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平價時代的到來意味著海上風電要與已經具備平價能力的陸上風電、光伏、特高壓等電源競爭，面臨更為殘酷的市場，度電成本將成為關鍵。我國海上風電經過十多年的發展，造價已在逐步下降，相較于2010年23700元/千瓦左右的造價，目前造價約為15700元/千瓦左右，但想要達到平價的標準，仍然任重而道遠。如何降低整體成本和風險，是技術探索與創新的重點。

就海上風電成本的構成來看，風電機組成本約占總成本的40%左右。整機成本降低需要產品的技術突破和大部件國產化等多方面的技術支持，同時大容量機組也逐漸成為主流，5MW或將成未來門檻級配置。由此來看，短時期內風電機組的成本很難做到大幅降低。

除風電機組外，其次便是約占20%~30%的風機基礎成本。相對于其他建設項目，海上風電支撐結構和基礎的建設條件比較復雜，調整和優化的空間較大，是降本增效的重要一環。近些年，我國也在開發和應用多種風電基礎，以適應復雜的建設條件并降低成本，但技術的研發和成熟需要長期探索實踐。短期內主要是對設計和施工過程的優化，盡可能降低試錯成本，提高設計可靠性和施工合格率，以達到施工周期最優化，充分利用施工窗口期，降低成本提高效率。

目前我國海上風電基礎多采用單樁基礎，單樁基礎中多為大直徑鋼管樁，僅是鋼管樁本身成本就很高，以4兆瓦機組為例，單樁基礎造價就可達900到1300萬元，部分地質條件復雜的地區，造價甚至可高達2000萬元。因此，單樁基礎施工的成敗以及施工過程監控就尤為重要。

之前我們曾介紹過，使用打樁模擬軟件GRLWEAP，在正式施工之前，來對打樁過程進行可打性分析，預測打樁過程中的一系列參數，包括：樁身應力，貫入度，承載力，以及打樁能量等，通過對這些參數的解讀，來分析設計樁型，在已知地層中，使用選定的打樁錘是否可以順利施工。具體內容可以參考僅需一步，解決海上打入樁設計難題。

該軟件主要適用人群有兩類，設計方和施工方。設計人員可借助該分析來優化其設計方案，例如在合理錘擊能量下，樁身應力過大，則可能需要考慮修改樁身參數，如加大壁厚等；施工方則可借助該軟件分析來幫助選錘，根據設計方提供的樁身設計參數和已知的地質參數，選擇合適的錘型，保證順利把樁打入到指定標高。無論是哪一方，都可以在該軟件的幫助下，以很低的成本，甚至無成本試錯，拿出經濟合理的方案，減少不必要的經濟損失。

不過GRLWEAP軟件的可打性分析只是一個模擬，所得出的參數的可靠性很大程度上取決于地質參數的準確性。因此對于海上風電單樁基礎，在施工過程中進行高應變測試可以得到很多有用的真實數據，對于單樁基礎施工過程的控制很有意義。

高應變動測用于海上鋼管樁測試是非常理想的，一來海上鋼管樁的施工方式為高應變測試提供了理想的條件：

• 樁身材質均勻穩定，非常契合高應變測試的理論基礎；
• 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。

二來高應變檢測也能夠為海上鋼管樁施工提供很多有用的參數：

• 確定承載力
• 監測打樁應力
• 檢查樁的完整性
• 確定錘的性能

//承載力驗證

承載力驗證一般是在打樁接近設計標高時進行高應變測試，取得承載力參數。對于承載力驗證來說，我們通常分初打和復打測試。對于打入樁來說，其承載力評價有一個特點，在打樁剛結束時測得的承載力，即初打承載力結果并不能反應樁的長期真實承載力。這是因為，在樁的打入過程中，樁周土受到了擾動，從而導致其提供的土阻力有不同程度的降低，但是經過一段時間的恢復，土阻力是可以恢復到正常水平的。也就是說，打樁剛結束時，高應變測得的承載力，我們稱之為短期承載力，一般是偏小的。

因此，如果要驗證打入樁的真實承載力，我們一般會要求做復打測試，也就是打樁結束后等待一段時間，一般是1-2周，待樁周土阻力基本恢復后，再進行高應變測試，這時得到的承載力值才會更加接近真實的長期承載力。

//打樁過程監控

打樁過程監控是指在打樁之前，我們就把傳感器安裝好，在整個打樁過程中，持續做高應變測試，即每一次錘擊都會記錄，并計算出一組數據。測試結束后，我們可以借助于專門的統計軟件，將這些數據匯總，以曲線或表格的方式輸出。這些實時數據，比如樁身應力，錘擊能量等，無論對于設計方還是施工方都有著重要意義。

高應變的這些特點和優勢使得其成為海上打樁測試的優選，隨著海上風電項目的發展，高應變測試也得到了廣泛應用。在住房和城鄉建設部辦公廳7月1日發布的《GB/T 50571-20×× 海上風力發電工程施工與驗收規范（征求意見稿）》中提出，樁基工程沉樁完成后應按現行行業標準《港口工程樁基動力檢測規程》JTJ 249進行高應變檢測。

目前海上高應變測試還是以水上測試居多，不過也有部分工程，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行高應變測試，不過操作相比水上測試稍微麻煩一些，測試成本也相對較高一些。下面我們通過一個案例，來簡單了解一下海上鋼管樁水下高應變測試。

關于GRLWEAP打樁模擬軟件和高應變測試的詳細信息及應用，請聯系歐美大地。