BE1020071A5

BE1020071A5 - METHOD FOR PROVIDING A FOUNDATION FOR A MASS FIXED AT HEIGHT AND A POSITIONING FRAME FOR CARRYING OUT THE METHOD.

Info

Publication number: BE1020071A5
Application number: BE2011/0445A
Authority: BE
Inventors: Luc Vandenbulcke; Koen Vanderbeke
Original assignee: Geosea N V
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-04-02
Also published as: AU2012204091A1; LT2546418T; US20130183101A1; PL2546418T3; EP2546418A1; EP2546418B1; AU2012204091B2; DK2546418T3

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 drijvend tuig voorzien van hijsmiddelen, het verschaffen van een positioneerframe, dat een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat voor het ontvangen van de palen; het onder tussenkomst van de hijsmiddelen neerlaten van het positioneerframe naar de ondergrond in een gebruikspositie, en het in de ondergrond aanbrengen van de palen doorheen de geleidingskokers van het positioneerframe in de gebruikspositie, evenals een positioneerframe, dat is ingericht voor het uitvoeren van de werkwijze.The invention relates to an efficient method for providing a foundation for a mass located at a height, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, wherein the foundation comprises a number of piles driven into a substrate according to a geometric pattern. The method comprises providing a floating rig provided with hoisting means, providing a positioning frame, which comprises a number of interconnected guide sleeves arranged according to a geometric pattern for receiving the posts; lowering the positioning frame to the subsurface in a position of use, with the help of the hoisting means, and arranging the piles in the subsurface through the guide sleeves of the positioning frame in the position of use, as well as a positioning frame, which is adapted to perform the method.

Description

Werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa, en een positioneerframe voor het uitvoeren van de werkwijzeMethod for providing a foundation for a mass located at height, and a positioning frame for performing the method

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 positioneerframe, ingericht voor het uitvoeren van de werkwijze.The invention relates to a method for providing a foundation for a mass located at height, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, wherein the foundation comprises a number of piles that are driven into a substrate according to a geometric pattern. The invention also relates to a positioning frame, arranged for carrying out the method.

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.The invention will be explained below with reference to an offshore wind turbine. The reference to a wind turbine in no way implies that the invention is limited to the use in the context of such a wind turbine. The positioning frame and method can also be applied to any other structure, such as jetties, radar and other towers, platforms, and the like. The support structure of a wind turbine usually has a slender design, for example in the form of a tube or pole. This pile structure must be linked to a foundation in the ground. For offshore wind turbines that are placed in relatively shallow water, it is possible to use one mast that extends from the machine housing of the wind turbine to the foundation. In addition to such a 'monopal' construction, the support structure of an offshore wind turbine can also comprise a tubular upper part and a lower part in the form of a lattice structure, also referred to as a jacket. A large part of the jacket extends under water where the jacket finds support on a surface, in many cases the underwater bottom.

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 aangeduid 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).A known method for providing a foundation for a height mass, such as the jacket of a wind turbine, comprises providing an offshore platform in the vicinity of the provided location for the foundation, determining the location for each pile subsequently manipulating each pile with the aid of a crane present on the platform and driving each pile into the subsurface. When all the posts in the substrate are arranged according to the desired geometric pattern, thus forming the foundation, the jacket is applied to the foundation formed by the amount of posts by placing legs of the jacket in the posts (also referred to by the English term 'pin piling') or, to be applied around the posts in an alternative method (also referred to by the English term 'sleeve piling'). In both cases, the posts are arranged to be able to receive the legs of the jacket, for example by providing hollow posts (pin piling) or hollow legs of the 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.The above-described operations of the known method are time-consuming, and may, in a typical case, take at least 5 to 7 days.

De uitvinding beoogt te voorzien in een werkwijze voor het verschaffen van een fundering voor een zich op hoogte bevindende massa die efficiënter is dan de bekende werkwijze, m.a.w. die minder tijd in beslag neemt dan de bekende werkwijze.The object of the invention is to provide a method for providing a foundation for a mass at height that is more efficient than the known method, i.e. that takes less time than the known method.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door een werkwijze omvattende: het verschaffen van een drijvend tuig voorzien van hijsmiddelen; het verschaffen van een positioneerffame, dat een aantal onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers omvat voor het ontvangen van de palen; het onder tussenkomst van de hijsmiddelen neerlaten van het positioneerframe naar de ondergrond in een gebruikspositie; en het in de ondergrond aanbrengen van de palen doorheen de geleidingskokers van het positioneerffame in de gebruikspositie.According to the invention this object is achieved by a method comprising: providing a floating rig provided with hoisting means; providing a positioning effect comprising a plurality of interconnected guide sleeves arranged according to a geometric pattern for receiving the posts; lowering the positioning frame to the ground in a position of use with the help of the hoisting means; and arranging the piles in the substrate through the guide tubes of the positioning effect in the position of use.

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 positioneerframe in de correcte positie werd gebracht (in verband met de voorziene positie van de hoeveelheid palen) behoeft dit geen herpositionering meer, zoals vaak nodig is in de stand der techniek omdat het positioneerframe door zijn eigengewicht wrijving veroorzaakt met de ondergrond, meer bepaald via aan de onderzijde van het positioneerframe aangebrachte basisplaten (21a, 21b, 21c). Omdat het positioneerframe in de gebruikspositie wordt gebracht onder tussenkomst van de hijsmiddelen en deze hijsmiddelen kunnen worden gekozen al naar gelang de behoefte en omstandigheden ter plaatse, is een optimale positionering van het frame mogelijk.The method according to the invention makes it possible to provide a foundation in the form of a number of piles arranged according to a geometric pattern in less time than hitherto known. After the positioning frame has been brought into the correct position (in connection with the anticipated position of the number of posts), this no longer requires repositioning, as is often necessary in the prior art because the positioning frame, due to its own weight, causes friction with the substrate, more particularly via base plates (21a, 21b, 21c) arranged on the underside of the positioning frame. Because the positioning frame is brought into the position of use through the hoisting means and these hoisting means can be selected according to the needs and circumstances on site, an optimum positioning of the frame is possible.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat het positioneren en/of richten van het positioneerffame in de gebruikspositie door middel van positioneermiddelen. Hierdoor wordt het positioneerffame automatisch correct gepositioneerd. Dit is een groot voordeel omdat het positioneren van een positioneerffame met relatief grote afmetingen eenvoudig kan geschieden door middel van gps-systemen, terwijl het positioneren van funderingspalen afzonderlijk onder water dikwijls moeilijk is en kostbaar.An embodiment of the method according to the invention comprises positioning and / or directing the positioning effect in the position of use by means of positioning means. This automatically positions the positioning frame correctly. This is a great advantage because the positioning of a positioning frame with relatively large dimensions can easily be done by means of GPS systems, while the positioning of foundation piles separately under water is often difficult and expensive.

