Vindmøller i Thy satte ingeniørens regneregler på prøve
Masser af kalk i undergrunden og store, helt lokale variationer har gjort arbejdet med at verificere bæreevner af pælefundering til vindmøllefundamenterne i Tagmark til lidt af en udfordring
I denne tid projekteres og opføres otte store vindmøller i Tagmark i Thy. Hos Christensen /Kromann har man blandt andet haft opgaven med at verificere pælefunderingen til de store vindmøller. Og det skulle vise sig at være noget mere udfordrende end normalt.
- Generelt består jordbundsforholdene i området af hævet havbund med en cirka 10- 20 meter tyk lagserie af postglacialt gytje med meget lave styrker. De bærende lag består primært af kalk. Store lokale variationer af styrker i kalken har det gjort det til en stor udfordring at beregne bæreevne og længder på pælene til fundamentet. Selv indenfor for 1 meter afstand mellem pæle er der konstateret end dog meget store variationer i pælebæreevner. Det er altså ret usædvanligt, forklarer Kaare Kromann, der er projektleder på sagen. Det viser at det kan være meget svært at forudsige, hvordan kalken opfører sig, når man rammer pæle heri.
- Det handler blandt andet om, hvordan kalken regenerer til pælene. Det vil sige, hvordan jorden klæber sig til pælen igen efter ramningen. Men også om hvor gletcher-forstyrret og opsprækket kalken er. Det har derfor været ekstremt svært at forudsige regenereringen. Der er ikke konstateret væsentlige spidsbæreevner, hvorfor pælene primært er overfladebærende. Men det er jo også spændende at arbejde med, for vi kommer jo ud i en situation, hvor de almindelige beregningsmodeller ikke helt slår til og at man så må ud i supplerende test og beregninger, forklarer Kaare Kromann, der pointerer, at man har brugt væsentlig mere tid på at forudsige længden på pælene end ved andre tilsvarende projekter med pælefunderede fundamenter.
Klar, parat, start
Helt konkret har udfordringerne med verificeringen af pælebæreevner betydet, at der er installeret flere prøvepæle i hvert fundament undervejs med yderligere forsøgsserier. Og at den anbefalede regenereringstid er anvendt fuldt ud. Det vil sige i op til 30 døgn. Spændende for geoteknikeren, men måske lidt for spændende i forhold til at overholde tidsplanen for anlægsarbejderne. For et stort vindmølleprojekt er ikke lige til at sætte på pause, når først man er i gang.
- Når først vindmøllerne er bestilt til levering på et bestemt tidspunkt, så er der ingen vej tilbage. Det er ikke ligesom at ringe til tandlægen og få en ny tid. Man skal bare være klar, forklarer Kaare Kromann, og fortsætter;
- Det er et kæmpe apparat, man sætter i gang i forbindelse med installationsarbejderne. Der ankommer store kraner, mange lange og tunge transporter med mølledele. Ikke kun fra Danmark, men fra flere steder i verden. 30-50 mand er booket og står klar til at installere møllerne i præcis den aftalte periode. Så det er udelukket, at fundamenterne og anlægsarbejderne ikke er klar til dette. Og det bliver man selvfølgelig også altid på den ene eller anden måde, siger Kaare Kromann.
Projektering af veje
Ikke alene har det været en udfordring for geoteknikeren at verificere pælebæreevner i det aktuelle projekt. Hele området ved Tagmark er i det hele taget geoteknisk set en udfordring. På grund af den store lagserie af gytje er der anlagt svømmende veje, der er stærke nok til at bære de tonstunge lastbiler, både når der skal køres beton til byggepladsen, men også når den gigantiske kran, der skal rejse vindmøllerne, ankommer. Typisk dimensioneres veje og pladser for op til cirka 20 ton akseltryk og dermed noget mere de maksimalt tilladelige 12 ton akseltryk på offentlige veje.
- Vi har designet en armeret vejopbygning med flere lag geonet, der tager hensyn til de dårlige jordbundsforhold med lave styrker. Det er nogle kraftige vejopbygninger, der sikrer at bæreevnen og totalstabiliteten er overholdt. Det vil sige, at vejen ikke skrider ud, når den bliver belastet. Ligeledes blev der rammet pæle i jorden under trykpladerne på de store kraner, så de ikke synker i jorden, når de arbejder.
Det har også været en stor og spændende opgave i den her forbindelse, tilføjer Kaare Kromann.
Hvorfor har man ikke bare valgt at rejse møllerne et sted, hvor jordbundsforholdene er gunstige?
- Det handler jo om, at der sidder professionelle folk og planlægger projekter. Et sådant stykke arbejde er et større puslespil, hvor der skal navigeres imellem mange regler og krav. Man skal sikre, at der er tilstrækkelig afstand til naboer, støjkrav skal overholdes, sikre at der tages hensyn til naturfølsomme arealer og restriktioner hertil. Det skal også blæse tilstrækkeligt på lokaliteten til, at der er rentabilitet i projektet. Det er først langt senere i processen, hvor hele planlægningsprocessen mere eller mindre er færdig, at vi som geoteknikere kommer ind i projektet og begynder at kigge på jordbundsforholdene og opdager udfordringerne, forklarer Kaare Kromann, der understreger, at man hverken kan eller skal planlægge efter jordbundsforholdene. Det er en anlægsmæssig udfordring, der skal løses.
- Og det kan jo løses, det er blot et spørgsmål om at koordinere metode, tid og økonomi, når jordbundsforholdene er ugunstige, siger Kaare Kromann. Det er klart at man altid vil prøve at optimere mest muligt i forhold til de aktuelle jordbundsforhold og den valgte mølletype – både i forhold til tid og omkostninger til etablering af fundamenter, siger Kaare Kromann.
FAKTA: Tagmark projektet
Tagmark-projektet bestod af seks ældre Vestas-møller af modellen V66-1,75 MW, som blev erstattet med otte V117-møller, der optimeres til en kapacitet på 3,6 MW hver.
Ifølge Vestas, så mere end tredobler de nye vindmøller den årlige produktion på stedet. Fra ca. 24 mio. Kwh til ca. 88 mio. Kwh.
Der er rammet cirka 20 kilometer pæle i jorden for at holde vindmøllefundamenterne på plads.