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平價(jià)時(shí)代的到來(lái)意味著海上風(fēng)電要與已經(jīng)具備平價(jià)能力的陸上風(fēng)電、光伏、特高壓等電源競(jìng)爭(zhēng)，面臨更為殘酷的市場(chǎng)，度電成本將成為關(guān)鍵。我國(guó)海上風(fēng)電經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，造價(jià)已在逐步下降，相較于2010年23700元/千瓦左右的造價(jià)，目前造價(jià)約為15700元/千瓦左右，但想要達(dá)到平價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，仍然任重而道遠(yuǎn)。如何降低整體成本和風(fēng)險(xiǎn)，是技術(shù)探索與創(chuàng)新的重點(diǎn)。

就海上風(fēng)電成本的構(gòu)成來(lái)看，風(fēng)電機(jī)組成本約占總成本的40%左右。整機(jī)成本降低需要產(chǎn)品的技術(shù)突破和大部件國(guó)產(chǎn)化等多方面的技術(shù)支持，同時(shí)大容量機(jī)組也逐漸成為主流，5MW或?qū)⒊晌磥?lái)門檻級(jí)配置。由此來(lái)看，短時(shí)期內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的成本很難做到大幅降低。

除風(fēng)電機(jī)組外，其次便是約占20%~30%的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)成本。相對(duì)于其他建設(shè)項(xiàng)目，海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的建設(shè)條件比較復(fù)雜，調(diào)整和優(yōu)化的空間較大，是降本增效的重要一環(huán)。近些年，我國(guó)也在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用多種風(fēng)電基礎(chǔ)，以適應(yīng)復(fù)雜的建設(shè)條件并降低成本，但技術(shù)的研發(fā)和成熟需要長(zhǎng)期探索實(shí)踐。短期內(nèi)主要是對(duì)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程的優(yōu)化，盡可能降低試錯(cuò)成本，提高設(shè)計(jì)可靠性和施工合格率，以達(dá)到施工周期最優(yōu)化，充分利用施工窗口期，降低成本提高效率。

目前我國(guó)海上風(fēng)電基礎(chǔ)多采用單樁基礎(chǔ)，單樁基礎(chǔ)中多為大直徑鋼管樁，僅是鋼管樁本身成本就很高，以4兆瓦機(jī)組為例，單樁基礎(chǔ)造價(jià)就可達(dá)900到1300萬(wàn)元，部分地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，造價(jià)甚至可高達(dá)2000萬(wàn)元。因此，單樁基礎(chǔ)施工的成敗以及施工過(guò)程監(jiān)控就尤為重要。

之前我們?cè)榻B過(guò)，使用打樁模擬軟件GRLWEAP，在正式施工之前，來(lái)對(duì)打樁過(guò)程進(jìn)行可打性分析，預(yù)測(cè)打樁過(guò)程中的一系列參數(shù)，包括：樁身應(yīng)力，貫入度，承載力，以及打樁能量等，通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的解讀，來(lái)分析設(shè)計(jì)樁型，在已知地層中，使用選定的打樁錘是否可以順利施工。具體內(nèi)容可以參考僅需一步，解決海上打入樁設(shè)計(jì)難題。

該軟件主要適用人群有兩類，設(shè)計(jì)方和施工方。設(shè)計(jì)人員可借助該分析來(lái)優(yōu)化其設(shè)計(jì)方案，例如在合理錘擊能量下，樁身應(yīng)力過(guò)大，則可能需要考慮修改樁身參數(shù)，如加大壁厚等；施工方則可借助該軟件分析來(lái)幫助選錘，根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的樁身設(shè)計(jì)參數(shù)和已知的地質(zhì)參數(shù)，選擇合適的錘型，保證順利把樁打入到指定標(biāo)高。無(wú)論是哪一方，都可以在該軟件的幫助下，以很低的成本，甚至無(wú)成本試錯(cuò)，拿出經(jīng)濟(jì)合理的方案，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

不過(guò)GRLWEAP軟件的可打性分析只是一個(gè)模擬，所得出的參數(shù)的可靠性很大程度上取決于地質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確性。因此對(duì)于海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)，在施工過(guò)程中進(jìn)行高應(yīng)變測(cè)試可以得到很多有用的真實(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)于單樁基礎(chǔ)施工過(guò)程的控制很有意義。