In een andere uitvoeringsvorm wordt de werkwijze volgens de uitvinding wordt deze gekenmerkt doordat het positioneerframe wordt gepositioneerd en/of gericht door het frame langs de spudpalen van een opvijzelbaar platform te bewegen. Door het frame langs de spudpalen van het platform te laten glijden wordt het positioneren van het frame verder verbeterd. 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.In another embodiment, the method according to the invention is characterized in that the positioning frame is positioned and / or directed by moving the frame along the spud poles of a jackable platform. By sliding the frame along the spud poles of the platform, the positioning of the frame is further improved. Because the position of the positioning frame is determined by the position of the platform and the latter is not much influenced by flow and wind forces, this also applies to the positioning frame. The use of the positioning frame also allows the amount of posts to be accurately positioned in just one operation. The position of use of the positioning frame corresponds to a position in which the positioning frame, and in particular its guide sleeves, is ready to receive the posts. The position of use is preferably in a position in the vicinity of the substrate, and more preferably in a position in which the positioning frame rests substantially on the substrate.

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.Because the position of the positioning frame is determined by the position of the (jackable) platform, and the last position can be determined with great accuracy, there is no longer any need to check the position of the foundation piles afterwards. This saves a substantial amount of time and money.

Het positioneerframe kan langs en onder geleiding van de spudpalen worden bewogen door elk de vakman bekend middel. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk het positioneerframe 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 positioneerframe respectievelijk wordt gehesen of neergelaten. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is hét positioneerframe verder voorzien van middelen om het positioneerframe 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 positioneerframe langs de spudpalen van het platform kunnen geleiden zodat het positioneerframe in hoofdzaak horizontaal is uitgelijnd in de lagere positie. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren dóór het positioneerframe 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.The positioning frame can be moved along and under the guidance of the spud poles by any means known to those skilled in the art. For example, it is possible to suspend the positioning frame from a number of pull cables, wherein the cables can be varied in length by, for example, winches arranged on the working deck of the platform. The cable length can be shortened or extended with the winches, the positioning frame being hoisted or lowered respectively. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the positioning frame is further provided with means for guiding the positioning frame along the spud poles of an offshore platform from a high position in the immediate vicinity of the working deck of the platform to a lower position, possibly on or off. in the immediate vicinity of the substrate. The guide means are preferably arranged such that they can guide the positioning frame along the spud poles of the platform so that the positioning frame is substantially horizontally aligned in the lower position. This can be done, for example, by suspending the positioning frame by means of three, and preferably by means of four cables, wherein each cable can be varied in length independently of the other cables by winches. This is particularly important with a surface that is not completely flat.

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 aart de uit het vlak richting van het positioneerffame 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 positioneerffame. In onderhavige uitvoeringsvorm is het positioneerframe ingericht om een bepaald geometrisch patroon van de funderingpalen te definiëren. Het is echter tevens mogelijk het positioneerframe 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.The positioning frame according to the invention preferably comprises a lattice structure with a number of guide sleeves spaced apart at their corner points and which are connected by tubular lattice elements. The dimensions of the positioning frame in the plane are in principle larger than the dimensions from the plane, the direction from the plane corresponding to a direction that is parallel to the hoisting or lowering direction of the positioning frame. The guide sleeves are adapted to receive and guide the piles to be driven into the subsurface, and preferably comprise cylindrical jackets, the longitudinal axis of which extends parallel to the plane direction of the positioning effect. The guide sleeves are arranged according to a geometric pattern, which pattern corresponds to the desired geometric pattern of the foundation piles. The tubular lattice elements extending between the guide tubes ensure that guide tubes remain substantially in their position during hoisting and lowering of the positioning effect. In the present embodiment, the positioning frame is arranged to define a certain geometric pattern of the foundation piles. However, it is also possible to make the positioning frame geometrically adaptable, for example by providing the positioning frame with lattice-adjustable lattice elements and / or by providing the positioning frame with nodes which connect lattice elements to each other and allow to adjust the angle between lattice elements. Such an embodiment makes it possible to realize different geometric patterns of the foundation piles.

Een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding verschaft een werkwijze waarin het positioneerframe wordt gepositioneerd en/of gericht door het frame aan te grijpen met een op afstand bestuurd robot vaartuig (ROV).Another embodiment of the invention provides a method in which the positioning frame is positioned and / or targeted by engaging the frame with a remotely controlled robot vessel (ROV).

Nog een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding verschaft een werkwijze waarin het positioneerframe wordt gepositioneerd en/of gericht door het frame aan te grijpen met van ankers voorziene trekkabels.Yet another embodiment of the invention provides a method in which the positioning frame is positioned and / or aligned by engaging the frame with anchored tension cables.

Weer een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding verschaft een werkwijze waarin het positioneerframe wordt gepositioneerd en/of gericht door het frame te voorzien van een samenstel van wendbare stuwers (ook wel aangeduid met de Engelse term thrusters).Yet another embodiment of the invention provides a method in which the positioning frame is positioned and / or directed by providing the frame with an assembly of manoeuvrable stowers (also referred to by the English term thrusters).

