Die Anmeldung betrifft einen Gründungspfahl, insbesondere einen Offshore- Gründungspfahl, umfassend eine sich in Längsrichtung erstreckende, umlaufende Gründungswandung, wobei die Gründungswandung unterseitig mit einer unterseitigen Stirnfläche und oberseitig mit einer oberseitigen Stirnfläche begrenzt ist, wobei die Gründungswandung aus einem mineralischen Baustoff gebildet ist Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Gründungspfahlset, Installationswerkzeuge und Installationsverfahren.

Vermehrt werden Offshore- Bauwerke errichtet, insbesondere auf dem Meer. So werden zur elektrischen Energieerzeugung bzw. zur Bereitstellung elektrischer Energie aus sogenannten erneuerbaren Energiequellen beispielsweise Offshore-

Windparks mit einer Vielzahl von Offshore-Windenergiebauwerken installiert

Offshore- Standorte zeichnen sich - im Vergleich zu Onshore-Standorten - üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen und hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt Offshore-Windparks errichtet werden.

In der Regel weist ein Offshore-Windpark eine Vielzahl an Offshore- Windenergiebauwerken auf, wie eine Vielzahl von Offshore-Windkraftanlagen, gegebenenfalls einen Messmast und/oder eine Offshore-Umspannstation. Ober die Offshore-Umspannstation kann der Offshore- Windpark elektrisch beispielsweise mit einer Onshore-Umspannstation oder einer weiteren Offshore-Umspannstation bzw. Offshore- Konverterstation verbunden sein. Eine Onshore-Umspannstation wiederum kann mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden sein.

Eine Offshore-Windkraftanlage ist zum Wandeln der kinetischen Windenergie in elektrische Energie eingerichtet Zum Übertragen der erzeugten elektrischen Energie zwischen zwei Offshore- Windenergiebauwerken oder einem Offshore-

Windenergiebauwerk und einem Onshore-Bauwerk werden Energiekabel in Form von Seekabeln verlegt

Bei Offshore- Windenergiebauwerken, aber auch bei anderen Offshore-Bauwerken (z.B. Plattformen zur Exploration von Gas und/oder Öl), ist es üblich, ein Offshore- Bauwerk durch eine Gründung (z.B. Monopile-, Tripod-, Tripile- oder Jacket- Gründungen) auf bzw. in dem Unterwasserbaugrund bzw. Unterwasserboden, insbesondere einem Meeresboden, direkt zu verankern bzw. zu gründen.

Eine Gründung verfugt in der Regel über einen insbesondere zylinderförmigen Gründungspfahl bzw. wird durch einen derartigen Gründungspfahl gebildet Bevorzugt kann ein Gründungspfahl in Form eines Hohlstrukturelements gebildet sein, also insbesondere ein Hohlpfahl sein. Ein Gründungspfahl weist in der Regel eine sich in Längsrichtung bzw. axialer Richtung des Gründungspfahls erstreckende, umlaufende Gründungswandung auf, wobei die Gründungswandung unterseitig mit einer unterseitigen Stirnfläche und oberseitig mit einer oberen Stirnfläche begrenzt ist.

In der Praxis werden bisher üblicherweise Gründungspfähle aus dem metallischen Material bzw. Werkstoff Stahl hergestellt Stahl eignet sich aufgrund seiner Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften besonders gut für eine derartige Gründung. Allerdings ist ein aus Stahl hergestellter Gründungspfahl mit hohen Kosten verbunden. Gerade für Offshore-Gründungspfahle, die aus Stahl gebildet sind, gibt es zudem weltweit nur wenige Hersteller. Schließlich sind bei einem Stahlpfahl das hohe Gewicht und das Korrosionsrisiko von Nachteil.

Es wurde festgestellt, dass eine Herstellung einer Gründungswandung eines Gründungspfahls aus einem mineralischen Baustoff (z.B. Beton) ein großes Kosteneinsparpotential im Vergleich zu einer (reinen) Stahlstruktur besitzt Zudem ist das geringere Gewicht - verglichen mit einem Stahlpfahl - und die besseren Wartungseigenschaften bei einem derartigen Gründungspfahl von Vorteil. Ferner kann ein solcher Pfahl von einer Vielzahl von Herstellern hergestellt werden.

Um eine ausreichende Festigkeit bei einem Betonpfahl bereitzustellen, ist es jedoch erforderlich, die Wandstärke bzw. Wanddicke der Gründungswandung des Gründungspfahls im Vergleich zu einer Hohlstruktur aus Stahl zu erhöhen. Ferner führen die bei der Installation auf den aus einem mineralischen Baustoff gefertigten Gründungspfahl ausgeübten Kräfte bzw. Belastungen (beispielsweise durch eine Rammvorrichtung oder Vibrationsvorrichtungen) zu Schwierigkeiten. So können auf einen Stahlpfahl in der Regel höhere Kräfte ausgeübt werden als auf einen Betonpfahl.

Zum Einbringen eines Pfahls in den Baugrund, insbesondere einen

Unterwasserbaugrund, sind im Wesentlichen drei verschiedene Installationsverfahren aus dem Stand der Technik bekannt: Rammverfahren, Vibrationsverfahren und Bohrverfahren.

Das Rammverfahren hat sich besonders bei Baugründen in Form von dichten Sanden und/oder Ton bewährt Der auf die oberseitige Stirnfläche eines Gründungspfahls durch ein Rammwerkzeug ausgeübte Rammstoß fuhrt zu einer Druckwelle, die bis zur unterseitigen Stirnfläche, also zur unterseitigen Pfahlspitze, verläuft und dort insbesondere eine Verdichtung des Baugrunds bewirkt

Neben der hohen Geräuschbelastung sind bei dem Rammverfahren die hohen Spannungskonzentrationen und Verformungsraten von Nachteil, die insbesondere eine Materialermüdung mit sich bringen können. Ferner ist es in der Regel bei einem Offshore- Bauwerk erforderlich, an das obere Ende mit der oberseitigen Stirnfläche des eingebrachten Gründungspfahls ein weiteres Gründungsteil, insbesondere ein Übergangsstück (auch transition piece genannt), anzubringen, insbesondere anzuflanschen. Dies bringt hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen mit sich. Im Vergleich zum Rammverfahren sind die Geräusch- und Spannungsbelastungen bei dem Vibrationsverfahren reduziert, so dass auch die hieraus resultierenden Ermüdungsprobleme geringer sind. Ferner kann durch das Vibrationsverfahren ein Gründungspfahl in der Regel mit einer geringeren Installationszeit in den Baugrund eingebracht werden. Allerdings kann es in der Praxis bei einem ungünstigen (z.B. sehr festen) Baugrund vorkommen, dass die durch das Vibrationswerkzeug auf den Gründungspfahl übertrage Vibrationsfrequenz nicht ausreicht, um den Pfahl auf eine bestimmte Mindesttiefe (auch Teufe genannt) zu bringen oder das die erforderliche Energie hierfür sehr stark steigt

Sowohl das Ramm- als auch das Vibrationsverfahren haben jedoch den Nachteil, dass ein Einbringen des Gründungspfahls in einen felsigen Baugrund regelmäßig nicht möglich ist

Für einen solchen Baugrund eignet sich insbesondere das Bohrverfahren. Mit steigendem Gründungspfahldurchmesser steigen jedoch die Anforderungen an das Bohrwerkzeug enorm. Insbesondere ist es notwendig, ein spezielles Bohrwerkzeug zu konstruieren, so dass hohe Kosten entstehen. In der Praxis führt dies dazu, dass Bohrverfahren nur bei Gründungspfählen mit vergleichsweise geringen Außendurchmessem und bei einem felsigen Baugrund eingesetzt werden.

Weitere relevante Kriterien bei einem Installationsvorgang stellen

Flanschverbindungen oder Grout- (auch Mörtel genannt) Verbindungen dar, also die Verbindung des Gründungspfahls mit dem weiteren Gründungsteil.

Flanschverbindungen haben den Vorteil einer geringen Empfindlichkeit hinsichtlich der Wetterbedingungen bei der Installation, jedoch gibt es

Durchmesserbegrenzungen. Zudem ist eine Unterwasserinstallation zumindest unter ökonomischen Gesichtspunkten kaum möglich. Ferner benötigt eine Flanschverbindung eine regelmäßige Inspektion und Überwachung. Groutverbindungen sind hingegen kostengünstig und auch unter Wasser herstellbar.

Der Wartungsaufwand ist zudem gering. Jedoch gibt es auch bei einer

Groutverbindung Durchmesserbegrenzungen. Schließlich ist die Herstellung einer solchen Verbindung von den Wetterbedingungen abhängig.

Aus den vorbeschriebenen Erläuterungen ergibt sich, dass weiterhin ein Bedarf besteht, den Installationsvorgang eines Gründungspfahls, insbesondere eines Offshore-Gründungspfahls, aber auch von Onshore- Gründungspfählen, zu verbessern und insbesondere zu vereinfachen und/oder zu beschleunigen.

Daher liegt der vorliegenden Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der ein Installationsvorgang eines Gründungspfahls, insbesondere eines Offshore-Gründungspfahls, verbessert wird und insbesondere das Einbringen eines Gründungspfahls vereinfacht und/oder beschleunigt wird.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch einen Gründungspfahl, insbesondere einen Offshore-Gründungspfahl, nach Anspruch 1. Der Gründungspfahl umfasst eine sich in Längsrichtung erstreckende, umlaufende Gründungswandung, wobei die Gründungswandung unterseitig mit einer unterseitigen Stirnfläche und oberseitig mit einer oberseitigen Stirnfläche begrenzt ist Die Gründungswandung ist aus einem mineralischen Baustoff gebildet In der Gründungswandung ist eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanälen integriert Zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen weist an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung auf.

