Die Anmeldung betrifft ein Gründungsprofil für ein Offshore-Bauwerk, insbesondere ein Offshore-Windenergiebauwerk. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Gründungsset, ein Offshore-Bauwerk und ein Verfahren zum Installieren eines Gründungsprofils.

Vermehrt werden Offshore-Bauwerke bzw. Offshore-Vorrichtungen 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- Windenergievorrichtungen installiert. Offshore-Standorte zeichnen sich üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen Und hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt so genannte Offshore-Windparks errichtet werden.

In der Regel ^’ weist ein Offshore-Windpark eine Vielzahl an Offshore- Windenergievorrichtungen auf, wie eine Vielzahl von Offshore-Windkraftanlagen, Messmasten und/oder mindestens eine Offshore-Umspannstation. Über 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-Windenergievorrichtungen oder einer Offshore- Windenergievorrichtung und einer Onshore-Vorrichtung werden Energiekabel in Form von Seekabeln verlegt. Im Vergleich zu Onshore-Bauwerken ist bei einem Offshore-Bauwerk eine Installation und insbesondere Verankerung in dem Offshore-Baugrund problematisch und mit einem hohen Aufwand verbunden.

Bei Offshore-Windparks, aber auch bei anderen Offshore-Bauwerken, ist es üblich, ein Offshore-Bauwerk durch eine Gründung (z.B. Monopile-, Tripod-, Tripile- oder facket- Gründungen) aufbzw. in dem Offshore-Baugrund in Form eines Gewässerbodens, insbesondere eines Meeresbodens, direkt zu verankern.

Eine Gründung weist mindestens ein Gründungsprofil auf. Ein Gründungsprofil weist einen Profilendabschnitt auf, der in einem bestimmungsgemäßen Zustand des Gründungsprofils in dem Offshore-Baugrund angeordnet ist, also insbesondere in dem Meeresboden eingesetzt ist.

Bei einem Installationsvorgang des Gründungsprofils erfolgt ein Einsetzen des Gründungsprofils, insbesondere zumindest des Profilendabschnitts, in den Offshore- Baugrund, beispielsweise durch Einvibrieren und/oder Einrammen. Insbesondere beim Einvibrieren, aber auch beim Einrammen, kommt es zu einer Reduzierung der Bodenverdichtung im Bereich des Profilendabschnitts und damit zu einer Reduzierung des inneren Reibungswinkels and der Kontaktfläche zwischen dem Profilendabschnitt und dem Offshore-Baugrund und infolgedessen zu einer Reduzierung der Verspannung im Boden.

Zur Lösung dieser Problematik ist es aus der DE 10 2017 121 037 Al bekannt, die Außenseite des Profilendabschnitts mit einem quellfähigen Material zu versehen. Das quellfähige Material beginnt automatisch bei einem Kontakt mit Wasser zu quellen, also sein Volumen zu vergrößern, so dass eine Erhöhung der Verspannung und damit eine Erhöhung der Tragfähigkeit erreicht wird. Nachteilig an der vollflächigen Verkleidung des Profilendabschnitts ist unter anderem, dass es zu einer lateralen und radialen Expansion des quellfähigen Materials kommt, die zu ungewünschten Verspannungen an dem Gründungsprofil führen können.

Zudem ist der Expansionsprozess bei der DE 10 2017 121037 Al zeitlich nicht steuerbar. Vielmehr startet der Expansionsprozess bei dem verwendeten wasserreaktiven quellfähigen Material unmittelbar bei einem Kontakt mit Wasser. Dies kann problematisch sein, wenn das Einbringen des Profilendabschnitts in den Offshore-Baugrund nicht wie vorgesehen erfolgt, sondern wenn es beispielsweise zu Verzögerungen kommt, nachdem der mit dem quellfähigen Material beschichtet Endabschnitt beispielsweise bereits ins Wasser eingetaucht wurde. Dann kann die Expansion des quellfähigen Materials bereits vollendet sein, bevor der Profilendabschnitt final eingebracht ist. Dies wiederum führt dazu, dass die Verspannung nicht in gewünschter Weise erhöht werden kann, so dass die Tragfähigkeit reduziert ist bzw. nicht wie geplant erhöht wird. In diesem Fall müssen dann Zusatzmaßnahmen zur Bodenverdichtung getroffen werden, die mit einem hohen Aufwand verbunden sind.

Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Gründungsprofil für ein Offshore-Bauwerk bereitzustellen, welches eine Erhöhung der Verspannung an der Kontaktfläche zwischen einem Offshore-Baugrund und einem Profilendabschnitt des Gründungsprofils in verbesserter und insbesondere zuverlässigerer Weise ermöglicht.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch ein Gründungsprofil für ein 0 ffshore- B auwerk nach Anspruch 1. Das Gründungsprofil umfasst einen Profilendabschnitt, der im bestimmungsgemäßen Zustand des Gründungsprofils in einem Offshore-Baugrund angeordnet ist. Das Gründungsprofil umfasst mindestens einen in dem bestimmungsgemäßen Zustand an (bzw. um) dem Profilendabschnitt angeordneten (bzw. gelegten) länglichen Hohlkörper, eingerichtet zum Aufnehmen eines quellfähigen Materials. Indem im Gegensatz zum Stand der Technik das quellfähige Material nicht vollflächig an der Außenseite des Profilendabschnitts aufgebracht wird, sondern ein länglicher Hohlkörper an dem Profilendabschnitt angeordnet ist, der zum Aufnehmen bzw. Befüllen mit einem quellfähigen Material eingerichtet ist, wird eine Erhöhung der Verspannung an der Kontaktfläche zwischen dem Offshore-Baugrund und dem Profilendabschnitt des Gründungsprofils in verbesserter Weise ermöglicht. Insbesondere kann anmeldungsgemäß eine größere Bandbreite an quellfähigen Materialien verwendet werden, welche vorzugsweise höhere Expansionsraten aufweisen können, als die nach Stand der Technik verwendbaren.

