Offshore-Windkraftanlagen mit Schwerkrafts- (vgl. Art. „Das Gewichtsfundament (Schwerkraftsgründung) für Offshore-Windkraftanlagen I“ f.) oder einpfähligen Monopile-Gründungen (vgl. Art. „Die Offshore-Fundamentierung von Monopiles I“ ff.) sind, wie in den Beiträgen „Fundamentierung und Gründungsvarianten für Offshore-Windkraftanlagen I“ f. erwähnt, bisher bereits an einigen europäischen Standorten mit relativ geringer Wassertiefe und verhältnismäßig niedriger Wellenbelastung errichtet worden.
Bei den Schwergewichtsgründungen werden die Gründungslasten über sogenannte Sohldruckspannungen in den Baugrund ein- bzw. weitergeleitet, wobei die Gewichtskraft des Fundaments infolge äußerer Lasten dem Kippmoment entgegenwirkt. Zur Vermeidung eines Versagens der gesamten Gründungsstruktur müssen die Sohldruckspannungen allerdings durch die Größe der jeweiligen Sohlfläche begrenzt werden.
Das Kippmoment ist dabei proportional zu der bzw. den einwirkenden Horizontallast(en), die beispielsweise infolge von Wind, Wellen oder Meeresströmungen resultieren können, sowie zu ihrem jeweiligen Hebelarm. Der Hebelarm der Windlasten vergrößert sich dabei sowohl mit der Nabenhöhe der Anlage als auch mit der Wassertiefe, während der Hebelarm der Wellenlast ausschließlich mit der Wassertiefe ansteigt.
Eine größere Wassertiefe führt jedoch nicht unbedingt zu einer größeren Horizontalbelastung aus Wellen, da diese auch davon abhängig ist, ob die Wellen brechen oder nicht. Bei gleicher Wellenhöhe führt eine geringere Wassertiefe eventuell zu brechenden Wellen, die unter Umständen eine größere Kraft und damit Belastung auf ein Offshore-Bauwerk ausüben können als nicht brechende Wellen. In der Regel sind jedoch die Wassertiefen und die Horizontalbelastungen aus Wellen an küstenfernen Standorten in der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) wesentlich größer als im Küstenbereich.
Wenn sich die einzuleitenden Momente und Horizontallasten durch die eben genannten Faktoren vergrößern, so hat dies für eine geplante Schwerkraftsgründung eine größere Fundamentmasse und gleichzeitig auch eine größere Sohlfläche zur Folge. Die Wassertiefe ist im Übrigen auch für das Bauverfahren von Schwergewichtsgründungen von Bedeutung, weil unter anderem für den Transport von z. B. schwimmfähigen Gründungen eine ausreichend schiffbare Wassertiefe vom Produktionsort bzw. vom nächstgelegenen Hafen zum betreffenden Standort der Offshore-Windenergieanlagen erforderlich ist.
Bei einer Monopile-Gründung werden das Lastmoment und die auf das Fundament einwirkenden Horizontalkräfte hingegen über die Bettung des Pfahles in den Baugrund ein- bzw. weitergeleitet. Der Pfahldurchmesser des Monopiles und die jeweilige Einbindelänge müssen dabei grundsätzlich so gewählt werden, dass die zulässige Beanspruchung des im nächsten Artikel zu behandelnden Baugrundes in keiner Bodenschicht überschritten wird, wobei für Dreibeinfundamente entsprechendes gilt.
Weiterführende Informationen zum Thema gibt der Verband der dänischen Windkraftindustrie (DWIA, Danish Wind Industry Association) auf seiner Internetpräsenz unter http://www.windpower.org/.