海上風電機組地基基礎防沖刷保護設計導則目 次總則 1術語 2基本規定 3基礎局部沖刷分析 5一般規定 5物理模型試驗 5數值模擬 6沖刷公式 6基礎防沖刷保護設計與施工技術要求 一般規定 11拋石保護 12混凝土連鎖排保護 12砂被軟體排保護 15固化土保護 18預留沖刷深度 17監測設計 18一般規定 18監測內容 18監測方法及技術要求 19附錄A混凝土連鎖排穩定性驗算 21本標準用詞說明 29引用標準名錄 30附：條文說明 31--海床演變 Seabedevolution海床面整體侵蝕和堆積，致使海床面升降或周期性的升降。局部沖刷Localscour海上風電機組基礎阻礙水流，導致其周圍海床的沖刷。拋石保護 Riprapprotection由塊石拋填形成用于防沖刷的工程措施。混凝土連鎖排保護Geotextilemattresswithinterlockingconcreteblockstiedprotection以土工合成材料為排墊，面層系結由多個混凝土塊連接而成的用于防沖刷的工程措施。砂被軟體排保護Sand-filledGeotextileMattressprotection用土工合成材料縫制成雙層排布，將沙或碎石用水力填充到雙層排布中形成的用于防沖刷的工程措施。Solidifiedsoilprotection由淤泥和固化材料強制拌合后形成的用于防沖刷的工程措施。基本規定海上風電機組地基基礎沖刷分析應包括海床演變分析和基礎局部沖刷分析。進行海上風電機組地基基礎防沖刷保護設計前宜收集以下資料：工程海域海洋水文資料，包括潮汐、海流、波浪、泥沙及其他資料。潮汐資料包括潮汐特征、設計高低水位、不同重現期高低水位、乘潮水位等。海流資料包括海流特性、特征流速等。波浪資料包括波浪特性、設計波要素等。泥沙資料包括不同潮周期的含沙量特征值，懸沙、底質類型及中值粒徑、平均粒徑等粒度參數。其他海洋水文資料，包括海水溫度、密度等與防沖刷保護設計相關的海洋水文要素。工程海域海洋沉積資料，包括工程及附近海域泥沙來源，海床地形地貌特征、及海床歷史演變過程、原因與沖淤速率分析成果等。工程海域海上風電機組基礎設計資料，包括基礎主體結構的型式、尺寸、機位處水深和基礎周邊海底電纜布置等。工程海域和其周邊海域的沖刷情況及防沖刷工程措施施工條件，包括工程海域料來源和供應條件、施工船機設備等。工程區大范圍海床沖淤變化特征。工程區海床沖淤的變化范圍和沖淤速率。海床演變對風電場工程的影響。海床演變專題內容應滿足下列要求：海床演變分析應包括海床穩定性分析和沖淤趨勢預測。海床演變分析應在現場查勘的基礎上，利用歷史水下地形圖、遙感影像及有關岸、海床穩定性。應根據實測潮流及余流方向、懸沙含量、水沙輸運通量、海底沉積物的分布、析判斷泥沙來源和運移方向。應通過歷次水下地形對比分析，確定場區海床歷年沖淤的幅度和速率變化趨勢，分析計算可能存在的最大自然沖刷深度；對歷史水下地形圖等有關測繪資料應考證測量年代、測量精度、坐標和高程系統等，對各種地形圖分析時應采用統一比例尺和基面。當海床沖刷較嚴重或人類活動影響較明顯時，應進行全潮水文測驗和水下地形測量，并應通過模型試驗等途徑，分析場區的沖刷趨勢和幅度。刷深度、沖刷坑范圍等。一般規定物理模型試驗下列情況宜采用物理模型試驗進行基礎局部沖刷分析：場區海床底質易沖，基礎型式對沖刷敏感。不符合沖刷公式的適用條件。對數值模擬或沖刷公式的計算成果有疑。使用非樁基礎、新型基礎型式或外形復雜的基礎型式。設計中的特定情況。局部沖刷物理模型宜采用正態模型。物理模型試驗前應制定試驗大綱。物理模型及邊界條件應能代表結構物的工作狀況，并應符合下列要求：可沖刷床沙的厚度應大于海床可能出現的最大沖刷深度。海床覆蓋層厚度較薄且可能的沖刷幅度較大時，應根據床沙級配垂向分布分層鋪沙。模型動床的范圍應覆蓋工程需要的范圍，定床與動床之間應設置過渡帶。動、定床交界面應平順連接。模型試驗應在室內進行，避免因風引起的漣波或小波的影響。在具備臨近海域工程基礎局部沖刷實測資料的條件下，宜開展物理模型驗證試驗。除應符合本導則的規定外，物理模型試驗還應符合《水運工程模擬試驗技術規范》JTS/T231的有關規定。數值模擬數值模擬采用的數值計算方法應滿足相容性、收斂性、穩定性和準確性的要求。數值模擬計算應包括下列內容：數值模型、計算理論的選擇。計算工況、計算范圍及網格的確定。初設條件和邊界條件的設定。模型參數的率定。計算結果應給出潮位、流速、流向、含沙量及床面沖淤變化等結果。網格尺度應能反映水下實際地形和沖刷前后地形的變化。重點研究部位網格應加密，網格疏密過渡應合理。不應大于風電機組基礎各組成部位的最小尺度。平網格尺度相匹配。沖刷公式采用沖刷公式進行樁基礎局部沖刷分析前，應取得以下資料：工程海域水文資料，包括水深，設計流速、設計波要素、海水密度等。工程海域底質資料，包括底質的分類、密度、中值粒徑等。樁基礎設計資料，包括樁基礎的布置、形狀、尺寸等。底質為粉土和黏性土的樁基礎局部沖刷深度可按韓海騫公式進行計算：???? ????0.6????00.7=7.??1??2?? ? ? ????0.8? ? ? ????（4.4.2-1）????=????(???)0.5（4.4.2-2）式中：S——潮流作用下樁基礎最大沖刷深度（m）；h ——全潮最大水深（m）；B ——最大水深條件下平均阻水寬度（m）；d50 ——泥沙中值粒徑（m）；Fr ——弗汝德數；u ——全潮最大垂線平均流速（m/s）；g ——重力加速度（m/s2），9.81m/s2；k1 ——1.00.862；k2 ——1.01.176。