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岩土研究院

海上风电的“定海神针”:7大固定式基础全解析(附实景图)

10 2025-07-04 10:08:19

基础决定高度,深海决定未来

摘要海上风电作为清洁能源主力军,正加速向深远海进军。固定式基础如同风电场的“定海神针”,其选型直接决定项目成败。本文系统解析单桩、重力式、导管架等7类主流基础的结构奥秘、适用场景工程案例,揭秘深海风电的支撑之道。

关键词:海上风电基础、单桩基础、导管架基础、重力式基础、吸力筒基础、多脚架基础

一、单桩基础:简单高效的“深海立柱”

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结构:单根直径3-4.5m的钢桩,直插海床18-25m深。分为带过渡段无过渡段两种形式。

优势:结构简单、施工快、成本低(占全球装机81%)

挑战:刚度低、抗冲刷弱,需大型打桩船(如伦敦阵列风电场)

适用水深<30m,砂质/软粘土海床(江苏、辽宁海域主力)

经典案例:英国London Array项目,单桩如定海神针扎根北海,支撑全球最大海上风电场之一。

二、重力式基础:靠“体重”取胜的压舱石

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结构:钢筋混凝土沉箱+内部压载(砂石/混凝土),自重超6000吨

优势:免打桩、抗风浪强(如比利时Thornton Bank项目)

挑战:需海床平整、运输安装难度大

适用水深<10m 的硬质海床(潮间带优选)

工程突破:Thornton Bank项目动用全球最大起重船“Rambiz”(起重3300吨),完成1200吨底座精准安装。

三、导管架基础:深海风电的“钢铁巨人”

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结构:3-4根钢桩支撑空间桁架,灌浆连接形成刚性整体

优势:刚度高、抗复杂载荷(德国Alpha Ventus标杆)

挑战:焊接复杂、造价高(单套成本超2000万元)

适用水深20-50m(广东、福建主力)

趋势:随着水深增加,导管架占比持续提升。中广核惠州项目导管架高达70米,用钢量2650吨/台。

四、多脚架基础:三角稳固的“深海三脚凳”

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结构:3-4根中管桩+中心立柱+钢架三角连接

优势:刚度高、自重轻(如德国Borkum West 2项目)

挑战:水下焊接工艺复杂

适用水深20-40m 复杂海床

五、吸力筒基

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“真空吸附”的黑科技

原理:抽水形成负压,筒体“吸附”海床

优势:免打桩、安装快(三峡响水项目应用)

挑战:施工精度要求极高

适用水深<60m 淤泥质海床

创新应用:荷兰SPT公司研发“导管架+吸力筒”混合基础,直击深海施工痛点。

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六、桩基承台基础:中国特色的“抗软土高手”

  • 钢承台(如德国BARD项目):

导管架+重力基座灌浆连接,抗波浪力强但构造复杂

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  • 混凝土承台(中国首创):

高桩承台防撞性强,常规桩基承台工艺成熟(东海大桥项目验证)

适用:软土地基、水深<30m

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七、创新型基础:跨界融合的“未来方案”

  • 导管架+重力式(丹麦Nissum试验场)

下部导管架抗倾覆,上部重力块增稳定

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  • 导管架+吸力筒(荷兰SPT研发)

单桩过渡段直连吸力筒,破解深海施工难

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  • 漂浮式基础(>60m水深)

系泊锚固海床,开启深远海时代

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基础选型的“黄金法则”

浅水区(<30m):单桩主导(江苏、辽宁)

过渡区(30-50m):导管架崛起(广东、福建)

深水区(>50m):吸力筒/漂浮式是未来

核心制约:水深、海床地质、施工成本

行业洞察:据测算,水深每增加10m,基础用钢量增加400-600吨。未来五年全球基础需求将突破1000万吨

深海之战:谁主沉浮?

当海上风电挺进50米以深海域,导管架与吸力筒的“刚柔之争”已然打响:

导管架凭借高刚度强势占领主流

吸力筒以安装速度挑战成本极限

漂浮式在百米深海蓄势待发

东南岩土工程团队认为:“未来基础形态将高度定制化——就像为每一片海域量体裁衣。”



讨论话题:您认为哪种基础技术最适合东海复杂地质?欢迎留言分享观点!

下期预告:《浪花下的钢铁长城:海上风电防腐技术全解析》

收藏这篇就够了!7类海上风电基础全解析,从单桩到漂浮式,看完秒懂行业技术路线图。