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat deze het vaststellen van de positie van tenminste één paal en het dusdanig positioneren van het positioneerffame dat tenminste één van de geleidingskokers van het positioneerframe is uitgelijnd met de positie van de paal, met andere woorden 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 positioneerfirame. Hierdoor is een positiebepaling voor elke paal afzonderlijk niet meer nodig.In a preferred embodiment of the method according to the invention it comprises determining the position of at least one pole and positioning the positioning effect such that at least one of the guide sleeves of the positioning frame is aligned with the position of the pole, in other words straight above the mentioned pile position. The positioning of a first post through the at least one guide sleeve fixes the positioning frame. In such a position the guide tubes for the other posts will automatically be in their correct positions because their mutual positions are determined by the geometric design of the positioning frame. As a result, a position determination for each post is no longer necessary.

De geleidingskokers van het positioneerffame zijn ingericht om palen te ontvangen en te geleiden wanneer deze in de ondergrond worden gebracht. 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.The guide sleeves of the positioning frame are adapted to receive and guide piles when they are brought into the substrate. In order to receive the posts, the guide tubes preferably have a diameter that is at least as large as the diameter of the posts. In order to be able to adequately support the piles, use is preferably made of guide sleeves whose inner surface is provided with support ribs for the piles over at least a part of the length of the guide sleeves. In order to be able to easily remove the positioning frame after the piles have been placed in the substrate, the piles are preferably driven so far through the guide sleeves that the top of the piles extends further than the underside of said (provided with supporting ribs) part of the length of the guide sleeves.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur gekenmerkt doordat de funderingspalen in de ondergrond worden aangebracht door deze in de ondergrond te drijven door inwerking van hydraulische of pneumatische hamertuigen, vibrerende hamertuigen en/of oscillatoren., Dergelijke tuigen kunnen zijn opgesteld op het drijvend tuig, of op een ander drijvend tuig dat zich in de nabijheid bevindt. 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.The method according to the invention is preferably characterized in that the foundation piles are arranged in the subsurface by driving them into the subsurface by the action of hydraulic or pneumatic ham vehicles, vibrating ham vehicles and / or oscillators. Such rigs can be arranged on the floating rig, or on another floating rig that is in the vicinity. Even more preferred is a method in which the posts are driven further into the ground than said (provided with supporting ribs) portion by the follower of a pneumatic hammer. A pneumatic hammer with follower is known per se to the person skilled in the art.

Een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding betreft een werkwijze waarin het aanbrengen van de palen in de ondergrond wordt uitgevoerd door het middels boormiddelen in de onderwaterbodem boren van de funderingspalen en/of van schachten waarin de funderingspalen worden aangebracht.Another embodiment of the invention relates to a method in which the installation of the piles in the subsurface is carried out by drilling the foundation piles and / or shafts in which the foundation piles are fitted into the underwater bottom by means of drilling means.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het boren uitgevoerd door middel van reverse circulation drilling (figuur 15), door voorboren met een casing (figuur 14), en/of door rock-socketing.In yet another embodiment of the method according to the invention, drilling is performed by means of reverse circulation drilling (Figure 15), by pre-drilling with a casing (Figure 14), and / or by rock socketing.

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 positioneerframe 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.In another aspect of the invention, a method is provided which comprises the step of removing the positioning frame after the piles have been placed in the substrate, the removal of the positioning frame being carried out by lifting it under guidance of the spud piles of the lower position to the high position in the vicinity of the working deck of the 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).The invention further relates to a method for installing a mass located at a height, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, on a foundation, wherein the foundation comprises a number of piles arranged in a substrate by means of the method described above, comprising the method arranging legs of the height-located mass in or around the posts. More preferably, a method is provided wherein comprising anchoring the legs to the posts by means of mortar joints (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.Although the method according to the invention can be used to provide a foundation of the type described above, the method is preferably applied to a subsurface submerged in water.

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.The method according to the invention is further particularly suitable for cylindrical (hollow) foundation piles with a length of more than 20 m, more preferably at least 25 m and most preferably at least 30 m, and a weight of 20 to 150 tons, more preferably from 40 to 130 tons, and most preferably from 50 to 110 tons.

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.The guide sleeves preferably have a height (the longitudinal dimension of the guide sleeves) of at least 1 m, more preferably at least 3 m, and most preferably at least 5 m, to achieve the desired guide function and vertical alignment of the to be able to further guarantee foundation piles.

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 te positioneren en/of te richten, welke middelen een samenstel van wendbare stuwers (thrusters) omvatten.In yet another aspect of the invention, a positioning frame is provided, which frame is arranged to provide a foundation for a height mass, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, the foundation being in a geometric pattern. comprises a substrate driven number of piles, which positioning frame comprises a number of mutually connected guide sleeves arranged according to a geometric pattern, which are adapted to receive and guide a pole to be driven into the substrate, as well as means for positioning and / or positioning the positioning frame which means comprise an assembly of nimble thrusters.

