, corresponding flowable concretes are basically available in the market. However, the method according to the invention can also be used with conventional vibrated possibly reinforced underwater concretes.
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.According to 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.
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.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.
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.In a particularly expedient variant of the method according to the invention, it is provided that the structure is pre-fixed in the circumferential direction before casting within the foundation pile.
Zweckmäßigerweise wird das Niveau der Füllung innerhalb des Gründungpfahls in Abhängigkeit von einer geplanten Einbettungslänge der Struktur innerhalb des Gründungspfahls gewählt.Conveniently, the level of filling within the foundation pile is selected depending on a planned embedment length of the structure within the foundation pile.
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.Into the filling provided within the foundation pile shearing elements in the form of dowels, ribs or the like protrusions may be embedded, so that the filling enters into a positive connection with the foundation pile and the load transfer takes place both on the filling and on the foundation pile in the seabed.
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.In a particularly advantageous variant of the method according to the invention, it is provided that the structure is deposited on the filling with the interposition of an elastomeric material. In the case of a foundation by means of several foundation piles, an elastomeric material on the filling can be used to compensate for slight differences in level after hardening of the filling. Instead of an elastomeric material and spacers can be placed on the filling before the structure is discontinued.
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.In a particularly expedient variant of the method according to the invention, it is provided that 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.
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.The object underlying the invention is further achieved by a foundation of an offshore structure with at least one anchoring structure and at least one foundation pile used in the seabed, wherein at least a part of the structure under load transfer in the subsoil is inserted into and buried in the foundation pile, 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 to say that the structure according to the invention is free from so-called brackets or Similar means for load transfer on the front side of the foundation pile is.
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.In an expedient variant of the foundation according to the invention it is provided that the structure has at least one support leg which stands on a concrete base within the foundation pile.
Zweckmäßigerweise ist das Fundament als Jacket-Fundament ausgebildet, welches mehrere Stützbeine aufweist.Conveniently, the foundation is designed as a jacket foundation, which has a plurality of support legs.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stützbeine keine Halteklammern, Manschetten oder Brackets aufweisen.It is particularly advantageous if the support legs have no retaining clips, cuffs or brackets.
Es zeigen:Show it:
In
Beispielsweise kann das Jacket-Fundament als Struktur insgesamt drei Stützbeine
Nach dem Aushärten der Füllung
Das Stützbein
Nach dem Absetzen der Struktur wird der Ringraum
Das Stützbein
Um eine Vorfixierung des Stützbeins
Die Keile
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.The entire arrangement shown in the figures is under water. Concretes and similar casting compounds which harden under water, are correspondingly flowable and consequently self-leveling, are known in the prior art.
Die Sicherung mittels der Keile
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.A position assurance during curing can be achieved and proven even without wedges. This requires a scheduled, tolerance-free storage. This leaves z. B. represented by introduced under the support leg hydraulic cushion. 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.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stützbeinoutrigger
- 22
- Gründungspfahlfoundation pile
- 33
- MeeresuntergrundSubsoil
- 44
- Füllungfilling
- 55
- ScheerdübelScheer dowel
- 66
- ScheerrippenScheer ribs
- 77
- Ringraumannulus
- 88th
- Vergussmassepotting compound
- 99
- StützfußSupport foot
- 1010
- Keilewedges
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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