Windkraftanlagen. Wir schaffen die sichere Gründung

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1 Windkraftanlagen Wir schaffen die sichere Gründung

2 FRANKI GRUNDBAU erste Pfahlgründung einer Windkraftanlage mit FRANKIPFÄHLEN NG Im Kaiser-Wilhelm-Koog bei Marne (Schleswig-Holstein) wurde 1981 die Growian-Anlage errichtet. Growian war damals für längere Zeit die weltgrößte Windkraftanlage mit einer Nennleistung von 3 MW. Das Maschinenhaus in 100 Metern Höhe war 340 Tonnen schwer, jedes der beiden Rotorblätter 23 Tonnen. FRANKI Grundbau führte die Pfahlgründungsarbeiten aus und hat sich seitdem zum Spezialisten für die Tiefgründung von Windkraftanlagen entwickelt. Kompetenz, auf die Sie bauen können. Termin- und budgetgerechte Gründungen von Windkraftanlagen sind von einer Menge Faktoren abhängig: verhältnisse wechseln, ihre Tragfähigkeiten ebenso. Umweltschutzbedingungen sind einzuhalten. Die wesentliche Problematik besteht aber in den extrem wechselnden Zug- und Druckkräften. Vorteile des FRANKIPFAHLS NG Sehr hohe Pfahllasten (Zug und Druck) Sehr geringe Setzungen Optimale Anpassung an den Fußvergrößerung Über 80 Jahre Erfahrung in Deutschland Umweltfreundlichkeit Emissionsarme Herstellung durch Innenrohrrammung Volle Bodenverdrängung Einsatz an kontaminierten Standorten möglich Vergleichsweise geringer Betonverbrauch Beton wird vor Ort gekauft (keine langen Transporte aus einem Fertigteilwerk) Wirtschaftliche Optimierung Wichtig bei der Realisierung von Windenergieprojekten sind Vorbereitung, Planung und die Koordination der unterschiedlichen Gewerke. Sprechen Sie uns gerne frühzeitig an, damit wir Ihre Gründung optimieren können. Im Vergleich zur Ausführung mit herkömmlichen Ortbetonrammpfählen oder Stahlbetonfertigrammpfählen können wir mit dem FRANKIPFAHL NG oft folgendes erreichen: Anzahl der Pfähle reduzieren Pfahllängen reduzieren Fundament verkleinern Einsparung und Stahl Das Grundbau Netzwerk. ccc Um eine sinnvolle, wirtschaftlich optimierte Lösung für Ihr individuelles Projekt zu finden, arbeiten wir eng mit unseren Tochter- und Beteiligungsgesellschaften zusammen. Ingenieurservice Grundbau (isg) Grundbauplanungen Tragwerksplanung Vermessung Statische und dynamische Probebelastungen Integritätsmessungen FRANKI Grundbau FRANKIPFÄHLE NG Fußplattenpfähle (Simplex) Schraubpfähle (Atlas) Bohrpfähle nach DIN EN 1536 Qualität ist das beste Fundament. Als Erfinder des FRANKIPFAHLS ist Qualität für uns ein ganz wesentlicher Maßstab. So nutzen wir mit unserem Grundbaunetzwerk unsere lange, umfassende Erfahrung kontinuierlich zur Weiterentwicklung von technischen Verfahren, Geräten und der Qualifikation der Mitarbeiter. Ein Beleg für diesen Qualitätsanspruch sind das seit 1995 eingeführte und zertifizierte Qualitätsmanagement-System nach EN ISO 9001, die SCC-Zertifizierung für Arbeitssicherheit und die Vielzahl von Projekten, von denen wir Ihnen hier einige exemplarisch vorstellen.