底質為砂土的樁基礎局部沖刷深度可按王汝凱公式進行計算：????lg??=?1.293+?（4.4.2-3）H H2L????3????????+(?????????L)HL(?)2????=fL????????sp= (?????????)????????????2?4???????? 50（4.4.2-4）????2=?????（4.4.2-5）HL2????????=?3（4.4.2-6）fw2Ns=[(?????????)?????]???????????? 50（4.4.2-7）????????Nrp=????（4.4.2-8）式中：Nf ——海流的弗汝德數的平方；Ur ——厄塞爾數；Ns ——泥沙沉積數Nrp ——樁的雷諾數H ——波高（m）；L ——波長（m）；D ——樁柱直徑（m）；V ——行進流速（m/s）；Vfw——波流合成速度ρs——泥沙干密度（kg/m3）；ρ——水密度（kg/m3）；d50 ——泥沙中值粒徑（mm）；ν ——水的運動粘滯系數（m2/s），1×10-6m2/s。動平衡輸沙狀態下，對于底質為砂土或礫石的樁基礎局部沖刷深度可按下列公式計算：沖刷坑最大深度可按下列公式計算：????=.{1?e?.(???)}(??≥)????（4.4.2-9）??ax?????????????=????（4.4.2-10）????H??ax=????sin(???)（4.4.2-11）2????2? ?=????????tanh(?????)????（4.4.2-12）式中：T ——波浪周期（s）；H ——有效波高KC ——無量綱場數；umax——樁柱處海床附近的波浪速度的變化幅度（m/s）；k ——波數。對恒定流，KC趨向于無窮，SD1.3；對波浪作用下，KC6時，可按不形成沖刷坑考慮。底質為砂土或礫石時，任意時刻的樁基礎周圍局部沖刷深度可按照下列公式計算：??????t=?????1?ep??????1（4.4.3-1） ?1????(??s?)????3 ?1=? ????2 ? ????（4.4.3-2） ????2??s= f ????(?????????1)????（4.4.3-3）???? 2.5????? 4.7?????=6.4?2.5?ln? + ???f ? ????f（4.4.3-4）?????= 1 ?????2.22000????s（4.4.3-5）w??f=J2???ax（4.4.3-6）.4?(??????N)05 (??????N>)w=?0.4?(????????)0.5 (???????? <)N N（4.4.3-7）??ax?????????=2????（4.4.3-8）????????3?????=06? ???s（4.4.3-9）式中：St ——任意t時刻的沖刷深度（m）；t——沖刷時間T1——特征時間θs——Shields參數；Uf ——床面摩阻流速（m/s）；Gs ——海床土的土粒比重；d ——粒徑（m），d50計算；T* ——無量綱特征時間，當海洋動力為恒定流時，可按照式（4.4.3-4）~式（4.4.3-5）計算T*；當海洋動力為波浪時，可按照式（4.4.3.6）~式（4.4.3.9）計算T*；fw ——波浪摩擦系數；a ——自由流振幅（m）；kN ——海床糙度（m），2.5d50。樁基礎的局部沖刷坑半徑可下式進行計算：???? ????????= +2 tan????（4.4.4）式中：r——以樁中心為原點的沖刷坑半徑（m）；φ ——沖刷坑坡度（°），宜通過工程海域、臨近海域沖刷監測數據或通過試驗確定，在無相關資料時，可假設坡度與內摩擦角相同。一般規定5.1.4防沖刷工程措施的材料和結構應符合下列要求：堅固耐久，抗沖刷、抗磨損性能強。適應海床變形能力強。便于施工、修復、加固。就近取材、經濟合理。符合相關環保要求。防沖刷工程措施應采用專業的船機設備施工。風電機組基礎主體結構施工完成后宜盡快開展防沖刷工程措施施工。防沖刷工程措施施工前，應完成下列工作：開展海床測量。分析工程特點、水文條件、氣象條件對防沖刷工程措施施工工藝的影響。收集短期預報資料，避開不利施工時間。防沖刷工程措施的施工不得破壞風電機組基礎主體結構、防腐蝕系統、附屬構件和基礎周邊海底電纜。防沖刷工程措施的施工應最大化減小對環境的影響。防沖刷工程措施宜覆蓋基礎局部沖刷坑的平面范圍。重力式基礎安裝完成后，應采取工程措施防止基礎底部和附近土體沖刷引起侵蝕和掏空。重力式基礎的防沖刷工程措施宜根據物理模型試驗或數值模擬成果確定。對存在底部流速較大、地基土有被掏刷風險的重力式基礎應采取加大基床外肩寬度、放緩邊坡、增大埋置深度等保護措施。防沖刷工程措施施工完成后應通過單波束測深、多波束測深、側掃聲吶掃測、三維圖像聲吶掃測、潛水員探摸等方法進行施工質量檢驗。拋石保護拋石保護可用于海床表層地質為砂質、混砂質的工程海域。石料應具有致密、堅硬、耐用并能抵抗海水侵蝕等特點。150mm～200mm250mm；250mm～350mm400mm5.2.5拋石保護施工前，宜在沖刷坑深度范圍內的海床表面設置土工織物等保護措施。5.2.6拋石保護水上施工時，應根據水深、流速、流向和波浪等水文條件，確定拋石船的駐位。1m。混凝土連鎖排保護位于地形較為復雜、流速大的海域的海上風電機組基礎可采用混凝土連鎖排保護。混凝土連鎖排的材料、性能宜滿足下列規定：C25。200g/m2150g/m2紡土工織物復合使用。混凝土塊體宜采用防老化的連結繩系結。軟體排綁扎環宜采用強度較高的聚丙烯或尼龍材料。148的有關規定。A驗算。混凝土連鎖排構造要求宜符合下列規定：10cm2。3cm~10cm1.0m。