Eine gezielte Verlegung des länglichen Hohlkörpers und damit eine gezieltere Expansion des quellfähigen Materials können erfolgen. Zudem bietet eine Verlegung des länglichen Hohlkörpers die Möglichkeit, die Expansion eines quellfähigen Materials zeitlich zu steuern. Insbesondere kann ein Befüllen des mindestens einen länglichen Hohlkörpers zeitlich gesteuert erfolgen, so dass sichergestellt werden kann, dass eine Expansion des quellfähigen Materials nicht zu einem zu frühen Zeitpunkt erfolgt. Die Installation eines Gründungsprofils kann mit einer erhöhten Zuverlässigkeit erfolgen. Die zeitlich Steuerung kann dabei durch gezielt nachträgliche Injektion erfolgen und/oder durch reaktionsverzögernde Eigenschaften des länglichen Hohlkörpers, dessen Wandung und/oder Bettung.

Eine Gründung umfasst mindestens ein anmeldungsgemäßes Gründungsprofil oder bildet das anmeldungsgemäße Gründungsprofil. Eine Gründung und damit das anmeldungsgemäße Gründungsprofil kann insbesondere ein Teil eines Offshore- Bauwerks sein. Ein Gründungsprofil dient insbesondere dem Tragen einer Offshore- Einrichtung des Offshore-Bauwerks.

Eine Offshore-Vorrichtung bzw. ein Offshore-Bauwerk ist vorzugsweise eine Offshore- Windenergievorrichtung, wie eine Offshore-Windkraftanlage, ein Offshore-Messmast oder eine Offshore-Umspannstation. Ferner kann ein Offshore-Bauwerk eine Bohr- oder Förderplattform oder eine sonstige Plattform zur Gewinnung, Umwandlung oder Speicherung von Energie sein, wie z.B. eine Anlage zur Produktion von Wasserstoff.

Wie bereits beschrieben wurde, kann ein Offshore-Bauwerk eine Offshore-Einrichtung umfassen, die durch das anmeldungsgemäße Gründungsprofil in einem Offshore- Baugrund, vorzugsweise in Form eines Gewässerbodens, insbesondere eines Meeresbodens, befestigt sein kann. Ein Offshore-Bauwerk kann insbesondere durch die Offshore-Einrichtung (z.B. eine Plattform, eine Gondel etc.) und die Gründung gebildet sein.

Beispielhafte und nicht abschließende Gründungen bzw. Gründungsstrukturen sind Monopile-, Tripod-, Tripile- oder Jacket-Gründungen. Eine derartige Gründung kann mindestens ein Gründungsprofil, insbesondere in Form eines Gründungspfahls, umfassen.

Ein Gründungsprofil meint anmeldungsgemäß insbesondere ein langgestrecktes Bauteil, welches vorzugsweise einen im Wesentlichen gleichen Querschnitt aufweiseri kann. Ein Gründungsprofil kann ein massives bzw. geschlossenes Profil (z.B. Vollpfahl) oder ein offenes bzw. hohles Profil (z.B. Hohlpfahl) sein. Ein Gründungsprofil kann vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl, gebildet sein. Jedoch sind auch andere Materialien alternativ oder zusätzlich denkbar, wie Beton, Glasfaser (Glasfaserverbundwerkstoff), Carbonfaser (Carbonfaserverbundwerkstoff) und/oder Holz. Die Querschnittsform kann grundsätzlich beliebig gebildet sein, vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig. Insbesondere kann das Gründungsprofil Zylinder- bzw. turmförmig gebildet sein.

Ein anmeldungsgemäßes Gründungsprofil umfasst einen Profilendabschnitt. Mit dem Profilendabschnitt wird insbesondere der Teil bzw. Abschnitt des Gründungsprofils bezeichnet, welcher in einem bestimmungsgemäßen bzw. installierten Zustand des Gründungsprofils, also wenn das Gründungsprofil mit einer gewünschten (Mindest-) Eindringtiefe in den Offshore-Baugrund eingebracht ist/in dem Offshore-Baugrund angeordnet ist, also im Wesentlichen unterhalb der Offshore-Baugrundoberfläche liegt. Dieser Abschnitt kann auch als Ankerabschnitt bezeichnet werden, da dieser dem Verankern des Gründungsprofils in dem Offshore-Baugrund dient. Der weitere Teil bzw. Abschnitt des Gründungsprofils oberhalb des Profilendabschnitts ist insbesondere von Wasser umgeben und dient insbesondere dem Tragen einer sich [unmittelbar oder mittelbar] anschließenden Offshore-Einrichtung.

Anmeldungsgemäß umfasst das Gründungsprofil mindestens einen an dem Profilendabschnitt angeordneten bzw. gelegten länglichen Hohlkörper. Dies meint insbesondere, dass an bzw. in der Außenwand des Profilendabschnitts mindestens ein länglicher Hohlkörper angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform kann der längliche Hohlkörper außen an einer Außenwand des Profilendabschnitts angelegt sein, insbesondere daran befestigt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der längliche Hohlkörper zumindest teilweise in einem Außenwandelement des Profilendabschnitts eingebettet bzw. intergiert sein.

