BE1018989A3 - Werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, en samenstel van een opvijzelbaar platform en een positioneerframe voor het uitvoeren van de werkwijze. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een efficiënte werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, waarbij de fundering een volgens een geometrisch patroon in een ondergrond gedreven aantal palen omvat. De werkwijze omvat het verschaffen van een samenstel van een opvijzelbaar platform en een met het platform gekoppeld positioneerframe met volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers voor de palen en met middelen om het positioneerframe glijdend langs de spudpalen van het platform te bewegen; het neerlaten van het positioneerframe langs de spudpalen van het platform naar de ondergrond in een gebruikspositie; en het in de ondergrond drijven van de palen doorheen de geleidingskokers van het positioneerframe. De uitvinding betreft eveneens een positioneerframe en een samenstel van een opvijzelbaar platform en een positioneerframe, ingericht voor het uitvoeren van de werkwijze.

Description

Werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, en samenstel van een opvijzelbaar platform en een positioneerframe voor het uitvoeren van de werkwijze

De uitvinding betreft een werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, waarbij de fundering een hoeveelheid palen omvat, die in een ondergrond zijn gedreven volgens een geometrisch patroon. De uitvinding betreft eveneens een samenstel van een opvijzelbaar platform een eraan gekoppeld positioneerframe, ingericht voor het uitvoeren van de werkwijze.

De uitvinding zal hieronder worden toegelicht aan de hand van een offshore windturbine. De verwijzing naar een windturbine impliceert geenszins dat de uitvinding is beperkt tot het gebruik in het kader van een dergelijke windturbine. Het positioneerframe en de werkwijze kunnen eveneens worden toegepast op elke andere structuur, zoals jetties, radar en andere torens, platforms, en dergelijke. De steunstructuur van een windturbine heeft gewoonlijk een slank ontwerp, bijvoorbeeld in de vorm van een buis of paal. Deze paalstructuur dient te worden gekoppeld aan een fundering in de grond. Voor offshore windturbines die in relatief ondiep water worden geplaatst is het mogelijk gebruik te maken van één mast die zich vanaf de machineriebehuizing van de windturbine tot aan de fundering uitstrekt. Naast een dergelijke 'monopaal' constructie kan de steunstructuur van een offshore windturbine ook een buisvormig bovengedeelte omvatten en een ondergedeelte in de vorm van een vakwerkstructuur, ook wel aangeduid als een jacket. Een groot gedeelte van de jacket strekt zich onder water uit alwaar de jacket steun vindt op een ondergrond, in veel gevallen de onderwaterbodem.

^ · "

Een bekende werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine, omvat het verschaffen van een offshore platform in de nabijheid van de voorziene locatie voor de fundering, het vaststellen van de locatie voor iedere paal, het vervolgens manipuleren van elke paal met behulp van een op het platform aanwezige hijskraan en het in het ondergrond drijven van elke paal. Eens alle palen in het ondergrond zijn aangebracht volgens het gewenste geometrische patroon, aldus de fundering vormend, wordt de jacket op de door de hoeveelheid palen gevormde fundering aangebracht door benen van de jacket in de palen aan te brengen (ook wel aangeduid met de engelse term ‘pin piling’) of, in een alternatieve werkwijze rondom de palen aan te brengen (ook wel aarigeduid met de engelse term ‘sleeve piling’). De palen zijn in beide gevallen ingericht om de benen van de jacket te kunnen ontvangen, bijvoorbeeld door holle palen te voorzien (pin piling) of holle benen van de jacket (sleeve piling).

De hierboven beschreven handelingen van de bekende werkwijze zijn tijdrovend, en kunnen, in een typisch geval, minstens 5 tot 7 dagen in beslag nemen.

De uitvinding beoogt te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa die efficiënter is dan de bekende werkwijze en inrichting, m.a.w. die minder tijd in beslag neemt dan de bekende werkwijze.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door een werkwijze omvattende: het verschaffen van een samenstel van een opvijzelbaar platform en een positioneerframe, dat een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers voor het ontvangen van de volgens een geometrisch patroon gerangschikte palen, en middelen om het positioneerframe langs de spudpalen van het platform te geleiden; het neerlaten van het positioneerframe langs de spudpalen vanuit een rustpositie in de nabijheid van het werkdek van het platform naar de ondergrond tot in een gebruikspositie; en het in de ondergrond drijven van de palen doorheen de geleidingskokers van het positioneerframe in zijn gebruikspositie.