Indem im Gegensatz zum Stand der Technik anmeldungsgemäß ein Gründungspfahl, insbesondere ein Offshore-Gründungspfahl, aus einem mineralischen Baustoff bereitgestellt wird, bei dem eine Mehrzahl von Kanälen, also mindestens zwei Kanäle, in der Gründungswandung integriert ist, wird eine Möglichkeit geschafft, mit der der Installationsvorgang des Gründungspfahls signifikant verbessert werden kann. Insbesondere erlaubt ein Gründungspfahl mit einer Mehrzahl von kollinear verlaufenden und an der oberseitigen Stirnfläche geöffneten Kanälen eine einfachere und/oder beschleunigte Einbringung eines solchen Pfahls, obwohl dieser aus einem mineralischen Baustoff hergestellt ist (und eben nicht aus Stahl).

Wie noch ausführlich beschrieben wird, kann beispielsweise die Mehrzahl von Kanälen mit einem flüssigen Medium während des Installationsvorgangs gefüllt sein und ein Installationswerkzeug beispielsweise einen Rammstoß auf das flüssige Medium ausüben, so dass sich die erzeugte Druckwelle (im Wesentlichen nur) durch den Kanal bis zum unteren Ende des Kanals bewegt. Diese Druckwelle wird dann am unteren Ende des Kanals auf das untere Ende des Gründungspfahls übertragen. Die Belastungen auf die Gründungswandung sind erheblich reduziert

Alternativ oder zusätzlich, wie ebenfalls noch näher beschrieben wird, kann in der Mehrzahl von Kanälen jeweils ein stabförmiges Element angeordnet sein, welches zur Kraftübertragung der bei einem Installationsvorgang durch ein Installationswerkzeug erzeugten Kraft von der oberseitigen Ende des Gründungspfahls zu dem unterseitigen Ende des Gründungspfahls verwendet werden kann. Auch hier sind die Belastungen auf die Gründungswandung erheblich reduziert.

Insbesondere ist anmeldungsgemäß erkannt worden, dass ein kollinear verlaufender Kanal in einer aus einem mineralischen Baustoff gebildeten Gründungswandung verwendet werden kann, um eine Kraftübertragung durch den Kanal von dem oberseitigen Ende des Gründungspfahls zu dem unterseitigen Ende des Gründungspfahls zu ermöglichen.

Insgesamt ermöglicht daher ein anmeldungsgemäßer Gründungspfahl eine einfachere und schnellere Installation des Gründungspfahls, also ein Einbringen in einen Baugrund mit einer bestimmten Mindesttiefe bzw. -Teufe. Der anmeldungsgemäße Gründungspfahl ist insbesondere ein Offshore- Gründungspfahl. Ein Offshore-Gründungspfahl meint insbesondere einen Pfahl, der in einem Installationszustand, also wenn der Gründungspfahl mit einer bestimmten Tiefe in den Baugrund eingebracht ist, sich unter Wasser befindet bzw. in einem Unterwassergebiet installiert ist. Ein Offshore-Gründungspfahl ist daher für einen dauerhaften Einsatz unter Wasser eingerichtet

Ein Offshore-Gründungspfahl ist insbesondere ein Teil eines Offshore- Bauwerks und dient vorzugsweise dem Tragen einer Offshore-Einrichtung des Offshore-Bauwerks. Ein Offshore-Bauwerk ist vorzugsweise ein Offshore-Windenkraftbauwerk, wie eine Offshore-Windkraftanlage, ein Offshore-Messmast oder eine Offshore- Umspannstation. Ferner kann ein Offshore-Bauwerk eine Bohr- oder Förderplattform oder eine andere Offshore-Plattform sein, vorzugsweise eingerichtet zur Gewinnung, Umwandlung und/oder Speicherung von Energie, wie z.B. eine Offshore-Anlage zur Produktion von Wasserstoff.

Wie bereits beschrieben wurde, kann ein Offshore-Bauwerk eine Offshore-Einrichtung umfassen, die durch den Gründungspfahl in einem Unterwasserboden bzw. - Baugrund, insbesondere ein Meeresboden, befestigt sein kann.

Es versteht sich, dass der Gründungspfahl auch ein Onshore-Gründungspfahl sein kann bzw. onshore verwendet werden kann.

Der anmeldungsgemäße Gründungspfahl ist insbesondere in Form eines zylinderförmigen Hohlstrukturelements gebildet Vorzugsweise ist der Gründungspfahl ein Hohlpfahl.

Der Gründungspfahl weist eine sich in Längsrichtung bzw. axialer Richtung des Gründungspfahls erstreckende, umlaufende Gründungswandung auf. Der Gründungspfahl kann vorzugsweise eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweisen. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann auch eine andere Querschnittsfläche vorgesehen sein, wie eine ovalförmige. Weiterhin umfasst die Anmeldung insbesondere auch aufgelöste Strukturen, bestehend aus mehreren in den Boden einbindenden Pfählen, wie Jackets, Tripods und Tri-piles.

Die Gründungswandung (bzw. der Gründungspfahl) kann zwei distale Enden aufweisen, die jeweils durch Stirnflächen begrenzt sind. Eine erste Stirnfläche kann eine oberseitige Stirnfläche sein und eine zweite Stirnfläche kann eine unterseitige Stirnfläche sein.

Ober- und Unterseite (bzw. oben und unten) sind insbesondere durch die Position des Gründungspfahls im finalen Installationszustand definiert Dabei ist im Installationszustand die untere Stirnfläche insbesondere im Baugrund angeordnet, also gegründet Die obere Stirnfläche kann insbesondere zumindest aus der Baugrundbodenoberfläche herausragen, beispielsweise sogar aus der Wasserlinie.

Eine Gründungswandung ist insbesondere begrenzt durch eine Innenwand bzw. Innenseite und eine Außenwand bzw. Außenseite. Anders ausgedrückt, weist eine Gründungswandung einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser auf. Die Gründungswandung ist die äußere Begrenzung des Gründungspfahls. Die Gründungswandung ist insbesondere rohrförmig. Wie bereits beschrieben wurde, kann die Gründungswandung in einem Querschnitt insbesondere rund, elliptisch oder oval sein. Durch eine hohlzylindrische Form kann die strukturelle Integrität erhöht werden, so dass der Gründungspfahl höhere Biegemomente aufhehmen kann.

Die Wandstärke der Gründungswandung kann vorzugsweise von der oberseitigen Stirnfläche bis hin zu der unterseitigen Stirnfläche im Wesentlichen gleichbleibend bzw. konstant sein. Anders ausgedrüdct bleibt die Wandstärke über die gesamte Länge der Gründungswandung bevorzugt gleich, ändert sich im Verlauf also insbesondere nicht Bei anderen Varianten der Anmeldung kann sich die Wandstärke der Gründungswandung auch verändern, beispielsweise von der oberseitigen Stirnfläche hin zu der unterseitigen Stirnfläche (stetig oder stufig) verjüngen, wobei sich insbesondere durch die Verjüngung der Innendurchmesser des Gründungspfahls vergrößert und/oder sich durch die Verjungung der Außendurchmesser des Gründungspfahls verkleinert

Die anmeldungsgemäße Gründungswandung ist aus einem mineralischen Baustoff gebildet bzw. hergestellt Gemäß einer Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Gründung kann der mineralische Baustoff zumindest in Teilen Zement enthalten. Der mineralische Baustoff ist vorzugsweise Beton, der aus Zement, Kies, Sand und Wasser angemischt ist und insbesondere nach dem Vergießen ausgehärtet ist

Anmeldungsgemäß ist in der Gründungswandung eine Mehrzahl von Kanälen integriert, also mindestens zwei Kanäle. Vorzugsweise können zwei bis hundert kollinear verlaufende Kanäle in der Gründungswandung integriert sein, besonders bevorzugt zwischen 20 und 60 Kanälen.

Die Mehrzahl von Kanälen verläuft im Wesentlichen kollinear, also insbesondere parallel zur Gründungspfahlachse. Ein Kanal, vorzugsweise sämtliche Kanäle, verlaufen zumindest im Wesentlichen von der oberseitigen Stirnfläche bis zur unterseitigen Stirnfläche. Insbesondere entspricht die Länge eines Kanals zumindest 80 % der Länge (in z-Richtung) des Gründungspfahls, bevorzugt zumindest 90 %, besonders bevorzugt zumindest 95 %. Bei einer Ausführungsform kann die Lange eines Kanals identisch mit der Länge des Gründungspfahls sein.

Die Querschnittsform eines Kanals ist vorzugsweise kreisförmig. Bei Varianten der Anmeldung kann ein Kanal auch eine andere Querschnittsform aufweisen, wie eine elliptisch, dreieckförmige, rechteckförmige etc. An der oberseitigen Stirnfläche weist zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen (also mindestens ein Kanal) eine Öffnung auf. Dies meint insbesondere, dass der Kanal von der oberseitigen Stirnfläche zugänglich ist Beispielsweise kann der Kanal durch die obere Öffnung mit einem Medium fällbar sein und/oder ein Objekt (z.B. ein stabförmiges Element, Kolben) kann in den Kanal durch die obere Öffnung eingesetzt und/oder und durch die obere Öffnung (heraus)ragen.

Vorzugsweise sind sämtliche Kanäle an ihrem jeweiligen oberen Ende offen.

Es versteht sich, dass eine (untere oder obere) Öffnung eines Kanals temporär verschließbar sein kann, beispielsweise zum Schutz des Kanals während des Transports oder nach der Fertigstellung der Installation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen (vorzugsweise sämtliche Kanäle der Mehrzahl von Kanälen) an der unterseitigen Stirnfläche jeweils eine untere Öffnung aufweisen. Dies meint insbesondere, dass der Kanal von der unterseitigen Stirnfläche zugänglich ist Beispielsweise kann ein Objekt (z.B. ein stabförmiges Element) durch die untere Öffnung (heraus)ragen.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann ein Teil der Mehrzahl von Kanälen (vorzugsweise sämtliche Kanäle der Mehrzahl von Kanälen) an der unterseitigen Stirnfläche jeweils nicht offen bzw. verschlossen sein. Der Vorteil eines an der unterseitigen Stirnfläche verschlossenen Kanals besteht zum Beispiel darin, dass ein Kanal mit einem flüssigen Medium füllbar ist und dieses an der unterseitigen Stirnfläche nicht entweichen kann.