Ein länglicher Hohlkörper meint in der vorliegenden Anmeldung insbesondere einen Schlauch. Der längliche und insbesondere flexible Hohlkörper kann vorzugsweise zylindrisch gebildet sein und eine umlaufende Außenwand bzw. Ummantelung umfassen. Die Ummantelung kann einen Innenraum umschließen.

Vorzugsweise kann der längliche Hohlkörper aus einem flexiblen Material gebildet sein, wie einem Kunststoffmaterial. Das flexible Material kann insbesondere eine Ausdehnung bzw. Expansion des Volumens des länglichen Hohlkörpers erlauben.

Der längliche Hohlkörper ist dazu eingerichtet, ein quellfähiges Material aufzunehmen, also damit befällt zu werden. Hierzu dient insbesondere der vorbeschriebene Innenraum. Unter einem quellfähigen Material ist vorliegend insbesondere ein Material zu verstehen, welches in Verbindung mit einem weiteren Material sein Volumen expandieren kann. Vorzugsweise kann das quellfähige Material ein wasserreaktives Material sein _» welches in Verbindung mit Wasser aufquillt bzw. expandiert _» z.B. durch Sulfattreiben.

Es versteht sich, dass zwei oder mehr längliche Hohlkörper vorgesehen sein können. Ferner versteht es sich, dass zumindest ein Teil des länglichen Hohlkörpers an dem mindestens einen weiteren Abschnitt des Gründungsprofils angeordnet sein kann.

Wie bereits beschrieben wurde, kann der längliche Hohlkörper eine Ummantelung aus einem flexiblen bzw. dehnbaren Material umfassen. Vorzugsweise kann das Material des länglichen Hohlkörpers ein E-Modul (auch Elastizitätsmodul genannt) von .maximal 10 GPa (bei 20°C) aufweisen, beispielsweise zwischen 0,01 und 5 GPa (bei 20°C). Wenn ein derartiger Hohlkörper (zumindest in einem Abschnitt des länglichen Hohlkörpers) (nahezu vollständig) mit einem vorbeschriebenen quellfähigen Material gefüllt ist/kann eine Vergrößerung des Volumens des Hohlkörpers (zumindest in dem genannten Körperabschnitt) durch das quellfähige Material bei einer Expansion des quellfähigen Materials bewirkt werden. Die Dehnrate des elastischen Materials kann 1 % betragen.

Beispielsweise kann der Hohlkörper einen Durchmesser (im Normalzustand) zwischen 2 und 10 cm aufweisen. In einem expandierten Zustand kann der Durchmesser zwischen 0, 5 und 5 % vergrößert sein, beispielsweise zwischen 1 und 2 %.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungsprofils kann, alternativ oder zusätzlich, der längliche Hohlkörper ein perforierter länglicher Hohlkörper sein. Anders ausgedrückt, kann der längliche Hohlkörper zumindest abschnittsweise eine Mehrzahl von (Perforations-) Öffnungen bzw. Löchern in der Ummantelung aufweisen. Vorteilhafterweise kann eine Öffnung derart gebildet sein, dass bei einer Expansion des quellfähigen Materials dieses durch die Öffnungen teilweise nach außen dringen kann. Alternativ oder zusätzlich kann durch die (Perforations-) Öffnungen erreicht werden, dass Wasser in den länglichen Hohlkörper (automatisch) eindringen kann, beispielsweise bei einem Installationsvorgang. Bei einem wasserreaktiven Material wird erreicht, dass die Expansion des quellfähigen Materials (automatisch) bewirkt bzw. gestartet wird.

Der Durchmesser der Öffnungen kann derart gewählt sein, dass bei einem mit einem quellfähigen Material vorgefüllten (also vor dem Einbringungsvorgang des Gründungsprofils gefüllten Hohlkörper) länglichen Hohlkörper zwar Wasser eindringen kann, das quellfähige Material in seinem Ausgangszustand (also vor einem Quell- bzw. Expansionsvorgang) jedoch (nahezu) nicht nach außen gelangen kann.

Grundsätzlich kann der längliche Hohlkörper in beliebiger Weise an dem Profilendabschnitt angeordnet sein, also insbesondere in einem beliebigen Muster an dem Profilendabschnitt verlegt sein. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von länglichen Hohlkörpern an dem Profilendabschnitt angeordnet sein, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gründungsprofils verlaufen.

Auch kann ein länglicher Hohlkörper U-förmig angeordnet sein, wobei insbesondere die beiden Schenkel der U-Form im Wesentlichen parallel zueinander und insbesondere zur Längsachse des Gründungsprofils verlaufen können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungsprofils kann der mindestens eine längliche Hohlköper spiralförmig um den Profilendabschnitt angeordnet bzw. gelegt sein, vorzugsweise doppelspiralförmig. Die Achse der Spiralform kann mit der Längsachse des Gründungsprofils im Wesentlichen identisch sein. Ein derartiger Verlauf erhöht in besonders effizienter Weise die Verspannung an der genannten Kontaktfläche.

Wie bereits beschrieben wurde, kann das quellförmige Material vorzugsweise ein wasserreaktives Material sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungsprofils kann das quellförmige Material ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend: zementbasiertes Material,

CaO (Calciumoxid) -basiertes Material,

Al-PuIver-basiertes Material,

Alkali-Siliziumdioxid (alkali silica) (reaktive) Stoffgemische, und Alkalicarbonat (alcali carbonate) (reaktive) Stoffgemische.

Derartige Materialien haben sich als gut geeignet für einen Einsatz bei Gründungsprofilen erwiesen und weisen insbesondere hohe Expansionsraten auf. Besonders bevorzugt kann ein so genannter Quellsprengstoff (z.B. Dynacem®) verwendet werden, der insbesondere auf CaO basieren kann.