De werkwijze volgens de uitvinding laat toe een fundering te verschaffen in de vorm van een aantal volgens een geometrisch patroon gerangschikte palen in minder tijd dan tot hiertoe bekend. Nadat het opvijzelbaar platform in de correcte positie werd gebracht (in verband met de voorziene positie van de hoeveelheid palen) dient het platform niet meer te worden hergepositioneerd, zoals vaak nodig is in de stand der techniek. Omdat het positioneerffame in de gebruikspositie wordt gebracht door het langs de spudpalen van het platform te glijden wordt het positioneerframe automatisch correct gepositioneerd wanneer het platform zich in de correcte positie bevindt. Dit is een groot voordeel omdat het positioneren van een opvijzelbaar platform eenvoudig kan geschieden door middel van gps-systemen, terwijl het positioneren van structuren onder water dikwijls moeilijk is en kostbaar. Omdat de positie van het positioneerframe wordt bepaald door de positie van het platform en de laatste niet veel wordt beïnvloed door stroming en windkrachten, geldt dit tevens voor het positioneerframe. Het gebruik van het positioneerframe laat tevens toe de hoeveelheid palen accuraat te positioneren in slechts één handeling. De gebruikspositie van het positioneerframe komt overeen met een positie waarin het positioneerframe , en in het bijzonder de geleidingskokers ervan, klaar is om de palen te ontvangen. De gebruikspositie bevindt zich bij voorkeur in een positie in de nabijheid van de ondergrond, en met meer voorkeur in een positie waarin het positioneerframe in hoofdzaak rust op de ondergrond.

Omdat de positie van het positioneerframe wordt bepaald door de positie van het (opvijzelbaar) platform, en de laatste positie met grote nauwkeurigheid kan worden bepaald, is er geen noodzaak meer om de positie van de funderingspalen naderhand na te gaan. Dit spaart een wezenlijke hoeveelheid tijd en geld uit.

Het positioneerframe kan langs en onder geleiding van de spudpalen worden bewogen door elk de vakman bekend middel. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk het positioneerffame op te hangen aan een aantal trekkabels, waarbij de kabels in lengte kunnen worden gevarieerd door op het werkdek van het platform aangebrachte lieren bijvoorbeeld. Met de lieren kan de kabellengte worden verkort of verlengd, waarbij het positioneerffame respectievelijk wordt gehesen of neergelaten. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is het positioneerffame verder voorzien van middelen om het positioneerffame langs de spudpalen van een offshore platform te geleiden van een hoge positie in de onmiddellijke nabijheid van het werkdek van het platform naar een lagere positie tot eventueel op of in de onmiddellijke nabijheid van de ondergrond. Bij voorkeur zijn de geleidemiddelen dusdanig ingericht dat deze het positioneerffame langs de spudpalen van het platform kunnen geleiden zodat het positioneerframe in hoofdzaak horizontaal is uitgelijnd in de lagere positie. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door het positioneerffame middels drie, en bij voorkeur middels vier kabels op te hangen, waarbij elke kabel onafhankelijk van de andere kabels in lengte kan worden gevarieerd door lieren. Dit is in het bijzonder van belang bij een ondergrond die niet geheel vlak is.

