基础产品设计导则¶
本导则提供有关格林威治基础产品V2.0操作方面的建议，以及相关的设计依据，以指导用户更好地完成基于格林威治产品的风机基础设计流程。
格林威治基础产品V2.0是根据风机载荷、地质资料等条件快速进行风机基础方案设计，同时具备造价优化功能的基础设计工具。目前产品支持天然地基和桩基础的优化设计。
设计依据¶
本导则的制定参考了一些标准和规范，如下所示：
- 《风电场工程等级划分及设计安全标准》FD002-2007
- 《风电机组地基基础设计规定》FD003-2007
- 《建筑结构载荷规范》GB50009-2012
- 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001
- 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
- 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
- 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
- 《高耸结构设计规范》GB50135-2006
- 《烟囱设计规范》GB50051 - 2013
- 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
- 《钢结构设计规范》GB 50017-2003
- 《动力机器基础设计规范》GB50040-96
- 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
操作流程及相关建议¶
本章节介绍了风机基础设计的基本操作流程和相关参数设计建议。
基本操作¶
关于格林威治基础产品V2.0的基本操作，可查看格林威治产品文档中的用户手册。
载荷数据¶
- 标准基础载荷一般不包含地震载荷。在无法获得地震载荷的情况下，可将模板中多遇、罕遇地震表全部数值默认为1。在格林威治操作界面，输入项目地震动参数，按国标法计算地震载荷。
- 疲劳载荷只需录入Inverse SN Slope为3-12对应的载荷数据。
- 额定风速下正常工况的平均荷载不需要录入Mxy。
- 马尔科夫矩阵按默认值即可。
- 正常工况、极端工况下，最大弯矩Mxy通常位于倒数第二行。如果遇到Mxy最大值不在倒数第二行的情况，用户可手动将最大一行的数值复制到倒数第二行。
地质数据¶
地质资料可通过地质勘察报告、可研报告第三章节等途径获得。在可研或投标阶段，当无法获得地勘资料时，可参考邻近项目地勘或地勘大数据库的资料。
主要地质参数的来源或查找途径
| 参数 | 来源 | 备注 |
|---|---|---|
| 层号 | 钻孔柱状图、地质分层描述 | |
| 土类型 | 钻孔柱状图、地质参数表、地质分层描述 | |
| 土方/石方 | 根据土类型判断 | |
| 层厚 | 钻孔柱状图、地质参数表、地质分层描述 | |
| 容重 | 岩土物理力学参数表，或查阅《工程地质手册》表3-1-24、表3-1-43 | |
| 承载力特征值 | 岩土物理力学参数表，或查阅《工程地质手册》第五章第三节 | |
| 压缩/变形模量 | 岩土物理力学参数表，或查阅《工程地质手册》表3-1-24和表3-1-43，《工程岩体分级标准》表C.0.1 | 压缩模量理论上不等于0 |
| 内摩擦角 | 岩土物理力学参数表，或查阅《工程地质手册》表3-1-24，《工程岩体分级标准》表D.0.1 | |
| 极限侧摩阻力标准值 | 桩基设计参数表，或查阅《建筑桩基技术规范》表5.3.5-1 | 桩基础必需，扩展基础可按默认值0 |
| 极限端阻力标准值 | 桩基设计参数表，或查阅《建筑桩基技术规范》表5.3.5-2 | 桩基础必需，扩展基础可按默认值0 |
| 抗拔系数 | 桩基设计参数表，或查阅《建筑桩基技术规范》表5.4.6-2 | 桩基础必需，扩展基础可按默认值0 |
| 水平抗力比例系数 | 桩基设计参数表，或查阅《建筑桩基技术规范》表5.7.5 | 桩基础必需，扩展基础可按默认值0 注意：单位是KN/m4 |
| 地下水埋深 | 地勘报告或可研报告的水文地质章节 | 山地一般较深，如-10m； 平原一般较浅，如-3m |
