fundament grawitacyjny
konstrukcja (zespół konstrukcji) w kształcie bryły foremnej lub obrotowej stosowany na najmniejszych głębokościach bez stałego powiązania z dnem morskim.
Wykonywany jest najczęściej jako element prefabrykowany z betonu w kształcie stożka, przewożony następnie na miejsce montażu. Prefabrykacja pozwala znacznie obniżyć koszty związane ze skomplikowanymi pracami prowadzonymi na morzu. Koszt fundamentów morskich to nawet 25% kosztów całej turbiny offshore. Fundamenty tego typu stosowane są na obszarach stosunkowo płytkich od 2-20 m głębokości.
Prefabrykacja fundamentu pozwala na pewne betonowanie z zachowaniem zasad BHP i wymagań materiałowych. Prefabrykacja może być prowadzona na lądzie lub na pływających platformach. Fundamenty betonowe grawitacyjne mają masę zapewniającą stabilność konstrukcji, są odporne na działanie wody morskiej, a po okresie pracy turbiny wiatrowej łatwo ulegają recyklingowi, są bezpieczne dla środowiska.
Fundamenty grawitacyjne przewożone są teren farmy morskiej specjalnymi platformami pontonowymi o wyporności sięgającej 24000 ton, co pozwala na jednoczesne przewiezienie do kilkunastu fundamentów. Waga jednego elementu wynosi od 650-1000 ton. Do transportu mogą być też użyte tzw. półpodwodne barki, na których fundamenty transportowane są w częściowym zanurzeniu. Transport taki może być wykonywany na wiele kilometrów (np. farma Kårehamn u wybrzeży Szwecji – 2000 km). Jeśli montaż dotyczy tylko jednego fundamentu i jednej konkretnej siłowni wiatrowej, transport może być wykonywany indywidualnie przy pomocy ciężkiego dźwigu statku. W tym wypadku dźwig unosi fundament w porcie i transportuje go poza burtą na miejsce przeznaczenia.
Podsumowując produkcja i transport fundamentów grawitacyjnych może się odbywać następującymi metodami:
– w suchym doku – prefabrykacja odbywa się na lądzie w specjalnym basenie, który po zakończeniu prac wypełniany jest wodą i barka z jednym lub wieloma elementami wyciągana jest z doku holownikiem, dalszy transport może się odbywać pojedynczo lub zbiorowo
– w mokrym doku – rozwiązanie przyszłościowe jeszcze nie stosowane
Transport za pomocą dźwigu barki odbywa się tylko na krótkich dystansach do kilku-kilkunastu kilometrów. Pozwala jednak na przetransportowanie bardzo dużych elementów. Przypuszcza się, że ta metoda będzie można w przyszłości transportować fundamentu o masie do 6000 ton zdolne do montażu na głębokości do 60m. Rozwiązania takie mogą okazać cenne z uwagi na fakt, ze im dalej od brzegu tym silniejszy wiatr.
Operacja podnoszenia fundamentu z platformy brzegowej przez dźwig barkę.
Transport fundamentu za pomocą dźwigu na barce.
Etapy montażu
etap pogłębianie dna ( bargowanie dna) ma na celu usunięcie warstwy mułu, w zależności od budowy i morfologii podłoża usuwa sie od 0,5-10m gruntu, bagrowanie odbywa sie przy pomocy barki z koparką i drugiej barki na którą odkładany jest usunięty muł. Po jej wypełnieniu barka ta odpływa i w bezpiecznym miejscu jest opróżniana do morza
wykonywanie podsypki żwirowej na oczyszczonym dnie wykonuje się warstwę wyrównawcza ze żwiru, potłuczonych skał o granulacji od 0-63mm i od 10-80mm. Grubość podsypki zależy od głębokości usuniętej warstwy ale zwykle wynosi do 1,5m dla mniejszej granulacji żwiru i do 0,7m dla większej. Żwir moze byc podawany metoda nasypową lub pneumatycznie za pomocą mobilnego systemu
Operacja musi być przeprowadzona z bardzo dużą precyzją tak, aby podłoże było równe z maksymalną odchyłką od poziomu rzędu 3-5cm. Poniżej w tabeli parametry dla różnych wielkości turbin.
| Wielkość turbiny | 3,6MW | 5MW | 8MW |
| Orientacyjna średnica usuwanego gruntu [m] | 50 | 55 | 60 |
| Powierzchnia usuwanego gruntu [m2] | 1963 | 2375 | 2827 |
| średnia głębokość usuwanego gruntu [m] | 3 | 3 | 3 |
| Objętość usuwanego materiału [m3] | 5889 | 7125 | 8481 |
| Orientacyjna średnica podsypki żwirowej [m] | 30 | 35 | 40 |
| Wysokość podsypki żwirowej [m] | 2 | 2,25 | 2,5 |
| Objętość podsypki żwirowej [m3] | 1414 | 2165 | 3140 |
zatapianie fundamentu jedna z najbardziej skomplikowanych operacji. Na wykonaną podsypkę opuszczany jest powoli betonowy fundament i poziomowany przy użyciu kilku holowników. Technologie są różne w zależności od budowy fundamentu, sposobu jego transportu a nawet wielkości fal w czasie operacji.
następnie, po zatopieniu, fundament jest stabilizowany przy pomocy żwiru sypanego wokół konstrukcji lub worków tzw. „Big Bag”.
wypełnianie fundamentu od środka fundamenty grawitacyjne są puste w środku dla maksymalnego obniżenia masy i kosztów transportu. Wypełnianie fundamentu żwirem lub piaskiem odbywa się bezpośrednio po jego zastabilizowaniu.