【技术通讯】2025年用户大会报告——风机基础结构创新及设计

该报告介绍风机基础的三种新形式：微孔灌注桩基础、底板厚度渐变梁板式基础、筒形基础。

第一种形式为微孔灌注桩基础，常规灌注桩一般选取桩径800mm左右的大直径灌注桩，此类大直径灌注桩在岩石地基采用旋挖钻机或全护筒钻机成孔，施工效率低、造价高。而微孔灌注桩桩径一般为350mm以下，岩石地基上较小直径灌注桩可采用潜孔锤成孔，施工效率高，且为干作业，桩侧阻和端阻更高。桩径较小，相同承台可布置更多桩，单桩受力小，桩基试验难度更低。

微孔灌注桩的基础可以使用WindPower智慧风基软件进行计算，计算时要考虑承台效应。

通过有限元软件对桩的内力进行验算可以发现：

极限工况标准值条件下，考虑承台效应时桩基承受的拉力和压力小于图纸限定的单桩抗拔、抗压承载力特征值，不考虑承台效应时桩基承受的压力略微大于图纸限定的单桩抗压承载力特征值，承受的拉力小于图纸限定的单桩抗拔承载力特征值。

考虑承台效应时，桩顶压力大大降低、桩拔力略有减小、基础转动刚度略有增大；正常运行工况和极限工况标准值承台钢筋应力略有减小、极限工况设计值工况承台钢筋应力略有增大，可能为局部钢筋单元数值奇异导致；混凝土损伤变化不大。安全起见，可按不考虑承台效应进行工程设计。

在施工中使用智能筋作为测力单元，分别作为承台主筋、桩钢筋，环向均布若干根，以便对基础局部的受力、变形进行长期监测，判断基础的使用情况。

采用微孔灌注桩后，承台工程量大大降低且施工高效、经济性突出。由于承台直径减小，基础征地更小，平台布置更为灵活。

第二种形式为底板厚度渐变梁板式基础。梁板式基础存在模板支护难度大、主梁钢筋密集使混凝土浇筑和振捣困难的问题，也具有节省材料，经济性能好的优点，根据实际项目的研究，提出了基础底板厚度渐变的梁板式基础。基础底板采用渐变厚度，边缘厚度小，靠近台柱位置适当加厚。在计算时，考虑梁、底板的刚度分配考虑底板受弯贡献，能优化梁配筋。此种形式少量增加混凝土用量，减小钢筋使用量，与重力式扩展基础比较，能节约30%混凝土、10%钢筋。

采用有限元软件对模型的混凝土损伤、混凝土应力、钢筋应力进行分析，可以看到，采用底板厚度渐变的基础形式受力性能更有优势。

此种形式的基础可用于小改大项目、基础利旧加固等，可以更好的利用原有基础。

第三种形式为筒形基础，常见的风机基础是将弯矩转化为基础底部竖向的应力，筒形基础是将弯矩转化为基础外侧的横向土压力，此种传力过程减少弯矩转化。

筒形基础可以由咬合桩形式组成，咬合桩包括沿着圆周均匀布置的若干单元桩，相邻单元桩相互咬合，一个为素混凝土桩，另一个为钢筋混凝土桩，咬合桩嵌入钢筋混凝土承台的底面。筒形基础还有沉井筒形基础、金属筒体筒形基础等。

此种类型的基础可以采用工业化预制，节约施工时间，基础尺寸小，避免破坏原状土，减小施工难度和作业面。适用于小改大项目、场地狭小项目、坑塘机位、沙戈荒场地等。