Het positioneerframe volgens de uitvinding omvat bij voorkeur een vakwerkstructuur met een op de hoekpunten ervan op afstand van elkaar opgesteld aantal geleidingskokers, die door buisvormige vakwerkelementen zijn verbonden. De afmetingen van het positioneerframe in het vlak zijn in beginsel groter dan de afmetingen uit het vlak, waarbij de richting uit het vlak overeenkomt met een richting die evenwijdig is aan de hijs- of neerlaatrichting van het positioneerffame. De geleidingskokers zijn ingericht om de in de ondergrond te drijven palen te ontvangen en te geleiden, en omvatten bij voorkeur cilindrische mantels waarvan de lengteas evenwijdig aan de uit het vlak richting van het positioneerframe verloopt. De geleidingskokers zijn volgens een geometrisch patroon gerangschikt welk patroon overeenkomt met het gewenste geometrische patroon van de funderingspalen. De buisvormige vakwerkelementen die zich tussen de geleidingskokers uitstrekken zorgen ervoor dat geleidingskokers in hoofdzaak in hun positie blijven tijdens het hijsen en neerlaten van het positioneerframe. In onderhavige uitvoeringsvorm is het positioneerframe ingericht om een bepaald geometrisch patroon van de funderingpalen te definiëren. Het is echter tevens mogelijk het positioneerffame geometrisch aanpasbaar te maken, bijvoorbeeld door het positioneerframe te voorzien van in lengte aanpasbare vakwerkelementen en/of door het positioneerframe te voorzien van knooppunten die vakwerkelementen met elkaar verbinden en toelaten de hoek tussen vakwerkelementen aan te passen. Een dergelijke uitvoeringsvorm laat toe verschillende geometrische patronen van de funderingspalen te realiseren.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat deze het vaststellen van de positie voor ten minste één paal en het dusdanig positioneren van het samenstel van platform en positioneerframe dat ten minste één geleidingskoker van het positioneerffame zich recht boven de genoemde paalpositie bevindt. Het aanbrengen van een eerste paal door de ten minste één geleidingskoker fixeert het positioneerframe. In een dergelijke positie zullen de geleidingskokers voor de andere palen zich automatisch in hun correcte posities bevinden omdat hun onderlinge posities worden bepaald door het geometrische ontwerp van het positioneerffame. Hierdoor is een positiebepaling voor elke paal afzonderlijk niet meer nodig.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding waarbij het werkdek van het platform is voorzien van ten minste één opening, die is ingericht om een paal door te leiden en die verticaal is uitgelijnd met één van de geleidingskokers van het positioneerframe wordt een samenstel van platform en positioneerframe dusdanig gepositioneerd dat de opening (ook wel aangeduid met ‘moonpool’) zich recht boven genoemde paalpositie bevindt en is uitgelijnd metéén van de geleidingskokers. In een dergelijke uitvoeringsvorm wordt het positioneerffame ten minste gedeeltelijk in overlap gebracht met het opvijzelbaar platform (bij voorkeur aan de onderzijde van het platform) waarbij een belangrijk deel van het platform wordt overlapt. Het aanbrengen van een eerste paal door de opening en de overeenkomstige geleidingskoker fixeert het positioneerffame met betrekking tot het platform.

Nog voordeliger is een werkwijze waarin het platform is voorzien van ten minste twee openingen of moonpools, die zijn ingericht om een paal door te leiden en waarin een samenstel van platform en positioneerframe dusdanig wordt gepositioneerd dat de tenminste twee openingen zich recht boven tenminste twee paalposities bevinden en zijn uitgelijnd met tenminste twee van de geleidingskokers. Een dergelijke uitvoeringsvorm spaart nog meer ruimte, terwijl de verbinding van het positioneerffame met het platform (en de ondergrond) eveneens verbetert.

Nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat het positioneerframe in de rustpositie wordt voorzien aan de onderzijde van het platform. Dit vergemakkelijkt het brengen van het positioneerframe van de rustpositie naar de gebruikspositie (en omgekeerd).

De geleidingskokers van het positioneerframe zijn ingericht om palen te ontvangen en te geleiden wanneer deze in de ondergrond worden gedreven. Om de palen te kunnen ontvangen hebben de geleidingskokers bij voorkeur een diameter die tenminste even groot is als de doorsnede van de palen. Om op adequate wijze de palen te kunnen ondersteunen wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van geleidingskokers waarvan het binnenoppervlak over tenminste een gedeelte van de lengte van de geleidingskokers is voorzien van steunribben voor de palen. Om het positioneerframe eenvoudig te kunnen verwijderen nadat de palen in de ondergrond zijn aangebracht, worden de palen bij voorkeur dusdanig ver door de geleidingskokers gedreven dat de top van de palen verder reikt dan de onderzijde van genoemd (van steunribben voorzien) gedeelte van de lengte van de geleidingskokers.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur gekenmerkt doordat de funderingspalen in de ondergrond worden aangebracht door middel van een pneumatische hamer, doorgaans vanaf het platform. Nog meer voorkeur heeft een werkwijze waarin de palen verder in de ondergrond worden gedreven dan genoemd (van steunribben voorzien) gedeelte door de volger van een pneumatische hamer. Een pneumatische hamer met volger is op zich bekend bij de vakman.

