风电机组地基基础设计规定.doc

11 范 围1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法，涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容1.0.2 本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计工程竣工验收和已建工程的改（扩建） 、安全定检，应参照本标准执行1.0.3 风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外，对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等，尚应符合国家现行有关标准的要求22 规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用标准，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或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各方研究是否可使用这些标准的最新版本凡是不注日期的引用标准，其最新版本适用于本标准GB 18306 中国地震动参数区划图GB 18451.1 风力发电机组 安全要求GB 50007 建筑地基基础设计规范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 工程结构可靠度设计统一标准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 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300 风力发电机组 设计要求JGJ 24 民用建筑热工设计规程JGJ 94 建筑桩基技术规范JGJ 106 建筑基桩检测技术规范JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范33 总 则3.0.1 为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度，特制定本标准。

3.0.2 风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策，坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则，充分考虑结构的受力特点，做到安全适用、经济合理、技术先进3.0.3 本标准的地基基础设计采用极限状态设计方法，荷载和有关分项系数的取值应符合相关规定，以保证在规定的外部条件、设计工况和荷载条件下，使风电机组地基基础在设计使用年限 50 年内安全、正常工作44 术 语4.0.1 风电场 wind power station由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站通常称为风电场4.0.2 风力发电机组 wind turbine generator system（WTGS）将风的动能转换为电能的系统4.0.3 地基 subgrade支承基础的土体或岩体4.0.4 基础 foundation将上部结构的各种荷载传承到地基上的结构物4.0.5 基本组合 fundamental combination承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合4.0.6 偶然组合 accidental combination承载能力极限状态计算时，永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合4.0.7 标准组合 characteristic/nominal combination正常使用极限状态计算时，采用标准值荷载的组合。

4.0.8 参考风速 reference wind speed用于确定 WTGS 级别的基本极端风速参数与气候相关的其他设计参数均可由参考风速和其他基本等级参数计算得到4.0.9 极端风速 extreme wind speedTs内的平均最高风速，它可能是 N 年一遇（重现周期 N 年） GB l8451.1 采用的重现周期 N=50 年和 N=1 年，采用的时限T=3s4.0.10 设计载荷状态 design load case（DLC）各种可能的设计状态与引起构件载荷的外部条件的组合4.0.11 荷载修正安全系数 modified safety factor of load5考虑风电机组塔架基础所受上部结构的荷载不确定性和荷载模型偏差等因素而采用的修正安全系数 k0，其值为 1.354.0.12 地基承载力特征值 characteristic value of subgradebearing capamty荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值4.0.13 单桩竖向极限承载力标准值 uhimate vertical bearing capamty of single pile单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。

它取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力4.0.14 单桩竖向承载力力特征值 characteristic value of the vertical bearing capacity of a single pile单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值4.0.15 地基变形允许值 allowable subsoil deformation为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值4.0.16 标准冻深 standard frost penetration在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于 10 年的实测最大冻深的平均值4.0.17 基础环 foundation stub of tubular tower用于塔筒与塔筒基础连接的预埋连接件4.0.18 轮毂高度 hub height风力发电机组风轮扫掠面积中心距地面的高度4.0.19 塔架 tower基础以上支撑风力发电机组的高耸结构4.0.20 扩展基础 spread foundation由台柱和底板组成使压力扩散的基础4.0.21 桩基础 pile foundation6由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础。

4.0.22 岩石锚杆基础 rock foundation with anchor bars在岩石地基上，靠岩石锚杆、混凝土承台和岩石地基共同作用的基础4.0.23 土岩组合地基 soil-rock composite subgrade在地墓主要受力层范围内，存在石芽密布并有出露的地基、大孤石或个别石芽出露的地基4.0.24 地基处理 ground treatment为提高地基的强度、刚度和稳定性而采取的处理措施4.0.25 复合地基 composite subgrade，composite foundation由地基土和部分土体被增强或被置换而形成的增强体共同承担荷载的人工地基75 基本规定5.0.1 根据风电机组的单机容量、轮毂高度和地基复杂程度，地墓基础分为三个设计级别，设计时应根据具体情况，按表 5.0.1 选用表 5.0.1 地基基础设计级别设计级别单机容量，轮毂高度和地基类型1单机容量大于 1.5MW轮毂高度大于 80m复杂地质条件或软土地基2 介于 1 级、3 级之间的地基基础3单机容量小于 0.75MW轮毂高度小于 60m地质条件简单的岩土地基注 1：地基基础设计级别按表中指标划分分属不同级别时，按最高级别确定。