混凝土連鎖排可設計為多片搭接的方式，排與排之間的有效搭接長度不宜小于2.0m。混凝土連鎖排的制作、運輸和施工應符合下列要求：混凝土塊的規格、尺寸、數量和強度等指標應滿足設計要求。混凝土塊在起吊、堆存前的強度應滿足設計要求。混凝土塊與軟體排加筋帶的系結方式、間距和系結材料等應滿足設計要求。軟體排土工織物排體、加筋帶和綁扎環的材料和縫制應滿足設計要求。60%。的位置、長度和寬度，并應計入軟體排的褶皺量、收縮量和搭接量。混凝土連鎖排鋪設前應合理填補局部坑洼。混凝土連鎖排應根據軟體排尺寸、施工條件等采用吊裝或鋪排等方法進行施工。2m以內。混凝土連鎖排的制作質量要求應符合現行行業標準《海上風電場土建工程施工質量檢驗與評定標準》NB/TXXXXX-202X5.3.8-2的規定表5.3.8混凝土連鎖排施工允許誤差序號項目允許偏差（mm）l軟體排軸線500mm2軟體排鋪設長度±1000mm3搭接寬度500mm4混凝土塊間距縱橫向邊長的10%5.4 砂被軟體排保護2層塊石。土工織物規格、斷裂強度、標準強度對應伸長率、CBRO90、垂直滲透系數等主要性能指標應根據自然條件、使用要求和施工條件等綜合確定，還應符合現行國家標準《土工合成材料長絲機織土工布》GB/T17640相關規定。工、運行受力要求確定。加筋帶或尼龍繩。吊環數量、分布等可根據試吊情況進行調整。加筋帶密度。對于低潮露灘等暴露使用環境下，土工模袋還應具有良好的抗紫外線性能。砂被軟體排填充材料可根據要求采用細砂或中粗砂、碎石等。砂被軟體排應滿足波流共同作用下的抗掀動穩定性，并應符合下列規定。砂被軟體排在水流作用下的抗掀動穩定驗算可按式（5.4.4）下的壓載穩定宜由模型試驗確定。??????????2????????≥?????????????????????????2????????????（5.4.4）式中：tm——砂被等效厚度（m），指折算到單位面積上壓載物的平均厚度；Ks——抗掀動安全系數，可取1.2~1.4，水流復雜的區域取大值；αm——系數，與水流流態、壓載形式有關，無壓載或拋石壓載可取1.0；V ——水流垂線平均流速（m/s）；γm——砂被重度（kN/m3）；γw——海水重度（kN/m3）；g——重力加速度（m/s2）。根據抗掀動穩定驗算情況，可增加砂被軟體排厚度或在上層增加壓載，砂被軟體排邊緣和搭接部位的壓載應增加25%~50%。塊壓載時應防止塊石或混凝土棱角造成砂被破損。砂被軟體排可根據施工條件，設計為多塊相互搭接的形式，搭接長度宜不少于2.0m。砂被厚度應根據抗掀動穩定驗算、使用要求、施工條件等綜合確定，不宜小于400mm。砂被袋體所采用的土工模袋應按設計要求進行加工縫制，并應符合下列規定：工質量檢驗與評定標準》NB/TXXXXX-202X的有關規定。砂被袋體應采用包縫法進行縫制，縫接處的強度不應低于原土工織物拉伸強度的70%。砂被尺寸較大時，袋體內應設置一定數量的隔艙。求，對產品質量進行檢驗檢測。充砂前應檢查袋體有無破損，有破損時應及時修補或更換袋體。時綁扎充砂口。砂被軟體排充灌時應確保砂流通暢，充灌后應檢測砂被厚度。充灌厚度、飽和度誤差應符合現行行業標準《海上風電場土建工程施工質量檢驗與評定標準》NB/TXXXXX-202X的有關規定。若在現場充砂，不得從風電場內采砂。風電機組基礎施工前砂被、砂袋需運至施工現場，宜在基礎主體結構施工完成后14天內進行砂被及砂袋的鋪設施工，并應符合下列規定：先用砂袋將沖刷坑填平。可根據砂被軟體排尺寸、施工條件等采用吊裝鋪填、專用船翻板拋填等方法。時應保持平整，避免褶皺。波浪強度及方向，做好相應的施工措施及安全防護工作。施工完成后，應通過水深測量、潛摸、GNSS確定施工質量，并根據復測結果進行附屬結構和海纜施工。施工期間應定期檢查防沖刷效果。砂被施工完成后砂被平面位置允許偏差±500mm，搭接長度偏差±ΔL/5（ΔL為搭接長度）。砂被軟體排鋪設施工和檢測時應有監理工程師在場并記錄，記錄的內容應至少包括固化土保護固化土宜滿足下列指標要求：1.35g/cm3~1.50g/cm3范圍內。15cm~35cm380%。410-5cm/s。300kPa。3m/s。固化劑應選擇環保型、對環境無污染材料。固化土吹填厚度不宜小于0.5m。沖刷保護區內，固化土應均勻吹填；沖刷保護區邊緣，應形成過渡緩坡，與海床平滑連接。固化劑倉儲運輸過程中，應采用防雨、防潮措施，確保固化劑的干燥。固化土的配合比應根據室內配合比試驗及現場取樣測試綜合確定。14固化土吹填施工時間段宜為平潮期前后。固化土吹填完成后，應檢測固化土的范圍、標高、完整性及現場取樣試塊的參數NB/TXXXXX-202X的有關規定。預留沖刷深度預留沖刷深度應考慮風電場運行期內水深變化的影響。監測設計一般規定海上風電場在施工期和運行期均應開展沖刷監測。運行期沖刷監測可采用具備數據自動采集功能的監測系統進行。沖刷監測時宜同步記錄潮位信息，并收集海流、波浪等水文要素。發生風暴潮、臺風、海洋水文異常等特殊情況后，宜盡快開展一次沖刷監測。當監測數據異常時，應盡快開展一次沖刷監測。所有的監測記錄均應保存完整。監測內容海床演變監測應符合下列規定：海床演變監測范圍宜涵蓋風電場內全部范圍。海床演變監測宜通過在監測范圍內布置若干地形監測斷面的方式進行。海床演變監測內容可包括風電場的海床整場地形等。海床演變監測宜每年開展一次。海床演變監測宜采用單波束測深或多波束測深的方法進行。風電機組基礎局部沖刷監測應符合下列規定：基礎局部沖刷監測范圍應根據不同基礎型式確定，宜完全涵蓋基礎周圍沖刷坑。