摘要：風能開發(fā)利用正日益得到廣泛重視。風力發(fā)電機組作為一種新型高聳建筑物，其荷載和動力特性復雜，對風機基礎設計提出了較高的要求。本文以浙江慈溪風電場工程為背景，闡述了慈溪風電場基礎選型及設計的要點，可供同類工程參考。
　　關　鍵　詞：風電；風機；基礎；樁基；設計
　　中圖分類號：U445，TP311.134.1　　文獻標識碼：B

　　隨著人類生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，石油、煤炭、天然氣等不可再生能源的消耗量與日俱增，發(fā)展利用可再生的風能已是大勢所趨。據(jù)測算，今后風力發(fā)電年增長將達到30%以上，到2020年風力發(fā)電可提供世界電力需求的12%，創(chuàng)造180萬個就業(yè)機會，并在全球范圍內減少100多億噸二氧化碳廢氣排放[1]。我國風能資源豐富，理論儲存量32億kW，實際可利用2.5億kW，適宜大規(guī)模開發(fā)利用。2000年以后，由于國家鼓勵對可再生能源的開發(fā)和利用，國內風力發(fā)電行業(yè)得到了迅速發(fā)展，截至2006年底，全國風電裝機總容量達到260萬千瓦，排名世界第6位，亞洲第2位，成為繼歐洲、美國和印度之后發(fā)展風力發(fā)電的主要市場之一。按照《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》，風電到2020年裝機要達到3000萬kW，很可能超越核電，成為我國第三大發(fā)電形式。
　　風機是一種新型高聳構筑物，其基礎應要滿足特殊的要求。本文以浙江慈溪風電場工程為背景，介紹了風機基礎選型和設計的主要內容，供類似工程參考。
　　1、慈溪風電場概況
　　浙江省經(jīng)濟發(fā)達，但一次能源短缺，水能資源開發(fā)程度已較高，近年來缺電嚴重。另一方面，浙江省地處東南沿海風能帶，風能開發(fā)利用潛力很大，是我國風能資源最豐富的12個省市之一。慈溪風電場位于浙江省慈溪市東北面的半掘浦~徐家浦一帶的沿海灘涂上，沿海地形開闊，風能資源較為豐富，是一個良好的風電場建設場址。風電場東西長約13 km，北鄰已建成的標準海塘，南為養(yǎng)殖區(qū)，寬約1.5 km。風電場目前地貌為魚塘，地面高程一般為0.3~2.2 m，地形北東低，南西高。風電場規(guī)劃安裝33臺單機容量1.5 MW的風力發(fā)電機組，轉輪直徑77 m，輪轂高度60 m，發(fā)電出口電壓12 kV，總裝機容量49.5 MW。
　　2、工程地質
　　工程區(qū)處于浙北寧紹平原區(qū)，海拔較低，地勢平坦。本區(qū)上部第四系沉積物厚度達110 m左右，下伏基巖為侏羅系（J3）凝灰?guī)r。本場地為較厚覆蓋層區(qū)。地震基本加速度為0.05g，相當于地震基本烈度Ⅵ度?？辈焐疃葍染鶠榈谒南党练e物，為沖積、海積及河口~海陸相沉積，自上而下分為6大層14個亞層，部分土層缺失，主要土層情況見表1。

 　 3、風機特點分析
　　風機屬高聳結構，主要由塔筒、機艙和葉輪組成。在風機基礎設計中主要荷載包括：慣性力、空氣動力荷載、運行荷載等其他荷載。一般的，靜力荷載比較明確，對結構、基礎造成的影響也較容易確定，而風力機組葉輪旋轉及風機控制運行過程中產(chǎn)生的動荷載對基礎的影響則比較復雜。由于風機塔筒較高，水平風荷載在基礎頂面產(chǎn)生的彎矩比較大，往往是風機基礎設計的控制性荷載。又由于風向的變化，風機基礎所受到的彎矩作用方向也反復變化，使風機基底受到反復的拉壓作用，有可能造成風機地基基礎的承載力減損和位移累計。風機價格昂貴，對于基礎的水平位移和不均勻沉降控制也比較嚴格。風力發(fā)電機組的這些特點，對風機基礎設計提出了比較高的要求。
　　4、風機基礎設計方案
　　4.1基礎選型
　　本工程場地土①-2層吹填土工程性能較差、②-2層沙質粉土工程性能一般、②-3層砂質粉土工程性能較好但埋藏較深，若采用天然地基，其承載力和變形不能滿足結構要求。而樁基礎具有承載力高，沉降小且均勻、抗震性能好等特點，能夠較好地承受垂直荷載、水平荷載及由風機產(chǎn)生的振動或動力作用[3]?；谝陨峡紤]，本工程風機基礎采用樁基礎。
　　4.2樁型選擇
　　可供選擇的樁型有兩種：預應力混凝土管樁和鉆孔灌注樁。本工程場地淺部存在稍密的②-2層砂質粉土，屬中等壓縮性土層，工程性能一般；②-3層砂質粉土，呈中密狀，工程性能良好，是短樁樁基較好的持力層；下部存在⑤-1層粉砂、⑥-1層粉質粘土，是長樁樁基的良好持力層。根據(jù)工程經(jīng)驗，粉土、粉砂隨著打樁的進行具有明顯的擠密效果，可以顯著提高樁基承載力。若采用鉆孔灌注樁方案，其特點是無噪音，樁長、樁徑可根據(jù)上部荷載進行控制。但是灌注樁費用高，施工工期長，沉渣難以控制，灌注樁水下混凝土澆筑存在施工用水難以解決的問題[4]。根據(jù)場地地質條件，通過選擇合適的打樁設備、合理的打樁順序及施工工藝，成樁是可行的，所以本工程風機基礎采用高強度預應力混凝土管樁（PHC樁），樁身直徑為600 mm。