注 2：对 1 级地基基础，地基条件较好时，经论证基础设计级别可降低一级5.0.2 风电机组地基基础设计应符合下列规定：1 所有风电机组地基基础，均应满足承载力、变形和稳定性的要求2 1 级、2 级风电机组地基基础，均应进行地基变形计算3 3 级风电机组地基基础，一般可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：1）地基承载力特征值小于 130kPa 或压缩模量小于 8MPa2）软土等特殊性的岩土5.0.3 风电机组地基基础设计前，应进行岩土工程勘察，勘察内容和方法应符合 GB 50021 的规定5.0.4 风电机组基础型式主要有扩展基础、桩基础和岩石锚杆基础，8具体采用哪种基础应根据建设场地地基条件和风电机组上部结构对基础的要求确定，必要时需进行试算或技术经济比较当地基土为软弱土层或高压缩性土层时，宜优先采用桩基础5.0.5 根据风电场工程的重要性和基础破坏后果（如危及人的生命安全、造成经济损失和产生社会影响等）的严重性，风电机组基础结构安全等级分为两个等级，见表 5.0.5表 5.0.5 风电机组基础结构安全等级基础结构安全等级基础的重要性基础破坏后果1 级重要的基础很严重2 级一般基础严重注；风电机组基础的安全等级还应与风电机组和塔架等上部结构的安全等级一致。

5.0.6 风电机组地基基础设计应进行下列计算和验算：1 地基承载力计算 2 地基受力层范围内有软弱下卧层时应验算其承载力3 基础的抗滑稳定、抗倾覆稳定等计算4 基础沉降和倾斜变形计算5 基础的裂缝宽度验算6 基础（桩）内力、配筋和材料强度验算7 有关基础安全的其他计算（如基础动态刚度和抗浮稳定等） 8 采用桩基础时，其计算和验算除应符合本标准外，还应符合GB 50010 和 JGJ 94 等的规定5.0.7 鉴于风电机组主要荷载——风荷载的随机性较大，且不易模拟，在与地基承载力、基础稳定性有关的计算中，上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载应采用经荷载修正安全系数（k0）修正后的荷载修正标准值k0取 1.355.0.8 材料的疲劳强度验算应符合 GB 50010 的规定95.0.9 应对制造商提出的基础环与基础的连接设计进行复核5.0.10 根据基础的受力条件和上部结构要求，视风电机组制造商的要求对地基基础的动态刚度进行验算5.0.11 抗震设防烈度为 9 度及以上，或参考风速超过 50m/s（相当于 50 年一遇极端风速超过 70m/s）的风电场，其地基基础设计应进行专门研究。

5.0.12 受洪（潮）水或台风影响的地基基础应满足防洪要求，洪（潮）水设计标准应符合 FD 002-2007 的规定5.0.13 对可能受洪（潮）水影响的地基基础，在基础周围一定范围内应采取可靠永久防冲防淘保护措施106 地基特性6.1 岩土的分类6.1.1 风电场风电机组基础地基的岩土体可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土等根据地质成因，土也可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等6.1.2 岩石地基除应确定岩石的地质名称和风化程度外，尚应进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分6.1.3 岩石的坚硬程度、岩体完整程度和岩体的基本质量等级的划分应符合表 6.1.3-1～表 6.1.3-3 的规定表 6.1.3-1 岩石坚硬程度分类坚硬程度坚硬岩中硬岩较软岩软岩极软岩饱和单轴抗压强度Rb（MPa）Rb>6060≥Rb>3030≥Rb>1515≥Rb>5Rb≤5表 6.1.3-2 岩体完整程度分类岩体完整程度完整较完整 完整性差较破碎 破碎完整性指数>0.750.75～0.550.55～0.350.35～0.1520密实注；本表适用于平均粒径不大于 50mm， 且最大粒径小于 100mm 的碎石土表 6.1.7-2 碎石土密实度按 N120 分类重型动力触探锤击数 N120密实度重型动力触探锤击数 N120密实度N120≤3松散1114很密630 密实注：当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时，可根据当地经验确定。

6.1.10 粉土为粒径大于 0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的50％，且塑性指数不大于 10 的土6.1.11 黏性土为塑性指数大于 10 的土，根据塑性指数划分为粉质黏十和黏土粉质黏土为塑性指数大于 10，且不大于 17 的土；黏上为塑性指数大于 17 的土注：塑性指数应由相应于 76g 圆锥仪沉人土中深度为 10mm 时测定的液限计算而得6.1.12 黏性土的状态可按表 6.1.12 分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流。