风电机组地基基础设计规定

1范围1.0.1本标准规定了风电场风机塔架基础设计的基本原则和方法，涉及工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、基础处理、基础检验和监测。1.0.2本标准适用于新建陆上风电场的风机塔架基础设计。工程竣工验收、改建(扩建)和已建工程的安全检查参照本标准执行。1.0.3风电场风机塔架基础设计除了符合本标准对湿陷性土、冻土、膨胀土、侵蚀环境和受温度影响的基础的要求外，还应符合现行相关国家标准的要求。2规范性参考文件以下标准中的条款参照本标准成为本标准的条款。对于标注日期的参考标准，所有后续修订(不包括勘误)或其修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的所有各方研究是否可以使用这些标准的最新版本。对于未注明日期的参考标准，最新版本适用于本标准。GB 18306中国地震动参数区划图英国风力发电机组安全要求GB 50007建筑基础设计规范GB 50009建筑结构荷载设计规范GB 50010混凝土结构设计规范GB 50011建筑抗震设计规范GB 50021岩土工程勘察规范GB 50046工业建筑防腐蚀设计规范GB 50153工程结构可靠性设计统一标准GB 60223建筑工程抗震设防分类标准GB 50287水力发电工程地质勘察规范GBJ 146粉煤灰混凝土应用技术规范FD 0022007风电场项目分类和设计安全标准水工建筑物防冻设计规范JB/T10300风力涡轮机设计要求JGJ 24民用建筑热工设计规范JGJ 94建筑桩基技术规范JGJ 106建筑基桩检测技术规范JTJ 275港口工程混凝土防腐蚀技术规范一般规则3.0.1为统一风电场风机塔架基础设计的内容和深度，特制定本标准。3.0.2风力发电机组基础设计应贯彻国家技术经济政策，坚持因地制宜、保护环境、节约资源的原则，充分考虑结构的力学特性，做到安全、适用、经济、合理、技术先进。3.0.3本标准基础设计采用极限状态设计方法，荷载及相关分项系数的取值应符合相关规定，以确保风力发电机组基础在规定的外部条件、设计工况和荷载条件下，在50年的设计使用寿命内安全正常运行。4种技术语言4.0.1风电场风力发电站由一组风力涡轮机或多组风力涡轮机组成的发电站。它通常被称为风力发电场。4.0.2风力发电机组将风的动能转化为电能的系统。4.0.3基础路基支撑地基的土壤或岩石。基本基础将各种载荷从上部结构转移到基础上的结构。4.0.5基本组合计算承载力极限状态时，永久作用和可变作用的组合。4.0.6意外组合计算承载力极限状态时，永久作用、可变作用和偶然作用的组合。4.0.7标准组合特征/标称组合计算正常使用时的极限状态时，应采用标准值荷载的组合。4.0.8参考风速确定风力发电机组水平的基本极端风速参数。与气候相关的其他设计参数可以从参考风速和其他基本坡度参数中计算得出。4.0.9极端风速Ts内的平均最大风速，可能是n年一次(重现期n年)。国家标准采用的繁殖期为50年和1年，采用的时限为3年。4.0.10设计荷载工况各种可能的设计状态和导致部件负载的外部条件的组合。4.0.11 lo修正后的安全系数k0考虑了上部结构的荷载不确定性和风力涡轮机塔架基础的荷载模型偏差。4.0.12地基承载力特征值承载能力荷载试验测得的地基土压力变形曲线的线性变形段中规定变形对应的压力值的最大值为比例极限值。4.0.13单桩竖向极限承载力标准值估算单桩竖向承载力单桩在竖向荷载作用下或发生不适合连续承载的变形时达到破坏状态前的最大荷载。它取决于土对桩的承载力和桩身的承载力。4.0.14单桩竖向承载力特征值单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数。4.0.15地基容许变形确定变形控制值，确保建筑物的正常使用。4.0.16标准冻结深度在城市外有平地和裸地的开阔地上，实测最大冻结深度的平均值不少于10年。4.0.17管式塔的基础桩塔架和塔架基础之间连接的嵌入式连接器。4.0.18轮毂高度从风力涡轮机的风轮扫掠区域的中心到地面的高度。4.0.19塔在基础之上支撑风力涡轮机的高层结构。4.0.20扩展基本扩展基础平台柱和底板构成压力扩散的基础。4.0.21桩基该基础由布置在岩石和土壤中的桩和连接到桩顶部的承载平台组成。4.0.22带锚杆的岩锚基础在岩石地基上，地基取决于锚杆、混凝土承台和岩石地基的共同作用。4.0.23土石复合底土在基础主持力层范围内，有石芽密集、裸露的基础、大石块或单个石芽裸露的基础。4.0.24地基处理提高地基强度、刚度和稳定性的措施。4.0.25复合地基人工地基，由地基土和某些土体的加固或置换形成的加固物共同承担荷载。