Ein Kanal kann eine gleichbleibende Querschnittsfläche haben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann eine Querschnittsfläche eines Kanals sich in Richtung der unterseitigen Stirnfläche (kontinuierlich oder stufenförmig) reduzieren bzw. verjüngen. Insbesondere kann die Querschnittsfläche im Bereich der oberen Öffnung maximal sein. Ausgehend hiervon kann sich die Querschnittsfläche bis zum unteren (offenen oder geschlossenen) Ende des Kanals verjüngen. Der Vorteil einer solchen Kanalstruktur besteht insbesondere darin, dass eine über ein flüssiges Medium übertragene Kraft nicht nur an dem geschlossenen Ende des Kanals in die Gründungswandung eingeleitet wird, sondern bereits im Verlauf des Kanals verteilt eingeleitet wird. Insbesondere kann die Druckübertragung hierdurch in verteilter Weise erfolgen. Eine Druckwelle kann insbesondere abgestuft auf die Gründungswandung übertragen werden.

Besonders bevorzugt kann sich die Querschnittsfläche des Kanals in einem oberen Drittel des Gründungspfahls um zumindest 25 % reduzieren, vorzugsweise um zumindest 50 % (und insbesondere höchstens um 80 %). In diesem Fall kann vorzugsweise die Gründungswandung (nur) in dem oberen Drittel des Gründungspfahls verstärkt ausgebildet sein. Um eine solche Verstärkung bereitzustellen, kann vorzugsweise in dem oberen Drittel ein mineralischer Baustoff mit einer Druckfestigkeit von über 120 N/mm ² und/oder einem w/z-Wert von zumindest kleiner als 0,29 eingesetzt sein.

Anders ausgedrückt, kann in dem Bereich des oberen Drittels des Gründungspfahls ein ultrahochfester Beton (UHFB; auch als Ultra High Performance Concrete bezeichnet) als mineralischer Baustoff verwendet werden. Hierdurch kann eine ausreichende Festigkeit bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein mineralischer Baustoff mit einer Dehngrenze (Fließgrenze) zwischen 120 und 200 MPA, vorzugsweise zwischen 140 und 200 MPA (bei einer 0,2% Dehngrenze) verwendet werden.

Um insbesondere die Stabilität eines Kanals zu verbessern, kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls, an der Innenwand eines Kanals eine Auskleidung angeordnet sein. Die Auskleidung kann insbesondere aus Metall (vorzugsweise Stahl) gebildet sein. Vorzugsweise kann jeder Kanal mit einer entsprechenden Auskleidung ausgestattet sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann zumindest ein stabförmiges Element in einem Kanal (der Mehrzahl von Kanälen) angeordnet sein. Vorzugsweise kann bei dieser Ausführungsform in jedem Kanal ein stabförmiges Element angeordnet sein. Das stabförmige Element dient vorteilhafterweise einer Kraftübertragung von einem oberen Ende des stabförmigen Elements auf das untere Ende des stabförmigen Elements. Vorzugsweise kann das stabförmige Element aus Metall (vorzugsweise Stahl) gebildet sein. Insbesondere kann das stabförmige Element eine Metallstange sein, vorzugsweise eine Stahlstange.

Die Querschnittsform des stabförmigen Elements kann vorzugsweise kreisförmig sein. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann das stabförmige Element auch eine andere Querschnittsform aufweisen, wie eine elliptische, dreieckförmige, rechteckförmige etc.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Rammelement unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet sein. Insbesondere kann das stabförmige Element aus der unteren Öffnung des Kanals herausragen. An dem unteren Ende des stabförmigen Elements kann das stabförmige Element mit einem Rammelement (stoffschlüssig) verbunden sein. Beispielsweise kann das Rammelement angeschweißt sein.

Vorzugsweise kann das Rammelement (vollständig) aus Metall gebildet sein, insbesondere Stahl Das Rammelement ist insbesondere ein Rammschuh (auch driving shoe genannt). Vorzugsweise kann eine Stahlstange mit einem an dem unteren Ende angeordneten Rammelement aus Stahl vorgesehen sein.

Das Rammelement kann vorzugsweise eine zu der Querschnittsform der

Gründungswandung korrespondierende Form aufweisen. Ein Rammelement in Form einer umlaufenden Einbindewandung hat sich für die Verdrängung von Bodenmaterial als besonders vorteilhaft erwiesen.

Eine Wandstärke der Gründungswandung kann zumindest großer sein als eine Wandstärke der Rammelementwandung. Die Wandstärke der Gründungswandung kann zwischen 100 mm und 900 mm liegen, vorzugsweise zwischen 125 mm und 450 mm. Die Wandstärke der Rammelementwandung kann zwischen 10 mm und 100 mm liegen, vorzugsweise zwischen 30 mm und 80 mm.

Vorzugsweise kann die Wandstärke der Gründungswandung 1,5-mal bis 40-mal größer sein als die Wandstärke der Rammelementwandung. Beispielsweise kann sich die Wandstärke der Rammelementwandung in Längsrichtung ändern. Insbesondere kann das untere Ende des Rammelements spitzförmig zulaufen, um das Verdrängen des Bodenmaterials noch weiter zu vereinfachen.

Ferner kann sich eine Wandstärke des Rammelements von dem oberen Ende des Rammelements zu dem unteren Ende des Rammelements (stetig oder stufenförmig) verjüngen. Vorzugsweise kann das Rammelement eine Keilform aufweisen. Die Keilform umfasst insbesondere auch gerundete Ausführungen der Keilspitze.

Bei einer Ausführungsform kann der Außendurchmesser des Rammelements dem Außendurchmesser des Gründungspfahls entsprechen, während der Innendurchmesser des Rammelements größer als der Innendurchmesser des Gründungspfahls sein kann. Alternativ kann der Außendurchmesser des Rammelements kleiner als der Außendurchmesser des Gründungspfahls sein, während der Innendurchmesser des Rammelements dem Innendurchmesser des Gründungspfahls entsprechen kann.

Indem an der unterseitigen Stirnfläche mindestens ein Rammelement angeordnet ist, auf dem eine Kraft durch ein durch den Kanal geführtes stabförmiges Element (und damit nicht über die Gründungswandung selbst) übertragbar ist, kann insbesondere ein aus einem mineralischen Baustoff gebildeter Gründungspfahl in einfacherer Weise installiert werden. Die Belastung auf die Gründungspfahlwandung bei der Installation kann signifikant reduziert werden.

Darüber hinaus kann bei einer bevorzugten Mehrzahl von stabförmigen Elementen jedes dieser stabförmigen Elemente mit einem separaten Rammelement verbunden sein.

Alternativ können bei einer bevorzugten Mehrzahl von stabförmigen Elementen zumindest zwei dieser Elemente mit dem gleichen (gemeinsamen) Rammelement verbunden sein. Insbesondere kann ein umlaufendes, einstückiges Rammelement vorgesehen sein, mit dem sämtliche stabförmigen Elemente (stoffschlüssig) verbunden sind. Bei dieser Ausfuhrungsform können die Mehrzahl von stabförmigen Elementen an ihren oberen Enden gleichzeitig mit einer Kraft beaufschlagt werden und diese gleichmäßig an das gemeinsame und an den jeweiligen unteren Enden befestigte Rammelement übertragen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann zwischen der unterseitigen Stirnfläche und dem mindestens einem Rammelement ein unteres Dämpfungselement angeordnet sein. Das untere Dämpfungselement kann vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet sein, insbesondere einem Elastomer-Material (z.B. Gummi oder dergleichen).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Bohrkopf unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet sein (zumindest während des Installationsvorgangs). Insbesondere kann als Alternative zu einem Rammelement ein Bohrelement in Form eines Bohrkopfs an dem unteren Ende eines stabförmigen Elements befestigt sein. Insbesondere kann das stabförmige Element aus der unteren Öffnung eines Kanals herausragen. An dem unteren Ende kann das stabförmige Element mit dem Bohrkopf (stoffschlüssig) verbunden sein. Beispielsweise kann der Bohrkopf angeschweißt sein.

Über das stabförmige Element kann auf den Bohrkopf eine Rotations- bzw.

Drehbewegung übertragen werden. Insbesondere bei einer Vielzahl von Kanälen mit darin jeweils angeordneten Bohrelementen (d.h. stabförmiges Elemente jeweils mit Bohrkopf) kann der Gründungspfahl durch ein Bohrverfahren installiert werden.

Der Bohrkopf kann vorzugsweise aus Metall gebildet sein, insbesondere Stahl.

Bei einer derartigen Ausfährungsform ist von besonderem Vorteil, dass anstelle eines einzelnen Bohrwerkzeugs mit einem erheblichen Durchmesser eine Vielzahl von kleinen Bohrelementen (gebildet aus stabförmigen Element und Bohrkopf) verwendet werden. Eine spezielle Herstellung eines Bohrwerkzeugs ist nicht erforderlich. Die Kosten können signifikant gesenkt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Variante kann der Bohrkopf klappbar bzw. faltbar ausgebildet sein. Insbesondere kann der Bohrkopf nach einer Installation des Gründungspfahls derart eingeklappt bzw. eingefaltet werden, dass das stabförmige Element samt Bohrkopf aus dem Kanal entfernt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann das obere Ende des stabförmigen Elements mit einem Installations Werkzeug (z.B. Bohrvorrichtung, Rammvorrichtung und/der Vibrationsvorrichtung), das zum Einbringen des Gründungspfahls in einen Baugrund (insbesondere ein Unterwasserbaugrund) eingerichtet ist, während eines Installationsvorgangs verbindbar bzw. koppelbar sein. Insbesondere korrespondiert das obere Ende des stabförmigen Elements zu dem Installationswerkzeug derart, dass eine mechanische Kopplung zwischen diesen Elementen herstellbar ist. Dies meint insbesondere, dass eine von dem Installationswerkzeug erzeugte Kraft und/oder Bewegung auf das stabförmige Element über die hergestellte Wirkverbindung übertragbar ist Bei einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann an der oberseitigen Stirnfläche ein oberes Dämpfungselement angeordnet sein. Das Dämpfungselement kann vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet sein, insbesondere einem Elastomer-Material (z.B. Gummi oder dergleichen).