Wie bereits beschrieben wurde, kann vorzugsweise der mindestens eine längliche Hohlkörper in einem Außenwandelement des Profilendabschnitts - unabhängig von dem Verlegemuster - zumindest teilweise integriert sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Gründungsprofils kann der längliche Hohlkörper zumindest teilweise eingebettet sein in einem Außenwandelement des Profilendabschnitts. Beispielsweise kann die Ummantelung vollständig in dem Außenwandelement integriert bzw. umschlossen sein. Alternativ kann zumindest ein Teil der Ummantelung sich nach außen aus dem Außenwandelement heraus erstrecken. Der Hohlkörper kann insbesondere in dem Außenwandelement verpresst sein.

Das Außenwandelement kann zumindest teilweise aus einem betonhaltigen Material und/oder einem mörtelhaltigen Material hergestellt sein. Insbesondere kann der mindestens eine längliche Hohlkörper in einem oder mehreren Außenwandelement/en integriert sein, das/die aus Mörtel, Einpressmörtel oder einem Beton-Zylindermantel gebildet ist/sind. Vorzugsweise kann das Außenwandelement eine Bewehrung enthalten, die beispielsweise mit einem (umlaufenden) Profilgrundkörper mechanisch verbunden ist. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich kann der Profilendabschnitt mindestens einen Profilgrundkörper mit mindestens einer nach außen gerichteten (umlaufenden] Ausnehmung umfassen. Der Profilgrundkörper kann insbesondere aus Metall (z.B. Stahl) und/oder einem Glasfaserverbundwerkstoff und/oder einem Carbonfaserverbundwerkstoff hergestellt sein.

Der Profilendabschnitt kann mindestens ein in der Ausnehmung eingesetztes Außenwandelement umfassen. Wie bereits beschrieben wurde, kann vorzugsweise mindestens ein länglicher Hohlkörper in diesem Außenelement eingebettet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Gründungsprofils kann der längliche Hohlkörper mindestens eine Einfüllöffnung aufweisen, eingerichtet zum Einfüllen (insbesondere Injizieren) zumindest des quellfähigen Materials iii den länglichen Hohlkörper. Vorzugsweise kann die mindestens eine Einfüllöffnung an mindestens einem Ende des länglichen Hohlkörpers angeordnet sein. Denkbar ist, dass das andere Ende des länglichen Hohlkörpers geschlossen ist, also insbesondere keine Einfüllöffnung an dem anderen Ende vorhanden ist. Es versteht sich, dass der Hohlkörper an dem anderen Ende jedoch perforiert sein kann, wie zuvor beschrieben wurde. Ferner können bei anderen Varianten auch zwei (oder mehr) Einfüllöffnungen vorgesehenen sein. Beispielsweise bei dem vorbeschriebenen U-förmigen Verlauf eines länglichen Hohlkörpers kann an beiden Enden jeweils eine Einfüllöffnung vorhanden sein.

Eine Einfüllöffnung unterscheidet sich von einer vorbeschriebenen (Perforations-) Öffnung insbesondere in dem Durchmesser. So kann der Durchmesser der Einfüllöffnung zumindest doppelt so groß, vorzugsweise zumindest fünfmal so groß (vorzugsweise zwischen zehn- und zwanzigmal so groß), wie der Durchmesser einer Perforati ons Öffnung sein. Bei Varianten der Anmeldung kann die Einfüllöffnung verschließbar gebildet sein. Die Einfüllöffnung kann im bestimmungsgemäßen Zustand des Gründungsprofils zumindest oberhalb der Offshore-Baugrundoberfläche angeordnet sein. Anders ausgedrückt, kann die mindestens eine Einfüllöffnung an dem oberhalb des Profilendabschnitts vorgesehenen Abschnitt angeordnet sein.

Die mindestens eine Einfüllöffnung, insbesondere eine zumindest in dem Installationszustand oberhalb der Offshore-Baugrundoberfläche gelegene Einfüllöffnung, ermöglicht es, die Expansion des quellfähigen Materials zeitlich zu steuern. Beispielsweise kann das quellfähige Material erst am Installationsort, beispielsweise während und/oder nach dem Einbringungsvorgang des

Gründungsprofils, eingefüllt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlkörper vorgefüllt sein und Wasser erst am Installationsort, beispielsweise während und/oder nach dem Installationsvorgang des Gründungsprofils, eingefüllt werden. Besonders bevorzugt kann anmeldungsgemäß ein Befüllen des mindestens einen länglichen Hohlkörpers mit einer (Vorort) hergestellten Mischung aus quellfähigem Material und Wasser erfolgen. Neben einem optimalen Mischverhältnis und damit einem optimierten Quellvorgang kann hierdurch der Quellvorgang zeitlich gesteuert werden. Die zeitliche Steuerung kann insbesondere zeitliche Verzögerungen beim Einbringungsvorgang berücksichtigen.