基礎局部沖刷監測范圍應至少符合下列要求：表6.2.2基礎局部沖刷監測范圍序號基礎型式監測范圍1單樁基礎以基礎中心為原點，半徑為泥面處樁徑4倍的圓形范圍。2高樁承臺基礎以基礎中心為原點，半徑為泥面處基礎外輪廓直徑2倍的圓形范圍。3重力式基礎或吸力筒型基礎以基礎中心為原點，半徑為重力式基礎底部直徑或吸力筒筒體直徑2倍的圓形范圍。4導管架基礎以基礎中心為原點，半徑為泥面處基礎外輪廓2倍直徑的圓形范圍。5吸力筒導管架基礎以基礎中心為原點，半徑為泥面處基礎外輪廓2.5倍直徑的圓形范圍。基礎局部沖刷監測內容宜包括局部沖刷坑形態、沖刷深度。1個月內、36個月內6個月~12防沖刷工程措施監測應符合下列規定：防沖刷工程措施監測范圍應符合下列要求：平面鋪設形狀為矩形的防沖刷工程措施，其監測區域至少應涵蓋以風電機組基1.5倍防沖刷工程措施長邊長度的圓形區域。平面鋪設形狀為圓形的防沖刷工程措施，其監測區域至少應涵蓋以風電機組基1.5倍防沖刷工程措施的直徑的圓形區域。近的沖刷坑形態、沖刷深度等。6.2.24款。6.2.25款。海底電纜接入端監測應符合下列規定：海底電纜接入端監測范圍宜涵蓋自風電機組基礎外側至入泥處段的海底電纜。海底電纜接入端監測宜包括海纜形態及在海水中的長度等。6.2.24款。開展。監測方法及技術要求監測區域已有的地形圖、海圖、掃測數據及潛水探摸成果。控制測量成果及其說明。監測區域的水文、氣象、交通條件、地質類型等環境資料。監測目標的工程資料。其他與監測有關的資料。7901362附錄A混凝土連鎖排穩定性驗算壓載穩定驗算和中間部位壓載穩定驗算，并應符合下列規定。軟體排搭接部位壓載穩定驗算，黏性土等抗沖性好地基的軟體排邊緣壓載穩定A.0.1-1A.0.1-2所示，水流為均勻流或接近于均勻流時，可采用垂線平均流速，按式（A.0.1-1）~式（A.0.1-3）驗算；非均勻流特征顯著時，宜采用底流速，按式（A.0.1-4）~式（A.0.1-6）驗算。圖A.0.1-1壓穩算示圖邊部） 圖A.0.1-2載受意圖對于砂土、粉土等抗沖性差地基的軟體排邊緣壓載穩定驗算，施工期可不考慮排邊沖刷的有利作用，可采用垂線平均流速，按第A.0.1.1款驗算；運行期可考慮排邊A.0.1-3，按式（A.0.1-1）、式（A.0.1-2）和式（A.0.1-7）驗算。圖A.0.1-3排邊沖刷條件下邊緣壓載穩定驗算簡圖軟體排中間部位壓載穩定驗算，水流為均勻流或接近于均勻流時，可采用垂線平均流速，見圖A.0.1-4，按式（A.0.1-8）和式（A.0.1-9）驗算；非均勻流特征顯著、紊動強度顯著時，宜通過物模試驗確定。圖A.0.1-4中間部位壓載穩定性計算簡圖????≤????????????（A.0.1-1）????????????????= ??0????????????（A.0.1-2）????????????????1 6????????(????????s????+????sin????) ??????????? ????????= J J ?????????1+???? ????????????2s2????+????L????(????+3????????)s2?????????????????????????sin2???? ???? ????（A.0.1-3）????????≤????????????（A.0.1-4）????????????????????????????= ??0????????????（A.0.1-5）6????????(????????s????+????sin????) ???????????????????????????=J J ????????3????????????2s2????+????L????(????+3????????)s2?????????????????????????sin2???? ????（A.0.1-6）????????????????1 6????????(????????s????+????sin????) ??????????? ????= J J ?????????1+???? ????????????2s2????+????L????(????+3????????)s2?????????????????????????sin2???? ????（A.0.1-7）????≤????2（A.0.1-8） 1 2 ?????????????????2=J J J ????????????0???????????? ???????? ????（A.0.1-9）式中：V ——設計垂線平均流速（m/s），可采用物模、二維水流數模計算確定；0

——邊緣或搭接部位設計失穩垂線平均流速（m/s）；——邊緣或搭接部位臨界失穩垂線平均流速（m/s）；——結構重要性系數，取1.1；t ——1.301.20；d ——1.1~1.25；m ——1/8；lm ——At折算成矩形板的等效長度（m）；——非矩形板壓載塊底部有效長度（m）； ——軟體排灘面坡角（°），0°；t ——壓載塊厚度（m）；D ——1.0；L ——0.2m1.750.12m時取1.35，對于上下削角型，取1.15；l ——壓載塊長度（順水流方向）（m）；b ——壓載塊密度（kg/m3）；b ——水密度（kg/m3）；g ——重力加速度（m/s2）； ——2.01.0；d ——灘面水深（m）；ud ——設計底流速（m/s），y=0.5t處的流速，對于軟體排搭接部位取y=t處的流速，可采用物模、三維水流數模計算確定；udsd

——設計失穩底流速（m/s）；——臨界失穩底流速（m/s）；——外短期沖刷深度（m），可取0.5m~1m，沖刷前水深小時取小值，反之取大值，有經驗時可適當提高；