Wie bereits beschrieben wurde, kann, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls zumindest während des Installationsvorgangs ein Kanal (vorzugsweise sämtliche Kanäle) mit einem flüssigen Medium gefüllt sein. Das flüssige Medium kann insbesondere ein wasserbasiertes und inkompressibles Medium sein. Beispielsweise kann das Medium (reines) Wasser, ein Bentonit-Wasser-Gemisch oder dergleichen sein.

Darüber hinaus kann ein Kanal der Mehrzahl von Kanälen (vorzugweise sämtliche Kanäle) nach einer Installation mit einem aushärtbaren Material (z.B. Grout) gefüllt sein. Wie beschrieben, kann ein evtl, vorhandenes stabförmiges Element zuvor entfernt worden sein, aber auch in dem Kanal verbleiben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahls kann der Gründungspfahl aus einer Mehrzahl von Spundwänden hergestellt sein, die insbesondere im Wesentlichen kreisförmig oder elliptisch angeordnet sind. Optional können die Spundwände als Verbund gebildet sein, mit einer Innenoberfläche und einer Außenoberfläche, die mit Beton verkleidet sind.

Für eine gute Tragfähigkeit hat sich herausgestellt, dass der Wasser-Zement-Wert (w/z) des mineralischen Baustoffs kleiner als 0,45 sein kann, insbesondere kleiner als 0,35 und insbesondere bevorzugt kleiner als 0,3.

Die insbesondere bei Offshore-Windkraftanlagen auftretenden Momente und Scherkräfte können durch den Gründungspfahl insbesondere dann ausreichend aufgenommen werden, wenn der mineralische Baustoff eine Festigkeitsklasse von zumindest C40/50 aufweist bevorzugt C70/85, insbesondere bevorzugt C100/115 nach EN 206 und EN 1992.

Eine über die Lebensdauer eines Offshore-Bauwerks, insbesondere einer Offshore- Windkraftanlage, ausreichende Langzeitstabilität des Gründungspfahls, insbesondere bei dauerhafter Penetration durch Wasser, kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der mineralische Baustoff einen Porengehalt (Luftporen) von weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 3 %, insbesondere weniger als 2 % aufweist Die Gesamtporosität gemessen mit Quecksilberdruckporosität sollte nach 28 Tagen P _28d < 12 Vol-% und nach 90 Tagen P _90d < 10 Vol-% sein.

Insbesondere bei einer dauerhaften Penetration von Wasser bei einer Installation des Gründungspfahls kann eine ausreichende Lebensdauer dadurch erreicht werden, dass der mineralische Baustoff bei einer quecksilberdruckporosimetrischen Messung eine Porosität von P _28d < 12 Vol-% aufweist, wie bereits beschrieben wurde. P _28d ist eine Messung über 28 Tage. Die Porosität ist dabei bevorzugt auch kleiner als 10 Vol.-%. Bei P _90d , das heißt bei einer Messung über 90 Tage, ist die Porosität bevorzugt < 10 Vol.-%, insbesondere < 8 Vol.-%.

Eine ausreichende Tragfähigkeit des Gründungspfahls kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der mineralische Baustoff einen Zementgehalt von zumindest 350 kg/m ³ , bevorzugt zumindest 450 kg/m ³ , insbesondere bevorzugt zumindest 650 kg/m ³ aufweist

Ferner kann die Gründungswandung mechanisch vorgespannt sein. Durch die Vorspannung können Risse überdrückt und somit die Oberflächen weitestgehend frei von Zugspannung gehalten werden. Dies ist insbesondere bei schwankenden Drehmomentbelastungen vorteilhaft. Die Vorspannkraft ist dabei bevorzugt 5 %, insbesondere mehr als 15 % größer als die Druckfestigkeit der Gründungswandung. Die Vorspannkraft wird vorzugsweise in Längsrichtung aufgebracht. Für eine noch höhere Stabilität, insbesondere bei dynamischen Umgebungsbedingungen, kann, gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform, der mineralische Baustoff (metallisch) armiert sein. Die metallische Armierung ist insbesondere eine Stahlarmierung. Die Armierung kann durch Fasern oder Armiereisen gegeben sein. Eine Faserarmierung kann auch durch Kohlefaser, Glasfaser oder Metallfaser erreicht werden.

Die Armierung kann so gebildet sein, dass diese bei 90 % der Messstellen, bevorzugt bei 98 % der Messstellen, zumindest 26 mm, bevorzugt zumindest 40 mm Betondeckung aufweist.

Der mineralische Baustoff kann mit ferritisch nichtrostendem Betonstahl armiert sein.

Die Armierung kann einen Chromgehalt von 18 M% nicht überschreiten. Die Armierung kann Molybdänbestandteile aufweisen.

Der mineralische Baustoff kann mit austenitisch nichtrostendem Betonstahl armiert sein. Die Armierung kann zumindest 5 M% aufweisen, insbesondere zwischen 5 M% bis 14 M% Nickel und/oder zwischen 12 M% bis 22 M%, insbesondere 15 M% bis 20 M% Chrom.

Der mineralische Baustoff kann mit ferritisch-austenitisch nichtrostendem Betonstahl armiert sein. Die Armierung kann zumindest 18 M%, insbesondere zwischen 15 M% -

20 M% Chrom und 2 M% - 8 M% Nickel und optional Molybdän aufweisen.

Für eine erhöhte Standfestigkeit wird gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform vorgeschlagen, dass der mineralische Baustoff versiegelt sein kann, insbesondere mit einer Dichtungsfolie. Eine solche Dichtungsfolie kann beispielsweise eine Aluminium- Butyl-Dichtfolie sein. Der Gründungspfahl hat bevorzugt eine Einbindelänge von zumindest 7 m. Diese kann ausreichend sein, um den Gründungspfahl ausreichend in dem Baugrund zu gründen. Bindelängen zwischen 7 m und 20 m sind bevorzugt

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Gründungspfahlset, umfassend: - mindestens einen zuvor beschriebenen Gründungspfahl, und - mindestens ein in einen Kanal des Gründungspfahls einsetzbares stabförmiges Element

Vorzugsweise kann das Gründungspfahlset eine Mehrzahl von (zuvor beschriebenen) stabförmigen Elementen umfassen, insbesondere pro Kanal ein stabförmiges Element Wie bereits beschrieben wurde, kann ein stabförmiges Element mit einem Bohrkopf oder einem Rammelement verbunden sein.

Gemäß einer Ausfuhrungsform des anmeldungsgemäßen Gründungspfahlsets kann das Gründungspfahlset mindestens einen ersten Werkzeugadapter umfassen. Der erste Werkzeugadapter kann insbesondere eine Kopplung zwischen den oberen Enden der stabförmigen Elemente, die aus der oberseitigen Stirnfläche aus den Kanälen herausragen, und einer Installationsvorrichtung bereitstellen. Insbesondere können über den ersten Werkzeugadapter sämtliche oberen Enden der stabförmigen Elemente gemeinsam mit der Installationsvorrichtung (z.B. Rammvorrichtung, Vibrationsvorrichtung und/oder Bohrvorrichtung) gekoppelt werden. Bei einer Rammvorrichtung wird durch den ersten Werkzeugadapter insbesondere ein Rammstoß zeitgleich auf sämtliche stabförmige Elemente übertragen. Insbesondere kann ein ringförmiger erster Werkzeugadapter (z.B. in Form eines Ambosses) bereitgestellt werden.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Gründungspfahlset, umfassend: - mindestens einen zuvor beschriebenen Gründungspfahl, und - einen zweiten Werkzeugadapter, gebildet aus einem (kreisförmigen) Basiskörper und einer Mehrzahl von Kolben, wobei die Anzahl und Lage der Kolben insbesondere der Anzahl und der Lage der Mehrzahl von Kanälen bzw. oberen Öffnungen der Kanäle entspricht

Vorzugsweise kann ein Kolben kegelförmig gebildet sein und/oder ein Lager zur Abdichtung der oberen Öffnung aufweisen.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren (insbesondere ein Rammverfahren) zum Installieren eines Gründungspfahls, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungspfahls, wobei in einer Gründungswandung des Gründungspfahls eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanäle integriert ist und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung aufweist Das Verfahren umfasst - Bereitstellen des Gründungspfahls an einem Installationsort, - Befüllen der Kanäle mit einem flüssigen Medium, - Einsetzen mindestens eines zu der oberen Öffnung korrespondierenden Kolbens eines Installationswerkzeug in die Öffnung, und - Ausüben, durch das Installationswerkzeug, einer Kraft auf den Kolben, derart, dass eine Druckwelle auf das flüssige Medium übertragen wird.

Die Kanäle können am unteren Ende vorzugsweise geschlossen bzw. verschlossen sein.

Das flüssige Medium ist insbesondere ein inkompressibles Medium, wie Wasser oder ein Bentonit- Wasser-Gemisch oder dergleichen.

Das Einsetzen des mindestens einen zu der mindestens einen oberen Öffnung korrespondierenden Kolbens eines Installationswerkzeugs in die jeweilige Öffnung erfolgt insbesondere derart, dass der Kolben das flüssige Medium kontaktiert Das Installationswerkzeug kann bei diesem Verfahren insbesondere eine Rammvorrichtung (z.B. ein hydraulischer Hammer) umfassen, eingerichtet zum Erzeugen eines Rammstoßes. Dieser kann insbesondere durch den Kolben auf das flüssige Medium übertragen werden.

Bei diesem Verfahren kann vorteilhafterweise der beschriebene zweite

Werkzeugadapter verwendet werden.