De uitvinding zal nu in meer detail worden uitgelegd onder verwijzing naar de tekeningen, zonder overigens daartoe te worden beperkt. In de figuren toont:The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, without otherwise being limited thereto. In the figures:

Fig. 1 schematisch een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van het positioneerframe zoals toegepast in de werkwijze volgens de uitvinding;FIG. 1 schematically a perspective view of an embodiment of the positioning frame as applied in the method according to the invention;

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. 2 schematically a perspective view of an embodiment of the jackable platform adapted to be used in the method according to the invention;

Fig. 3 - 7 schematische zijaanzichten van een aantal uitvoeringsvormen van werkwijzênstappen voor het neerlaten van het positioneerframe;FIG. 3 - 7 schematic side views of a number of embodiments of method steps for lowering the positioning frame;

Fig. 8-13 schematische zijaanzichten van een aantal uitvoeringsvormen van werkwijzenstappen voor het in de ondergrond aanbrengen van de palen doorheen de geleidingskokers van het positioneerframe in de gebruikspositie;FIG. 8-13 show schematic side views of a number of embodiments of method steps for placing the posts in the substrate through the guide sleeves of the positioning frame in the position of use;

Fig. 14 schematisch een zijaanzicht van een boorinrichting töegepast in een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding;FIG. 14 schematically a side view of a drilling device fitted in an embodiment of the method according to the invention;

Fig. 15 schematisch een zijaanzicht van een roterende boorkop uitgerust met spuitmonden van een boorinrichting toegepast in een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding; en Fig. 16 schematisch een volgens de uitvinding op een fundering van palen geplaatste jacket van een windturbine.FIG. 15 schematically shows a side view of a rotary drill bit equipped with nozzles of a drilling device used in an embodiment of the method according to the invention; and FIG. 16 schematically shows a jacket of a wind turbine according to the invention on a foundation of piles.

Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een inrichting volgens de uitvinding getoond in de vorm van een positioneerframe 1 dat op de hoekpunten vier 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, 4d). Dwarsverbanden (5a, 5b, 5c, 5d) verbinden de zijvakwerken (3a, 3b, 3c, 3d) met een 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 voorzien van een omtreksloopbriig 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 (3 a, 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, zoals een driehoekig patroon bijvoorbeeld.With reference to Figure 1, a device according to the invention is shown in the form of a positioning frame 1 which comprises four cylindrical guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d) at the corner points which are adapted to receive and guide a pole. The guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d) are rigidly connected to each other by side frames (3a, 3b, 3c, 3d) which are made up of a relatively large number of tubular structural elements (4a, 4b, 4c, 4d). Transverse connections (5a, 5b, 5c, 5d) connect the side trusses (3a, 3b, 3c, 3d) to a central node plate 6, whereby the truss still gains structural stiffness. Additional truss elements, such as frame 3e can be added to build up sufficient stiffness. All elements (2, 3, 4, 5) and button plate 6 define the positioning frame 1. The upper parts of the side trusses (3a, 3b, 3c, 3d) are advantageously provided with a circumferential running bar 9 for easy access and inspection. The guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d) are held in a fixed position with respect to each other by the side frames (3a, 3b, 3c, 3d) and the transverse connections (5a, 5b, 5c, 5d) such that the guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d) are arranged according to a geometric pattern, which pattern in the embodiment shown in Figure 1 is a square with a side of approximately 20 m. However, any other geometric pattern is possible, such as a triangular pattern for example.

Elke geleidingskoker (2a, 2b, 2c, 2d) omvat een cilindrische omtrekswand (23a, 23b, 23c, 23d) die door een basisplaat (21a, 21b, 21c, 2ld) 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).Each guide sleeve (2a, 2b, 2c, 2d) comprises a cylindrical circumferential wall (23a, 23b, 23c, 23d) supported by a base plate (21a, 21b, 21c, 2ld), and with which the positioning frame 1 can find support on the substrate. The inner surface of each guide sleeve (2a, 2b, 2c, 2d) is provided with support ribs (22a, 22b, 22c, 22d) over a portion of the length of the guide sleeve for supporting a pole as it moves through the guide sleeve. The dimensions of the guide tubes (2a, 2b, 2c, 2d) can be chosen within wide limits, but have a height of approximately 6 m in the embodiment shown. The support ribs (22a, 22b, 22c, 22d) extend over a distance from about 3 m, as measured from the top edge of the guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d), whereby the lower part of the inner surface is about 3 m without support ribs (and thus has a larger diameter).

Het positioneerframe 1 kan verder zijn 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 spudpaa 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.The positioning frame 1 can further be provided with means for guiding the positioning frame 1 along the spud poles of an offshore platform shown in Figure 2. In the embodiment shown in Figure 1, these means comprise a structure with two U-shaped end forks (8a, 8b) which are fixedly connected to the rest of the positioning frame 1 by means of tubular elements. The positioning frame 1 is positioned relative to the platform 10 such that a spud pole (13a, 13b, 13c, 13d) of the platform 10 is partially received in the space between the outer legs (9a, 10a, 9b, 10b) of the U -shaped end forks (8a, 8b), which space is large enough to accommodate a spudpaa. In this way the positioning frame 1 can be guided downwards and / or upwards along the spud pole (s). The means for guiding the positioning frame 1 along the spud poles (13a, 13b, 13c, 13d) of the platform also comprise hoisting means such as winches 15 provided on the working deck of the platform 10.

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.A jackable platform 10, arranged according to the invention, is shown in Figure 2. For the sake of clarity, a number of structures usually present on a jackable platform such as a crane 18 (see Figures 3-9) have been omitted from the figure. Jackable platform 10 essentially comprises a working deck 11 and four spud pile jacks (12a, 12b, 12c, 12d) at the corner points of the working deck 11. Each jack (12a, 12b, 12c, 12d) serves a spud pole (13a, 13b, 13c, 13d) which can be lowered in the vertical direction 14 until the relevant spud pole finds support on the substrate 30 (Figure 6). The working deck 11 is provided with winches 15 over which run cables connected to the positioning frame 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 positioneerframe 1 is dusdanig gepositioneerd dat de moonpool 16b verticaal is uitgelijnd met de geleidingsköker 2c, in figuur 2 aangeduid door stippellijn 17.With the winches 15, the positioning frame 1 can be lifted or lowered in the vertical direction 14. The platform 10 is further provided with two circular openings or moonpools (16a, 16b) that provide access to the water under the working deck 11 and which have a diameter large enough to allow a foundation pile to pass. The platform 10 thus carries the positioning frame 1 which in the shown preferred embodiment is provided on the underside of the platform 10 in a resting position in the immediate vicinity of the working deck 11 of the platform 10. The assembly of platform 10 and positioning frame 1 is positioned such that the moon pole 16b is vertically aligned with the guide bucket 2c, indicated in Figure 2 by dotted line 17.