——中間部位設計失穩垂線平均流速（m/s）；——脈動壓力系數，根據水流緩急程度確定，紊動小時可取0.25，紊動大時相應提高，具體根據經驗確定；tm ——壓載塊折算為矩形板的等效厚度（m）；壓載穩定驗算和中間部位壓載穩定驗算，并應符合下列規定。1A.0.2-1所示：1??0?????????+?????????≤????????????????（A.0.2-1）????????=2????????（A.0.2-2）????+????????????= 6 ????????????（A.0.2-3）????????M????=2????（A.0.2-4）????????????????????????=???? ????（A.0.2-5）0P

——結構重要性系數取1.1；——波浪正向水平力分項系數，運行期宜取1.30，施工期宜取1.20;MP ——正向水平波浪力標準值對壓載塊后趾的傾覆力矩（kN·m）；n ——1.301.20；Mn ——波浪浮托力標準值對壓載塊后趾的傾覆力矩（kN·m）；d ——1.1~1.25；C ——1.0；MC ——自重力標準值對壓載塊后趾的穩定力矩（kN·m）；t ——壓載塊厚度（m）；Pmax——作用在壓載塊上波浪正向水平力最大標準值（kN）；l ——壓載塊長度（沿波浪方向）（m）；ls ——非矩形板壓載塊底部有效長度（m）；Pnmax——作用在壓載塊上波浪浮托力最大標準值（kN）；——作用在壓載塊的自重力的標準值（kN）；μ ——0.60.7。圖A.0.2-1波浪作用下壓載塊受力圖2H/d<0.2d/L≥0.2H/d>0.2d/L>0.35上的波浪正向水平力可按下列規定計算：波浪正向水平力由速度分力和慣性分力組成，按下列公式計算：????????H2???????? 1????ax=?????? L sin(????????L)（A.0.2-6）????????H???????????? 1??????=??M L s(????????L)（A.0.2-7）maxmax時，按下式計算：????????=????（A.0.2-8）maxmax時，按下式計算：P2P =P ?1+0.25????????????????????????????? ????max P2????????????????（A.0.2-9）式中：PDmax——作用在壓載塊上波浪正向速度力的最大值（kN）；CD ——0.8；π ——圓周率； ——水的重度（kN/m3）；——設計波高（m）；l ——壓載塊長度（沿波浪方向）（m）；t ——壓載塊厚度（m）；L ——波長（m）；d ——灘面水深（m）；CM

——作用在壓載塊上波浪正向慣性力的最大值（kN）；——慣性力系數，可取1.25；b ——壓載塊寬度（m）3作用在中間部位壓載塊上的波浪正向水平力可按第A.0.2-2款計算，并乘以折減系數0.6~0.7。4H/d<0.2d/L<0.2H/d>0.2d/L<0.35A.0.2-2A.0.2-3款計max乘以修正系數α，修正系數α可按A.0.2-2確定。圖A.0.2-2修正系數α5 0.04≤d/L≤0.2時，作用于壓載塊上的波浪正向水平力除應按第A.0.2-2款、第A.0.2.3max乘以修正系數P，修正系數pA.0.2-3確定。圖A2.0.2-3修正系數p搭接部位壓載穩定驗算和中間部位壓載穩定驗算，并應符合下列規定。A.0.3所示：1??0???????????+??????????+???????????≤??????????????????（A.0.3-1）???? ????+3????????????=2????+ 6 L（A.0.3-2）????????=???????? ????2??????2????（A.0.3-3）????L=????L ????2??????2????（A.0.3-4）0t

——結構重要性系數，取1.1；——水流力分項系數，運行期宜取1.30，施工期宜取1.20；Mt ——水流力標準值對壓載塊后趾的傾覆力矩（kN·m）；p ——1.301.20;Mp ——正向水平波浪力標準值對壓載塊后趾的傾覆力矩（kN·m）；n ——1.301.20；Mn ——波浪浮托力標準值對壓載塊后趾的傾覆力矩（kN·m）；d ——1.25~1.35；C ——1.0；MC ——自重力標準值對壓載塊后趾的穩定力矩（kN·m）；T ——壓載塊厚度（m）；FD ——作用在壓載塊上的水流拖曳力標準值（kN）；L ——壓載塊長度（沿波浪方向）（m）；ls ——非矩形板壓載塊底部有效長度（m）；FL ——作用在壓載塊上的水流舉力標準值（kN）；D ——1.0； ——水密度（kg/m3）；ud ——設計底流速（m/s），y=0.5t處的流速，對于軟體排搭接部位取y=t處的流速，可采用物模、三維水流數模計算確定；b ——壓載塊寬度（m）L ——0.2m1.750.12m時取1.35，對于上下削角型，取1.15；A.0.3A.0.2Pu時，可按現行行業標準《港口與航道水文規范》JTS145進行修正。本標準用詞說明為了便于在執行本標準條文時區別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如下：表示很嚴格，非這樣做不可的：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”。表示嚴格，在正常情況均應這樣做的：正面詞采用“應”，反面詞采用“不應”或“不得”。3）正面詞采用“宜”，反面詞采用“”。