In einfacher Weise kann ein aus einem mineralischen Baustoff gebildeter Gründungspfahl in den Baugrund eingebracht werden.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren (Ramm- und/oder

Vibrations verfahren) zum Installieren eines Gründungspfahls, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungspfahls, wobei in einer Gründungswandung des Gründungspfahls eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanäle integriert ist und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung und an der unterseitigen Stirnfläche jeweils eine untere Öffnung aufweist, wobei in einem Kanal ein stabförmiges Element angeordnet ist, wobei an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Rammelement unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst - Bereitstellen des Gründungspfahls an einem Installationsort, - Koppeln des oberen Endes des stabförmigen Elements mit einem Installations Werkzeug, und - Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, von Vibrationen, so dass die erzeugten Vibrationen auf das Rammelement übertragen werden, oder- Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, von Rammstößen, so dass die erzeugten Rammstöße auf das Rammelement übertragen werden.

Bei diesem Verfahren befindet sich vorzugsweise in einer Vielzahl von Kanälen eine entsprechende Vielzahl von stabförmigen Elementen, wie bereits beschrieben wurde. Bei diesem Verfahren kann vorzugsweise der erste Werkzeugadapter verwendet werden, um eine Rammvorrichtung oder eine Vibrationsvorrichtung des Installationswerkzeugs mit den oberen Enden der stabförmigen Elemente (temporär) zu koppeln, wie bereits beschrieben wurde.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann, wenn ein Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, von Vibrationen erfolgt, das Verfahren ferner umfassen: - Ausüben, durch das Installationswerkzeug, von Rammstößen auf die oberseitige Stirnfläche des Gründungspfahls.

In diesem Fall kann das Installationswerkzeug ein kombiniertes Ramm- und Vibrationswerkzeug sein, wie noch näher beschrieben wird. Während die durch eine Vibrationsvorrichtung erzeugten Vibrationen bzw. Schwingungen auf die stabförmigen Elemente übertragen werden, können gleichzeitig die von einer Rammvorrichtung ausgeführten Rammstöße auf die Gründungswandung ausgeübt werden. Die Installation eines Gründungspfahls wird durch diese besonders bevorzugte Kombination signifikant beschleunigt

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren (Bohr- und ggf.

Rammverfahren) zum Installieren eines Gründungspfahls, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungspfahls, wobei in einer Gründungswandung des Gründungspfahls eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanäle integriert ist und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung und an der unterseitigen Stirnfläche jeweils eine untere Öffnung aufweist, wobei in dem Kanal ein stabförmiges Element angeordnet ist, wobei an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Bohrkopf unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst: - Bereitstellen des Gründungspfahls an einem Installationsort, - Koppeln des oberen Endes des stabförmigen Elements mit einem Installationswerkzeug, und - Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, einer Rotationsbewegung, so dass die Rotationsbewegung auf den Bohrkopf übertragen wird.

Bei diesem (Bohr-) Verfahren befindet sich vorzugsweise in einer Vielzahl von Kanälen eine entsprechende Vielzahl von stabförmigen Elementen, wie bereits beschrieben wurde.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren ferner umfassen: - Ausüben, durch das Installationswerkzeug, von Rammstößen auf die oberseitige Stirnfläche des Gründungspfahls.

In diesem Fall kann das Installationswerkzeug ein kombiniertes Ramm- und Bohrwerkzeug sein, wie noch näher beschrieben wird. Während eine Rotationsbewegung einer Bohrvorrichtung auf die stabförmigen Elemente übertragen werden kann, können gleichzeitig Rammstöße einer Rammvorrichtung auf die Gründungswandung ausgeübt werden. Die Installation eines Gründungspfahls kann durch diese besonders bevorzugte Kombination signifikant beschleunigt werden.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Installationswerkzeug zum Einbringen eines Gründungspfahls, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungspfahls, in einen Baugrund, wobei in einer Gründungswandung des Gründungspfahls eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanäle integriert ist und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung und an der unterseitigen Stirnfläche jeweils eine untere Öffnung aufweist, wobei in dem Kanal ein stabförmiges Element angeordnet ist, wobei an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Rammelement unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet ist, wobei das Installationswerkzeug umfasst: - eine Rammvorrichtung, eingerichtet zum Erzeugen von Rammstößen, - eine Vibrationsvorrichtung, eingerichtet zum Erzeugen von Vibrationen, - einen mit der Rammvorrichtung verbindbaren ersten Werkzeugadapter, - wobei der erste Werkzeugadapter mindestens eine Durchführungsöffnung aufweist zum Durchführen des stabförmigen Elements, derart, dass das obere Ende des stabförmigen Elements mit der Vibrationsvorrichtung koppelbar ist

Das anmeldungsgemäße Installationswerkzeug ist insbesondere ein kombiniertes Ramm- und Vibrationswerkzeug mit einem ersten Werkzeugadapter, vorzugsweise in Form eines Ambosses. Der erste Werkzeugadapter kann insbesondere mit der Rammvorrichtung in einer Wirkverbindung stehen. Beispielsweise kann ein Amboss an seiner Unterseite eine Anschlags- bzw. Kontaktfläche aufweisen, die während des Installationsvorgangs auf der oberen Stirnfläche des Gründungspfahls zumindest teilweise aufliegt, diese also kontaktiert. Die Rammvorrichtung, auch Schlaghammer oder Rammhammer genannt, (z.B. ein hydraulischer Hammer) kann auf die Oberseite des Ambosses (in herkömmlicher Weise) Rammstöße bzw. Rammschläge ausüben, die durch den Amboss über die Anschlagsfläche auf die Gründungswandung übertragen werden können.

Ferner weist der erste Werkzeugadapter mindestens eine Durchführungsöffnung auf. Insbesondere kann zumindest für jedes stabförmige Element eines zu installierenden Gründungspfahls jeweils eine Durchführungsöffnung in dem ersten Werkzeugadapter vorgesehen sein. Die Durchführungsöffnung befindet sich insbesondere im Bereich der Anschlagsfläche bzw. die Anschlagsfläche befindet sich um die Durchführungsöffnungen herum.

Eine Durchführungsöffnung weist insbesondere einen Innendurchmesser auf, der zumindest größer ist, als der Außendurchmesser eines stabförmigen Elements.

Während des Installationsvorgangs ist das mindestens eine stabförmige Element (vorzugsweise sämtliche stabförmige Elemente) durch die Durchführungsöffnung geführt Das obere Ende eines stabförmigen Elements ist, während des Installationsvorgangs, mit der Vibrationsvorrichtung gekoppelt, derart, dass (in vorbeschriebener Weise) die erzeugten Vibrationen bzw. Schwingungen auf das stabförmige Element übertragen werden. Die Installation eines Gründungspfahls kann signifikant beschleunigt werden.

Eine Vibrationsvorrichtung kann eingerichtet sein, in vertikaler Richtung (also in Längsrichtung des eingebrachten Pfahls) Schwingungen bzw. eine Impulsfolge zu erzeugen. Beispielsweise kann die Vibrationsvorrichtung über eine Exzentereinrichtung verfügen, die über einen Antrieb der Vibrationsvorrichtung angetrieben werden kann. Die insbesondere paarweise angeordneten Exzenter der Exzentereinrichtung können vorzugsweise mit derselben Winkelgeschwindigkeit drehen, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Die zumindest zwei Exzenter können Zentrifugalkräfte erzeugen. Hierbei können sich die horizontalen Kräfte aufheben, während sich die vertikalen Komponenten zu einer Gesamt-Zentrifugalkraft addieren können. Die hierdurch erzeugten Impulse bzw. Schwingungen können aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung der Vibrationsvorrichtung mit den stabförmigen Elementen können diese auf das Rammelement übertragen werden. Insbesondere werden eine Vielzahl von Impuls- bzw. Dehnwellen durch die Vibrationsvorrichtung erzeugt

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Installationswerkzeug zum Einbringen eines Gründungspfahls, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungspfahls, in einen Baugrund, wobei in einer Gründungswandung des Gründungspfahls eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanäle integriert ist und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung und an der unterseitigen Stirnfläche Jeweils eine untere Öffnung aufweist, wobei in dem Kanal ein stabförmiges Element angeordnet ist, wobei an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Bohrkopf unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet ist, wobei das Installationswerkzeug umfasst: - eine Rammvorrichtung, eingerichtet zum Erzeugen von Rammstößen, - eine Bohrvorrichtung, eingerichtet zum Erzeugen einer Rotationsbewegung, - einen mit der Rammvorrichtung verbindbaren ersten Werkzeugadapter,- wobei der erste Werkzeugadapter mindestens eine Durchführungsöffnung aufweist zum Durchführen des stabförmigen Elements, derart, dass das obere Ende des stabförmigen Elements mit der Bohrvorrichtung koppelbar ist

Das anmeldungsgemäße Installationswerkzeug ist insbesondere ein kombiniertes Bohr- und Vibrationswerkzeug mit einem (ersten) Werkzeugadapter, vorzugsweise in Form eines Ambosses. Der erste Werkzeugadapter kann insbesondere mit der Rammvorrichtung in einer Wirkverbindung stehen. Der erste Werkzeugadapter kann an seiner Unterseite eine Anschlags- bzw. Kontaktfläche aufweisen, die während des Installationsvorgangs auf der oberen Stirnfläche zumindest teilweise aufliegt, diese also kontaktiert Die Rammvorrichtung (z.B. ein hydraulischer Hammer) kann auf die Oberseite des ersten Werkzeugadapters (in herkömmlicher Weise) Rammstöße bzw.

Rammschläge ausüben, die durch den ersten Werkzeugadapter über die Anschlagsfläche auf die Gründungswandung übertragen werden können.

Ferner weist der erste Werkzeugadapter mindestens eine Durchführungsöffnung auf. Insbesondere kann zumindest für jedes stabförmige Element eines zu installierenden Gründungspfahls jeweils eine Durchführungsöffnung in dem ersten Werkzeugadapter vorgesehen sein. Die Durchführungsöffnung befindet sich insbesondere im Bereich der Anschlagsfläche bzw. die Anschlagsfläche befindet sich um die Durchführungsöffnungen herum.

Eine Durchführungsöffnung weist insbesondere einen Innendurchmesser auf, der zumindest größer ist, als der Außendurchmesser eines stabförmigen Elements.

