關(guān)于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的說(shuō)明

關(guān)于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的說(shuō)明1說(shuō)明由于本人非專業(yè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)水平低，以下資料是在溝通設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，根據(jù)《FD003-2007風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定》（試行）進(jìn)行分析，結(jié)合以往的工程經(jīng)驗(yàn)，得出的個(gè)人看法，有關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中作為參考，以期在以后的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在滿足規(guī)范要求的前提下達(dá)到安全、精致、方便、快速的目的。2引言目前，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)《風(fēng)電場(chǎng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)FD003-2007風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定（試行）》進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)目前已完成部分施工的吉林鎮(zhèn)賚林場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)一期工程，鎮(zhèn)賚黑魚泡風(fēng)電場(chǎng)一期工程，遼寧曲家溝風(fēng)電場(chǎng)工程，內(nèi)蒙古扎魯特旗阿日昆都楞風(fēng)電場(chǎng)一期工程等工程實(shí)例，經(jīng)過(guò)類比統(tǒng)計(jì)分析，得出初步結(jié)論如下：所有風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)均采用脫離式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，基本上沒考慮埋深對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的固定作用；風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，開挖基坑、基礎(chǔ)承臺(tái)墊層、基礎(chǔ)承臺(tái)作為三個(gè)獨(dú)立體系，無(wú)論在巖石基礎(chǔ)還是沙土基礎(chǔ)，均采用基本相同的結(jié)構(gòu)方式。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上層配筋按照風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家提供的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建議圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，未能與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地基情況進(jìn)行結(jié)合。鎮(zhèn)賚黑魚泡風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)與樁承載設(shè)計(jì)作為兩部分設(shè)計(jì)，樁基礎(chǔ)作為地基基礎(chǔ)的承載，承臺(tái)作為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的獨(dú)立式穩(wěn)定承臺(tái)。3風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算依據(jù)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的計(jì)算一般依據(jù)制造廠商提供的計(jì)算資料作為依據(jù)，制造廠商為了確保安全可靠，提供的資料本身就偏于保守，根據(jù)與廠家的數(shù)次溝通，得出的初步看法如下：3.1風(fēng)機(jī)制造廠商提供的數(shù)據(jù)資料是按照風(fēng)場(chǎng)分類，一類風(fēng)場(chǎng)，二類風(fēng)場(chǎng)，其參數(shù)基本按照該類別風(fēng)場(chǎng)的最大數(shù)值取值計(jì)算，存在一定的誤差，也就是說(shuō)風(fēng)機(jī)制造廠商提供的計(jì)算資料適合該類風(fēng)場(chǎng)極限風(fēng)速的最不利荷載工況，可以包含國(guó)內(nèi)任何地區(qū)的最不利荷載情況，設(shè)計(jì)計(jì)算需要根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際資料進(jìn)行修正補(bǔ)充，確保適合與本地區(qū)的實(shí)際情況。風(fēng)電場(chǎng)本地區(qū)的資料理論上應(yīng)該低于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算資料。