In een ander aspect van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft die de stap omvat van het verwijderen van het positioneerframe nadat de palen in de ondergrond zijn aangebracht, waarbij het verwijderen van het positioneerffame wordt uitgevoerd door dit te heffen onder geleiding van de spudpalen van de lagere positie naar de hoge positie in de nabijheid van het werkdek van het platform.

De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het op een fundering installeren van een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, waarbij de fundering een middels de hierboven beschreven werkwijze in een ondergrond aangebracht aantal palen omvat, de werkwijze omvattende het in of rond de palen aanbrengen van benen van de zich op hoogte bevindende massa. Met meer voorkeur wordt een werkwijze verschaft waarin omvattende het verankeren van de benen aan de palen door middel van mortelvoegen (grouting).

Hoewel de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast om een fundering te verschaffen van het hierboven beschreven type wordt de werkwijze bij voorkeur toegepast op een ondergrond die zich onder water bevindt.

In nog een ander aspect van de uitvinding wordt een samenstel van een opvijzelbaar platform en een met het platform gekoppeld positioneerframe verschaft, waarbij het positioneerframe een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat, die zijn ingericht om een in de ondergrond te drijven paal te ontvangen en te geleiden, evenals middelen om het positioneerffame glijdend langs de spudpalen van het platform te geleiden. De voordleen van een dergelijk samenstel zijn hierboven reeds toegelicht aan de hand van de beschrijving van de overeenkomstige werkwijze en zullen hier dus niet worden herhaald.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een samenstel verschaft waarin het werkdek van het platform is voorzien van ten minste één opening, die is ingericht om een paal door te leiden en die verticaal is uitgelijnd met één van de geleidingskokers van het positioneerframe. Een dergelijke opening (of ‘moonpool’) zal een dwarsdoorsnede hebben die groot genoeg is om een paal door te laten. De werkwijze volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor toepassing met cilindrische (eventueel) holle funderingspalen die een buitendiameter hebben van ten minste 1.2 m, met meer voorkeur ten minste 1.5 m, en met de meeste voorkeur ten minste 1.8 m, en met een (eventuele) wanddikte van 0.01 tot 0.1 m, met meer voorkeur van 0.02 to 0.08 m, en met de meeste voorkeur van 0.04 to 0.06 m. Een bijzonder geschikt samenstel volgens de uitvinding omvat ten minste één circelvormige opening met een diameter van ten minste 1.5 m, met meer voorkeur ten minste 2.5 m, en met de meeste voorkeur ten minste 3.0 m.

De werkwijze volgens de uitvinding is verder bijzonder geschikt voor cilindrische (holle) funderingspalen met een lengte van meer dan 20 m, met meer voorkeur ten minste 25 m en met de meeste voorkeur ten minste 30 m, en een gewicht van 20 tot 150 ton, met meer voorkeur van 40 tot 130 ton, en met de meeste voorkeur van 50 tot 110 ton.

De geleidingskokers hebben bij voorkeur een hoogte (de dimensie in de lengterichting van de geleidingskokers) van ten minste 1 m, met meer voorkeur ten minste 3 m, en met de meeste voorkeur ten minste 5 m, om de gewenste geleidingsfunctie en verticale uitlijning van de funderingspalen verder te kunnen waarborgen.

In nog een ander aspect van de uitvinding wordt een positioneerframe verschaft, welk frame is ingericht om een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, te verschaffen, waarbij de fundering een volgens een geometrisch patroon in een ondergrond gedreven aantal palen omvat, welk positioneerframe een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat, die zijn ingericht om een in de ondergrond te drijven paal te ontvangen en te geleiden, evenals middelen om het positioneerframe glijdend langs de spudpalen van het platform te geleiden.