3 FRANKIPFAHL NG Herstellungsverfahren FRANKIPFAHL NG ohne Kiesvorverdichtung Vortreibrohr ansetzen, Pfropfenbeton einfüllen und anstampfen Einrammen des Vortreibrohres durch Innenrammung mit Freifallbär Ausbildung des Pfahlfußes durch Ausstampfen Einbau des Bewehrungskorbes und Betonieren des Schaftes Kappen des Pfahlkopfes; Herrichten der Anschlussbewehrung Vortreibrohr Rammbär Pfropfen aus Beton oder Kies Ziehen bei der Fußausbildung Nachfüllen Ziehen des Vortreibrohres Nachfüllen Einbau des Bewehrungskorbes Der Pfahl ist fertig und nach Erhärtung bereit zur Lastaufnahme GW Nicht tragfähiger Rammen auf den Pfropfen Stets wasserdichter Abschluss durch den Pfropfen Verdrängung des Erdreichs Tragfähiger Ausstampfen des Fußes Verdichteter FRANKIPFAHL NG mit Kiesvorverdichtung Einrammen des Vortreibrohres durch Innenrammung mit Freifallbär bis in den tragfähigen Ausstampfen von Kies unter Ziehen des Rohres Zurückrammen des Rohres in den zuvor ausgestampften Kies Ausbilden des Pfahlfußes durch Ausstampfen Kappen des Pfahlkopfes; Herrichten der Anschlussbewehrung Nachfüllen von Kies Ziehen bei der Fußausbildung Nachfüllen Der Pfahl ist fertig und nach Erhärtung bereit zur Lastaufnahme GW Nicht tragfähiger Stets wasserdichter Abschluss durch den Pfropfen Verdrängung des Erdreichs Tragfähiger Ausstampfen des Fußes Verdichteter Technische Daten Die Belastungen und Rohrdurchmesser sind auf die jeweiligen Bodenverhältnisse abzustimmen. Dabei beraten wir Sie gern! Schaftdurchmesser cm Charakteristische Pfahlwiderstände Einwirkung ER K * K Druckbelastung in nicht bindigen Böden kn in halbfesten bindigen Böden kn in nicht bindigen Böden kn Zugbelastung in halbfesten bindigen Böden kn *R 2,K (1054 : 2005), Gebrauchslast (1054 : 1976) 3

4 Windpark Potzneusiedl Reduzierung der Pfahlanzahl 48 FRANKIPFÄHLE NG 84 Fertigrammpfähle Optimierte Pfahlgründung für Europas leistungsstärkste Windenergieanlage an Land (Stand: 2011) Im burgenländischen Potzneusiedl (Österreich) hat die Enercon GmbH den Windpark Potzneusiedl mit zwei Windkraftanlagen vom Typ E-126 mit einer Nennleistung von 7,5 MW gebaut. Beeindruckend sind die Eckdaten der E-126: Die Nabenhöhe liegt bei 135 m. Das Fundament der Anlage weist einen Durchmesser von 29 m auf, das Betonvolumen beträgt m³ und der Bewehrungsstahl wiegt 120 Tonnen. Über Haushalte kann eine dieser Hochleistungsanlagen mit Ökostrom versorgen. FRANKI-Ramme Optimierte Ausführung Bei der Ausführung entschied sich der Bauherr für den FRANKIPFAHL NG. Durch die hohen Pfahllasten des FRANKIPFAHLS NG konnte die Anzahl der Pfähle gegenüber einer Gründungsvariante mit Fertigrammpfählen um 43% reduziert werden. Leistungen je Standort: 48 FRANKIPFÄHLE NG, d = 61 cm, L = 17,50 m Ausführung 2011 Freigelegte Pfahlköpfe 4

