Locaties windturbines vragen om stabiele oplossingen
De capaciteit van windenergie moet nog steeds sterk stijgen. Om die stijging te realiseren moeten er op land windturbines bijkomen. Voor het bouwen hiervan zijn veilige en stabiele kraanopstelplaatsen, werkterreinen en wegen nodig, waarbij het ontwerp steeds belangrijker is. De beoogde locaties hebben namelijk vaak slecht draagkrachtige ondergronden. Hier bieden de full scale geteste, en daarmee bewezen prestaties van een mechanisch gestabiliseerd opslagterrein, weg of een hoge Geocel structuur uitkomst, met zowel praktisch als technisch voordelen. Juist voor de gehele infrastructuur levert Tensar optimale oplossingen.
Vullen van de TensarTech® Stratum™. [Bron; van Gelder]
Werkweg in de polder voor WP Wieringermeer. Bron: van Gelder. Foto: Ruben Hamberg
Voldoende draagkracht
Doorgaans is de aannemer verantwoordelijk voor het aanbieden en ontwerpen van de kraanopstelplaatsen, opslagterreinen en werkwegen. De simpelste oplossing is een laag granulair materiaal. Als de draagkracht nog steeds niet afdoende is kan het menggranulaat versterkt (mechanisch gestabiliseerd) met één of meerdere lagen vormvaste geogrids (TriAx®) voor een hogere lastspreiding en/of sterkte.
Alternatieven als grondverbetering of toevoeging van bindmiddel in de slappe lagen kennen hoge (start)kosten en zijn niet toepasbaar in alle situaties. Een oplossing met palen (bijvoorbeeld betonpoer of paalmatras) wordt vanwege de hoge kosten exact afgestemd op één kraan. In de praktijk weet de aannemer echter pas op het laatste moment welke kraan er werkelijk komt. De aangelegde opstelplaats voldoet dan misschien niet meer als de werkelijke kraan, dan of voor toekomstige werkzaamheden afwijkt.
Figuur a. Belastingspreiding (STOWA 02a Kraanopstelplaatsen bij bouw van Windturbines).
Geocel-matras
Een TensarTech® Stratum™ Geocel-matras biedt een hoge flexibiliteit, qua afmetingen, kraan en kraanlocatie, maar zonder palen. Het Stratum™-systeem is opgebouwd uit een geogrids cellenstructuur. Deze geogrids hebben een hoge sterkte, degraderen niet, logen niet uit en zijn betrekkelijk goedkoop. Na gebruik kunnen de geogrids aangeboden worden aan kunststofrecycling. De geogrids worden in een diamantvorm geplaatst, waarbij ze worden verbonden met een kunststof steekstaaf. Nadat de cellenstructuur is gerealiseerd wordt deze gevuld met menggranulaat en wordt de Stratum™ verdicht met een zware wals.
Draagkrachtberekeningen worden uitgevoerd conform NEN 9997-1 wat leidt tot een veilig en afgewogen ontwerp. Voor het ontwerpen en controleren van een ‘Geocell mattress’ wordt gebruik gemaakt van de STOWA 02a en British Standard (BS) 8006-1:2016.
Voor de verschillende flexibele oplossingen, worden belastingspreidingen aangehouden (zie figuur a). Bij een fundering op staal wordt de toets op pons onder een spreidingshoek van 8° uitgevoerd. Bij het toepassen van vormvaste geokunststoffen (ten behoeve van de funderingstabilisatie) kan een spreiding van 1:1 worden aangehouden. Een nog hogere spreiding van 1:2 kan worden bereikt met de 3D- cellenstructuur van vormvaste geogrids (Stratum®).
Zo spreidt een 1 meter dikke Stratum™ een spanning van 200 kN/m2 op een plaat van 1 bij 10 meter naar 28.57 kN/m2 en een oppervlak van 5 bij 14 meter.
Door de stijfheid van de geocel-structuur worden gecontroleerde en gelijkmatig zettingen bewerkstelligd, optredende belastingen sterk gespreid aan de ondergrond afgedragen en glijcirkels dieper de ondergrond in geleid. Met als resultaat een beter draagvermogen en hogere veiligheid tegen grondbreuk.
Testen
Voor verificatie worden testen uitgevoerd om de geschiktheid van de opstelplaatsen te toetsen. Daarbij wordt getracht om de werkelijk op te treden kraanbelasting te simuleren op een realistisch contactoppervlak, met daarbij een beperkte indrukking binnen een bepaalde tijdspanne. Meerdere punten van het contactoppervlak worden ingemeten, bij verschillende opstelplaatsen met verschillende bodemgesteldheden. Daarmee wordt bevestigd dat de opstelplaats voldoet aan alle eisen van de opdrachtgever en geschikt is voor het faciliteren van de kraanbelastingen.
Opslagterreinen en toegangswegen
Voor de dikte van de werkwegen worden uitgangspunten bepaald voor het aantal turbines aan een streng, verkeersbelasting in zowel aanleg- als gebruiksfase en de draagkracht van de ondergrond. Omdat bij meer funderingsdikte ook meer werkverkeer nodig is voor de aanleg maar de uiteindelijke verkeersbelasting niet toeneemt, is het van belang de werkweg-funderingsdikte te optimaliseren. Daarmee worden kosten voor ontgraving en aanleg verminderd maar ook gewicht, dus zettingen. Door het beschouwen van de verschillende delen en strengen van de werkwegen worden deze geoptimaliseerd voor de totale gebruiksduur van de verhardingsconstructie.
Met behulp van de rekenmethode uit de CROW 1001, zijn de funderingsdikten te berekenen waarbij een funderingsreductie van ca. 50% geen uitzonderling is bij het toepassen van TriAx®. Om omliggende klei de draagkracht eigenschappen van de fundering negatief te laten beïnvloeden, wordt een non-woven als scheiding om de funderingslaag aangebracht.
Tensar International was, en is, samen met haar partners Geologics en Joosten Kunststoffen betrokken bij windmolenparken als: WP Wieringermeer, WP Blauw, WP Oude Maas, WP Zeewolde en nog veel meer.
Paul ter Horst, BBA BEng
Area Manager Benelux
Tensar International BV