De uitvinding zal nu in meer detail worden uitgelegd onder verwijzing naar de tekeningen, zonder overigens daartoe te worden beperkt. In de figuren toont:

Fig. 1 schematisch een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van het positioneerframe zoals toegepast in de werkwijze volgens de uitvinding;

Fig. 2 schematisch een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van het opvijzelbaar platform ingericht om te worden toegepast in de werkwijze volgens de uitvinding;

Fig. 3 - 9 schematische zijaanzichten van een samenstel van platform en positioneerframe in een aantal, in verschillende stappen van de werkwijze ingenomen posities; en Fig. 10 schematisch een volgens de uitvinding op een fundering van palen geplaatste jacket van een windturbine.

Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een inrichting volgens de uitvinding getoond in de vorm van een positioneerframe 1 dat op de hoekpunten drie cilindrische geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d) omvat die zijn ingericht om een paal te ontvangen en te geleiden. De geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d) zijn onderling star met elkaar verbonden door zijvakwerken (3a, 3b, 3c, 3d) die zijn opgebouwd uit een relatief groot aantal buisvormige structuurelementen (4a, 4b, 4c). Dwarsverbanden (5a, 5b, 5c, 5d) verbinden de zijvakwerken (3a, 3b, 3c, 3d) meteen centrale knoopplaat 6 waardoor het vakwerk nog aan structurele stijfheid wint. Bijkomende vakwerkelementen, zoals frame 3e kunnen worden toegevoegd om voldoende stijfheid op te bouwen. Alle elementen (2, 3, 4, 5) en knoopplaat 6 definiëren het positioneerframe 1. De bovendelen van de zijvakwerken (3a, 3b, 3c, 3d) zijn voordelig voorzin van een omtreksloopbrug 9 voor een gemakkelijke toegang en inspectie. De geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d) worden in een vaste positie ten opzichte van elkaar gehouden door de zijvakwerken (3a, 3b, 3c, 3d) en de dwarsverbanden (5a, 5b, 5c, 5d) en wel dusdanig dat de geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d) volgens een geometrisch patroon zijn gerangschikt, welk patroon in de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm een vierkant is met een zijde van ongeveer 20 m. Elk ander geometrisch patroon is echter mogelijk.

Elke geleidingskoker (2a, 2b, 2c, 2d) omvat een cilindrische omtrekswand (23a, 23b, 23c) die door een basisplaat (21a, 21b, 21c) wordt ondersteund, en waarmee het positioneerframe 1 steun kan vinden op de ondergrond. Het binnenoppervlak van elke geleidingskoker (2a, 2b, 2c, 2d) is over een gedeelte van de lengte van de geleidingskoker voorzien van steunribben (22a, 22b, 22c, 22d) voor het ondersteunen van een paal wanneer deze door de geleidingskoker beweegt.

De afmetingen van de geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d) kunnen binnen brede grenzen worden gekozen, maar hebben in de getoonde uitvoeringsvorm een hoogte van ongeveer 6 m. De steunribben (22a, 22b, 22c, 22d) strekken zich over een afstand van ongeveer 3 m uit, zoals gemeten vanaf de bovenrand van de geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d), waardoor het onderste gedeelte van het binnenoppervlak over ongeveer 3 m zonder steunribben is (en dus een grotere diameter heeft).

Het positioneerframe 1 is verder voorzien van middelen om het positioneerframe 1 langs de spudpalen van een in figuur 2 getoond offshore platform te geleiden. Deze middelen omvatten in de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm een structuur met twee U-vormige eindvorken (8a, 8b) die vast zijn verbonden met de rest van het positioneerframe 1 door middel van buisvormige elementen. Het positioneerframe 1 is dusdanig gepositioneerd ten opzichte van het platform 10 dat een spudpaal (13a, 13b, 13c, 13d) van het platform 10 gedeeltelijk is opgenomen in de ruimte tussen de buitenste benen (9a, 10a, 9b, 10b) van de U-vormige eindvorken (8a, 8b), welke ruimte groot genoeg is om een spud pole te kunnen opnemen. Op deze wijze kan het positioneerframe 1 naar beneden en/of naar boven worden geleid langs de spudpale(n). De middelen om het positioneerframe 1 langs de spudpalen (13a, 13b, 13c, 13d) van het platform te geleiden omvatten tevens hijsmiddelen zoals op het werkdek van het platform 10 voorziene lieren 15.

