目前已經(jīng)應(yīng)用的海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工方案有單樁基礎(chǔ)、多樁基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)等,其中單樁基礎(chǔ)因其施工方便、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn),是目前海上風(fēng)電基礎(chǔ)的主要類型。相對(duì)于其他類型,風(fēng)電單樁基礎(chǔ)施工方便,但因單樁基礎(chǔ)的風(fēng)電結(jié)構(gòu)的垂直度控制相對(duì)難度更大,所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中添加了過渡段,在鋼管樁基礎(chǔ)上部添加套筒,套筒與基礎(chǔ)以高強(qiáng)度灌漿料連接,上部連接塔筒,這樣的優(yōu)點(diǎn)是鋼管樁基礎(chǔ)的垂直度不需要特殊的裝置去控制,因垂直打樁出現(xiàn)的垂直度偏差可以通過調(diào)整過渡段來實(shí)現(xiàn)整體的垂直度嚴(yán)格控制。
圖1單樁基礎(chǔ)(圖中剖面為過渡段)
由于國(guó)外企業(yè)對(duì)于某些材料和技術(shù)的壟斷,使得國(guó)內(nèi)的風(fēng)電領(lǐng)域廠家面臨高造價(jià)和受制于人的境地,所以有的廠家積極研發(fā)替代性材料和技術(shù)突破,有的廠家則通過繞過某些缺失技術(shù)和材料,使得風(fēng)電結(jié)構(gòu)施工和服役期內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)加大。由于風(fēng)電行業(yè)在國(guó)家政策的大力支持下,新的嘗試和新的技術(shù)不斷涌現(xiàn),但也不能利用不成熟的技術(shù)在新建風(fēng)電場(chǎng)大面積推廣,而應(yīng)該有步驟、有比較的逐步推進(jìn)新技術(shù)的推廣,在時(shí)間的檢驗(yàn)下如果新技術(shù)確實(shí)更加優(yōu)異,再在風(fēng)電領(lǐng)域推廣也不會(huì)太遲,期間可以和原有的國(guó)外成熟技術(shù)工藝進(jìn)行對(duì)比,以確定其實(shí)用性和可行性。畢竟風(fēng)電領(lǐng)域的投資巨大,一旦因?yàn)椴怀墒斓募夹g(shù)出現(xiàn)損傷甚至報(bào)廢,其損失也是不可估量的。
在當(dāng)前國(guó)內(nèi)單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案有兩種,一種是沿襲了國(guó)外成熟的過渡段單樁基礎(chǔ)方案,一種是取消過渡段的法蘭直接剛性連接單樁基礎(chǔ)方案,后一種方案是在國(guó)外過渡段用高強(qiáng)度灌漿料壟斷的背景下提出的替代方案,我們?cè)诜治隽诉^渡段單樁基礎(chǔ)方案提出的原因,也不難發(fā)現(xiàn)取消過渡段并以法蘭連接單樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)方案有其難以克服的缺陷,雖然打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷,但并不能規(guī)避其存在的必然風(fēng)險(xiǎn)性。
那去除其他方面的優(yōu)缺點(diǎn),僅從過渡段提出的直接原因來分析兩種方案的利弊。
過渡段的方案優(yōu)點(diǎn)是不涉及樁基礎(chǔ)的垂直度調(diào)整,而是通過過渡段來調(diào)整垂直度,從而使整體的垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,其限制是對(duì)于過渡段的結(jié)構(gòu)尤其是填充套筒與鋼管樁間隙的灌漿料有極高的要求。其優(yōu)勢(shì)在于不產(chǎn)生海床基礎(chǔ)土的擾動(dòng),整體結(jié)構(gòu)的垂直度精確控制容易,過渡段的緩沖使在振動(dòng)載荷的作用下也不易產(chǎn)生應(yīng)力集中等優(yōu)點(diǎn)。