Während des Installationsvorgangs ist das mindestens eine stabförmige Element (vorzugsweise sämtliche stabförmige Elemente) durch die Durchführungsöffnung geführt Das obere Ende eines stabförmigen Elements ist, während des Installationsvorgangs, mit der Bohrvorrichtung gekoppelt, derart dass (in vorbeschriebener Weise) eine erzeugte Rotationsbewegung auf das stabförmige Element übertragen wird. Die Installation eines Gründungspfahls kann signifikant beschleunigt werden.

Die zuvor beschriebenen Installationswerkzeuge können zum Installieren eines Gründungspfahls verwendet werden, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungspfahls.

Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Offshore-Bauwerk, umfassend einen zuvor beschriebenen Gründungspfahl. Das Offshore-Bauwerk umfasst mindestens eine durch die Gründung getragene Offshore-Einrichtung.

Die Merkmale der Gründungspfahle, Offshore-Bauwerke, Gründungspfahlsets,

Installationsverfahren und Installationswerkzeuge sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert, eigenständig erfinderisch sein.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den anmeldungsgemäßen Gründungspfahl, das anmeldungsgemäße Offshore-Bauwerk, die anmeldungsgemäßen Installationswerkzeuge, die anmeldungsgemäßen

Gründungspfahlsets und die anmeldungsgemäßen Installationsverfahren auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Ansprüchen nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1a eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines

Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung, Fig. 1b eine schematische Schnittansicht des Ausführungsbeispiels nach Figur 1a,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 7a eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem zweiten Werkzeugadapter,

Fig. 7b eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem ersten Werkzeugadapter,

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Installationswerkzeugs gemäß der vorliegenden Anmeldung, Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Installationswerkzeugs gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 10 eine schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Offshore-Bauwerks gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 11 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Installationsverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 12 ein Diagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Installationsverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, und

Fig. 13 ein Diagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Installationsverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.

Nachfolgend werden für ähnliche Elemente ähnliche Bezugszeichen verwendet Z bezeichnet zudem vorliegend die vertikale Achse und x und y horizontale Achsen. Darüber hinaus beziehen sich in der vorliegenden Anmeldung die Ausdrücke „unten", „unteren", „unterseitige" etc. und „oben", „oberen", „oberseitig" etc. insbesondere auf die vertikale Achse z und insbesondere auf den Installationszustand des

Gründungpfahls, also wenn der Gründungspfahl in dem Baugrund eingebracht ist

Die Figuren 1a und 1b zeigen eine schematische Draufsicht und eine schematische Schnittansicht eines Gründungspfahls 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Der dargestellte Gründungspfahl 100 ist insbesondere ein Offshore-Gründungspfahl 100, also für den dauerhaften Einsatz unter Wasser eingerichtet

Der Offshore-Gründungspfahl 100 (nachfolgend in der Regel kurz als Gründungpfahl bezeichnet) ist ein Hohlpfahl 100 mit einer vorliegend kreisförmigen Querschnittsform. Bei anderen Varianten der Anmeldung können auch andere Querschnittsformen vorgesehen sein.

Der Gründungspfahl 100 weist eine sich in Längsrichtung bzw. entlang der Gründungspfahlachse 114 erstreckende, umlaufende Gründungswandung 102 auf. Die Gründungswandung 102 ist unterseitig mit einer unterseitigen Stirnfläche 118 und oberseitig mit einer oberseitigen Stirnfläche 116 begrenzt ist Die Gründungswandung 102 umschließt einen Innenraum 108.

Die Gründungswandung 102 ist vorzugsweise aus Beton hergestellt (wie zuvor beschrieben wurde), insbesondere aus Beton gegossen.

Wie insbesondere aus der Figur 1b zu erkennen ist, bleibt vorliegend die Wandstärke bzw. Wanddicke in Längsrichtung (z) über die gesamte Länge des Gründungspfahls 100 konstant bzw. unverändert. Der Innendurchmesser des Gründungspfahls 100 bleibt über die gesamte Länge des Gründungspfahls 100 konstant Darüber hinaus ist der Außendurchmesser des Gründungspfahls 100 über die gesamte Länge des Gründungspfahls 100 konstant

Bei anderen Varianten der Anmeldung kann sich die Wandstärke des Gründungspfahls ändern. Beispielsweise kann sich die Wandstärke von der oberseitigen Stirnfläche zur unterseitige Stirnfläche verjüngen, beispielsweise indem sich der Innendurchmesser vergrößert und der Außendurchmesser konstant bleibt und/oder der Außendurchmesser sich reduziert und der Innendurchmesser konstant bleibt

Anmeldungsgemäß ist in der Gründungswandung 102 eine Mehrzahl (vorliegend beispielhaft zwei) von im Wesentlichen kollinear (also im Wesentlichen parallel) zu der Gründungspfahlachse 114 verlaufenden Kanäle 110 integriert. Ein Kanal 110 verläuft im Wesentlichen von der oberseitigen Stirnfläche 116 zu der unterseitigen Stirnfläche 118. Insbesondere entspricht die Länge eines Kanals 110 zumindest 80 % der Länge (in z- Richtung) des Gründungspfahls 100, bevorzugt zumindest 90 %, besonders bevorzugt zumindest 95 %. Bei einer Ausführungsform kann die Länge eines Kanals identisch mit der Länge des Gründungspfahls sein.

Zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen 110 weist an der oberseitigen Stirnfläche 116 jeweils eine obere Öffnung 112 auf. Vorliegend sind sämtliche Kanäle 110 an ihrem oberen Ende offen, also zugänglich. Insbesondere sind die Kanäle 110 vorliegend nur durch die jeweiligen oberen Öffnungen 112 zugänglich. Wie noch näher beschrieben wird, ermöglicht dies, dass Objekte/Medien in einen Kanal eingesetzt/gefüllt werden können.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kanäle 110 an ihren unteren Enden, also an der unterseitigen Stirnfläche 118, verschlossen bzw. weisen keine Öffnung auf. Ferner kann vorliegend die Querschnittsfläche von dem oberen Ende eines Kanals 110 bis zum unteren Ende des Kanals 110 konstant bleiben.

Die Querschnittsform eines Kanals 110 kann grundsätzlich beliebig sein, beispielsweise, wie dargestellt, kreisförmig, ovalförmig, rechteckförmig, dreieckförmig, im Wesentlichen „("-förmig (wobei die Krümmung zu der Krümmung des Pfahls korrespondieren kann) etc.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 und dem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Wie zu erkennen ist, sind vorliegend eine Vielzahl von Kanälen 210 vorgesehen. Vorzugsweise kann die Anzahl an integrierten Kanälen 210 zwischen 20 und 60 liegen.

Vorzugsweise kann der jeweilige Abstand 222 zwischen zwei benachbarten Kanälen 210 stets gleich sein. Anders ausgedrückt, die Kanäle 210 können vorzugsweise in einer umlaufenden Richtung der Gründungswandung 202 gleichverteilt angeordnet sein. Dies ermöglicht insbesondere eine gleichverteilte Krafteinleitung in den Gründungspfahl 200.

Zu den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird angemerkt, dass stets der Gründungspfahl eine Mehrzahl von Kanälen aufweist, auch wenn zur besseren Übersicht nur ein einzelner Kanal dargestellt ist

Die Figur 3 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 300 gemäß der vorliegenden

Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, reduziert bzw. verjüngt sich eine Querschnittsfläche 326.1, 326.2, 326.3 des Kanals 310 in Richtung der unterseitigen Stirnfläche 318. Wie insbesondere zu erkennen ist, ist vorliegend eine stufenweise Reduktion vorgesehen. Die Querschnittsfläche 326.1 des Kanals 310 ist im Bereich der oberen Öffnung 312 maximal. Beispielhaft sind vorliegend zwei Stufen vorgesehen. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung eine andere Anzahl von Stufen vorgesehen sein kann.

Beispielhaft ist der Kanal 310 vorliegend mit einem flüssigen Medium 332 gefüllt, z.B.

Wasser oder einem Wassergemisch. Wenn nun mit einem angedeuteten Kolben 334 eine Kraft F (beispielsweise durch einen Rammstoß) auf das flüssige Medium 332 ausgeübt wird, wird eine Druckwelle erzeugt, die sich in Richtung der unterseitigen Stirnfläche 318 im Wesentlichen durch das flüssige Medium ausbreitet Wie durch die mit F1, F2 und F3 bezeichneten Pfeile angedeutet ist, wird insbesondere an den Stufen und am geschlossenen unteren Ende des Kanals 310 jeweils ein Teil der durch den Kolben 334 ausgeübten Kraft auf die Gründungswandung 302 übertragen.

Eine verteilte Krafteinleitung in die Gründungswandung 302 kann bereitgestellt werden. Die Belastung kann hierdurch verteilt und damit reduziert werden. Ferner kann hierdurch bei einem Installationsvorgang eine Verdrängung von Bodenmaterial erreicht werden.

Vorzugsweise kann sich die Querschnittsfläche des Kanals 310 in einem oberen Drittel 328 des Gründungspfahls 300 um zumindest 25 % reduzieren, vorzugsweise um zumindest 50 % (und insbesondere höchstens um 80 %). In diesem Fall kann vorzugsweise die Gründungswandung 302 (nur) in dem oberen Drittel 328 des Gründungspfahls 300 verstärkt ausgebildet sein, wie bereits beschrieben wurde.

Die Figur 4 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 400 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Der wesentliche Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel nach Figur 3 besteht darin, dass sich die Querschnittsfläche kontinuierlich reduziert bzw. verjüngt Beispielsweise kann der Kanal 410 eine kegelförmige Form aufweisen. Auch in diesem Beispiel ist der Kanal 410 unterseitig geschlossen. Optional ist der Kanal 410 (vorzugsweise jeder Kanal 410) vorliegend mit einer Auskleidung 436 ausgestattet So ist vorliegend an der Innenwand des Kanals 410 eine Auskleidung 436 angeordnet Die Auskleidung 436 kann aus Metall gebildet sein, vorzugsweise aus Stahl. Es versteht sich, dass die Auskleidung auch entfallen kann und/oder bei anderen Varianten (wie z.B. Fig. 1-3 und 5-9) vorhanden sein kann.