Een opvijzelbaar platform 10, ingericht volgens de uitvinding wordt in figuur 2 getoond. Om redenen van duidelijkheid zijn een aantal gewoonlijk op een opvijzelbaar platform aanwezige structuren zoals een hijskraan 18 (zie figuren 3-9) weggelaten op de figuur. Opvijzelbaar platform 10 omvat in hoofdzaak een werkdek 11 en vier spudpaalvijzels (12a, 12b, 12c, 12d) op de hoekpunten van het werkdek 11. Elke vijzel (12a, 12b, 12c, 12d) bedient een spudpaal (13a, 13b, 13c, 13d) die kan worden verlaagd in de verticale richting 14 totdat de betreffende spudpaal steun vindt op de ondergrond 30 (figuur 6). Het werkdek 11 is voorzien van lieren 15 waar overheen kabels verlopen die zijn verbonden met het positioneerframe 1.

Met de lieren 15 kan het positioneerframe 1 in de verticale richting 14 worden gehesen of neergelaten. Het platform 10 is verder voorzien van twee cirkelvormige openingen of moonpools (16a, 16b) die toegang verschaffen tot het water dat zich onder het werkdek 11 bevindt en die een diameter hebben die groot genoeg is om een funderingspaal door te laten. Het platform 10 draagt aldus het positioneerframe 1 dat in de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm aan de onderzijde van het platform 10 is voorzien in een rustpositie in de onmiddellijke nabijheid van het werkdek 11 van het platform 10. Het samenstel van platform 10 en positioneerffame 1 is dusdanig gepositioneerd dat de moonpool 16b verticaal is uitgelijnd met de geleidingskoker 2c, in figuur 2 aangeduid door stippellijn 17.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt in een aantal stappen getoond in figuren 3 tot en met 9. Onder verwijzing naar figuur 3, wordt de stap getoond van het bepalen van de gewenste positie 33 van een eerste in de ondergrond 30 te dringen paal en het positioneren van het samenstel van platform 10 en positioneerframe 1, en wel op dusdanige wijze dat een geleidingskoker (in de getoonde uitvoeringsvorm geleidingskoker 2c) van het positioneerframe 1 verticaal is uitgelijnd met de genoemde paalpositie 33, zoals schematisch voorgeteld door stippellijn 34. De spudpalen (13a, 13b, 13c, 13d) van platform 10 steunen in de gefixeerde positie op of gedeeltelijk in de ondergrond 30 door middel van verwijderbare voeten (31 a, 31 b, 31 c, 31 d). Het positioneerframe 1 wordt in positie gehouden door lieren 15 die hijskabels 35 bedienen. In de rustpositie van het positioneerframe 1 zal de lengte van de hijskabels 35 relatief kort zijn.

Zoals in figuur 4 getoond wordt het positioneerframe 1 vervolgens neergelaten door de lieren 15 tot onder het wateroppervlak naar een gebruikspositie, waarin positioneerffame 1 ten minste gedeeltelijk op de ondergrond 30 rust, zoals in figuur 5 getoond. Tijdens het neerlaten zal het positioneerffame 10 met de U-vormige vorken (8a, 8b) langs de spudpalen (13a, 13b) glijden zodat zijn positie met betrekking tot het platform 1 in hoofdzaak niet veranderd (buiten de verticale positie). De lieren 15 opereren onafhankelijk van elkaar en worden dusdanig bestuurd dat het positioneerffame 1 in hoofdzaak horizontal wordt verplaatst, evenwijdig aan de spudpalen. Hierdoor wordt verzekerd dat funderingspalen in een hoofdzakelijk verticale richting in de ondergrond 30 zullen worden gedreven, onafhankelijk van het hoogteprofiel van de bodem 30.

Een paal bekledingsbuis 41 wordt vervolgens door de hijskraan 18 opgenomen en in de moonpool 16b geplaatst boven de gewenste positie 33 van de eerste paal, zoals is getoond in figuur 5.

