基础

基础是风力发电机组的固定端，与塔筒一起将风机竖立在60_{100米的高空，是保证风机正常发电的重要组成部分。在设计上，风机应归属高耸结构，对于一般高耸结构设计而言，采用的是简洁的结构形式，以尽量减少风荷载，但是风机的动力来源主要是风，要正常发电就要捕获足够的风力，这就使得基础不可避免要承受巨大的水平荷载，较之传统的高耸结构设计有很大的差别，设计时要考虑地质情况、风向影响。另外，风机基础也是造成风力发电成本高的主要因素之一，基础的成本约占总成本的10%}30%。探讨基础设计中的关键问题、提出合理的基础形式具有重要的理论意义和工程价值。

风力发电机组基础建在地面及地面以下，用于承载风力机施加的动、静载荷。陆上风力发电机组基础形式一般主要有扩展基础、桩基础和岩石锚杆基础。

重力式扩展基础

重力式基础为钢筋混凝土结构，靠重力来平衡风机上的水平荷载和弯矩。这种结构简单，造价低，但尺寸和重量较大，多在陆上风电场使用，有方形、圆形、圆环形和八边形。

重力式扩展基础施工较为简便、工程经验丰富、适用范围广，但是这种基础形式抗压能力有余，抗弯效率不高。由于整体刚度较大，基础边缘与地基脱开面积起到控制作用，尤其是对于大容量的风力发电机组，基础的悬挑板长度过大，需要大量的混凝土，经济性较差。

重力式基础也可用于海上风电场，但基础的质量会随着水深的增加，从而增加建造成本，尤其是水深小于10米的海域，实践证明与其他基础形式相比，重力式基础在20米以内的海域使用在经济上是有优势的，对于超过20米的深海域，则需采用其他形式的基础。

设计上，重力式基础需进行地基反力计算、地基承载力复核、软弱下卧层验算、沉降和倾斜变形验算、抗倾覆验算、抗滑验算以及基础板结构的内力计算。除此之外，还需要考虑瞬间荷载作用下的倾覆力矩和基础的刚度。

梁板式基础

梁板式基础是由基础台柱、基础底板、从台柱悬挑出的放射状的主梁、封边次梁组成。主梁格间由素土夯实，底面通常为八边形或圆形。上部荷载通过基础环传递给主梁，再由主梁传递给次梁及地基。由于梁格问采用素土夯实，相对重力式扩展基础，这种基础形式的混凝土用量大大减少，可适当改善大体积混凝土由于水化热产生温度应力对浇筑的不利影响，并且有较好的经济性。但是，梁板式风机基础土方开挖量较大、体型复杂、模板制作及安装周期较长。并且主梁内钢筋较密，混凝土浇筑、振捣困难，施工质量较难控制。

桩基础

桩基础分为单桩基础和多桩基础。混凝土单桩基础由一个大直径混凝土圆柱组成，受力类似于水平桩；多桩基础则由群桩和承台共同抵抗倾覆力矩。

桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉陷速率低且收敛快等特性。由于风电场的场址多位于荒滩、丘岭、沿海滩涂和近海区域，地质条件较差，因此桩基础应用较广泛。

值得一提的是海上桩基础通常采用单桩固定式。其直径比陆地上的要大，通常达到4米，未来可能达到6米。这种基础的最大优点是能明确定义风浪流形以及海冰成的荷载，而且形式简单，适合于20~25米的海域，在国外已成为风电机组安装的一种标准方案。

岩石锚杆基础

对于地基承载能力好的岩石地基，可采用锚栓式岩石锚杆基础，这种基础主体与塔架通过锚栓连接，基础主体再通过锚杆锚固于基岩里，基础充分利用了基岩的承载力，可明显减少基础混凝土和钢筋工程量，有效节省成本。但该种形式对锚栓锚杆质量要求较高，锚杆防腐需专项设计。