| 地下水高位 | 地勘报告或可研报告的水文地质章节 | 山地一般较深，如-5m； 平原一般较浅，如0m |
| 地震参数 | 地勘报告或可研报告的区域地质章节，或查阅《中国地震动参数区划图》 | 仅在国标法计算地震载荷时需要 |
基础设计相关的规范文件，用户可通过以下链接访问:
基础造价及分组¶
- 一般情况下按默认值即可，也可根据项目所在地区的物价水平适当调整单价。如遇岩石地基，可将土石方开挖的单价适当增大。
- 场内地貌应参考场址区卫星图、可研地质章节、地勘报告等相关资料选择。
- 环境等级应参考《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第3.5.2条选取，陆上风机基础环境等级一般为二类b。
基础参数设置（FDGroup界面）¶
计算类型
基础优化：根据用户输入的地质和载荷、设置的边界参数和优化范围，格林自动进行迭代寻优，在满足各项验算的前提下，输出最经济合理的基础方案。
基础验算：若用户已有确定的基础方案，可以切换到基础验算界面，指定基础尺寸和桩基布置参数，格林可计算并输出针对指定方案的各项基础验算结果。
连接方式
风机基础与塔筒的连接方式一般情况下选择锚栓（针对远景自建项目）。如业主有明确要求，应选择业主所要求的连接方式。基础环、锚栓的物料规格可参考机型发电量、轮毂高度、适用最大弯矩等参数合理选择。
承台方式
格林威治基础产品目前支持扩展式承台的基础设计，格构式承台暂不支持。
地基类型
格林威治基础产品目前可支持天然地基（即扩展基础）、桩基础的设计优化。其中桩基础型式又分为灌注桩和预制桩。地基类型的选择可参考以下条件判定：
在有可研报告或地勘资料的情况下，应参考可研报告或地勘单位推荐的基础形式确定地基类型。
地基5米以浅的承载力特征值大于300kPa，或者存在基岩，一般选用扩展基础。
机位分布在水塘、河流等水域附近，或者地基10米以浅存在较厚的淤泥质土等软土层，一般选用桩基础。
地基5米以浅的承载力特征值均小于200kPa，且风机轮毂高度大于100米，一般选用桩基础。
一般情况下，平原地区优先考虑桩基础，山地优先考虑扩展基础。
桩型选择：一般选择预制桩。如遇粉砂层较厚，或地基20米以浅粘土标贯击数大于20，砂土标贯击数大于40，可能会导致施工沉桩困难，此时应优先选用灌注桩。
桩基参数
- 预制桩：一般选择外径为500或600mm的管桩。最常用的是PHC-II600B110。
- 灌注桩：桩径一般为600-1000mm。最常用的是800mm。
- 桩长：灌注桩可按默认范围优化。预制桩需考虑实际施工可能遇到的沉桩问题，建议用户根据地勘资料推荐的桩端持力层埋深或桩长，指定桩长优化的上下限。
基础尺寸
- 基础尺寸的上下限一般情况下可设为默认值。
- 当业主对于底板边缘高度有明确规定时，应按业主要求调整底板边缘高度的下限。
- 当基础方案需要有一定余量，底板边缘高度可酌情调整为0.9米、0.95米或1.0米。
- 如遇岩石地基，应适当调小基础埋深的上限值，以降低施工时的开挖难度。
其他常用参数
- 常用参数一般情况下可设为默认值，部分参数应参考项目实际情况相应修改。
- 当基础方案要求有一定余量，对于扩展基础，多遇地震脱开上限应调整为0%。
- 当基础方案要求有一定余量，底板宽高比上限应调整为2.5。
- 开挖边坡比应根据地勘资料推荐的开挖坡比或《建筑地基基础设计规范》表6.7.2设置。一般情况下可设为默认值1:0.75（即1.33333）。
- 当基础方案要求尽可能激进时，对于扩展基础，可通过底板挖空的方案来降低混凝土工程量，将底板挖空半径调整为1.7米。
- 一般情况下出线方式为塔筒门下出线。
基础输出成果¶
基础计算书
计算完成后，用户可导出计算书，查看基础各项验算情况。
基础设计报告
计算完成后，用户可导出设计报告，查看基础方案概览、主要工程量和主要基础验算情况。
基础PBOM和概算
计算完成后，用户可在PBOM界面查看每台风机基础的PBOM。
对于重新计算生成的基础方案，需要在PBOM界面点击重新生成，以查看新的PBOM。
可研阶段的风机基础征地面积可以适当增大。用户可在“征林征地”结构下，根据《电力工程项目建设用地指标（风电场）》，适当调整风机基础征地面积。
图: 单台机组基本用地指标表
基础CAD图纸
计算完成后，用户可导出并查看基础CAD图纸。