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风力发电机组塔架基础是结构的重要组成部分。它承担着将上部结构所承受的全部荷载和作用安全可靠地传递到地基,并保持结构整体稳定的作用。风力发电机组塔架基础的选型及布置与外部荷载和作用的类型、场地和地质条件均有密不可分的关系。
受限于对不同风机基础形式的认知,在风电场建设前,很多风电投资企业的老总们常常出现“风机基础形式选择恐惧症”,是“多花银子买安全”还是“选择新事物担风险”?下面对一般地质条件下的风机基础从经济性进行浅析。
1、一般地质条件下可以选择的基础形式
一般地质条件下可以选择的基础形式有扩展基础、肋梁基础及P&H无张力灌注桩基础。
扩展基础是将上部结构传来的荷载,通过向侧边扩展成一定底面积,使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力。
肋梁基础是将独立扩展基础悬挑底板改进为井格式梁板的基础形式。
P&H无张力灌注桩基础为后张拉空心混凝土圆柱体,一般外径3.5-5m,内径2.5-3m。
2、不同基础形式经济性比较
说明:①以上数据的前提均基于同一风电场;②各方案设计深度相同;③相关设备材料价格取自市场均价或参考同类经验数据。
综上可知,圆形扩展基础设计经验与施工工艺成熟,但因其模型受力分析不明晰,荷载安全系数偏大,设计偏保守,工程量稍大。
肋梁式基础受力原理明晰,工程量较传统基础略小,对施工要求较高,尤其是模板支护及混凝土浇筑,施工难度大,工期长。
无张力灌注桩基础的技术由美国引入我国,在国外应用较广泛,但由于该基础对所用材料有着较高的要求,且材料的质量几乎决定了该结构形式的安全性,所以,国内该基础形式的材料还是以进口为主。另外,根据该基础形式的特性,基础所在地的地下水位必须要低于基坑深度,且基础开挖后基坑边坡必须具有良好的稳定性。总造价与梁板式基本持平,比常规基础低约10%左右。
最终选用何种形式的基础,业主应结合项目的实际情况综合考虑。
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