包括桩长（持力层）、中心距、排列的选择等。
第二步，计算桩顶作用反力，计算桩基础沉降和倾斜率，复核基桩承载力（包括竖向抗压承载力、水平承载力，抗拨承载力等）是否满足要求，桩基础沉降和倾斜率是否满足规范与厂商要求。如果同时满足要求，则拟定的桩布置合适，进行下一步计算，否则，调整桩的布置。
第三步，初选钢筋直径，进行承台底板截面抗弯计算，抗剪、抗冲切和疲劳强度验算，如果同时满足要求，则承台底板尺寸的拟定合适，否则，许回到第一步，调整承台尺寸和桩布置，直至满足第二步和第三步的有关要求。
承台尺寸和桩布置确定后，对承台台柱进行配筋计算和强度验算，如果采用灌注桩则需要进行桩身配筋计算，根据裂缝宽度验算结果和有关构造要求，调整配筋布置，对基础环底部等部位进行布局配筋验算。最后，计算基础的混凝土用量和钢筋用量。
3.3关于几个问题的讨论
3.3.1修正标准值
由于荷载的不确定性和随机性，计算扩展基础基底面积、计算桩基基础桩数和桩长时，荷载采用了标准值，但对上部结构传来的荷载标准值均进行了乘以1.35的修正，已达到一定的安全裕度。
国内风力发电成套技术还处于成长阶段，空气动力学计算理论和模型假定也存在着一定的误差和不确定性。风电基础虽然在整个风机结构中的造价比重很小，但结构安全直接决定着整个结构的安全，在重要性方面与上部结构至少是等同。因此，在目前有关技术有待进一步完善的阶段，基础设计适当留有安全裕度是必要的。 由于国内不少风机厂商提供的风机荷载资料都是引进机型的原产地厂商在特定轮毂高度、特定风速下计算的荷载资料，可能没有考虑国内特定风电场的特点，如轮毂高度、不同风速、风场在电网中的作用、风机控制系统等具体条件，可能对国内特定风场的风机和风机基础设计有一定的偏差，因此，在这种情况，考虑对风机厂商提供的荷载进行适当修正是必须的。
风荷载在一定的土木工程设计中都计入耦合系数后再与其他荷载进行组合，但
6
在风力发电结构中，风荷载是风机正常运行所必须的基本荷载，因此，在有关计算中不能照搬有关规范的规定，应予以特别重视。
如果风电厂商针对国内特定风场情况，进行了专门、系统的荷载分析与测试，保证提供的荷载是基础设计所涉及工况的最不利荷载，且出具书面保证函，此时，这个荷载标准值修正系数可以在1.1—1.35之间进行调整。
上部结构传来的荷载一律乘以1.35，对基础的安全裕度并不是成比例放大1.35，因此在弯矩放大的同时，竖向荷载也同时被放大了。下一步规范修编应结合各方意见酌情完善。
3.3.2圆形与方形扩展基础工程量的比较
在小偏心受力的情况下，承受相同的荷载，圆形扩展基础比方形扩展的混凝土工程量要省一些。然而，对大偏心受力的风机基础，圆形基础和方形基础的混凝土工程十分接近，不少设计人员对此心存疑虑。本文分析如下：
（1）在圆形与方形基础的底面积相同情况下，承受相同的大偏心荷载，圆形基础的实际受压面积小于方形基础，且圆形基础基底反力的分布更不均匀，从而导致最大基底反力较方形基础大，尤其是在地基承受力小于150-200kpa的情况下，地基承受力较难满足要求，可能需要采用较大的基础底面积。
（2）由于圆形基础基底反力的分布更不均匀，从而导致基础倾斜率较大，为了满足倾斜控制要求，可能需要采用较大的基础底面积。
（3）在现有的规范体系中，关于脱开面积不大于基底面积的的1／4的规定，对圆形基础更不利。对于圆形基础，《高耸结构设计规范》等要求偏心距e小于0.43倍的基底半径R，即小于0.215倍基底直径D，对于方形基础，规范要求偏心距e不大于0.25倍基底宽度B。可见，对圆形基础的控制要严格，可能导致圆形基底的工程量偏大。
（4）在现有的规范体系中，关于基础外型尺寸的构造规定，对圆形基础更不利。《高耸结构设计规范》对圆形基础的底板外缘厚度、底板悬挑长度与高度之比、地板高度与整个基础之比等都提出了严格的要求。而规范对方形基础的构造要求没有提出这么严格的要求。这样导致构造要求下的圆形基础混凝土工程量比方形基础大，而不少情况下的基础外型 是由构造要求控制的。
7
因此，一方面，对圆形基础的计算分析方法和设计规定需要开展进一步的研究工作，另一方面，对于盛行风向比较固定的风电场，也不排除采用方形或其他形状的基础形式。
3.3.3关于基桩的布置
在基桩布置中，有些设计人员仅从基桩竖向承载力角度考虑，认为在承台中部区域没有必要布置基桩，以节省工程量。本文考虑如下：
（1）单纯从基桩竖向承载力角度考虑，承台中部基桩由于力臂短，承受的拨力或压力较小，但承台和基桩是个整体，且必须考虑整个系统的受力特点以及配套的计算方法和计算假定。
（2）若中间无桩，则承台近似为两段简支梁，跨中挠度大，对风机的正常运行可能有一定影响，尤其对基础动态刚度有较高要求的风机，可能导致风机振动较厉害。另外，这时承台在力学意义上为相对柔性结构，与计算桩顶作用效应时承台相对基桩为刚性的假定也不满足。
