在我國（guó）“碳達峰、碳中和”目標背景下，風電等綠（lǜ）色可再（zài）生能源（yuán）開發（fā）與利（lì）用顯得尤為重要。
海上風電裝機，葉（yè）輪直徑（jìng）最大達（dá）172米，是空客A380翼展長度的2倍多。如此龐大的結構物，它是如何矗立在海上的？是漂浮在海上，還是錨固在海底？
在水深小於60米的近海區域，主（zhǔ）要采用底部固定式基礎支撐；固定式支撐有重力沉箱基礎、樁基礎、三腳架基礎等方式。
重力沉箱基礎，依靠沉（chén）箱自身質（zhì）量（liàng）使風機矗立在海麵（miàn）上，主要適用於水深小於10米區域。
樁基礎（chǔ），由一根或多根大直徑鋼管樁構成，鋼管樁直徑在3~5米左右、樁基埋深18~25米；主要適（shì）用於水深小於25米（mǐ）區域。
三腳架（jià）基礎，是吸取海上油氣工（gōng）業中的一些經驗，采用質量輕、價格低的三腳鋼套管，並埋置於海床以下10～20米區域。
近年來，隨著（zhe）飄浮式海上風機研發（fā）並網成（chéng）功，飄浮式海上風（fēng）機的商業化進程（chéng）進一步（bù）加速，將有力推動深遠海風電的發展。
漂浮（fú）式結構成為在深遠海域海上風（fēng）電場（chǎng）基礎結構型式的首選，按照基礎的（de）類型漂浮式風電可分為半（bàn）潛式（Semi-Sub）、立柱式（Spar）、張力腿式（TLP）三種類（lèi）型，三種形式在國外均有示範項目建（jiàn）成（chéng）或在建。
從風機的製造（zào）技術、示範項目水深等（děng）方麵綜合考慮，張力腿式（TLP）是（shì）目前最適合我國漂浮式（shì）風電發展的一種漂浮式風電形式。TLP是一種垂直係泊的順應式平台，由（yóu）若幹條（tiáo）張力腿與（yǔ）海底錨固基（jī）礎相連接。
它通過自身的（de）結構形式，產生遠（yuǎn）大於結構自重（chóng）的浮力，浮力除了抵消自重之外，剩餘部分與張力腿產生的（de）預（yù）張力相平衡。當它在環境載（zǎi）荷作用下偏離中心位置（zhì）時，則依靠（kào）張力腿產生的側向（xiàng）力使其固定在原本位置上，而側向力取決於張力腿的拉力。
TLP最重要的特點是平台的豎向運動很小，水平方向的運動是順應式的，結構慣性力主要是水平方向的回彈力。TLP具有結構剛（gāng）度高、耐波性好，是理想的漂浮式風機基（jī）礎。
一、樁基
樁基適應多（duō）種條件地（dì）質，深海平台（tái）樁基設計方法（fǎ）與淺海相應結構的設計（jì）方法基本相同。
通常（cháng）情況下，打入樁的造價會隨（suí）著水深的增加會大幅提高，這是樁基在（zài）在深遠海漂浮式風電應用中所存在的主（zhǔ）要問題之一。
此外，不（bú）同於深海石油平台，海上風電機組結構柔度大，自（zì）振周期長，樁基的剛度計（jì）算必須考慮循環荷載作用下剛度折減效應。同時海上風電機組常采用（yòng）大直徑樁基，大尺寸樁基的側（cè）向剛度問題也必須（xū）考慮進來。
技術成熟度（dù）來看，目前樁基設計（jì）技術已經比較成熟，國內外（wài）都有（yǒu）關於樁基設計的（de）相應規範，在深水油氣（qì）平台中應用也較廣泛。
樁基作（zuò）為最常見的（de）水工基礎型式，在國內擁有豐富的施工經驗，一般以鋼（gāng）管樁為主，鋼管樁的突（tū）出優（yōu）點是製作方便、重量輕、施工（gōng）速（sù）度快、以（yǐ）及在循環荷載下具（jù）有較強的抗疲勞特（tè）性，並（bìng）且對於鋼結構的防腐蝕技術也已經較為成熟。
但是海上打（dǎ）樁施工（gōng）通（tōng）常需設置臨時施工平（píng）台和打設鋼套筒，施工（gōng）時間（jiān）較長，施工受限因素較多（duō）。
導管架插（chā）樁水下沉樁（zhuāng）工程
二、吸力（lì）錨
根據調研的國外TLP吸力錨基礎應（yīng）用情況，吸力錨基（jī）礎在淤泥質軟黏土中具有良好的工作性能。目前，吸力錨已經被成功地應用於多種（zhǒng）海工結構，如海上石油平台、海底保護結構、軍艦（jiàn）海上係泊和補給等。
吸力錨特別適合於軟黏土海底地基，在經濟技術性能上具有（yǒu）幾個顯著特點：材料和製造成本低、海上安裝工期短、不需要打樁設備、抗拔性（xìng）能卓越、就（jiù）位準確等。
國內沒有吸力錨基礎的設計的規範（fàn）可以遵（zūn）循（xún），挪威船級社（DNV）規範的規定較為粗略，相當一部分關鍵參數（shù）的選擇（zé）上缺乏參照，因（yīn）此吸力錨基礎國內的技術成熟度不足，還應開（kāi）展更加深入的研究。
在吸力錨應用中，主要有兩個關鍵（jiàn）問題需要解決：
一是吸力錨的（de）可沉入性研究，主要解決基礎能否沉入預定的設計深度；
二是吸力錨的承載性能，對於TLP錨泊係統（tǒng），由於荷載角度與水平向夾角較大，吸力錨的承載力計（jì）算一般以（yǐ）豎向抗拔承載（zǎi）力作為（wéi）控製標準。
三、重力式基礎
重力式基礎通常為（wéi）淺基礎，主要應用於混凝土平台。其最大特點（diǎn）是材料成本相對（duì）較低，尺寸和規模（mó）較（jiào）大，能夠依靠自身重量抵抗工作期間所遇到的（de）環境（jìng）荷載，適用於較硬的粘土或較密實的砂土，並且（qiě）一般常應用（yòng）於水（shuǐ）深在100～200 m範圍內的海域。
在現階段的深海石油平台中，重力式基礎在不設樁基的條件下，可依靠（kào）自身重量承擔上部（bù）平台的抗（kàng）拔力（lì），並維持體係穩（wěn）定，體現（xiàn）了（le）其較好的穩定性和高效（xiào）性。
在深厚軟土（tǔ）層中，采用重力式基礎（chǔ）很難解決滑移和傾斜問題。但在相（xiàng）關前期調（diào）查中發現規劃中風電場鄰近海域的某（mǒu）一（yī）地質鑽孔表層土（tǔ）為粉（fěn）細砂，在這種地質條件下，重力式基礎具有較好的經濟性（xìng）和適用性。
四、筋鍵（jiàn）相關研究
TLP漂浮式平台結構中筋腱就成了重中之（zhī）重，難中之（zhī）難。
國內目前沒有任何這方麵的研究，關鍵技術全都（dōu）掌握在國外（wài）少數幾家公司手裏。若要使用，掌握其關鍵技術，並（bìng）形成自主知識產權，擺脫國外的技術封鎖和專利壁壘，隻（zhī）有深入開展研究，尋求解（jiě）決（jué）方案。基於筋腱的重（chóng）點性，我院成立專題研究小組，針對筋腱和筋腱材料選型（xíng）開展重（chóng）點研究。
來源：海上風電設備
