干货丨一文看尽海上风电机组固定式基础大全

1单桩基础

概况：结构最简单，应用最广泛

结构：由钢板卷制而成的焊接钢管组成

分类：有过渡段单桩，无过渡段单桩

优势：单桩基础结构简单，施工快捷，造价相对较低

劣势：结构刚度小、固有频率低，受海床冲刷影响较大，且对施工设备要求较高

代表工程：英国London Array海上风电场

2重力式基础

概况：诞生最早，适用水深一般不超过40m

结构：靠基础自重抵抗风电机组荷载和各种环境荷载作用，一般采用预制钢筋混凝土沉箱结构，内部填充砂、碎石、矿渣或混凝土压舱材料

分类：预制混凝土沉箱和钢结构沉箱

优势：稳定性好

劣势：对地基要求较高(最好为浅覆盖层的硬质海床)。施工安装时需要对海床进行处理，对海床冲刷较为敏感

代表工程：英国blyth海上风电场

3 导管架基础

概况：取经海洋石油平台，适用水深20m~50m

结构：下部部结构采用桁架式结构，以4桩导管架基础为例，结构采用钢管相互连接形成的空间四边形棱柱结构，基础结构的四根主导管端部下设套筒，套筒与桩基础相连接。导管架套筒与桩基部分的连接通过灌浆连接方式来实现

优势：基础刚度大，稳定性较好

劣势：结构受力相对复杂，基础结构易疲劳，建造及维护成本较高

代表工程：德国Alpha Ventus海上风电场

4多脚架基础

概况：陆上预制，水下灌浆。一般适用于20m~40m水深的海域

结构：根据桩数不同可设计成三脚、四脚等基础，以三脚架为例，三根桩通过一个三角形刚架与中心立柱连接，风电机组塔架连接到立柱上形成一个结构整体

分类：三脚架基础、四脚架基础等

优势：结构刚度相对较大，整体稳定性好

劣势：需要进行水下焊接等操作

代表工程：德国Borkum West 2海上风电场

5吸力筒基础

概况：陆地预制，抽水下沉，注水移除。一般适用于水深在60m以内的海域

结构：由筒体和外伸段两部分组成，筒体为底部开口顶部密封的筒型，外伸段为直径沿着曲线变化的渐变单通

分类：钢筋混凝土预应力结构和钢结构形式

优势：造价低，施工速度快

劣势：对施工精度要求较高

代表工程：中国三峡响水海上风电场

6桩基-钢承台基础

结构：下部为重力式基础，上部为导管架结构，导管架下部的桩腿与重力式基础连接，一般采用灌浆连接

优势：靠泊等附属结构布置方便，上部结构受波浪力较小

劣势：结构较为复杂，重量较大，对地质的承载力和打桩精度要求较高

代表工程：德国BARD Offshore 1海上风电场

7桩基-混凝土承台基础

概况：中国自主研发的下部结构及基础型式，适用于软土地基

结构：由若干根桩和位于海水面以上(或冲刷面以上)的承台所组成的桩基础结构

分类：常规的桩基承台，高桩承台

优势：基础结构刚度大，结构稳定，防撞性能好，施工工艺成熟。

劣势：施工工期较长，不适用于水深较深的海域

代表工程：中国东海大桥海上风电场

8其他新型基础

导管架-重力式基础

结构：下部为重力式基础，上部为导管架结构，导管架下部的桩腿与重力式基础连接，一般采用灌浆连接

重力式-导管架基础

结构：基础下部为导管架基础，上部位重力式结构

导管架-吸力筒基础

结构：基础上部单桩通过过渡结构与下部吸力筒基础连接。