隨著我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，近年來，西南部等低風(fēng)速區(qū)域被逐步成為風(fēng)電投資開發(fā)的重要區(qū)域，相關(guān)低風(fēng)速風(fēng)機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新也在同步進(jìn)行中。為了提高資源利用率，確保項(xiàng)目收益，“風(fēng)機(jī)塔架高度不斷增加、風(fēng)機(jī)葉輪直徑不斷增大”的趨勢(shì)已成定局，同時(shí)風(fēng)電場(chǎng)地質(zhì)條件也呈現(xiàn)多樣性。
這一系列的變化對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)安全、經(jīng)濟(jì)性分析等要求越來越高，從而對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)難度、需要考慮的因素也隨之加大和提高。鑒于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的投資占整個(gè)工程的相當(dāng)比例，本部分的投資也往往是投資商的重點(diǎn)關(guān)注的。
目前對(duì)于相同單機(jī)容量、輪轂高度及葉輪直徑的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其基礎(chǔ)混凝土及鋼筋工程量相差較大。為確保風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)安全的基礎(chǔ)上更經(jīng)濟(jì)，下面總結(jié)兩種優(yōu)化風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)工程量方法。
1、合理選擇基礎(chǔ)形式
①巖石錨桿基礎(chǔ)
對(duì)于完整性較好的中風(fēng)化、弱風(fēng)化及微風(fēng)化巖石地區(qū)，可以根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告成果考慮采用巖石錨桿基礎(chǔ)。根據(jù)某項(xiàng)目進(jìn)行對(duì)比分析，該項(xiàng)目采用巖石錨桿基礎(chǔ)比采用圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)可節(jié)約混凝土約25%，節(jié)約鋼筋約20%，并可減少基礎(chǔ)占地面積。
但最終基礎(chǔ)形式需根據(jù)詳勘報(bào)告判斷，并邀請(qǐng)權(quán)威專家進(jìn)行方案論證后確定。若采用巖石錨桿基礎(chǔ)，需對(duì)錨桿質(zhì)量及施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
②肋梁基礎(chǔ)
對(duì)于淺基礎(chǔ)，若工程進(jìn)度要求低、當(dāng)?shù)厝斯こ杀镜?、施工?duì)伍經(jīng)驗(yàn)豐富的工程，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)可考慮采用肋梁基礎(chǔ)以降低工程量。根據(jù)某項(xiàng)目進(jìn)行分析，該項(xiàng)目采用肋梁基礎(chǔ)比采用圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)可節(jié)約混凝土約33%，節(jié)約鋼筋約13%。
但由于肋梁基礎(chǔ)施工工藝相對(duì)復(fù)雜，基礎(chǔ)模板、鋼筋綁扎、混凝土澆筑和振搗等難度較大，肋梁間回填土的要求較高，故單臺(tái)基礎(chǔ)施工工期增加約3天，增加人工成本，且對(duì)施工技術(shù)水平要求較高，整體經(jīng)濟(jì)性需根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行分析。
2、通過調(diào)整基礎(chǔ)埋深進(jìn)行優(yōu)化
①樁基礎(chǔ)
對(duì)于不適合淺基礎(chǔ)及換填法等進(jìn)行地基處理的地區(qū)(一般指表層土承載力<250kPa，且厚度>7.0m地區(qū))，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)。由于樁基礎(chǔ)主要依靠基樁承受上部荷載，故可以減少承臺(tái)的尺寸及埋深，承臺(tái)尺寸可以根據(jù)樁數(shù)量及間距要求確定，承臺(tái)埋深一般為2.7~3.0m。根據(jù)某項(xiàng)目進(jìn)行分析，該項(xiàng)目通過優(yōu)化承臺(tái)尺寸及埋深，可減少混凝土用量約18%，減少鋼筋用量約15%，并可減少基礎(chǔ)占地面積。
②圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)
對(duì)于圓形擴(kuò)展基礎(chǔ)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)一般由抗傾覆要求(即基礎(chǔ)脫開面積)控制，對(duì)于開挖難度較小的地區(qū)，通過加大基礎(chǔ)埋深，充分利用回填土重量進(jìn)行抗傾覆，有利于減少基礎(chǔ)脫開面積，降低基礎(chǔ)工程量。根據(jù)某項(xiàng)目、進(jìn)行分析，在安全系數(shù)相同情況下，該項(xiàng)目基礎(chǔ)埋深由3.0m增大到4.0m，混凝土用量減少約10%，鋼筋用量減少約8%，并可減少基礎(chǔ)占地面積。