In een volgende stap van de werkwijze (zie figuur 6) wordt een paal 40 opgenomen door de hijskraan 18 van een opslagrek 42 en in de in moonpool 16b opgenomen bekledingsbuis 41 neergelaten totdat 1 de onderzijde van de paal 40 zich op het niveau 43 bevindt, welk niveau zich dicht bij het niveau van de ondergrond bevindt (zie figuur 7).

Eens de paal 40 op correcte wijze is uitgelijnd met de geleidingskoker 2c wordt de paal verder neergelaten totdat deze gedeeltelijk is opgenomen in 2c. De paal wordt dan verder in de onderwaterbodem 30 gedreven onder zijn eigen gewicht in welk proces de paal wordt geleid door geleidingskoker 2c, zoals getoond in figuur 8. Als de lengte van de paal 40 dusdanig is dat deze het verschil in hoogte tussen het werkdek 11 en de onderwaterbodem 30 overschrijdt kan het opvijzelbaar platform 1 desgewenst verlaagd worden door de spudpaal vijzels (12a, 12b, 12c, 12d) te bedienen zodat het werkdek 11 neerwaarts beweegt ten opzichte van de spudpalen (13a, 13b, 13c, 13d) die op de onderwaterbodem 30 blijven steun vinden. Zoals getoond in figuur 12 wordt de paal 40 vervolgens in de ondergrond 30 gedreven totdat de top van de paal 40 verder in de geleidingskoker 2c is doorgedrongen dan het van steunribben voorzien gedeelte. De paal 40 kan in de ondergrond 30 worden gedreven door middel van een pneumatische hamer 44, die op zich bekend is. De paal 40 wordt verder dan het van steunribben voorziene gedeelte van het binnenoppervlak van geleidingskoker 2c gedreven door de volger van de pneumatische hamer 44. Op deze wijze bereikt de top van de paal 40 een niveau dat lager is dan het van steunribben voorziene gedeelte. Op dit niveau is de binnendiameter van geleidingskoker 2c groter dan de buitendiameter van paal 40, die daardoor niet langer wordt ondersteund door geleidingskoker 2c. Dit laat toe het positioneerframe 10 vrij te maken van de ingedreven paal 40 indien gewenst.

De hierboven beschreven opvolging van werkwijzenstappen wordt vervolgens een aantal malen herhaald, afhankelijk van het gewenste aantal funderingspalen dat moet worden aangebracht in de ondergrond 30. Omdat de geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d, 2d) van het positioneerframe 10 zich automatisch in de correcte posities bevinden kunnen alle palen op efficiënte wijze in de ondergrond 30 worden gedreven zonder tijd te verliezen met het bepalen van de positie voor elke paal afzonderlijk.

Nadat alle palen 40 in de ondergrond 30 zijn aangebracht kan het positioneerframe 1 eventueel worden verwijderd door het met behulp van de lieren 15 en hijskabels 35 op te hijsen langs de spudpalen (13a, 13b) van de gebruikspositie naar de rustpositie dichtbij het werkdek 11 van platform 10. Desgewenst kan voorafgaand aan het verwijderen van het positioneerframe 1 de positie van de palen 40 en/of de verticale positie van de top van elk van de palen 40 worden nagegaan door hiertoe geëigende optische middelen, zoals camera’s teneinde de gehele operatie waar te nemen en te controleren.

Onder verwijzing naar figuur 10 kan op de zoals hierboven beschreven gerealiseerde fundering een jacket 50 van een windturbine 51 worden geplaatst. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door het in of rond de palen 40 aanbrengen van benen 52 van de jacket 50, en het verankeren van de benen 52 aan de palen 40 door middel van mortelvoegen (grouting).