Beispielsweise kann am Installationsort des Gründungsprofils ein Wasserfahrzeug, insbesondere ein Schiff, mit einer Injektionsvorrichtung (beispielsweise eine Spritzbetonmaschine) vorgesehen sein. Die Injektionsvorrichtung kann über einen Verbindungsschlauch mit der mindestens einen Einfüllöffnung temporär koppelbar sein. Die Injektionsvorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, zumindest das quellfähige Material (und/oder Wasser) in den Hohlkörper zu injizieren, beispielsweise mit einem bestimmten Mischungsverhältnis von quellfähigem Material zu Wasser. Insbesondere kann eine Druckbeaufs _. chlagung erfolgen, die eine (nahezu vollständige) Befüllung des Hohlkörpers mit dem quellfähigen Material oder vorzugsweise der genannten Mischung ermöglicht. Die insbesondere zementhaltige Mischung kann so ausgelegt sein, dass die Druckentwicklung und die volumetrische Entwicklung der Mischung auf den enthaltenden Beton abgestimmt ist, so dass das Nachgeben der Bewehrung zu einem Zeitpunkt erreicht wird, bei der die Volumenentwicklung mindestens 1 Stunde nach der Injektion, vorzugsweise 3 Stunden nach der Injektion, erreicht wird.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Gründungsset. Das Gründungsset umfasst mindestens ein Gründungsprofil (insbesondere nach Anspruch 1 (jedoch ohne einem fest angeordneten Hohlkörper)) mit mindestens einem Profilendabschnitt, der im bestimmungsgemäßen Zustand des Gründungsprofils in einem Offshore-Baugrund angeordnet ist. Das Gründungsset umfasst mindestens einen in dem bestimmungsgemäßen Zustand an (bzw. um) den Profilendabschnitt anordnenbaren (bzw. legbaren) länglichen Hohlkörper, eingerichtet zum Aufnehmen eines quellfähigen Materials.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein (insbesondere vorbeschriebenes) Offshöre-Bauwerk, insbesondere ein Offshore-Windenergiebauwerk. Das Offshore- Bauwerk umfasst mindestens ein zuvor beschriebenes Gründungsprofil. Beispielsweise kann das Offshöre-Bauwerk eine Gründung mit mindestens einem zuvor beschriebenen Gründungsprofil umfassen.

Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Installieren eines Gründungsprofils mit mindestens einem Profilendabschnitt und mindestens einem um den Profilendabschnitt angeordneten (bzw. gelegten) länglichen Hohlkörper, insbesondere eines zuvor beschriebenen Gründungsprofils. Das Verfahren umfasst:

Einfüllen zumindest eines quellfähigen Materials in den länglichen Hohlkörper, und

Einbringen des Profilendabschnitts des Gründungsprofils in einen Offshore- Baugrund. Das Einbringen bzw. Einsetzen des Profilendabschnitts des Gründungsprofils in den Offshore-Baugrund kann vorzugsweise ein Einvibrieren des Profilendabschnitts des Gründungsprofils (mit einer vorgebbaren Mindesteindringtiefe) umfassen. Beim Einvibrieren wird insbesondere die Dichtheit des Offshore-Baugrunds im Bereich des Profilendabschnitts reduziert.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Einrammen des Profilendabschnitts des Gründungsprofils erfolgen. Es versteht sich, dass auch andere Verfahren verwendet werden können, wie die Herstellung einer Bohrung und ein anschließendes Einsetzen des Gründungsprofils in diese Bohrung.

Durch das Einfüllen kann die Expansion zeitlich gesteuert werden. Durch die bewirkte erhöhte Verspannung der Kontaktfläche zwischen Gründungsprofil und Offshore- Baugrund erhöht sich die Mantelreibung, so dass wiederum die Tragfähigkeit erhöht werden kann.

Das Einfüllen bzw. Befüllen des mindestens einen länglichen Hohlkörpers mit einem quellfähigen Material kann vor dem Einbringen des Profilendabschnitts des Gründungsprofils erfolgen, also beispielswiese bereits Onshore oder in einem Hafen. Beispielsweise kann das Befüllen werkseitig erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Einfüllen zumindest des quellfähigen Materials an einem Offshore- Installationsort des Gründungsprofils erfolgen, also insbesondere (unmittelbar) vor dem Einbringen des Profilendabschnitts des Gründungsprofils in einen Offshore- Baugrund, während des Einbringens und/oder nach dem Einbringen. Dies kann die Installation und insbesondere den Transport des Gründungsprofils zu dem Installationsort erleichtern. Eine zeitliche Steuerung des Quellvorgangs kann erreicht werden. Wie bereits beschrieben wurde, kann beispielsweise ein Wasserfahrzeug mit einer Injektionsvorrichtung für das Einfüllen verwendet werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Einfüllen des quellfähigen Materials ein Einfüllen einer Mischung aus dem quellfähigen Material und mindestens eines weiteren die Expansion des quellfähigen Materials bewirkenden Materials (vorzugsweise Wasser) umfassen. Insbesondere kann die Herstellung der Mischung durch ein Vermischen der genannten Materialien (vorort, also insbesondere am Installationsort) mit einem bestimmten Mischungsverhältnis erfolgen. Unmittelbar nach Herstellung der Mischung (oder nach einer bestimmten zeitlichen Verzögerung) kann die Mischung in den mindestens einen länglichen Hohlkörper eingefüllt bzw. injiziert werden, wie zuvor beschrieben wurde.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann ein zumindest teilweises Füllen des länglichen Hohlkörpers mit einem Zwischenfluid, insbesondere in Form einer Flüssigkeit, erfolgen. Ein Zwischenfluid ist insbesondere eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, mit der der längliche Hohlkörper vor einer Befüllung mit dem quellfähigen Material befüllt wird. Hierdurch kann der längliche Hohlkörper seine Form beibehalten, auch wenn er beispielsweise zumindest teilweise in einem Außenwandelement integriert ist Insbesondere kann erreicht werden, dass sich in dem Hohlkörper keine Engstellen bilden. So ist erkannt worden, dass es bei einem nur mit Luft gefüllten Hohlkörper (mit Perforations- und/oder Einfüllöfifnung/en) dazu kommen kann, dass eine auf die Ummantelung des Hohlkörpers einwirkende Kraft (beispielsweise von einem den Hohlkörper einbettenden Materials) das Volumen bzw. den Durchmesser des Hohlkörpers (dauerhaft) verringern kann (bis auf einen Durchmesser von 0 cm). In diesem Fall kann eine (vollständige) Befüllung des Hohlkörpers mit einem quellfähigen Material nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand erfolgen. Durch die Zwischenbefüllung wird erreicht, dass Engstellen verhindert werden können und insbesondere eine vollständige Befüllung des Hohlkörpers gewährleistet werden kann. Insbesondere wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Zwischenfluid (unmittelbar) vor einem Einfüllen des quellfähigen Materials in den Hohlkörper aus diesem entleert wird. Vorzugsweise kann das Zwischenfluid zumindest teilweise an einem Offshore-Iristallationsort des Gründungsprofils aus dem länglichen Hohlkörper entleert werden. Beispielsweise kann das Zwischenfluid durch eine (verschließ- und öffnenbare) Öffnung abgelassen und/oder abgepumpt werden.

