风力发电机组基础加固方案研究

邱国申 李丽霞 白雪峰 刘晨明 白天虹

摘 要：风力发电机组基础常用的形式为重力式基础、桩基础。风力发电机组在施工完成后，可能存在某种缺陷，或者施工过程存在问题，或者对原设计增容，都会导致原设计基础存在受力不满足规范的情况，针对这种情况，往往需要对原有基础进行加固，增大截面法对原有基础进行加固是最简单的加固方法，此方法施工简单，安全有效，是工程中常用的施工加固方法。

关键词：风力发电机;重力式基础;桩基础;增大截面法;加固

1 概况

电力行业随着我国经济的发展也快速兴起，用电量的增大，输电线路也逐年增加 ，风力发电机功率的提升，需要更大的叶片来捕捉风能，塔筒高度随之增大，风机运行时基础受到的荷载也随之增大，我国多地风电场出现了风机基础损伤事故，造成巨大的经济损失。高压电塔所受荷载除了自重以外，横向风荷载的大小、方向随天气变化十分显著，高压电塔地基既要有足够的竖向承载能力，同时还要有一定的抗拉抗倾覆能力，这就对电塔地基提出了更高的要求。地基承载力不足时需要进行地基加固处理，地基加固不仅要保证承载力能够达到要求，还要保证不能出现影响正常供电作业的较大沉降。一些扩容后的发电机组的塔筒基础需要根据扩容后的荷载内力进行加固。

2 风机塔架的基础形式

目前，国内陆上风机发电机组常见的基础形式有重力式基础、桩基础、岩石锚杆基础、预应力墩式基础和梁板式基础。重力式扩展基础是国内陆上风场最常用的一种基础形式，主要依靠基础及压载物重量抵抗上部风机荷载和外部环境荷载产生的倾覆力矩和滑动力，使基础和风机塔架结构保持稳定。对部分山体狭窄，坡度较大的风机塔架，多釆用桩基方案。重力式基础、桩基础是目前应用较多的风机塔架的基础形式。

3 重力式基础的加固方案

假定：某风电场风机基础均为圆形筏板基础，基础外接圆直径D，基础底板厚 H，风机基础混凝土强度等级为C40，垫层混凝土强度等级为C20。风机基础顶面的基础环外2m范围内铺设山皮石。如图一。由于风力发电机功率的提升導致基础设计荷载的增加，因此采用增加截面的方法对基础进行加固，经计算增加后的基础直径为D1，新增加基础与原基础采用植筋方法连接，如图二。

假定：某风电场风机基础采用灌注桩基础，由于某种原因，增加了荷载，需要对基础进行加固。按《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》对新荷载作用下基础进行加固设计，采用周圈增加桩，增大承台方法，经计算，设计满足受力要求。新增加承台与原承台采用植筋方法连接。见图三、四。

风力发电机组基础形式多种多样，针对不同地点，不同的地质条件下采用不同的基础形式，较为常见的基础形式是重力式基础、桩基础。风力发电机组在施工完成后，可能存在某种缺陷，或者施工过程存在问题，或者对原设计增容，都会导致原设计基础存在受力不满足规范的情况，针对这种情况，往往需要对原有基础进行加固，增大截面法对原有基础进行加固是最简单的加固方法，此方法施工简单，安全有效，是工程中常用的施工加固方法。

参考文献：

[1]刘宜松.风机基础混凝土损伤对基础环偏移量的影响研究[长沙理工大学硕士学位论文]

[2]陈鹏，戴旭明.云南永德220kV高压电塔基础加固技术.[土木基础]

国家电投集团科技项目2021-359-MDN-KJ-X