3.2風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的建議參考圖紙是脫離式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的最簡(jiǎn)單資料，即極限狀態(tài)下的脫離基礎(chǔ)計(jì)算資料，計(jì)算資料適合僅僅滿足基本地基承載力的地基情況進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際上不能滿足時(shí)往往需要進(jìn)行樁基礎(chǔ)、換填基礎(chǔ)、擴(kuò)大基礎(chǔ)等方式進(jìn)行加固，加固后的承載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于廠家提供的資料數(shù)據(jù)，這部分一般在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行修改，但是尚保留一定的安全余度，確保設(shè)計(jì)的安全理由充分。3.3風(fēng)機(jī)荷載基本上為三種承載，在極限工況下的水平推力荷載（單向水平荷載），垂直荷載（單向垂直荷載）風(fēng)機(jī)塔筒、風(fēng)機(jī)、槳葉等傳遞于基礎(chǔ)上的重力荷載，抗彎荷載（風(fēng)機(jī)在最大風(fēng)速運(yùn)行狀態(tài)下受水平力作用傳遞于基礎(chǔ)上的彎曲荷載，上述三種荷載在最不利狀態(tài)下的組合作為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)。4風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地質(zhì)勘探風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)根據(jù)所在的地區(qū)地域，一般分如下兩類：軟基，硬基。軟基又分為：灘涂(分沙質(zhì)灘涂、泥質(zhì)灘涂)，土質(zhì)地基、沙土地質(zhì)；硬基基本上為巖石地質(zhì)（分風(fēng)化巖地質(zhì)、堅(jiān)硬巖地質(zhì)）。由于目前尚無(wú)風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)勘探規(guī)范，對(duì)于各類基礎(chǔ)各個(gè)設(shè)計(jì)院均依據(jù)以往的類似經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行勘探取值，缺乏適合風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)的勘探規(guī)范，造成資料不規(guī)范、數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，一樣的地質(zhì)情況下容易不同的勘探資料會(huì)造成不同的設(shè)計(jì)結(jié)論，鎮(zhèn)賚臨場(chǎng)與黑魚泡風(fēng)電場(chǎng)所處的地質(zhì)情況均為淤積質(zhì)沙土基礎(chǔ)，兩個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)相差很大，與基礎(chǔ)資料的取值存在一定關(guān)系。假如有規(guī)范的勘探資料，一樣的地質(zhì)情況下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)完成后，綜合工程量基本相同，差別應(yīng)該在3%以內(nèi)。遼寧彰武風(fēng)電場(chǎng)與內(nèi)蒙扎魯特旗風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)情況基本相同，兩處設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)溝通，綜合工程量差別很小。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地質(zhì)勘探根據(jù)《風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定FD003-2007》（試行）相關(guān)章節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一換算后，然后按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少不必要的浪費(fèi)。5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中，廠家在提供數(shù)據(jù)的時(shí)候，是根據(jù)最不利地基的最不利荷載情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)提供，本身就具有一定的安全系數(shù)，并且在風(fēng)機(jī)荷載說(shuō)明說(shuō)上明確說(shuō)明無(wú)需提供安全系數(shù)，該數(shù)值已經(jīng)滿足安全運(yùn)行要求；《風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定FD003-2007》（試行）設(shè)計(jì)安全系數(shù)取值為1.35，設(shè)計(jì)院為經(jīng)濟(jì)可靠，往往將廠家提供的荷載數(shù)值除以該安全系數(shù)后再乘以1.35，以滿足國(guó)家規(guī)范要求，這樣，風(fēng)機(jī)脫離式計(jì)算就是成果除以1.35后的計(jì)算成果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論設(shè)計(jì)合理值，其依據(jù)在下邊的說(shuō)明中闡述。