Die Figur 5 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 500 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Zunächst ist aus der Figur 5 zu erkennen, dass der Kanal 510 an der oberseitigen Stirnfläche 516 eine obere Öffnung 512 und an der unterseitigen Stirnfläche 518 eine untere Öffnung 552 aufweist

Darüber hinaus ist ein stilbförmiges Element 540 in einem Kanal 510 angeordnet Vorzugsweise kann in jedem Kanal 510 jeweils ein stabförmiges Element 540 angeordnet sein. Das stabförmige Element 540 ist insbesondere beweglich in dem Kanal 510 angeordnet, zumindest während des Installationsvorgangs. Bevorzugt ist das stabförmige Element 540 aus Stahl gebildet, insbesondere eine Stahlstange 540.

Vorzugsweise ragt das obere Ende 542 des stabförmigen Elements 540 durch die obere Öffnung 512 heraus, also aus der oberseitigen Stirnfläche 516 hervor. Zudem ragt das untere Ende 544 des stabformigen Elements 540 durch die untere Öffnung 552 heraus, also aus der unterseitigen Stirnfläche 518 hervor.

An dem unteren Ende 544 des stabförmigen Elements 540 ist vorliegend ein Rammelement 546 unterhalb der unterseitigen Stirnfläche 518 angeordnet Das Rammelement 546 kann aus Metall gebildet sein, vorzugsweise aus Stahl. Insbesondere kann das stabförmige Element 540 stoffschlüssig mit dem

Rammelement 546 verbunden sein.

Das Rammelement 546 kann vorzugsweise eine Keilform haben. Ferner kann jedes stabförmige Element mit einem separaten Rammelement verbunden sein.

Vorzugsweise können bei einer bevorzugten Mehrzahl von stabförmigen Elementen 510 zumindest zwei dieser Elemente 510 mit dem gleichen (gemeinsamen) Rammelement 546 verbunden sein. Insbesondere kann ein umlaufendes, einstückiges Rammelement 546 vorgesehen sein, mit dem sämtliche stabförmige Elemente 510 verbunden sein können.

Das Rammelement 546 kann in diesem Fall einen (maximalen) Außendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Gründungswandung 502 entspricht Vorzugsweise zusätzlich kann das Rammelement 546 einen (minimalen) Innendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Gründungswandung 502 entspricht

Bei dieser Ausführungsform können die Mehrzahl von stabförmigen Elementen 540 an ihren oberen Enden 542 gleichzeitig mit einer Kraft beaufschlagt werden und diese gleichmäßig an das gemeinsame und an den unteren Enden 544 befestigte Rammelement 546 übertragen.

Optional kann an dem Gründungspfahl 500 zwischen der unterseitigen Stirnfläche 518 und dem mindestens einem Rammelement 546 ein unteres Dämpfungselement 548 angeordnet sein. Das untere Dämpfungselement 548 kann vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet sein, insbesondere einem Elastomer-Material (z.B. Gummi oder dergleichen).

Ferner kann optional an dem Gründungspfahl 500 auf der oberseitigen Stirnfläche

516 ein oberes Dämpfungselement 550 angeordnet sein. Das obere Dämpfungselement 550 kann vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet sein, insbesondere einem Elastomer-Material (z.B. Gummi oder dergleichen).

Die Figur 6 zeigt eine schematische Teil-Schnittansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 600 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Wie zu erkennen ist, ist an dem unteren Ende 644 des stabförmigen Elements 640 ein Bohrkopf 656 unterhalb der unterseitigen Stirnfläche 618 angeordnet Insbesondere kann das stabförmige Element 640 aus der unteren Öffnung 652 des Kanals 610 herausragen. An dem unteren Ende 644 kann das stabförmige Element 640 mit dem Bohrkopf 656 stoffschlüssig verbunden sein.

Über das stabförmige Element 640 kann auf den Bohrkopf 656 eine Rotations- bzw. Drehbewegungübertragen werden. Insbesondere bei einer Vielzahl von Kanälen 640 mit darin angeordneten Bohrelementen (d.h. stabförmiges Elemente 640 jeweils mit Bohrkopf 656) kann der Gründungspfahl 600 durch ein Bohrverfahren installiert werden.

Der Bohrkopf 656 kann vorzugsweise aus Metall gebildet sein, insbesondere Stahl, und insbesondere einklappbar ausgebildet sein, wie bereits beschrieben wurde.

Die Querschnittfläche bei den Kanälen in den Figuren 5 und 6 ist zwar gleichbleibend dargestellt, es versteht sich jedoch, dass bei Varianten der Anmeldung sich diese reduzieren kann, beispielsweise wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt Ferner kann auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 5 und 6 ein Kanal zusätzlich mit einem flüssigen Medium gefüllt sein. Nach einem Installationsvorgang kann das jeweilige stabförmige Element samt Rammelement bzw. Bohrkopf in dem jeweilige Kanal verbleiben oder alternativ entfernt und insbesondere wiederverwendet werden.

Die Figur 7a zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 700 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem zweiten Werkzeugadapter 760a. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 7a und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen (insbesondere Fig. 3, 4) verwiesen. Insbesondere stellen Gründungspfahl 700 und zweiter Werkzeugadapter 760a ein Gründungspfahlset dar.

Der zweite Werkzeugadapter 760a (z.B. ein Amboss 760a) ist vorliegend gebildet aus einem (kreisförmigen) Basiskörper 764 und einer Mehrzahl von Kolben 730 (bzw. Vorsprünge), wobei die Anzahl und Lage der Kolben 730 insbesondere der Anzahl und der Lage der Mehrzahl von Kanälen 718 bzw. oberen Öffnungen 712 der Kanäle 710 entspricht

Vorzugsweise kann ein Kolben 730 kegelförmig gebildet sein und/oder ein optionales Lager zur Abdichtung der oberen Öffnung aufweisen. Auch kann optional ein oberes Dämpfungselement angeordnet sein.

Durch eine (sehr vereinfacht dargestellte) Rammvorrichtung 762 kann ein Rammstoß bzw. Rammschlag auf den zweiten Werkzeugadapter 760a ausgeübt werden. Wie beschrieben wurde, kann hierdurch insbesondere der Gründungspfahl 700 in den Baugrund eingebracht werden (vgl. auch die Ausführungen zu den Figuren 3 und 4).

Das Installationswerkzeug kann durch Rammvorrichtung 762 und den zweiten Werkzeugadapter 760a gebildet sein. Die Figur 7b zeigt eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 700 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem ersten Werkzeugadapter. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 7b und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen (insbesondere Fig. 5) verwiesen.

Insbesondere ist ein erster Werkzeugadapter 760b vorgesehen. Der erste Werkzeugadapter 760b kann insbesondere eine Kopplung zwischen den oberen Enden der stabförmigen Elemente 740, die aus der oberseitigen Stirnfläche 716 aus den Kanälen 710 herausragen, und dem der (sehr vereinfacht dargestellten) Rammvorrichtung 462 bereitstellen.

Insbesondere können über den ersten Werkzeugadapter 760b sämtliche oberen Enden der stabförmigen Elemente 740 gemeinsam mit der Rammvorrichtung 762 in eine Wirkverbindung gesetzt bzw. (temporär) gekoppelt werden. Bei einer Rammvorrichtung 762 wird durch den ersten Werkzeugadapter 760b insbesondere ein Rammstoß zeitgleich auf sämtliche stabförmigen Elemente 740 und hierüber auf das mindestens eine Rammelement 746 übertragen. Insbesondere kann ein ringförmiger erster Werkzeugadapter 760b (z.B. ein Amboss) bereitgestellt werden.

Das Installationswerkzeug 770 kann durch die Rammvorrichtung 762 und den Werkzeugadapter 760b gebildet sein.

Die Figur 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 800 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Installationswerkzeugs 870 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Das in Figur 8 dargestellte Installationswerkzeug 870 ist insbesondere ein kombiniertes Ramm- und Vibrationswerkzeug 870. Das Ramm- und Vibrationswerkzeug 870 umfasst vorliegend einen (ersten) Werkzeugadapter 860 in Form eines Ambosses 860.

Der Amboss 860 kann insbesondere mit der Rammvorrichtung 862 in einer Wirkverbindung stehen. Dies meint, dass die Rammvorrichtung 862 (z.B. ein Hydraulikhammer) Rammstöße auf den Amboss 860 ausüben kann.

Der Amboss 860 kann an seiner Unterseite eine Anschlags- bzw. Kontaktfläche 890 aufweisen, die während des Installationsvorgangs auf der oberen Stirnfläche 816 des Gründungspfahls 800 zumindest teilweise aufliegt, diese also kontaktiert Die Rammvorrichtung 862 kann auf die Oberseite des Ambosses 860 Rammstöße bzw. Rammschläge ausüben, die durch den Amboss 860 über die Anschlagsfläche 890 auf die Gründungswandung 802 übertragen werden können.

Ferner weist der Amboss 860 mindestens eine Durchführungsöffnung 868 auf. Insbesondere kann zumindest für jedes stabförmige Element 840 eines zu installierenden Gründungspfahls 800 jeweils eine Durchführungsöffnung 868 in dem Amboss 860 vorgesehen sein. Die Durchfuhrungsöffnung 868 befindet sich insbesondere im Bereich der Anschlagsfläche 890 bzw. die Anschlagsfläche 890 befindet sich um die Durchführungsöffhungen 868 herum.

Eine Durchführungs Öffnung 868 weist insbesondere einen Innendurchmesser auf, der zumindest größer ist, als der Außendurchmesser eines stabförmigen Elements 840. Während des Installationsvorgangs ist das mindestens eine stabförmige Element 840 (vorzugsweise sämtliche stabförmige Elemente 840) durch die Durchführungsöffnung 868 geführt. Das obere Ende eines stabförmigen Elements 840 ist, während des Installationsvorgangs, mit einer Vibrationsvorrichtung 866 gekoppelt, derart, dass die durch die Vibrationsvorrichtung 866 erzeugten Vibrationen bzw. Schwingungen auf das stabförmige Element 840 übertragen werden.