（3）按材料力学法计算承台配筋时，假定承台中部（塔筒部位）刚度为无限大，按悬挑板计算底板配筋。如果承台近似为两端简支梁，则较难满足这一假定，与计算前提有一定出入。
（4）建议根据垫层混凝土的支撑钢板的块数，在塔筒外缘附近布置3—4根基桩，则承台近似为多点连续梁，可增加桩基承台的刚度，减少跨中挠度及其风机运行的影响，也更符合配套设计方法的有关假定。
3、结论与建议
大力发展风电等清洁可在生能源，是保护环境、优化电力结构。促进经济社会可持续发展的需要。我国风能资源丰富，风力发电事业方兴未艾，配套的法律法规和技术标准体系有待有关部门和风电企业共同完成。为了更好地促进风电事业的发展，更好地保障风力发电的正常生产，针对我国风机基础设计与施工存在的问题提出如下建议：
由于许多人认为风电勘测设计简单，因此勘测设计和施工单位进入风电行业的
8
门槛很低，有的甚至没有设计资质，造成风电设计水平和质量控制能力良莠不齐，质量事故时有发生，应加强风电行业的勘测、设计、施工等环节的资质管理，政府应加强监督与抽检管理，确保勘测设计和施工质量，杜绝诸如本文列举的较大质量安全事故的发生。
业主单位应高度重视风电机组地基基础设计的质量控制，有必要对其计算和施工图纸聘请有资格和业绩的单位进行审查，以确保风电场工程运行安全。
由于风电场一般远离城区，基础施工较难采用商品混凝土，且风电场范围大，混凝土浇筑地点分散，混凝土生产能力较小、混凝土运距远，单个基础的混凝土浇筑时间长，混凝土现场拌合质量和浇筑质量是风电土建工程的控制重点，对建设百万千万风电基地的项目，应研究设计建立集中供应混凝土的可能性，以确保浇筑混凝土的质量。
建议从确定施工中标单位开始，将基础混凝土生产能力（包括拌合站和混凝土运输车辆等的配备）及及质量控制（包括混凝土混合比、养护、高低温施工措施等）、混凝土浇筑、基础环安装方法和保证措施等纳入业主重点考核范围。
加强施工现场管理，例如监理对基础混凝土浇筑进行全过程旁站，单个基础混凝土浇筑时间控制在12h以内，且防止出现冷缝，一旦出现冷锋，应严格按设计要求进行处理，加强基础回填土的质量控制，等等。
以上是针对风力发电机组基础设计，笔者提出的一些看法与建议。塔筒是风力发电机组的主要承载结构，尤其是大型风力发电机组，其高度一般都在数十米以上，大型水平轴风力机塔筒多为细长的圆锥状结构。一个优良的塔筒设计，可以保证整机的动力稳定性，故塔筒的设计不仅要满足其空气动力学上得要求，还要在结构、工艺、成本、使用等方面进行综合分析。下面主要介绍一种新型的风力发电机组塔筒设计的相关内容：
4、风力发电设备大型化带来的挑战
风力发电设备大型化有优势吗？从风力发电机的角度看，答案是肯定的。这也可从过去 20 多年来大型风力发电机技术的不断进步得到印证。随着高效风力发电机逐渐大型化，则制造风力发电机的材料需求也随之增大。到 2003 年底，功率为 2MW 及以上的风力发电机已经得到广泛的应用，由此也会刺激大型风力发电设备的
9
市场需求，因此，大型风力发电设备的市场前景非常广阔。
轮毂高度是风力发电力设备中非常重要的一个参数。以平均功率在 1.5 到 2.5MW 的风力发电机为例，叶轮直径接近 100 米。随着叶轮直径和风力发电机重量的增加，风力发电塔也越来越大；随着塔的高度增加，塔的弯矩也随之增加。
通常可以用两种方法解决大型风力发电机塔体的载荷。一是增加塔体的壁厚，二是增加塔体底径。目前，由于运输限制和焊接能力不足，这两种方法都不可行。
4.1 大型化带来的不便
风力发电设备大型化给客户造成的主要不便之一是运输和安装。发电机增大，塔体就要相应增大，这些都受到运输的要求限制。大型风力发电塔，一般以圆锥型管状结构为主，已经开始受到运输的限制，因为底节直径超过 4 米、重量超过 40,000kg、长度超过 20 米，这样的尺寸在运输中已经属于超长、超高、超宽和超重。同时，现代风力发电机主要零部件也受到了限制，风力发电机舱超重，宽度也属于特殊规格，需要重型拖车和特别安全驾驶。相比较而言，叶片仍以轻取胜，但由于叶片长度的增加，仍需要超常运输的许可。特殊规格运输势必要增加成本，这在商业竞争激烈的今天，高成本的运输对提高企业的竞争力是非常不利的。 为使风电设备经得住时间和自然风蚀的考验，必须要进行表面处理。如今，表面处理技 术以喷漆处理为主。尽管喷漆效果不错而且操作简单，但在安装时就会暴露很多问题。比如喷漆的表面容易被划伤，导致生锈，而且，风电设备一旦安装完成，修补划伤的表面会有很多困难。经过风蚀日晒后的喷漆易发生碎片脱层，不易于维护。
5、解决风力发电设备面临的具体问题
怎样生产出更大底径的风力发电塔，以保证承载大型发电设备及其塔体本身的重量？有没有最经济的运输方式来运输此种庞然大物？有什么办法能够避免风力发电塔生锈，如何实施这项技术呢？
5.1 表面处理
首先要解决的是钢结构的生锈问题。由于我国拥有世界级的热镀锌设备，和在
10