高應(yīng)變動(dòng)測(cè)用于海上鋼管樁測(cè)試是非常理想的，一來(lái)海上鋼管樁的施工方式為高應(yīng)變測(cè)試提供了理想的條件：

• 樁身材質(zhì)均勻穩(wěn)定，非常契合高應(yīng)變測(cè)試的理論基礎(chǔ)；
• 錘擊條件好，海上鋼管樁施工多使用液壓錘或柴油錘，錘擊能量大，居中好。

二來(lái)高應(yīng)變檢測(cè)也能夠?yàn)楹Ｉ箱摴軜妒┕ぬ峁┖芏嘤杏玫膮?shù)：

• 確定承載力
• 監(jiān)測(cè)打樁應(yīng)力
• 檢查樁的完整性
• 確定錘的性能

//承載力驗(yàn)證

承載力驗(yàn)證一般是在打樁接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)進(jìn)行高應(yīng)變測(cè)試，取得承載力參數(shù)。對(duì)于承載力驗(yàn)證來(lái)說(shuō)，我們通常分初打和復(fù)打測(cè)試。對(duì)于打入樁來(lái)說(shuō)，其承載力評(píng)價(jià)有一個(gè)特點(diǎn)，在打樁剛結(jié)束時(shí)測(cè)得的承載力，即初打承載力結(jié)果并不能反應(yīng)樁的長(zhǎng)期真實(shí)承載力。這是因?yàn)?，在樁的打入過(guò)程中，樁周土受到了擾動(dòng)，從而導(dǎo)致其提供的土阻力有不同程度的降低，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的恢復(fù)，土阻力是可以恢復(fù)到正常水平的。也就是說(shuō)，打樁剛結(jié)束時(shí)，高應(yīng)變測(cè)得的承載力，我們稱之為短期承載力，一般是偏小的。

因此，如果要驗(yàn)證打入樁的真實(shí)承載力，我們一般會(huì)要求做復(fù)打測(cè)試，也就是打樁結(jié)束后等待一段時(shí)間，一般是1-2周，待樁周土阻力基本恢復(fù)后，再進(jìn)行高應(yīng)變測(cè)試，這時(shí)得到的承載力值才會(huì)更加接近真實(shí)的長(zhǎng)期承載力。

//打樁過(guò)程監(jiān)控

打樁過(guò)程監(jiān)控是指在打樁之前，我們就把傳感器安裝好，在整個(gè)打樁過(guò)程中，持續(xù)做高應(yīng)變測(cè)試，即每一次錘擊都會(huì)記錄，并計(jì)算出一組數(shù)據(jù)。測(cè)試結(jié)束后，我們可以借助于專門的統(tǒng)計(jì)軟件，將這些數(shù)據(jù)匯總，以曲線或表格的方式輸出。這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，比如樁身應(yīng)力，錘擊能量等，無(wú)論對(duì)于設(shè)計(jì)方還是施工方都有著重要意義。

高應(yīng)變的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)使得其成為海上打樁測(cè)試的優(yōu)選，隨著海上風(fēng)電項(xiàng)目的發(fā)展，高應(yīng)變測(cè)試也得到了廣泛應(yīng)用。在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳7月1日發(fā)布的《GB/T 50571-20×× 海上風(fēng)力發(fā)電工程施工與驗(yàn)收規(guī)范（征求意見(jiàn)稿）》中提出，樁基工程沉樁完成后應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《港口工程樁基動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》JTJ 249進(jìn)行高應(yīng)變檢測(cè)。

目前海上高應(yīng)變測(cè)試還是以水上測(cè)試居多，不過(guò)也有部分工程，樁頭需要入水，這種情況，使用專門的水下傳感器也可順利進(jìn)行高應(yīng)變測(cè)試，不過(guò)操作相比水上測(cè)試稍微麻煩一些，測(cè)試成本也相對(duì)較高一些。下面我們通過(guò)一個(gè)案例，來(lái)簡(jiǎn)單了解一下海上鋼管樁水下高應(yīng)變測(cè)試。

關(guān)于GRLWEAP打樁模擬軟件和高應(yīng)變測(cè)試的詳細(xì)信息及應(yīng)用，請(qǐng)聯(lián)系歐美大地。