De hierboven beschreven uitvoeringsvorm is kan met voordeel worden toegepast in de uitgevonden werkwijze doch hieronder worden een aantal andere voorkeursuitvoeringen beschreven die op bepaalde vlakken andere of meer voordelen hebben.The embodiment described above can be used with advantage in the invented method, but a number of other preferred embodiments are described below which have different or more advantages in certain areas.

Onder verwijzing naar figuur 3 bijvoorbeeld wordt een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding getoond, welke werkwijze wordt gekenmerkt door het verschaffen van een drijvend tuig 60 dat is voorzien van hijsmiddelen in de vorm van hijskraan 18. Het drijvend tuig 60 kan bijvoorbeeld een vaartuig, een platform, een ponton of een aantal pontons omvatten, en kan zelfstandig aangedreven zijn of niet. Het positioneerframe 1 met de zichtbare onderling verbonden, volgens een geometrisch patroon gerangschikte geleidingskokers (2b, 2c) wordt onder tussenkomst van de hijskraan 18 en hijskabels 61 neergelaten tot op de onderwaterbodem 30 in een gebruikspositie, waarin het frame 1 door de relatief brede basisplaten (21a, 21b, 21c, 21 d) en het eigengewicht stabiel steun vindt. In figuur 4 wordt een andere uitvoeringsvorm getoond waarin het drijvend tuig 60 een platform 10 omvat dat door middel van zichtbare spudpalen (13b, 13c) op de onderwaterbodem steunt. Het positioneerframe 1 wordt onder tussenkomst van de hijskraan 18 en hijskabels 61 neergelaten tot op de onderwaterbodem 30 in de gebruikspositie, waarbij het neerlaten van het positioneerframe 1 derhalve onafhankelijk gebeurt van de spudpalen.With reference to Figure 3, for example, an embodiment of the method according to the invention is shown, which method is characterized by providing a floating rig 60 which is provided with hoisting means in the form of hoisting crane 18. The floating rig 60 can for instance be a vessel, include a platform, a pontoon or a number of pontoons, and may be independently driven or not. The positioning frame 1 with the visible mutually connected guide sleeves (2b, 2c) arranged according to a geometric pattern is lowered down to the underwater bottom 30 in the position of use, in which the frame 1 through the relatively wide base plates ( 21a, 21b, 21c, 21 d) and the own weight finds stable support. Figure 4 shows another embodiment in which the floating rig 60 comprises a platform 10 which rests on the underwater bottom by means of visible spud poles (13b, 13c). The positioning frame 1 is lowered with the intervention of the hoisting crane 18 and hoisting cables 61 up to the underwater floor 30 in the position of use, the lowering of the positioning frame 1 therefore taking place independently of the spud poles.

Onder verwijzing naar figuur 5 wordt weer een andere uitvoeringsvorm getoond waarin het positioneerframe 1 wordt gepositioneerd en/of gericht door het frame 1 aan te grijpen met een op afstand bestuurd robot vaartuig 62, ook wel bekend als een Remote Operated Vehicle of ROV, voorzien van een aandrijving 63 en manipulatoren 64 die kunnen aangrijpen op delen van het positioneerplatform 1.With reference to Figure 5, yet another embodiment is shown in which the positioning frame 1 is positioned and / or directed by engaging the frame 1 with a remotely controlled robot vessel 62, also known as a Remote Operated Vehicle or ROV, provided with a drive 63 and manipulators 64 which can engage on parts of the positioning platform 1.

Onder verwijzing naar figuur 6 wordt nog een andere uitvoeringsvorm getoond waarin het positioneerframe 1 wordt gepositioneerd en/of gericht door het frame 1 aan te grijpen met van ankers 65 voorziene trekkabels 66, welke laatste zijn verbonden met het positioneerframe 1. Door verankering van de trekkabels 66 in de ondergrond 30 met behulp van de ankers 65 kan door aantrekken en/of laten vieren van de trekkabels 66 middels lieren 15 het frame 1 nauwkeurig worden gepositioneerd. Het positioneerframe 1 kan hierbij zowel langs de spudpalen van het platform 10 worden geleid, als onafhankelijk van de spudpalen.With reference to Figure 6, yet another embodiment is shown in which the positioning frame 1 is positioned and / or directed by engaging the frame 1 with tension cables 66 provided with anchors 65, the latter being connected to the positioning frame 1. By anchoring the tension cables 66 in the subsurface 30 with the aid of the anchors 65 the frame 1 can be accurately positioned by pulling and / or allowing the tension cables 66 to be lifted by means of winches 15. The positioning frame 1 can be guided both along the spud poles of the platform 10 and independently of the spud poles.

Nog een andere zeer voordelige uitvoeringsvorm wordt getoond in figuur 7. Hierin wordt het positioneerframe 1 gepositioneerd en/of gericht door het frame 1 te voorzien van een samenstel van wendbare stuwers 67 (thrusters), die in staat zijn het positioneerframe 1 aan te drijven in een gekozen richting, een en ander afhankelijk van de richting waarin de wendbare stuwers 67 worden gericht. Het positioneerframe 1 kan hierbij zowel langs de spudpalen van het platform 10 worden geleid, als onafhankelijk van de spudpalen.Yet another very advantageous embodiment is shown in Figure 7. Herein, the positioning frame 1 is positioned and / or directed by providing the frame 1 with an assembly of manoeuvrable stowers 67 (thrusters) capable of driving the positioning frame 1 in a chosen direction, all this depending on the direction in which the manoeuvrable stowers 67 are directed. The positioning frame 1 can be guided both along the spud poles of the platform 10 and independently of the spud poles.