Die Merkmale der Gründungsprofile, Gründungssets, Offshore-Bauwerke und Verfahren 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, das anmeldungsgemäße Gründungsprofil, das anmeldungsgemäße Gründungsset, das anmeldungsgemäße Offshore-Bauwerk und das anmeldungsgemäße Verfahren 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. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Gründungsprofils gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 2 eine schematische (Schnitt-) Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Offshore-Bauwerks gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem

Ausführungsbeispiel eines Gründungsprofils gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungsprofils gemäß der vorliegenden Anmeldung, Fig. 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Gründungsprofils gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Gründungsprofils gemäß der vorliegenden Anmeldung, und

Fig. 6 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.

Nachfolgend werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Ferner bezeichnet in den Ausführungsbeispielen nachfolgend X die vertikale Richtung und Y eine horizontale Richtung.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gründungsprofils 100 für ein Offshore-Bauwerk gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Gründungsprofil 100 ist insbesondere Bestandteil einer Gründung 102. Bei einer beispielhaften Gründung 102 in Form eines Monopfahls 102 kann das Gründungsprofil 100 die Gründung 102 bilden. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten andere Gründungen mit beispielsweise einer Mehrzahl von Gründungsprofilen vorgesehen sein können.

Das Gründungsprofil 100 ist vorliegend als zylindrischer Pfahl 100 ausgebildet, beispielsweise als Hohl- oder Vollpfahl 100. Der Durchmesser des Gründungsprofils 100 kann im Wesentlichen konstant bleiben. Das Gründungsprofil 100 kann vorzugsweise aus Stahl und/oder einem Glasfaserverbundwerkstoff und/oder einem Carbonfaserverbundwerkstoff hergestellt sein.

Wie zu erkennen ist, weist das Gründungsprofil 100 einen Profilendabschnitt 104 auf. Der Profilendabschnitt 104 ist insbesondere der Abschnitt 104 des Gründungsprofils 100, der in einem bestimmungsgemäßen Zustand des Gründungsprofils 100, also wenn das Gründungsprofil 100 in dem Offshore-Baugrund verankert ist, in dem Offshore-Baugrund angeordnet ist.

Der Profilendabschnitt 104 kann insbesondere eine Länge von 1/3 der Gesamtlänge des Gründungsprofils 100 aufweisen.

Anmeldungsgemäß ist zumindest an dem Profilendabschnitt 104 ein länglicher Hohlkörper 106 angeordnet. Der längliche Hohlkörper 106 ist insbesondere ein Schlauch 106. Wie insbesondere dem vergrößerten Ausschnitt der Figur 1 entnommen werden kann, weist der Schlauch 106 eine Ummantelung 114 auf, der einen Hohlraum 116 bzw. innenraum umschließt.

Der Hohlraum 116 kann zumindest teilweise, vorzugweise vollständig, mit einem quellfähigen Material 118 gefüllt oder zumindest befüllbar sein. Dies meint insbesondere, dass der Schlauch 106 eingerichtet ist zur Aufnahme eines quellfähigen

Materials 118 bzw. Befüllung mit einem quellfähigen Material 118.

Besonders bevorzugt kann als quellfähiges Material 118 ein so genannter Quellsprengstoff 118 (z.B. Dynacem®) verwendet werden, der auf CaO basieren kann. Wie bereits beschrieben wurde, können auch andere quellfähigen Materialien verwendet werden. Insbesondere kann das quellfähige Material 118 ein wasserreaktives Material 118 sein.

Die Ummantelung 114 kann vorzugsweise aus einem flexiblen und/oder elastischen Material gebildet sein. Das elastische Material, vorzugsweise ein Kunststoffmaterial und/oder ein Textilmaterial, kann insbesondere ein E-Modul aufweisen zwischen 0,01 und 5 GPa (bei 20°C}. Ein derartiges Material ermöglicht insbesondere eine Volumenvergrößerung des Schlauchs 106, bewirkt durch eine Expansion des quellfähigen Materials 118. Optional kann der Schlauch 106 perforiert sein und insbesondere Öffnungen 108 bzw. Perforationen 108 aufweisen. Durch die (Perforations-) Öffnungen 108 kann insbesondere während und/oder nach dem Einbringen des Profilendabschnitts 104 des Gründungsprofils 100 in den Offshore-Baugrund Wasser in den Hohlkörper 106 eindringen. Durch das Eindringen von Wasser wird eine chemische Reaktion zwischen dem quellfähigen Material 118 und dem eingedrungen Wasser gestartet, welches zu einer Expansion und insbesondere Volumenvergrößerung des in dem Schlauch 106 befindlichen quellfähigen Materials 118 führt. Dies wiederum führt zu einer Vergrößerung des Schlauchvolumens und/oder das aufquellende Material 118 dringt durch die Öffnungen 108 zumindest teilweise nach außen (und vergrößert somit das Volumen des Schlauchs 106).