6基礎(chǔ)粘結(jié)力存在基礎(chǔ)粘結(jié)力的主要有樁基礎(chǔ)、巖石基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗休d力滿足不了風(fēng)機(jī)廠家提供的最小基礎(chǔ)承載200kpa/m2時(shí)，一般采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，換填基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等方式對(duì)基礎(chǔ)加以補(bǔ)強(qiáng)，以達(dá)到設(shè)計(jì)基本要求，采用樁基礎(chǔ)或者在巖石基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)機(jī)承臺(tái)施工，巖石與墊層之間，墊層與承臺(tái)之間要是接合方式采取措施，會(huì)形成良好的粘結(jié)，粘結(jié)力或者是連接力可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論計(jì)算等多種方式進(jìn)行符合計(jì)算，取值后加入計(jì)算取值的安全系數(shù)，在此情況下，風(fēng)機(jī)承臺(tái)的鋼筋混凝土工程量會(huì)大大降低，假如粘結(jié)力按照理論數(shù)值的20%取值，或者現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的25%取值，其工程量將降低為原設(shè)計(jì)的20%以上，在此情況下仍然是1.25的安全系數(shù)，滿足規(guī)范的1.35系數(shù)時(shí)，此狀態(tài)仍為脫離基礎(chǔ)的計(jì)算狀態(tài)下1.1的安全系數(shù)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算方式、風(fēng)機(jī)制造廠家的數(shù)據(jù)提供方式均采用脫離式基礎(chǔ)考慮，除非軟基，在硬基上的墊層混凝土一般低于承臺(tái)混凝土標(biāo)號(hào)，造成承臺(tái)基礎(chǔ)混凝土與硬基礎(chǔ)之間的薄弱夾層，致使承臺(tái)大體積混凝土未能與基礎(chǔ)母巖之間的緊密連接，對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定不利。樁基礎(chǔ)深埋于承臺(tái)底部，在樁設(shè)計(jì)過(guò)程中往往考慮了垂直荷載、水平荷載、抗拔力等受力狀態(tài)，就算將樁的自重作為承臺(tái)配重，也將會(huì)使承臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)綜合工程量降低很多。7基礎(chǔ)埋深為保證基礎(chǔ)環(huán)的安裝，風(fēng)機(jī)塔筒的就位，以及北方凍土深度要求，所有風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺(tái)的基礎(chǔ)底面均在地面高程下2.8m，加上上邊碾壓蓋重，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的埋深一般3m左右，在此情況下為確保風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺(tái)經(jīng)濟(jì)合理，往往采用承臺(tái)上方碾壓回填的方式進(jìn)行壓重補(bǔ)充承臺(tái)自身重量，壓重計(jì)算范圍為承臺(tái)周邊線以上部分，基礎(chǔ)邊緣未考慮部分不影響荷載。從常規(guī)考慮，基礎(chǔ)埋深對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)穩(wěn)定非理論式脫離基礎(chǔ)考慮，最起碼高壓線路的9m線桿，在堅(jiān)硬土質(zhì)下挖深1.5m即可滿足承載穩(wěn)定要求，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺(tái)不能按照線桿那樣計(jì)算，但是3m埋深要是采取合理的碾壓回填后，作為抵抗彎矩的一種安全保證應(yīng)該予以考慮。8基礎(chǔ)水平約束力基礎(chǔ)水平約束力往往由基礎(chǔ)埋深提供周邊固定以及基礎(chǔ)與基礎(chǔ)面之間的摩擦力、粘結(jié)力等綜合考慮，在計(jì)算水平位移的時(shí)候已經(jīng)考慮其水平穩(wěn)定性，但是堅(jiān)硬基礎(chǔ)的周邊約束是保證穩(wěn)定的良好輔助，假如基礎(chǔ)承臺(tái)周邊在極限荷載情況下，彎曲應(yīng)力克服重力阻力的同時(shí)還要克服受拉邊的水平約束力，該項(xiàng)應(yīng)力應(yīng)該列入計(jì)算中。目前風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)要求周邊具有足夠的作業(yè)空間，造成開挖量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基礎(chǔ)承臺(tái)的地面積，造成回填后承臺(tái)與周邊之間沒有足夠的約束力，對(duì)風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行相當(dāng)不利，并且增加相當(dāng)大的開挖回填工程量，建議在穩(wěn)定基礎(chǔ)前提下，縮減承臺(tái)地底面積，采用滿倉(cāng)澆注方式灌填坑槽混凝土，該風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算應(yīng)該外延到混凝土連續(xù)體積之外的可承載區(qū)域。9結(jié)語(yǔ)在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，在理論計(jì)算、荷載取值等各項(xiàng)環(huán)節(jié)均采用預(yù)留安全系數(shù)的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，從勘探資料、制造廠家荷載資料、工程材料取值、整體結(jié)構(gòu)計(jì)算等等環(huán)節(jié)，每項(xiàng)均存在一定的安全余度，造成不必要的累計(jì)安全系數(shù)。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)請(qǐng)不要考慮施工期存在的施工過(guò)程中的不利因素，設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)，是理論化的成果；施工管理是施工過(guò)程控制，實(shí)際操作的