5 Windpark Schlalach Pfahlgründung günstiger als Flachgründung Leistungen je Standort: ca. 550 m² Arbeitsebene 16 Atlaspfähle, d = 41 cm, L < 16 m 30 FRANKIPFÄHLE NG, d = 56 cm, L < 16 m Spundwand, L = 10 m ca m 3 Unterwasseraushub ca. 530 m 2 Unterwasserbetonsohle Ausführung 2010 Windpark Schlalach Windpark Schlalach Baugrube vor dem Kappen der FRANKIPFÄHLE NG Im Brandenburgischen Landkreis Potsdam- Mittelmark hat die Enercon GmbH den Windpark Schlalach mit 16 Windkraftanlagen vom Typ E82 mit einer Leistung von 2,0 MW bei einer Nabenhöhe von 137 m gebaut. Der bauseitige Entwurf sah ein Flachgründungsfundament mit 30 m Durchmesser vor. Die locker gelagerten Sande im oberen Bereich sollten durch eine Rüttelstopfverdichtung verbessert werden. Da das Grundwasser sehr hoch ansteht, war eine 4 m tiefe Spundwandbaugrube mit einer horizontalen Abdichtung durch eine Weichgelsohle gegen den Wasserzutritt erforderlich. Durch die Umstellung der Flachgründung auf eine Pfahlgründung konnten erhebliche Einsparungen im Bereich der Spundwand, des Bodenaushubs und Fundamentbaus realisiert werden. Neben diesen Optimierungen ergaben sich auch Vorteile bei der ausgeführten Unterwasserbetonsohle gegenüber der Weichgelsohle hinsichtlich der Wasserdichtigkeit und Umweltverträglichkeit. Die Bauarbeiten gliederten sich je Anlage in folgende Arbeitsschritte: Herstellung der Arbeitsebene Herstellung der Pfahlgründung Einbringen der Spundwand Ausführung des Unterwasseraushubes Herstellung der Unterwasserbetonsohle Lenzen der Baugrube Reinigen der Sohle, Einbringen der Ausgleichs- und Sauberkeitsschicht Kappen der Pfähle Tauchereinsatz für die Herstellung der Unterwasserbetonsohle 5

6 Windpark Dieksanderkoog Repoweringprojekt Aushubarbeiten und Freilegen der FRANKIPFÄHLE NG Windpark Dieksanderkoog Die Pfähle sind gekappt, die Bewehrungsarbeiten des Fundamentes beginnen Im südlichen Kreis Dithmarschen (Schleswig- Holstein) baute die Enercon GmbH den Windpark Dieksanderkoog. 12 Windkraftanlagen vom Typ E 70 mit 84 m Nabenhöhe und eine Windkraftanlage mit 63 m Nabenhöhe produzieren eine Gesamtleistung von ca. 30 MW. FRANKI Grundbau erhielt im Juli 2012 den Auftrag für die Pfahlgründung direkt vom Bauherrn. Im Bereich der Standorte steht unter der Mutterbodendecke und holozänen Sanden mit Kleieinlagerungen (Wattsanden) erst ab einer Tiefe von m dichter pleistozäner Sand an. Im Gegensatz zu Fertigramm- und anderen Ortbetonrammpfahlsystemen konnten die FRANKIPFÄHLE NG in Abstimmung mit dem gutachter innerhalb der Wattsande abgesetzt werden. Um die Tragfähigkeit der Wattsande zu erhöhen, wurden die Pfähle mit einer Kiesvorverdichtung ausgeführt. Die Tragfähigkeit der FRANKIPFÄHLE NG wurde anhand von dynamischen Probebelastungen an zwei unterschiedlichen Standorten überprüft. Die erforderlichen Widerstände wurden deutlich überschritten, sodass die Gründung auch die erhöhten Anforderungen aus den dynamischen Beanspruchungen einer Windkraftanlage erfüllt. Die kompletten Arbeiten wurden innerhalb von drei Monaten abgewickelt. Leistungen: 216 FRANKIPFÄHLE NG, d = 56 cm 24 FRANKIPFÄHLE NG, d = 51 cm 2 dynamische Probebelastungen Ausführung 2012 Das Fundament wird betoniert 6