De werkwijze en samenstel van een platform en positioneerframe volgens de uitvinding laten toe op efficiënte wijze een paalfundering te verschaffen, waarbij het niet nodig is het platform regelmatig te verplaatsen voor elke paal, waardoor veel tijd wordt gewonnen ten opzichte van de bekende werkwijze. De uitgevonden werkwijze is minder afhankelijk van weersomstandigheden en behoeft in beginsel geen uitgebreide controlewerkzaamheden onder water, bijvoorbeeld door robots en/of duikers.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, waarbij de fundering een volgens een geometrisch patroon in een ondergrond gedreven aantal palen omvat, de werkwijze omvattende: het verschaffen van een samenstel van een opvijzelbaar platform en een met het platform gekoppeld positioneerframe, dat een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat voor het ontvangen van de palen, evenals middelen om het positioneerframe glijdend langs de spudpalen van het platform te bewegen; het neerlaten van het positioneerframe langs de spudpalen van het platform van een rustpositie in de onmiddellijke nabijheid van het werkdek van het platform naar de ondergrond in een gebruikspositie; en het in de ondergrond drijven van de palen doorheen de geleidingskokers van het positioneerffame in de gebruikspositie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de middelen om het positioneerframe glijdend langs de spudpalen van het platform te bewegen zijn ingericht om het positioneerffame in hoofdzaak horizontaal uit te lijnen in de gebruikspositie.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattende het vaststellen van de positie van tenminste één paal en het dusdanig positioneren van het samenstel van platform en positioneerffame dat tenminste één van de geleidingskokers van het positioneerffame is uitgelijnd met één van de geleidingskokers.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin het platform is voorzien van ten minste één opening, die is ingericht om een paal te ontvangen, en het samenstel van platform en positioneerframe dusdanig wordt gepositioneerd dat de opening zich recht boven een paalpositie bevindt en verticaal is uitgelijnd met één van de geleidingskokers.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin het positioneerframe in de rustpositie wordt voorzien aan de onderzijde van het platform.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin het binnenoppervlak van de geleidingskokers over tenminste een gedeelte van de lengte van de geleidingskokers is voorzien van steunribben voor de palen, en de palen door de geleidingskokers worden gedreven totdat de top van de palen verder reikt dan de onderzijde van genoemd (van steunribben voorzien) gedeelte van de lengte van de geleidingskokers.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarin de palen verder worden gedreven dan genoemd gedeelte door de volger van een pneumatische hamer.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, omvattende de stap van het verwijderen van het positioneerframe nadat de palen in de ondergrond zijn aangebracht, waarbij het verwijderen van het positioneerframe wordt uitgevoerd door dit te heffen onder geleiding van de spudpalen van de gebruikspositie naar de rustpositie in de nabijheid van het werkdek van het platform.

9. Werkwijze voor het op een fundering installeren van een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, waarbij de fundering een middels de werkwijze volgens één der conclusies 1-8 in een ondergrond aangebracht aantal palen omvat, de werkwijze omvattende het in of rond de palen aanbrengen van benen van de zich op hoogte bevindende massa, en het verankeren van de benen aan de palen door middel van mortelvoegen (grouting).

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarin de ondergrond zich onder water bevindt.

11. Samenstel van een opvijzelbaar platform en een met het platform gekoppeld positioneerframe, dat een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat voor het ontvangen van de palen, evenals middelen om het positioneerframe glijdend langs de spudpalen van het platform te bewegen.

12. Samenstel volgens conclusie 11, waarin het platform is voorzien van ten minste één opening, die is ingericht om een paal door te leiden en die verticaal is uitgelijnd met één van de geleidingskokers van het positioneerframe.

13. Samenstel volgens conclusie 12, waarin de ten minste één opening cirkel vormig is en een diameter heeft van tenminste 1.5 m, met meer voorkeur tenminste 3 m, en met de meeste voorkeur tenminste 5 m.

14. Samenstel volgens één der conclusies 11-13, waarin de hoogte van de geleidingskokers ten minste 1 m, met meer voorkeur ten minste 3 m, en met de meeste voorkeur ten minste 5 m bedraagt.

15. Positioneerframe, ingericht voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, zoals de jacket van een windturbine of een jetty, waarbij de fundering een volgens een geometrisch patroon in een ondergrond gedreven aantal palen omvat, welk positioneerframe een aantal onderling verbonden, volgens het geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat voor het ontvangen van in de ondergrond te drijven palen, evenals middelen om het positioneerffame glijdend langs de spudpalen van het platform te bewegen.