Eens het positioneerframe 1 op de onderwaterbodem 30 is gepositioneerd volgens de hierboven beschreven uitvoeringsvormen worden funderingspalen 40 doorheen de geleidingskokers (2a, 2b, 2c, 2d) van het positioneerframe 1 in de gebruikspositie in de ondergrond 30 aangebracht.Once the positioning frame 1 is positioned on the underwater bottom 30 according to the embodiments described above, foundation piles 40 are provided through the guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d) of the positioning frame 1 in the position of use in the substrate 30.

Een mogelijke uitvoeringsvorm wordt in figuur 8 getoond. Opgemerkt wordt dat het positioneerframe 1 zich in de getoonde uitvoeringsvorm vóór de spudpaal 13b van het platform 10 bevindt, derhalve los van het platform 10, en dus onafhankelijk van de spudpalen op de ondergrond 30 werd neergelaten, in het bijzonder werd gepositioneerd door één van de andere hierboven beschreven methodes, bij voorkeur middels een van stuwers voorzien positioneerframe 1. Zoals getoond kan een paal bekledingsbuis 41 door de hijskraan 18 worden opgenomen en in de moonpool 16b van het platform worden geplaatst boven de gewenste positie 33 van de eerste paal. Bevindt de positie 33 zich naast het platform dan is deze stap niet nodig.A possible embodiment is shown in Figure 8. It is noted that in the embodiment shown, the positioning frame 1 is located in front of the spud pole 13b of the platform 10, therefore separately from the platform 10, and thus was lowered onto the ground 30 independently of the spud poles, in particular positioned by one of the other methods described above, preferably by means of a steered positioning frame 1. As shown, a pole cladding tube 41 can be received by the crane 18 and placed in the moonpool 16b of the platform above the desired position 33 of the first pole. If the position 33 is next to the platform, this step is not necessary.

In een volgende stap van de werkwijze (zie figuur 9) wordt een paal 40 opgenomen door de hijskraan 18 van een opslagrek 42 dat zich op het platform 10 bevindt en neergelaten totdat 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 10).In a next step of the method (see Fig. 9) a pole 40 is picked up by the crane 18 of a storage rack 42 which is on the platform 10 and lowered until the bottom of the pole 40 is at the level 43, which level is close to the level of the substrate (see figure 10).

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 gebracht onder zijn eigen gewicht in welk proces de paal wordt geleid door geleidingskoker 2c, zoals getoond in figuur 10. 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, zoals getoond in figuur 12, doch er zijn andere uitvoeringsvormen die even geschikt of zelfs geschikter kunnen zijn.Once the post 40 is correctly aligned with the guide sleeve 2c, the post is lowered further until it is partially received in 2c. The pole is then further brought into the underwater bottom 30 under its own weight in which process the pole is guided by guide sleeve 2c, as shown in Figure 10. As shown in Figure 12, the pole 40 is then driven into the substrate 30 until the top of the pole 40 has penetrated further into the guide tube 2c than the part provided with supporting ribs. The pile 40 can be driven into the substrate 30 by means of a pneumatic hammer 44, as shown in Figure 12, but there are other embodiments that may be equally suitable or even more suitable.

Onder verwijzing naar figuur 13 wordt een uitvoeringsvorm getoond waarin het aanbrengen van de palen 40 in de ondergrond 30 wordt uitgevoerd door het middels boormiddelen in de onderwaterbodem 30 boren van de funderingspalen 40 en/of van schachten waarin de funderingspalen 40 worden aangebracht. In de getoonde uitvoeringsvorm is het platform 10 voorzien van een kraan 18 waaraan een boorstreng 68 is bevestigd van het type ‘bottom hole assembly’. Boorstreng 68 wordt neergelaten door de hijskraan 18 in een geleidingsbuis of casing 69, die in de ondergrond 30 werd geplaatst door een oscillator 691. Deze werkwijze is in het bijzonder geschikt voor hardere ondergronden 30, die bijvoorbeeld uit een rotsbed 301 met daarboven een laag 302 verweerde rots. De geleidingsbuis 69 wordt bij voorkeur tot op het rotsbed 301 aangebracht.With reference to Figure 13, an embodiment is shown in which the installation of the piles 40 in the subsurface 30 is carried out by drilling the foundation piles 40 and / or shafts into which the foundation piles 40 are provided by means of drilling means in the underwater bottom 30. In the embodiment shown, the platform 10 is provided with a crane 18 to which a drill string 68 of the "bottom hole assembly" type is attached. Drilling string 68 is lowered by the crane 18 in a guide tube or casing 69, which is placed in the substrate 30 by an oscillator 691. This method is particularly suitable for harder substrates 30, for example from a rock bed 301 with a layer 302 above it weathered rock. The guide tube 69 is preferably arranged up to the rock bed 301.

Zoals getoond in figuur 14 omvat een andere uitvoeringsvorm boormiddelen 70 met een onderwatergedeelte dat middels een hijsplaat 75 is opgehangen aan ophangmiddelen in de vorm van een kabel 71. Met de kabel 71 kunnen de boormiddelen 70 onder water worden gebracht totdat zij in aanraking komen met de geleidingskokers, zoals geleidingskoker 2b, en hieraan kunnen worden verbonden. De aansturing van de boorkop 73 en dergelijke gebeurt door zich boven water bevindende aanstuurmiddelen 76 die onder andere een vermogensbrón 76a, een compressor 76b en (niet getoonde) pompen voor het ontwikkelen van hydraulische druk, evenals (niet getoonde) elektronica omvatten. De aanstuurmiddelen bevinden zich op een drijvend tuig, bijvoorbeeld ponton 77. De boormiddelen 70 zijn elektrisch verbonden met de aanstuurmiddelen 76 door middel van elektrische leidingen 78. Door de boorkop 73 in de onderwaterbodem 30 uitgeboord materiaal kan via een afvoerleiding 79, waaraan desgewenst een (niet getoonde) afvoerbuis of -slang is verbonden worden afgevoerd.As shown in Figure 14, another embodiment comprises drilling means 70 with an underwater portion which is suspended by means of a hoisting plate 75 from suspension means in the form of a cable 71. With the cable 71 the drilling means 70 can be submerged until they come into contact with the guide sleeves, such as guide sleeve 2b, and can be connected thereto. The control of the drill bit 73 and the like is effected by control means 76 located above water, which include a power source 76a, a compressor 76b and pumps (not shown) for developing hydraulic pressure, as well as electronics (not shown). The control means are located on a floating rig, for example pontoon 77. The drilling means 70 are electrically connected to the control means 76 by means of electrical lines 78. Material drilled through the drill bit 73 into the underwater bottom 30 can be fed via a discharge line 79 to which, if desired, a ( drain pipe or hose (not shown) is connected.