5基本规定5.0.1根据风机单机容量、轮毂高度和基础复杂程度，基础分为三个设计等级。设计应根据具体情况按表选择。表5.0.1基础设计水平设计水平单机容量、轮毂高度和基础类型1单机容量大于轮毂高度大于80米。复杂地质条件或软土地基21班和3班之间的基础3单机容量小于轮毂高度小于60米。地质条件简单的岩土基础注1:如果根据表中指标将基础设计等级划分为不同等级，则应根据最高等级确定。注2:对于一级基础，如果基础条件较好，经论证后基础设计水平可降低一级。5.0.2风力发电机组的基础设计应满足以下要求：1所有风机基础应满足承载力、变形和稳定性的要求。2 1级和2级风机基础应进行基础变形计算。三级风机基础一般不需要进行变形验算。有下列情况之一的，仍应进行变形验算：1)地基承载力特征值小于130千帕或压缩模量小于8千帕。2)软土等特殊岩土。5.0.3风力发电机组基础设计前应进行岩土工程勘察。调查的内容和方法应符合GB 50021的规定。5.0.4风力发电机的基础类型主要包括扩展基础、桩基和岩锚基础。具体采用的基础应根据施工现场的基础条件和风机上部结构对基础的要求来确定。必要时应进行试算或技术经济比较。当局部地基土为软土或高压缩性土时，桩基为永久地基5.0.5根据风电场项目的重要性和基础损坏后果的严重程度(如危及人身安全、造成经济损失和社会影响等)。)，风电机组基础设施的安全等级分为两个等级，如下表所示。表5.0.5风力涡轮机基础设施的安全等级基础设施安全级别基础的重要性基础破坏的后果1级重要基础非常严重二级一般基础严重的注：风机基础的安全等级也应与风机和塔架等上部结构的安全等级一致。5.0.6风力发电机组基础设计应进行以下计算和验算：1地基承载力的计算。2检查地基持力层内软垫层的承载力。3基础抗滑稳定和抗倾覆稳定的计算。4基础沉降和倾斜变形的计算。5地基裂缝宽度的验算。6基础(桩)内力、配筋和材料强度计算。其他与基础安全相关的计算(如基础动刚度和抗浮稳定性等)。)。8使用桩基时，其计算和验算应符合GB 50010和JGJ 94等的规定。除了这个标准。5.0.7鉴于风力发电机组主负荷上风荷载的随机性及其模拟的难度，在基础承载力和基础稳定性的计算中，从上部结构传递到塔底与基础环界面的荷载应采用由荷载修正安全系数(k0)修正的荷载修正标准值。K0被占用。5.0.8材料的疲劳强度校核计算应符合GB 50010。5.0.9应对制造商建议的基础环和基础之间的连接设计进行审查。5.0.10根据基础的受力情况和上部结构的要求，基础的动刚度应按风机制造商的要求进行检查。5.0.11对于抗震设防烈度为9度或以上，或参考风速超过50m/s(相当于50年极端风速超过70m/s)的风电场，应特别研究基础设计。5.0.12受洪水(潮汐)水或台风影响的基础应满足防洪要求，洪水(潮汐)水设计标准应符合FD 002-2007。5.0.13对于可能受洪水(潮汐)影响的基础，应在基础周围一定范围内采取可靠的永久性防冲防冲保护措施。6基础特征岩土分类6.1.1风电场风力发电机基础岩土体可分为岩石、砾石土、砂土、淤泥、粘性土和人工填土。根据地质原因，土壤也可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、粉土、冰土和风土。6.1.2除了确定岩石的地质名称和风化程度外，岩石地基还应分为岩石硬度、岩石完整性和岩体基本质量等级。6.1.3岩石硬度、岩石完整性和岩体基本质量等级的分类应符合表中的规定。表6.1.3-1岩石硬度分类困难硬岩中等硬度的岩石相对较软的岩石软岩石极其柔软的岩石饱和单轴抗压强度Rb(兆帕)Rb6060Rb3030Rb1515Rb5Rb5表6.1.3-2岩体完整性分类岩体完整性完成更完整糟糕的诚信更破碎破碎的完整性指数注：完整性指数是岩体纵波速度与岩体纵波速度之比的平方。在确定岩体和岩体的波速时，应注意其代表性。表6.1.3-3岩体基本质量等级分类类型岩体特征i坚硬岩石，新鲜且轻微风化，岩体完整，整体或极厚层状结构坚硬岩石，轻度风化，相对完整的岩体，块状或亚块状，厚层状结构中等坚硬的岩石，新鲜、完整的岩体，整体或极厚的层状结构坚硬岩石，弱风化，岩石完整性差，亚块状，马赛克状，中厚层状或夹层结构中等坚硬岩石，轻度风化，相对完整的岩体，块状或亚块状，厚层中层状岩石，弱风化，岩体完整性差，夹层或薄层，断裂或块状结构相对较软的岩石，微风化至微风化，岩体相对完整，中厚层，夹层或薄层结构软岩，新鲜，微风化，岩体完整相对完整，厚层或中厚层结构V硬岩中硬岩，强风化，破碎岩体，松散结构相对软岩软岩，强风化，岩体相对破碎，薄层状，块状裂隙或破碎结构，松散结构。断层破碎带6.1.4在缺乏饱和单轴抗压强度试验数据的情况下，岩石的硬度和岩体的完整性可