4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞，采用“可”。條文中指明應按其他有關標準執行的寫法為“應符合……的規定”或“應按……執行”。引用標準名錄下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。《土工合成材料長絲機織土工布》GB/T17640《海上風電場土建工程施工質量檢驗與評定標準》NB/TXXXXX-202X《水運工程模擬試驗技術規范》JTS/T231《水運工程土工合成材料應用技術規范》JTS/T148《多波束測深系統測量技術要求》JT/T790《側掃聲吶測量技術要求》JT/T1362《港口與航道水文規范》JTS145中華人民共和國能源行業標準海上風電機組地基基礎防沖刷保護設計導則NB/Txxxxx條文說明制定說明《海上風電機組地基基礎防沖刷保護設計導則》NB/TXXXX-202X，經國家能源局XX年XX月XX日以第XX號公告批準發布。本導則制定過程中，編制組進行了廣泛的調查研究，總結了國內外已建海上風電場工程、水運工程、橋梁工程、鐵路工程的實踐經驗，深入、吸收了近年來國內外在海上風電機組基礎設計與施工技術方面所取得的科技成果，并向有關設計和科研單位征求了意見。為便于廣大設計、施工、科研院校等單位有關人員在使用本規范時能正確理解和執行條文規定，本導則編制組按章、節、條順序編制了本規范的條文說明，對條文規定的目的、依據以及執行中需注意的有關事項進行了說明。但是，本條文說明不具備與導則正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握導則規定的參考。目 次3基本規定 344基礎局部沖刷分析 414.1一般規定 41數值模擬 41沖刷公式 415基礎防沖刷保護設計與施工技術要求 55一般規定 55拋石保護 57混凝土連鎖排保護 57砂被軟體排保護 59固化土保護 59預留沖刷深度 596監測設計 61一般規定 61監測內容 61附錄A混凝土連鎖排穩定性驗算 63基本規定機位布置時應優先考慮避開海床演變劇烈的位置。基礎周邊海床受潮流、波浪等海洋環境因素的影響，易發生沖刷、淤積等情況，工程中，出現樁基礎周邊海床面兩年內被沖刷10m深度的情況，嚴重影響到風機的安全。因此，進行地基基礎沖刷分析十分必要。海上風電機組基礎沖刷包含三個組成部分：局部沖刷（Localscour）：單個基礎構件（如單樁基礎和多樁基礎中的基樁）周圍陡峭的沖刷坑。因結構整體效應產生的局部沖刷（Globalscour）：由于整體結構效應、多重結構相互作用或波浪-土-結構相互作用，在結構周圍形成了大范圍的淺層沖刷盆地。海床演變（Seabedevolution）：無風電場工程情況下也會出現的整體海床運動，圖3.1（a）和（b）分別繪出了海床演變趨勢為沖刷情形下的單樁、多樁基礎沖刷示意圖。圖中海床演變趨勢為沖刷，實際根據場址內部還可能出現淤積情況。圖3.1單樁、多樁基礎沖刷示意圖1——沖刷前海床面；2——海床演變后海床面；3——樁群引起的局部沖刷；4——單根基樁引起的局部沖刷；5——基樁為便于設計人員評估不同場區海上風電場工程沖刷情況，并為防沖刷工程措施選擇提供參考，本導則收集整理了我國由北到南13個典型海上風電場的資料，調查結果如表3.1所示。--表3.1典型海上風電場沖刷情況及防沖刷保護成效工程概況海床演變概況局部沖刷分析方法現場沖刷情況或防沖刷保護成效1遼寧省大連某海上風電場工程：1）水深：19m~30m。0.81m/s。7.29m7.84s。礎。海域總體上呈現緩慢淤積狀態，21年間最大沖淤幅度0.6m左右，整體穩定。考慮波浪的韓海騫沖刷公式3m2山東省煙臺某海上風電場工程：1）水深：21m~30m。0.81m/s。8.18m9.35s。海域總體上呈現緩慢沖刷狀態，未出現大沖大淤變化，海床總體呈現穩定狀態。采用韓海騫、王汝凱沖刷公式計算取包絡值1531.5m63江蘇省鹽城某海上風電場工程：9m~17m。1.61m/s。7.67m7.00s。采用DNV、韓海騫、王汝凱沖刷公式計算取包絡值30m×30m53~9m6m6.4m。4江蘇省某海上風電場工程：6m~17m。2.15m/s。6.12m6.91s。自北向南呈現淤積-沖刷-淤積的分布，沖淤幅度較大。沖刷主要發生在潮流通道的底部。局部沖刷深度采用韓海騫公式計算5上海市某海上風電場工程：1）水深：14m~16m。2.25m/s。4.97m8.43s。沖淤幅度不大，21年間最大沖淤幅度0.6m左右，海床基本處于穩定狀態。局部沖刷深度采用韓海騫和DNV公式計算1.69m良好。6浙江省某海上風電場工程：1）水深：31m~37m。2）潮流：正規半日潮流區，往復流為主。最大可能表層流速為0.8m/s。3）波浪：波高16.00m，波周期14.00s。礎。0m以下水域總體呈微沖刷趨勢，沖刷幅度在0.5m以內，年沖刷速率不足2cm。保持動態的相對穩定狀態。局部沖刷深度采用韓海騫、DNV公式計算取包絡值1m。2m。7浙江省嘉興某海上風電場工程：1）水深：15m~19m。4.18m/s。6.97m7.05s。工程海域有沖有淤。其中淤積區占工程區總面積的75%，年均淤積3~4cm，沖刷區占工程區總面積25%，年均沖刷2~3cm。采用DNV、韓海騫、王汝凱沖刷公式計算1.4~5.0m5m3.24~5.6m。6m3.6m。8福建省福清某海上風電場工程：4m~19m。1.40m/s。4.28m9.9s。等深線總體向岸侵蝕。韓海騫沖刷公式基礎均采用預留沖刷深度方式。