常见的风机基础类型及其特点

海上风机基础的型式与海床的地质结构情况、海水深度、离岸距离、海上风和浪的荷载特性以及海流和冰等的影响有关，同时还需要考虑工程的经济性。固定式和浮式是两大类型的海上风机基础的型式，底部固定式适用于水深较浅的海域，浮式适用于深水海域。

目前，海上风电场大多建造在水深较浅的海域，底部固定式结构应用较为广泛。支撑结构的下部结构主要有三脚架、四脚架和导管架几种结构型式，单桩基础、多桩基础、重力式基础和负压桶基础是底部固定式结构的几种基础型式。

单桩基础为国外海上近海风机基础常用的结构型式，所用钢管桩直径为3～6m或以上，壁厚约为直径的1%，长度在20～35m之间。单桩基础安装在海床下10～20m，深度取决于海床面的类型。单桩基础不需做海底准备，制造和施工都比较简单，但是基础受海底地质和水深影响较大，施工安装费用较高。

多桩基础一般为三桩和四桩，桩径较小，钢管桩通过特殊灌浆载桩模与上部结构相连，适于在深海域建造，是将来要大力发展的基础型式。我国东海大桥海上风电场是亚洲第一座大型海上风电场，位于东海大桥东侧的海域，风电场总装机容量100MW，拟布置20台单机容量5MW的风电机组，采用四桩基础，下部结构为四角架结构，塔架为钢管。(www.xing528.com)

重力式基础靠重力使风机保持垂直，其结构简单、造价低，受海床砂砾影响不大，其稳定性和可靠性已得到证实。重力式基础底面为平面，主要设计考虑的是避免重力基础和海床间的浮力，这点可以通过施加足够的压载物达到，所以重力基础在几种基础型式中尺寸和重量较大。重力式基础可以是钢结构也可以是钢筋混凝土结构。

负压桶基础是一种新的基础结构概念（即吸力式基础），所谓负压是指用来安装沉箱（桶）时用的方法，目的是负压效应可以部分地承担动态峰值负载。这种方法是传统桩基和重力基础的结合，适于砂性土及软黏土，丹麦Frederikshavn海上风电场的建设中首次使用了负压筒基础，这种基础利用负压方法进行海上施工，大大节省了钢材用量和海上施工时间，降低了成本。

海上风机基础型式的水平荷载和倾覆力矩远远大于海洋石油平台，而竖向荷载小于海洋石油平台，因此，其基础的承载型式和特点不同于海洋石油平台。当前，我国发展海上风电产业将以桩基结构为主要基础结构型式，而桩基结构中，单桩结构对于渤海和东海的水深和地质条件（多为淤泥质软基海底）是较为合适的基础结构型式，但我国目前的海上施工能力限制了该结构的应用，故有些风电场如东海大桥风电场最终选择了四角架结构。为了保证我国海上风电产业的健康持续发展，有必要开发出符合我国国情且经济指标优良的海上风机基础型式。