Gründung
Der Standort der Windkraftanlage auf der Hausmülldeponie bringt sehr ungünstige Gründungsverhältnisse mit sich. Infolge organischer Umsetzungen im Deponiekörper treten Langzeitsetzungen auf, ferner weist der Deponiekörper nur eine begrenzte statische und dynamische Steifigkeit auf.
Für die Abmessungen des Fundaments gaben letzten Endes die dynamischen Anforderungen den Ausschlag, was schließlich zur Wahl eines Ringfundaments führte. Die ausgeführte Gründungsmethode ersparte eine tiefreichende Verbesserung des Deponiekörpers durch erdbautechnische Maßnahmen, wie sie an anderen Deponiestandorten für vergleichbare Anlagen ausgeführt wurden.
Die Kosten lagen dort teilweise beim bis zu zehnfachen der hier ausgeführten Gründung einschließlich der Sonderlösung "Eisplatte im Ringraum".
LANGZEITSETZUNGEN
In der Gründungsfläche liegt unter einer ca. 2,5 m dicken schluffigen und ca. 2,0 m dicken organischen Kies-Sandschicht (mit Erdmaterial vermischter Klärschlamm) rund 60 m mächtig Haus- und Gewerbemüll vor. Dieser ist zwischen 10 und 35 Jahre alt, so dass noch über viele Jahrzehnte organische Umsetzungsprozesse ablaufen werden. Diese führen zu Langzeitsetzungen allein aus dem Eigengewicht, die nach Berechnungen des planenden Ingenieurbüros teilweise noch über ca. 3,0 m betragen und erst etwa im Jahre 2040 abgeschlossen sein werden. Die Setzungsgeschwindigkeit wird sich dabei zunehmend verringern, innerhalb der ersten zwei Jahre nach Errichtung der Anlage sind erwartungsgemäß bereits ca. 0,6 m Setzungen eingetreten.
DYNAMISCHE ANFORDERUNGEN
Wie bei allen Mastbauwerken ist die aus der Windkraftanlage resultierende und in die Gründung abzuleitende Belastung durch eine relativ geringe Vertikallast und ein vergleichsweise hohes Einspannmoment gekennzeichnet. Zudem erfordert die dynamische Belastung eine bestimmte Mindeststeifigkeit am Mastfuß, um die Verformungen zu begrenzen und die Eigenfrequenz des Bauwerks zur Vermeidung von Resonanzen ausreichend hoch über die Erregerfrequenz zu heben. Dies ist insbesondere bei geschweißten Mastkonstruktionen wegen ihrer vergleichsweise geringen Eigendämpfung von Bedeutung. Die Steifigkeit des Mastfußes muss dauerhaft erhalten bleiben, deshalb ist ein "Aufreiten" in der Mitte durch Eindrücken der Ränder unbedingt zu vermeiden.
RINGFUNDAMENT
Zur dauerhaften Einhaltung dieser Vorgaben wurde ein kreisförmiges Fundament mit einem Durchmesser von 19,0 m gewählt. Die Kernfläche mit einem Durchmesser von 10,0 m wurde ausgespart, um ein Aufreiten bei wechselnder Momentenbelastung zu vermeiden.
Die Kernfläche des Fundamentes muss absolut lastfrei sein, um ein Aufreiten zu vermeiden, wenn sich die Fundamentkanten infolge der wechselnden Belastungen im Laufe der Zeit in den Boden eindrücken. Bereits der Druck beim Betonieren in der Kernfläche wäre von Nachteil gewesen, weshalb ein einfaches "Auspolstern" mit kompressiblem Material im Kern nicht die gewünschte Konzentration der Sohlspannung auf der Ringfläche bewirkt hätte. Es musste deshalb während des Betonierens die Last des flüssigen Betons in der Kernfläche abgetragen, später hier aber eine lastfreie Zone geschaffen werden.
Zur Sicherstellung dieser Anforderungen wurde nach Prüfung verschiedener Varianten für die Kernflächen eine Eisplatte gewählt, die während des Betonierens das Betongewicht trug, später aber abschmelzen konnte. Hierzu wurde mittels einer Folie eine Wanne von 10 cm Tiefe geschaffen und das dort befindliche Wasser mittels flüssigem Stickstoff gefroren. Über der Eisplatte wurden anschließend Dämmplatten aufgelegt, auf der die Bewehrung und das Betonieren erfolgten.
Dr.-Ing. Orth GmbH
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Das Ingenieurbüro ist tätig im Bereich Bodenmechanik:
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