掃測的大部分風機基礎周圍存在沖刷坑。15m3m9廣東省陽江某海上風電場工程：1）水深：30m~35m。2）潮流：不正規半日潮流和不正規全日潮流混合潮流，運動形式為旋轉流，最大可能表層流速為0.46m/s。3）波浪：波高14.48m，波周期11.34s。工程場區位于泥沙運動不活躍地區，海床基本穩定。采用考慮波浪的韓海騫公式和DNV公式取包絡值。基礎均采用預留沖刷深度方式。1.94m0.79m2.86m。10廣東省汕頭某海上風電場工程：1）水深：18m~26m。2）潮流：不正規半日潮流，受地形控制往復流為主，最大可能表層流速為2.50m/s。3）波浪：波高9.19m~13.09m。1971~2017年沖刷為主。2010年以前，整體表現為弱侵蝕態勢；2010年以后，則表現為有沖有淤。基礎均采用預留沖刷深度方式。三次掃海結果反映基礎基本無沖刷。11廣東省珠海某海上風電場工程：1）水深：11m~21m。2）潮流：屬不正規半日混合潮流，運動形式以旋轉流為主，最大可能表層流速為1.14m/s。3）波浪：50年一遇有效波高5.17m~8.59m，譜峰周期12.7s~15.8s。看工程區沖淤平衡或微淤狀態。物理模型試驗基礎均采用預留沖刷深度方式。實測數據表明，沖刷深度約為0.5m~1.5m。12廣東省汕尾某海上風電場工程：1）水深：25m~30m。2）潮流：屬不正規半日混合潮流，運動形式以旋轉流為主，最大可能表層流速為0.55m/s。3）波浪：波高8.81m~13.17m。））。0.02m/a以0.01m/a；中部0.08m/a。采用韓海騫、王汝凱沖刷公式計算基礎均采用預留沖刷深度方式。實測數據表明，基礎最大沖刷深度約為1.73m。13廣東省湛江某海上風電場工程：1）水深：13m~24m。0.44～2.08m/s。5018.14m。總體為沖刷態勢，南、北深槽東側淤積，西側沖刷，灘槽東、西擺動變化大，有向西推進的趨勢。場址內風電樁基范圍內沒有明顯的沖刷區。物理模型試驗基礎采用預留沖刷深度方式。目前已掃測最大局部沖深達到6m；北區情況較好，大部分機位在4m以內，南區部分機位沖深達6m。注：無特別指明，工程概況中水深為場址極端高水位下對應水深；波浪要素重現期為50年，波列累積頻率為1%，周期為平均周期。--3.0.5海床演變的影響因素包括海床地形、水動力條件、懸沙與底質特征、泥沙輸運、人類活動等，機制十分復雜。由于海床地形與海域水深反映了工程海域內泥沙在多種動力作用下的綜合結果，因此目前分析海域海床演變最直接、最重要的依據是不同時期海床地形與海域水深資料。遙感分析技術已經是一個較為成熟的技術，并且已在在我國江蘇大豐、廣東陽江的5部分:GB/T14914.5部分衛星遙感技術方法》HY/T147.7。泥沙數值模型也是海床演變分析的常用分析方法。采用泥沙數值模擬方法時，需要符合現行行業標準《水運工程模擬試驗技術規范》JTS/T231的相關規定。一般規定4.1.2局部沖刷實測、調查資料可以是場區附近水動力、泥沙條件相似區域的局部沖刷實地調查資料，或本場區樣機、測風塔等工程基礎沖刷資料。數值模擬4.3.4各種數值模型均有一定的適用范圍。當計算水域可劃分為具有不同特點、適用于不同數值模型的幾個區域時，在各區域內選用各自適合的數值模型，使獲得更為合理的計算結果，多種數值模型嵌套使用時，需注意數值模型在各區域邊界處的協調。格式分有ADI法、三角元法、破開算子法、貼體坐標變換法和體積元法等。各種模式均有其實用條件和優缺點，根據其穩定性、收斂性和實用效果選用。沖刷公式刷的主要的水動力特征是單向流作用。試驗數據表明，單向流作用下，樁基礎迎水面底部的馬蹄渦、背水面尾渦脫落以及兩側流線收縮是產生樁周局部沖刷的主要原因。單向流作用下局部沖刷的主要影響因素包括水流流速、水深、泥沙粒徑及粒徑分布、樁徑及布置形式和時間。海上風電機組樁基礎局部沖刷主要受潮流和波浪作用。潮流環境下，由于潮流流速與水深變化，增加了局部沖刷的復雜性及特殊性。目前，學術界對如何在沖刷公式中概化潮流特點尚未達成一致。純波浪作用下，根據波要素尺度和樁柱尺度相對大小（KCD/L表征下，沖刷坑的形態有所不同。目前對于學術界對于大、小直徑樁的界定標準尚沒有統一。波浪與水流共同作用下，樁柱周圍流態更加復雜，因此局部沖刷更難以預測。我國海上風電場工程缺少長期的水深、波浪、海流、沖刷同步監測數據，難以定性分析形成局部沖刷的主要水動力，也難以規定局部沖刷公式中的合理的設計水文參數。此外，海床演變和局部沖刷是相互影響的整體，但目前海床演變只能達到趨勢性分析程度，因此，難以確定局部沖刷對總體基礎沖刷的貢獻量。上述兩點原因對海上風電場工程基礎局部沖刷公式的建立、驗證造成了很大難度。為滿足工程設計需求，本導則編寫組對工程項目中常用的樁基礎局部沖刷公式進行了調研（表3.1）。結果表明，韓海騫公式、王汝凱公式和DNV推薦公式最為常用。為便于設計單位合理選擇沖刷公式，本導則補充了韓海騫公式、王汝凱公式和DNV推薦公式的適用范圍。韓海騫公式B0.8m～42.0m；全潮最大流速（垂線平均流速）u1.4m/s～8.0m/sh4.5m～31.0md500.008mm～0.140mm。近岸海域由于水深較淺，波浪作用不容忽略，可在潮流流速的基礎上疊加波浪的附加流速，以此在韓海騫公式中反映波浪對于局部沖刷的貢獻。有學者采用現行行業標準《港口與航道水文規范》JTS145UU.0.7-4u進行疊加，帶入正文式（4.4.2），價值。補充波浪水質點平均流速計算公式如下：H2=.2?????（4.4-1）????????????= 2????