Ermittlung des Pfahlgruppeneffekts einer Zweiergruppe offener Stahlrohrpfähle in Sand

Die Offshore-Windenergie ist eine wesentliche Stütze der Deutschen Energiewende. Offshore-Konverterplattformen bündeln und transformieren hierbei die erzeugte elektrische Energie und speisen diese in das Übertragungsnetz ein. Diese Plattformtypen werden im Wesentlichen mit Stahlrohrrammpfählen tiefgegründet. Aufgrund der hohen Lasten kommen auch Pfahlgruppen zum Einsatz. Aus der Literatur ist bekannt, dass die Tragfähigkeit von Pfählen innerhalb einer Pfahlgruppe abweichend zur Tragfähigkeit von identischen Einzelpfählen sein kann. Hierbei spielen insbesondere der Abstand der Pfähle untereinander, der Pfahltyp sowie die Anordnung innerhalb der Gruppe eine Rolle. Zur Untersuchung des Tragverhaltens von Zweierpfahlgruppen für eine Offshore-Plattform wurden daher im Testzentrum Tragstruktur Hannover (TTH) großmaßstäblich Versuche im Maßstab 1:10 ausgeführt. Das Testprogramm umfasste hierbei einerseits zeitversetzte dynamische Pfahlprobebelastungen an Einzelpfählen und andererseits statische Pfahlprobebelastungen an Einzelpfählen und Pfahlgruppen mit dem Ziel, die Pfahlgruppeneffektivität zu bestimmen, aber auch zeitabhängige Tragfähigkeitssteigerungen nachzuweisen.
In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen sowie Ergebnisse vorgestellt und diskutiert. Für die hier getestete Pfahlkonfiguration konnte eine Pfahlgruppeneffektivität für die Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit von etwa 1 nachgewiesen werden.

Evaluation of the group effect for a two-pile group for an offshore platform in sand.
The offshore wind energy sector plays an important role in the German Energiewende. In the North Sea, the transport of the wind energy to land is mainly done using HVDC technology, with the offshore connection installed in converter platforms which bundle the energy from the wind fields for transport to land. These platforms generally have piled jacket substructures, and due to the high pile loads, pile groups instead of single piles are often used. Factors which influence this are the spacing of the piles, the type of pile, as well as the arrangement within the pile group. It is reported in the literature that a group of piles close to each other will have a different total capacity compared to the sum of the capacities of similar single piles. In order to investigate the group effect for a two-pile group for an offshore platform, large scale 1:10 model tests have been carried out at the Test Center for Support Structures in Hannover. The testing programme included time-shifted dynamic pile load tests as well as static pile load tests for both single piles and pile groups. The goal was the determination of not only the pile group effectiveness but also the increase of pile capacity over time.
In this paper the experimental tests and results are presented and discussed. For the tested pile configuration a pile group effectiveness of about 1 could be proven for serviceability and ultimate limit state.