Onder verwijzing naar figuur 15 wordt in meer detail een voorkeursuitvoeringsvorm van de boormiddelen 70 getoond voor het boren van een schacht 80 in de onderwaterbodem 30. De boormiddelen 70 omvatten een in een geleidingskoker 2 aangebrachte boorstreng 162. De geleidingskoker 2 steunt aan haar onderzijde 21 op de onderwaterbodem 30 waardoor een in hoofdzaak water ondoorlatende verzegeling kan worden bereikt. De geleidingskoker 2 is voldoende ruim om plaats te bieden aan de boorstreng 162. Boorstreng 162 omvat een aantal door middelen van flenzen onderling verbonden boorpijpen 162a. De holle boorpijpen 162a vormen gezamenlijk een centrale holte 86. Boorstreng 162 is aan de onderzijde voorzien van een boorkop 73 met snijwerktuigen 88, bijvoorbeeld in de vorm van snijschijven. Om uitknikken van de boorstreng 162 tijdens het boren te vermijden wordt de boorstreng 162 bij voorkeur voorzien van een aantal in axiale richting verdeeld opgestelde stabilisatoren 89, die afsteunen tegen de binnenwand van de geleidingskoker 2. Met de aandrijfmiddelen 76 kan de boorstreng 162, en derhalve de boorkop 73 in rotatie worden gebracht in de geleidingskoker 2, waardoor door inwerking van de snijwerktuigen 88 de onderwaterbodem 30 wordt verbrijzeld.With reference to Figure 15, a preferred embodiment of the drilling means 70 for drilling a shaft 80 in the underwater bottom 30 is shown. The drilling means 70 comprise a drill string 162 arranged in a guide sleeve 2. The guide sleeve 2 is supported on its underside 21 the underwater bottom 30 whereby a substantially water-impermeable seal can be achieved. The guide sleeve 2 is sufficiently spacious to accommodate the drill string 162. Drill string 162 comprises a number of drill pipes 162a interconnected by means of flanges. The hollow drill pipes 162a together form a central cavity 86. Drill string 162 is provided on the underside with a drill head 73 with cutting tools 88, for example in the form of cutting discs. To prevent the drill string 162 from kinking during drilling, the drill string 162 is preferably provided with a number of stabilizers 89 arranged in axial direction and supported against the inner wall of the guide sleeve 2. With the drive means 76, the drill string 162 can, and therefore the drill bit 73 are brought into rotation in the guide sleeve 2, whereby the underwater bottom 30 is crushed by the action of the cutting tools 88.

Doordat in de ruimte tussen de in hoofdzaak coaxiaal opgestelde geleidingskoker 2 en de boorstreng 162 een waterkolom aanwezig is ontstaat een drukverschil tussen de bovenzijde en de onderzijde van de boorstreng 162, waarbij de druk aan de onderzijde uiteraard hoger is. Door dit drukverschil en doordat de geleidingskoker 2 aan de onderzijde open is zodat een doorvoer mogelijk is naar de holte 86, stroomt water en losgewerkt grondmateriaal via de onderzijde de holte 86 in. Aldus wordt een opwaartse stroming 90 in de holte 86 van de boorstreng 162 onderhouden, in welke stroming 30 losgewerkt grondmateriaal wordt afgevoerd naar de bovenzijde van de boorstreng 162, waar het via de afVoerleiding 79 wordt afgevoerd.Because a water column is present in the space between the substantially coaxially arranged guide tube 2 and the drill string 162, a pressure difference is created between the top and the bottom of the drill string 162, the pressure of which is of course higher at the bottom. Because of this pressure difference and because the guide tube 2 is open at the bottom so that a passage to the cavity 86 is possible, water and loosely worked soil material flows into the cavity 86 via the bottom. Thus, an upward flow 90 in the cavity 86 of the drill string 162 is maintained, in which flow loosely ground material is discharged to the top of the drill string 162, where it is discharged via the discharge line 79.

Om de afvoer van losgewerkt bodemmateriaal door de holte 86 van de hoorbuis 162 verder te vergemakkelijken omvat de getoonde voorkeursvariant tevens middelen voor het onder druk injecteren van lucht in de holle boorstreng 162 ter hoogte van de boorkop 73. Deze middelen omvatten op de boorstreng 162 aangebrachte doorvoerleidingen 84, die aan het ene uiteinde zijn verbonden met de compressor 76, en aan het andere uiteinde via luchtinlaatkleppén 83 uitmonden in de holte 86 van boorstreng 162. Door de leidingen 84 onder druk aangevoerde lucht (in de richting van pijlen 82) komt in de stroming 90 terecht via luchtinlaatkleppen 83 en ondersteunt aldus de stroming 90.In order to further facilitate the discharge of loosely worked bottom material through the cavity 86 of the hearing tube 162, the preferred variant shown also comprises means for injecting air under pressure into the hollow drill string 162 at the height of the drill bit 73. These means comprise drill string 162 arranged on the drill string 162. feed-through lines 84, which are connected at one end to the compressor 76, and at the other end open via air inlet valves 83 into the cavity 86 of drill string 162. Pressure-fed air through lines 84 (in the direction of arrows 82) enters the flow 90 passes through air inlet valves 83 and thus supports the flow 90.