Während des Installationsvorgangs können gleichzeitig Vibrationen und Rammstöße erzeugt werden. Während die Belastung auf die Gründungswandung reduziert werden kann, kann gleichzeitig die Einbringung des Gründungspfahls signifikant beschleunigt werden.

Die Figur 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungspfahls 900 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Installationswerkzeugs 970 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Figur 8 und den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben und hinsichtlich der weiteren Elemente auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Das Installationswerkzeug 970 ist insbesondere ein kombiniertes Bohr- und Vibrationswerkzeug 970, vorzugsweise mit einem (ersten) Werkzeugadapter 960 in

Form eines Ambosses 960. Der Amboss 960 kann insbesondere im Wesentlichen entsprechend dem vorherigen Amboss 860 aus der Figur 8 gebildet sein.

Während des Installationsvorgangs kann das mindestens eine stabförmige Element 940 (vorzugsweise sämtliche stabförmige Elemente) durch die Durchführungsöffnung 968 geführt sein. Das obere Ende eines stabförmigen Elements 940 ist, während des Installationsvorgangs, mit einer Bohrvorrichtung 967 des Installationswerkzeugs 970 gekoppelt, derart, dass eine erzeugte Rotationsbewegung auf das stabförmige Element 940 übertragen wird. Während des Installationsvorgangs können gleichzeitig eine Rotation und Rammstöße erzeugt werden. Während die Belastung auf die Gründungswandung reduziert werden kann, kann gleichzeitig die Einbringung des Gründungspfahls signifikant beschleunigt werden.

Die Figur 10 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels eines Offshore-Bauwerks 1080 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Offshore-Bauwerk umfasst ein Gründungspfahl 1000 gemäß der vorliegenden Anmeldung, wobei zur besseren Übersicht auf eine Darstellung der Details des Gründungspfahls 1000 verzichtet wurde. Der Gründungspfahl 1000 kann insbesondere gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9 oder aus einer Kombination hiervon gebildet sein.

Als Offshore-Bauwerk 1080 ist vorliegend beispielhaft ein Offshore- Windkraftbauwerk 1080 in Form einer Offshore-Windkraftanlage 1080 dargestellt Vorliegend sind das Offshore-Bauwerk 1080 und damit auch der Gründungspfahl 1000 in einem Installationszustand dargestellt Die nachfolgenden Ausführungen lassen sich in einfacher Weise auf andere Offshore-Bauwerke übertragen.

Das Offshore-Bauwerk 1080 umfasst den Gründungpfahl 1000 und mindestens eine Offshore-Einrichtung 1072 (vorliegend z.B. Turm, Zwischenstück, Gondel, Rotor, Generator etc).

Wie bereits beschrieben wurde, zeigt die Figur 1 den Gründungspfahl 1000 in einem Installationszustand, in dem ein Teil des Gründungspfahls 1000 in dem Unterwasserbaugrand 1074 gegründet ist, also in dem Unterwasserboden 1074 mit einer Tiefe bzw. Einbindelänge von z.B. zwischen 7 m und 20 m eingebunden ist Der Gründungspfahl 1000 kann mit einem Transition Piece verbunden sein, beispielsweise über eine Groutverbindung oder Flanschverbindung. Die Figur 11 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines

Installationsverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung zum Installieren eines

Gründungspfahls, beispielsweise eines Gründungspfahls entsprechend Figur 3 oder 4.

In einer Gründungswandung des zu installierenden Gründungspfahls ist eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanäle integriert und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen weist an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung auf. Das untere Ende des jeweiligen Kanals kann insbesondere geschlossen sein.

In einem Schritt 1101 erfolgt ein Bereitstellen des Gründungspfahls an einem Installationsort Beispielsweise kann der Gründungspfahl durch ein Wasserfahrzeug zu einem bestimmten Offshore-Ort transportiert werden. Dann kann der Gründungspfahl auf dem Baugrund, insbesondere ein Offshore-Baugrund, für eine Einbringung (vertikal) positioniert werden, beispielsweise mittels eines Krans.

In einem Schritt 1102 erfolgt ein Befüllen der Mehrzahl der Kanäle (insbesondere sämtlicher Kanäle) mit einem (inkompressiblen) flüssigen Medium, zum Beispiel Wasser oder einem Bentonit-Wasser-Gemisch. Insbesondere kann ein Kanal zumindest nahezu vollständig mit dem flüssigen Medium befällt werden.

In einem Schritt 1103 erfolgt ein Einsetzen mindestens eines zu der oberen Öffnung eines Kanals korrespondierenden Kolbens eines Installationswerkzeugs in diese obere Öffnung, so dass insbesondere der Kolben das flüssige Medium kontaktiert, wie es beispielsweise in den Figuren 3 und Figur 7a gezeigt ist.

In einem weiteren Schritt 1104 erfolgt ein Ausüben, durch das Installationswerkzeug (insbesondere eine Rammvorrichtung), einer Kraft auf den Kolben, derart, dass eine Druckwelle auf das flüssige Medium übertragen wird. Insbesondere können Rammstöße ausgeübt werden. Der Schritt 1104 kann bis zum Erreichen einer bestimmten Einbindetiefe ausgeführt werden. Anschließend kann das Installationswerkzeug wieder entfernt werden. Optional können die Kanäle mit einem aushärtbaren Medium befüllt werden, wie Grout.

Die Figur 12 zeigt ein Diagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Installationsverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung zum Installieren eines

Gründungspfahls, beispielsweise eines Gründungspfahls gemäß der Figur 5.

In einer Gründungswandung des Gründungspfahls ist eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanälen integriert und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen weist an der oberseitigen Stirnfläche jeweils eine obere Öffnung und an der unterseitigen Stirnfläche jeweils eine untere Öffnung auf. In einem Kanal (vorzugsweise jedem Kanal) ist ein stabförmiges Element (dauerhaft oder temporär) angeordnet, wobei an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Rammelement unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet ist

In einem Schritt 1201 erfolgt ein Bereitstellen des Gründungspfahls an einem Installationsort. Beispielsweise kann der Gründungspfahl durch ein Wasserfahrzeug zu einem bestimmten Offshore-Ort transportiert werden. Dann kann der Gründungspfahl auf dem Baugrund, insbesondere ein Offshore-Baugrund, für eine Einbringung (vertikal) positioniert werden, beispielsweise mittels eines Krans.

In dem Schritt 1202 erfolgt ein Koppeln des oberen Endes des stabförmigen Elements mit einem Installationswerkzeug Beispielsweise kann das Installationswerkzeug gemäß Figur 7 oder 8 eingesetzt werden.

In Schritt 1203 kann ein Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, von Vibrationen erfolgen, so dass die erzeugten Vibrationen auf das Rammelement übertragen werden. Alternativ kann in Schritt 1203 ein Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, von Rammstößen erfolgen, so dass die erzeugten Rammstöße auf das Rammelement übertragen werden.

Der Schritt 1203 kann bis zum Erreichen einer bestimmten Einbindetiefe ausgefiihrt werden. Anschließend kann das Installationswerkzeug und ggf. die stabförmigen Elemente wieder entfernt werden. Optional können die Kanäle mit einem aushärtbaren Medium befüllt werden, wie Grout

Ferner kann bevorzugt, für den Fall, dass ein Erzeugen, durch das

Installations Werkzeug, von Vibrationen erfolgt, das Verfahren ferner den Schritt umfassen: - Ausüben, durch das Installationswerkzeug, von Rammstößen auf die oberseitige Stirnfläche der Gründungswandung, wie es zuvor beschrieben worden ist.

Insbesondere können die Vibrationen und die Rammstöße parallel erzeugt und auf das stabförmige Element bzw. die Gründungswandung übertragen werden.

Die Figur 13 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines

Installationsverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, zum Installieren eines

Gründungspfahls, beispielsweise eines Gründungspfahls gemäß der Figur 6.

In einer Gründungswandung des Gründungspfahls ist eine Mehrzahl von im Wesentlichen kollinear zu der Gründungspfahlachse verlaufenden Kanälen integriert und zumindest ein Teil der Mehrzahl von Kanälen an der oberseitigen Stirnfläche weist jeweils eine obere Öffnung und an der unterseitigen Stirnfläche jeweils eine untere Öffnung auf. In dem Kanal (vorzugsweise jedem Kanal) ist ein stabförmiges Element angeordnet, wobei an dem unteren Ende des stabförmigen Elements ein Bohrkopf unterhalb der unterseitigen Stirnfläche angeordnet ist In einem Schritt 1301 erfolgt ein Bereitstellen des Gründungspfahls an einem Installationsort Beispielsweise kann der Gründungspfahl durch ein Wasserfahrzeug zu einem bestimmten Offshore-Ort transportiert werden. Dann kann der Gründungspfahl auf dem Baugrund, insbesondere ein Offshore-Baugrund, für eine Einbringung (vertikal) positioniert werden, beispielsweise mittels eines Krans.

In dem Schritt 1302 erfolgt ein Koppeln des oberen Endes des stabförmigen Elements mit einem Installationswerkzeug. Vorzugsweise kann das Installationswerkzeug gemäß der Figur 9 verwendet werden.

In Schritt 1303 erfolgt ein Erzeugen, durch das Installationswerkzeug, einer Rotationsbewegung, so dass die Rotationsbewegung auf den Bohrkopf übertragen wird. Der Schritt 1203 kann bis zum Erreichen einer bestimmten Einbindetiefe ausgeführt werden. Anschließend kann das Installationswerkzeug und ggf. die stabförmigen Elemente wieder entfernt werden (z.B. kann ein einklappbarer Bohrkopf vorgesehen sein). Optional können die Kanäle mit einem aushärtbaren Medium befüllt werden, wie Grout

Ferner kann bevorzugt das Verfahren ferner den Schritt umfassen: - Ausüben, durch das Installationswerkzeug, von Rammstößen auf die oberseitige Stirnfläche der Gründungswandung, wie es zuvor beschrieben worden ist

Insbesondere können die Rotationen und die Rammstöße parallel erzeugt und auf das stabförmige Element bzw. die Gründungswandung übertragen werden.