7 Windpark Ochtersum FRANKIPFÄHLE NG setzen sich durch Leistungen: 336 FRANKIPFÄHLE NG, L = 10,5-17 m, d = 56 cm, N d kn Ausführung 2016 Im ostfriesischen Ochtersum baute ENER- CON Aurich insgesamt 10 Windkraftanlagen Typ E-115 mit Nabenhöhen von 90 und 133 m. Geplant war eine Gründung auf Fertigpfählen. FRANKI setzte sich mit dem Sondervorschlag einer Tiefgründung auf FRANKIPFÄHLEN NG gegen die Konkurrenz durch. Der Vorteil der FRANKIPFÄHLE NG liegt in der größeren Pfahllast, der damit verbundenen geringeren Pfahlstückzahl und der aufgrund der Fußausrammung geringeren Absetztiefe der Pfähle. Folglich konnten große Mengen an Beton und Stahl und somit auch erhebliche Kosten eingespart werden. Von Ende September bis Anfang Dezember 2016 wurden insgesamt 336 etwa 7,2-14 m lange FRAN- KIPFÄHLE NG mit einem Durchmesser von 56 cm hergestellt. Erschwertes Rammen Sicherer Aufstieg des Rohrführers Zum Einsatz kamen dabei die Rammen 346 und 352. Der bestand aus Sand und bindigen Böden. Das Rammen wurde durch die teilweise sehr dicht gelagerten Sandschichten erschwert. Zum Nachweis der Tragfähigkeit der sehr kurzen Pfähle mit Längen von 7,2 Metern wurden zwei Zugprobebelastungen durchgeführt. Die Erstellung der Genehmigungs- und Ausführungsplanung und die Durchführung der Probebelastungen erfolgten durch die isg. isg Ingenieurservice Grundbau Pfahlanordnung unter einer Windenergieanlage Überblick über den Windpark mit fertigen und im Bau befindlichen Anlagen Die Ingenieurservice Grundbau bietet Grundbauplanung für Windenergieanlagen aus einer Hand. Von der Erkundung des es, der Entwurfs-, Genehmigungsund Ausführungsplanung der Gründung und Baugrube bis zur Kontrolle der Ausführung durch Integritätsmessungen und Probebelastungen. Die Mitarbeiter verfügen über langjährige Erfahrung im Grundbau und arbeiten mit entsprechenden Programmen auf dem aktuellsten Stand der Normen. Nachweise am Gesamtsystem Zum Nachweis der Einhaltung der unterschiedlichen Federsteifigkeiten können die Berechnungen für die Gründung am Gesamtsystem Fundamentplatte / Pfähle erfolgen. Hierfür steht das Programm RFEM zur Verfügung. Beispielhaft ist im Bild das Gründungssystem der Windenergieanlage in Hamburg-Dradenau für eine Nordex N 100 (Nabenhöhe 140 m) mit 60 Atlaspfählen (Neigung 4:1 bis 6:1) dargestellt. 7

8 Referenzen für Pfahlgründungen bei Windkraftanlagen Bolsta Prästgård Schweden Stora Lund I+II Brålanda Torp 2 Tråvad Skara Lettland Kurzeme Litauen Kreivenai III Niederlande Westereems Stramnica Maslowice Coevorden Treurenburg Puurs Hamme Leuze Arendonk Eeklo Brecht Seneffe Puurs Belgien Kamionka Swiebodzin Wysoka Polen Redecz Wielki Pabianice Pudzikow Jadwinowka Pruszkow Deutschland Höbersbrunn, Neuhof, Kettlasbrunn, Potzneusiedl Österreich Hollern, Petronell Baumgarten Kompetenz, auf die Sie bauen können FRANKIPFAHL NG ist eine geschützte Wortmarke: Deutsche Marke /37 FRANKIPFAHL NG (Wortmarke), FRANKI Grundbau GmbH & Co. KG, in den Klassen 19, 37, 42 FRANKI Grundbau GmbH & Co. KG Sitz der Gesellschaft Hittfelder Kirchweg Seevetal Tel.: Fax: Mail: info@franki.de Komplette Grundbauprojekte n Pfahlgründungen n Baugruben n Schlitzwände n Dichtwände n Gebäudesicherungen n Bodenverbesserungstechniken 2017