Flach- und Tiefgründungen

Die Türme für WEA können auf ringförmigen Fundamentplatten mit Durchmessern bis ca. 25 m und Höhen bis etwa 4.5 m gegründet werden, s. folgendes Bild.

Je nach Standortbedingungen kann ein teilweiser Bodenaustausch erforderlich sein. Bei einer Tiefgründung werden an der Fundament-Unterkante zusätzliche Pfähle über den Umfang verteilt angeordnet, um die Tragfähigkeit zu steigern. Der Einfluss der Gründung auf das Schwingungsverhalten unterscheidet sich bei Flach- und Tiefgründungen. Für Flachgründungen ist der Einfluss der drehfederelastischen Einspannung zu berücksichtigen, hierfür darf nährungsweise die horizontale Unverschieblichkeit am Turmfuß angenommen werden. Bei großen Streuungen der natürlichen Bodeneigenschaften empfiehlt sich die Durchführung einer standortspezifischen und umfassenden Baugrunduntersuchung. Für Bemessungsaufgaben, wo dies nicht möglich ist, z.B. bei Typenprüfungen, sollte mit großzügig gewählten Grenzen gerechnet werden. Im folgenden Bild sind die Bodensetzungen auf der Biegedruckseite zu erkennen. Auf der gegenüberliegenden Biegezugseite findet unter Extremlast keine Bodenpressung mehr statt, sondern eine klaffende Fuge.

Spannungsfreier Pier

Der spannungsfreie Pfeiler von Patrick & Henderson ist ein zylindrisches Betonfundament, das in den USA mehr als 5.000 Mal für Stahltürme von Windkraftanlagen verwendet wurde. Diese Art von Fundament wurde 1996 von Patrick & Henderson entwickelt und patentiert. Das Fundament besteht aus zementartigem Material, das in situ zwischen ein inneres und ein äußeres zylindrisches gewelltes Metallrohr (CMP) gegossen wird. Es wird innerhalb einer Baugrube gebildet und außen und innen verfüllt.
Am Boden des Pfeilers ist ein umlaufender Ring vollständig darin eingebettet. Zwei umlaufende Reihen von länglichen Bolzen werden im Pfeiler positioniert und am unteren Ring verankert. Zusätzliche lange Kunststoffrohre, die die Bolzen (Anker) umhüllen, werden verwendet, um den Kontakt zwischen den Bolzen und dem Betonmaterial zu vermeiden. Die oberen Enden der Anker ragen von der Oberseite des Fundaments aus nach oben. Auf diese Weise ist ein Großteil der Mittelportionen frei von Verbindungen mit dem zementartigen Material. Die Anker sind an einem Lastverteilungsring an der Turmunterseite angebracht, der oft für konventionelle Fundamente verwendet wird.
Nach der Installation des Pfeilers wird der Turmfußflansch nach unten auf das obere Ende des Fundaments gesetzt. Der Turmfußflansch wird schließlich mit Muttern mit den Ankern und dem Lastverteilungsring verbunden. Die Muttern werden stark angezogen, um die Anker (Bolzen) unter starke Spannung zu setzen. Die Vorspannung der Stahlanker stellt sicher, dass die gesamte Länge des Betonumfangspfeilers unter hohem Druck bleibt, auch wenn er extremen Belastungen des Windkraftgenerators ausgesetzt ist.

Flach- und Tiefgründungen

Vorspannkraft im Ankerkorb

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