Wie bereits beschrieben wurde, kann durch die Vergrößerung des Volumens des Schlauchs 106 insbesondere die Verspannung zwischen dem Profilendabschnitt 104 und dem Offshore-Baugrund erhöht werden. In sicherer und gleichzeitig einfacher Weise kann eine Verankerung des Gründungsprofils 100 in dem Offshore-Baugrund erfolgen.

^. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Schlauch 106 an einem Ende 110 des Schlauchs 106 eine Einfüllöffnung 112 auf, eingerichtet zum Einfüllen bzw.

Befüllen (insbesondere Injizieren) des Schlauchs 106 zumindest mit dem quellfähigen Material 118. Vorzugsweise kann eine Mischung aus quellfähigem Material 118 und Wasser (insbesondere bei einem nicht perforierten Schlauch) durch die Einfüllöffnung 112 in den Schlauch injiziert werden.

Die Einfüllöffnung 112 kann an einem Abschnitt 107 des Gründungsprofils 100 angeordnet sein, der in vertikaler Richtung X oberhalb des Profilendabschnitts 104 liegt. Anders ausgedrückt, ist in einem bestimmungsgemäßen Zustand des Gründungsprofils 100 die Einfüllöffnung 112 insbesondere oberhalb der Offshore- Baugrundoberfläche angeordnet. Dies ermöglicht insbesondere eine zeitliche Steuerung des Expansionsvorgangs, indem die Befüllung des mindestens einen Schlauchs 106 (beispielweise mit der beschriebenen Mischung) zeitlich steuerbar ist.

Bei anderen Varianten der Anmeldung kann auch eine Mehrzahl von Einfüllöffnungen oder auch keine Einfüllöffnung vorgesehen sein. Es versteht sich ferner, dass bei anderen Varianten der Anmeldung eine Mehrzahl von Schläuchen vorgesehen sein kann.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Offshore-Bauwerks 220 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel eines Gründungsprofils 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel erläutert und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Beispielhaft ist das Offshore-Bauwerk 220 vorliegend eine Offshore-Windkraftanlage 220. Eine Offshore-Windkraftanlage 220 weist in bekannter Weise eine Offshore- Windenergieeinrichtung 228 und eine Gründung 202 auf. Vorliegend sind das Offshore-Bauwerk 220 und damit die Gründung 202, vorliegend gebildet durch das Gründungsprofil 200, in einem Installationszustand bzw. Verankerungszustand des Gründungsprofils 200 dargestellt

Wie aus der Figur 2 zu erkennen ist, ist der Profilendabschnitt 204 in dem Installationszustand in dem Offshore-Baugrund 222 angeordnet, insbesondere verankert. Mit dem Bezugszeichen 224 ist die Offshore-Baugrundoberfläche und mit dem Bezugszeichen 226 die Gewässeroberfläche, insbesondere die Meeresoberfläche, bezeichnet.

Wie darüber hinaus zu erkennen ist, ist in dem bestimmungsgemäßen Zustand an bzw. um den Profilendabschnitt 204 mindestens ein länglicher Hohlkörper 206 gelegt bzw. angeordnet, eingerichtet zum Aufhehmen eines quellfähigen Materials 218. Der mindestens eine längliche Hohlköper 206 ist vorliegend spiralförmig um den Profilendabschnitt 204 gelegt, vorzugsweise doppelspiralförmig. Die Achse der Spirale kann mit der Längsachse des Gründungsprofils 200 im Wesentlichen identisch sein. Ein derartiger Verlauf des Hohlkörpers erhöht in besonders effizienter Weise die Verspannung an der Kontaktfläche.

Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht, insbesondere einen Ausschnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungsprofils 300 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine längliche Hohlkörper 306 zumindest teilweise in der Außenwand des Profilendabschnitts 304 eingebettet bzw. integriert. Wie zu erkennen ist, weist das Gründungsprofil 300 einen Profilgrundkörper 336 mit mindestens einer nach außen gerichteten (umlaufenden) Ausnehmung 330 auf. Der Profilendabschnitt 304 umfasst zudem mindestens ein in der Ausnehmung 330 eingesetztes Außenwandelement 332.

Das Außenwandelement 332 kann zumindest teilweise aus einem betonhaltigen Material und/oder einem mörtelhaltigen Material hergestellt sein. Insbesondere kann der mindestens eine längliche Hohlkörper 306 in einem oder mehreren Außenwandelement/e 332 integriert sein, das/die aus Mörtel, Einpressmörtel oder einem Beton-Zylindermantel gebildet ist/sind. Vorzugsweise kann das Außenwandelement 332 eine Bewehrung 334 enthalten. Insbesondere kann das Außenwandelement 332 ähnlich einer „Weißen Wanne" agieren.

Die Figur 4 zeigt eine schematische Ansicht, insbesondere einen Ausschnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungsprofils 400 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

Wie zu erkennen ist, sind eine Mehrzahl von länglichen Hohlkörpern 4Ö6 vorgesehen, die im Wesentlichen in eine vertikale Richtung x verlaufen. Insbesondere verlaufen die länglichen Hohlkörper 406 im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zur Längsachse 440 des Gründungsprofils. Bei anderen Varianten können auch winklige Verläufe vorgesehen sein.

