近日，英国碳信托公布了一项针对单桩基础降本的最新研究成果，根据报告显示，单桩基础作为迄今为止海上风电领域应用最多的基础形式，其制造和安装成本将进一步降低30%。
按照传统的行业经验，单桩只能安装在30米以内水深区域，如果超过30米，单桩尺寸过大会导致很难制造、运输和安装，其经济型会不如导管架基础及重力式混凝土基础。但在过去的几年中，超大直径单桩基础在业内得到了验证，并用于很多深水项目。比如荷兰600MW的Gemini、英国400MW的Rempion和336MW的 Galloper海上风场都在水深超过40米的风机点位安装了单桩基础，一次又一次突破了所谓的单桩基础水深应用极限。
但如何降低单桩基础成本一直以来成为行业内研究的方向。
几年前，一项名为“桩土分析”(Pisa)的项目应运而生。该项目由英国碳信托出资(350万英镑)支持，开发商沃旭牵头，牛津大学、伦敦帝国学院和都柏林大学的研究人员参与。
Pisa项目参与方
这项研究着眼于圆柱形钢结构与海底黏土及砂石之间的相互作用，其结果表明，我们之前的基础设计“低估了海底土壤的支撑能力，从而导致过度保守的设计计算”。同样的项目经过新的方法计算，单桩钢材需求量可减少30%。
碳信托海上风电部门主管Jan Mattiesen说：“我们相信，新的方法将对行业理解单桩基础和土壤之间的相互作用方式将产生重大影响，这一成果是行业和学术界多年合作的结晶。”
迄今为止，行业内已设计并使用的海上风机单桩直径超过8米，重量超1700吨，但其设计往往还基于旧的海上油气平台工程设计方法。油气行业使用的单桩与海上风电相比直径更小、更长，承受的载荷也不同，这造成了海上风电行业设计人员的保守。
Pisa项目的设计方法是针对较大直径的单桩几何形状和特定的风机载荷条件量身打造的，对于不同场址的不同土壤条件，基础结构可进行“定制优化”。“利用新开发的设计模型替换最初为石油和天然气行业开发的基础设计模型是降低成本的关键。”
Pisa项目中使用的土壤样本提取自英国Cowden和法国敦刻尔克海域，可代表北海典型的海床土壤条件。该项目发表的8篇论文将在英国土木工程学会网站上发布，这些新的知识和方法不仅有利于行业内改进风场设计，也为学术界尝试新的研究方式提供了基础。
沃旭集团目前已经在其投产的全球最大海上风场Hornsea One及后续在建风场中使用了这种最新的设计方法，并认为全球的海上风电都可以从这种新方法中获益，它代表了海洋岩土工程设计的重大转变，不仅对降低单桩成本有意义，也让我们对基础设计计算有了更大的信心。