De boormiddelen 70 kunnen verder zijn voorzien van één of meerdere (niet getoonde) spuitmonden voor het onder druk in de onderwaterbodem 30 injecteren van een fluïdum, bij voorkeur water, ter hoogte van de boorkop 73. De boorstreng 162 en/of de geleidingskoker 2 en/of de boorkop 73 zijn hiertoe voorzien van leidingen (niet getoond) voor het naar de spuitmonden toevoeren van het fluïdum. De spuitmonden zijn bij voorkeur op de boorkop 73 bevestigd en geschikt om water onder een eerste druk van tenminste 200 bar, met meer voorkeur tenminste 350 bar, met nog meer voorkeur tenminste 500 bar en met de meeste voorkeur tenminste 650 bar te emitteren.The drilling means 70 may further be provided with one or more nozzles (not shown) for injecting a fluid, preferably water, under pressure into the underwater bottom 30 at the height of the drill bit 73. The drill string 162 and / or the guide sleeve 2 and / or the drill bit 73 are provided for this purpose with lines (not shown) for supplying the fluid to the nozzles. The nozzles are preferably mounted on the drill bit 73 and adapted to emit water under a first pressure of at least 200 bar, more preferably at least 350 bar, even more preferably at least 500 bar and most preferably at least 650 bar.

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.The follow-up of process steps described above is then repeated a number of times, depending on the desired number of foundation piles to be provided in the substrate 30. Because the guide sleeves (2a, 2b, 2c, 2d, 2d) of the positioning frame 10 automatically move into the With the correct positions, all posts can be efficiently driven into the substrate 30 without losing time determining the position for each post individually.

Nadat alle palen 40 in de ondergrond 30 zijn aangebracht kan het positioneerframe 1 eventueel worden verwijderd. 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.After all the posts 40 have been arranged in the substrate 30, the positioning frame 1 can optionally be removed. If desired, prior to removing the positioning frame 1, the position of the posts 40 and / or the vertical position of the top of each of the posts 40 can be checked by appropriate optical means, such as cameras, to observe and monitor the entire operation. to check.

Onder verwijzing naar figuur 16 kan op de zoals hierboven beschreven gerealiseerde fundering een jacket 150 van een windturbine 151 worden geplaatst. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door het in of rond de palen 40 aanbrengen van benen 152 van de jacket 150, en het verankeren van de benen 152 aan de palen 40 door middel van mortelvoegen (grouting).With reference to Figure 16, a jacket 150 of a wind turbine 151 can be placed on the foundation as described above. This can be done, for example, by placing legs 152 of the jacket 150 in or around the posts 40, and anchoring the legs 152 to the posts 40 by means of mortar joints (grouting).

De werkwijze 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.The method and positioning frame according to the invention make it possible to provide a pile foundation in an efficient manner, wherein it is not necessary to regularly move the platform for each pile, which saves a lot of time compared to the known method. The invented method is less dependent on weather conditions and, in principle, does not require extensive underwater inspection work, for example by robots and / or divers.

Claims

A method for providing a foundation for a height mass, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, the foundation comprising a number of piles arranged in a substrate according to a geometric pattern, the method comprising: providing: a floating rig with lifting means; providing a positioning effect comprising a plurality of interconnected guide sleeves arranged according to a geometric pattern for receiving the posts; lowering the positioning frame to the ground in a position of use with the help of the hoisting means; and arranging the piles in the substrate through the guide tubes of the positioning effect in the position of use.

A method according to claim 1, further comprising positioning and / or directing the positioning frame in the position of use by means of positioning means.

Method according to claim 2, wherein the positioning frame is positioned and / or directed by moving the frame along the spud poles of a jackable platform.

Method according to claim 2 or 3, wherein the positioning frame is positioned and / or directed by engaging the frame with a remotely controlled robot vessel (ROV).

Method according to claim 2, 3 or 4, wherein the positioning frame is positioned and / or directed by engaging the frame with anchored pull cables.

A method according to any one of claims 2-5, wherein the positioning frame is positioned and / or directed by providing the frame with an assembly of manoeuvrable thrusters.

A method according to any one of the preceding claims, comprising determining the position of at least one pole and positioning the positioning frame such that at least one of the guide sleeves of the positioning frame is aligned with the position of the pole.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the inner surface of the guide tubes is provided with support ribs for the posts over at least a part of the length of the guide tubes, and the posts are brought through the guide tubes until the top of the posts extends beyond the underside of said (provided with supporting ribs) part of the length of the guide sleeves.

A method according to claim 8, wherein the posts are brought further than said portion, for example by the follower of a pneumatic hammer.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the placing of the piles in the subsurface is carried out by driving the piles into the subsurface by the action of hydraulic hammer vehicles, vibrating hammer vehicles and / or oscillators.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the installation of the piles in the subsurface is carried out by drilling the foundation piles and / or shafts into which the foundation piles are provided by means of drilling means in the underwater bottom.

The method of claim 11, wherein the drilling is performed by reverse circulation drilling, by pre-drilling with a casing, and / or by rock socketing.

A method according to any one of the preceding claims, comprising the step of removing the positioning frame after the posts have been placed in the substrate. ,

14. Method for installing a mass located at a height, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, on a foundation, wherein the foundation comprises a number of piles arranged in a subsurface by means of the method according to one of claims 1-14, method comprising arranging legs of the height-located mass in or around the piles, and anchoring the legs to the piles by means of mortar joints (grouting).

A method according to any one of the preceding claims, wherein the substrate is under water.

16. A positioning frame, arranged for providing a foundation for a mass located at height, such as the jacket of a wind turbine or a jetty, wherein the foundation comprises a number of piles driven into a substrate according to a geometric pattern, which positioning frame comprises a number of mutually mutually comprises connected guide sleeves arranged according to the geometric pattern, which are adapted to receive and guide a pole to be arranged in the subsurface, as well as means for positioning and / or directing the positioning frame, which means an assembly of manoeuvrable thrusters ).