Jeder längliche Hohlkörper 406 verfügt an seinem oberen Ende 410 vorliegend über eine Einfüllöffnung 412. Wie zu erkennen ist, sind sämtliche Einfüllöffnungen 412 an einem Abschnitt oberhalb (in vertikaler Richtung x gesehen] des Profilendabschnitts 404 angeordnet. Das jeweilige untere Ende 442 ist geschlossen bzw. verfugt über keine Einfüllöffnung. Eine Befüllung der Hohlkörper 406 mit einem quellfähigen Material ist in einfacher Weise möglich.

Bei einer derartigen Ausgestaltung kann ein (nicht dargestellter] Verteilschlauch vorgesehen sein. Der Verteilschlauch kann eine Einfüllöffnungen und eine Mehrzahl von Ausgangsöffnungen, beispielsweise entsprechend der Anzahl der Einfüllöffnungen 412 der länglichen Hohlkörper 406, umfassen. Die Ausgangsöffnungen können mit den jeweiligen Einfüllöffnungen 412 der länglichen Hohlkörper 406 fluidtechnisch gekoppelt werden. Es versteht sich, dass anstelle eines Verteilschlauchs auch eine Mehrzahl von Verteilschläuchen vorgesehen sein kann.

Die Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht, insbesondere einen Ausschnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Gründungsprofils 500 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen erläutert und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Wie zu erkennen ist, sind eine Mehrzahl von länglichen Hohlkörpern 506 vorgesehen, die im Wesentlichen eine U-förmige Form aufweisen. Insbesondere verlaufen die jeweiligen Schenkel 550 der länglichen Hohlkörper 506 im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zur Längsachse 540 des Gründungsprofils. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann auch eine V oder W (oder WW.,.j Anordnung vorgesehen sein.

Jeder längliche Hohlkörper 506 verfügt an seinen beiden Enden 510, 542 vorliegend über eine Einfüllöffnung 512, 554. Wie zu erkennen ist, sind sämtliche Einfüllöffnungen 512, 554 an einem Abschnitt oberhalb (in vertikaler Richtung gesehen) des Profilendabschnitts 504 angeordnet. Eine Befüllung der Hohlkörper 506 mit einem quellfähigen Material ist in einfacher Weise möglich.

Bei einer derartigen Ausgestaltung kann ein (nicht dargestellter) Verteilschlauch vorgesehen sein. Der Verteilschlauch kann eine Einfüllöffnungen und eine Mehrzahl von Ausgangsöffnungen, beispielsweise entsprechend der Anzahl der Einfüllöffnungen 512, 554 der länglichen Hohlkörper 506, umfassen. Die Ausgangsöffnungen können mit den jeweiligen Einfüllöffnungen 512, 554 der länglichen Hohlkörper 506 fluidtechnisch gekoppelt werden. Es versteht sich, dass anstelle eines Verteilschlauchs auch eine Mehrzahl von Verteilschläuchen vorgesehen sein kann.

Die Figur 6 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, insbesondere zum Installieren eines Gründungsprofils, wie beispielsweise eines Gründungsprofils nach einem der Figuren 1 bis 5.

In Schritt 601 erfolgt ein Einfüllen zumindest eines quellfähigen Materials in den mindestens einen länglichen Hohlkörper. Vorzugsweise kann eine (unmittelbar zuvor hergestellte oder mit einer bestimmten zeitlichen Verzögerung hergestellte) Mischung aus einem quellfähigen Material und mindestens einem weiteren die Expansion des quellfähigen Materials bewirkenden Materials (vorzugsweise Wasser) mit einem bestimmten Mischungsverhältnis eingefüllt, insbesondere (unter Druck) injiziert werden.

In einem Schritt 602 erfolgt ein Einbringen des Profilendabschnitt des Gründungsprofils in einen Offshore-Baugrund.

Der Schritt 601 kann zeitlich zumindest teilweise vor dem Schritt 602, zumindest teilweise während des Schritts 602 und/oder zumindest teilweise nach Schritt 602 durchgeführt werden.

In einer bevorzugten Variante des anmeldungsgemäßen Verfahrens erfolgt zunächst ein Einbringen des Profilendabschnitts des Gründungsprofils in einen Offshore- Baugrund, vorzugsweise durch Einvibrieren. Bei anderen Varianten kann auch ein Einrammen erfolgen oder zunächst eine Bohrung generiert werden, in die der Profilendabschnitt des Gründungsprofils dann eingesetzt werden kann.

Anschließend kann, beispielsweise durch eine mit der mindestens einen Einfüllöffnung fluidtechnisch koppelbare Injektionsvorrichtung, ein quellfähiges Material, vorzugsweise die vorbeschriebene Mischung, in den mindestens einen länglichen Hohlkörper eingefüllt werden, insbesondere unter Verwendung von Druck.

Bei einer bevorzugten Variante kann ein Hohlkörper mit einem Zwischenfluid in Form einer Flüssigkeit gefüllt sein. Vor einer Befüllung mit dem quellfähigen Material, insbesondere der vorbeschriebenen Mischung, kann dieses Zwischenfluid, insbesondere Wasser, entleert werden.

Durch die optionalen Perforationslöcher in dem länglichen Hohlkörper kann insbesondere das im Offshore-Baugrund anstehende Grundwasser eindringen und mit dem quellfähigen Material reagieren. Es versteht sich, dass bei der vorbeschriebenen Mischung auf eine Perforation verzichtet werden kann. Insbesondere kann bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren die Expansion zeitlich gesteuert werden. Durch die bewirkte erhöhte Verspannung an der Kontaktfläche zwischen Gründungsprofil und Offshore-Baugrund erhöht sich die Mantelreibung, so dass wiederum die Tragfähigkeit erhöht werden kann.