（4.4-2）式中：V2——波浪水質點平均水平流速（m/s）；H ——波高（m）；h ——水深（m）；C ——波速（m/s）；g ——重力加速度（m/s2）；T ——波周期（s）；k ——波數。王汝凱公式王汝凱基于室內試驗分析結果得出，采用無量綱形式列出適用條件如下：D/d50的范圍為63.5~201.3；Nrp的范圍為4094.9~23299.5；Ns的范圍為4.7~7.8。式（4.4.2-9）雷諾數中的運動粘滯性系數是溫度的函數，《Supportstructuresforwindturbines》1×10-6m/s。當溫度對計算結JTS144取用。DNV公式DNV公式基于Sumer等（2002）室內試驗分析結果，適用于無黏性土在動床沖刷情況下局部沖刷深度計算。《Supportstructuresforwindturbines》DNVGL-ST-0126中指出，本公式用于衡量局部沖刷時，可適當補充一些額外的安全裕度。學術界有觀點認為，潮流引起的橋墩最大局部沖刷深度取決于漲、落急最大流速，在足夠長的潮周期作用下，其與單向流相同流速條件下最大局部沖刷深度基本相同；另一種觀點認為潮流作用下存在反向流的泥沙供給，造成潮流作用下的最大局部沖刷深度要小于單向流作用下的最大局部沖刷深度。綜合上述兩觀點，采用恒定流局部沖刷公式估計潮流局部沖刷是偏安全的。表4.1式（1）~（6）總結了國內外若干應用廣泛的單向流橋墩局部沖刷計算公式，計算時可以將漲、潮最大流速帶入式（1）~（6）估算潮流作用下海上風機基礎局部沖4.1式（7）Sumer等（2001）人提出波流共同作用下樁柱局部沖刷公式，該公式在國外海上風電工程中有一定應用；表4.1式（8）列出了東南大學的研究成果，該公式采用江蘇如東海上風電場沖刷監測結果擬合得到，在該工程海域或有一定使用價值。Guan等(2019)、孫慧等(2019)、Al-hammadi和Simons等(2020)的研究表明，基礎振動和水流對沖刷坑內砂土運動將對樁柱周圍的砂土局部沖刷發展產生耦合影響。結果表明，相比恒定水流作用下的局部沖刷，持續的基礎水平振動與恒定水流共同作用下，沖刷深度發展速率加快，但最大沖刷深度減少；間歇性基礎水平振動和恒定水流共同作用下，最大沖刷深度和范圍都將增大。--表4.1局部沖刷公式序號公式結構參數備注1美國HEC-18推薦公式：0.65????????=20?????????????????? ????????0.43????1 123????1 1或?????? ??10.35=21??2??3? ? ????????0.43???? ???? 11????1=??????1L 0.65??2=cos????+????sn?????ys——沖刷深度（m）；y1——上游水深（m）；K1——樁形系數；K2——水流攻角系數；θ——水流方向與結構物交角（°）a——墩寬（m）；L——墩長（m）；V1——水流流速（m/s）；g——重力加速度（m/s2）；K3——床面形態修正系數。適用于大尺度、復雜基礎橋墩沖刷，適用于單、雙向水流。美國聯邦公路管理局推薦公式。2中國65-1修正式：當????≤??0時：?????=????????????2????0.6(?????????′)1 0當????>??0時：hb——沖刷深度（m）；hp——水深（m）；v0'——基礎前的始沖流速（m/s）；K——墩型系數；v——行進流速（m/s）；適用于單向流作用下，底質為無黏性土情況下的橋墩局部沖刷。v適用范圍為0.1m/s~6m/s；hp適用范圍為0.2m~30m；d50適用范圍為0.1mm~500mm；B1適用范圍為0m~11m。?????????′ ????1?=????????????0.6(?????????′) 0????? ????????11 0 0 ??0?????′00.14????? 10+???????0=00246? ? 332????+ 0.72???? ????1 1??????1=08?0.45+0.15????? ????0.06????′=0462?????? ????0 ??1 00.19??00.25????????=??????（m/s）；K1——（m）；d——泥沙平均粒徑（mm）；n1——指數；3中國65-2式：當vv0時：?????????′?=????????????0.6?0.15? 0????? ????????21 ???? ??0當vv0時：?????????′????2?=????????????0.6?0.15 0????? ????????21 ???? ??00.0023 0.24??????2= 2.2+037????????0.5??0=02?????+07?????′=01?????+050.550 ?hb——橋墩局部沖刷深度（m）；hp——水深（m）；v0'——基礎前的始沖流速（m/s）；K——墩形系數；v——（m/s）；（m/s）；K2——（m）；d——泥沙平均粒徑（mm）；n2——指數；適用于單向流作用下，底質為無黏性土情況下的橋墩局部沖刷。1964年我國公路、鐵路部門根據我國各529900.230.19g??????2=??????4鐵道院黏性土局部沖刷計算公式：當?????≥2時：????1?????=083??????????0.6????1.25????1 L當?????<2時：????1?????=05??????????0.6?0.1????1.0????1 ????Lhb——橋墩局部沖刷深度（m）；hp——水深（m）；v0'——基礎前的始沖流速（m/s）；K——墩形系數；v——行進流速（m/s）；B1——橋墩計算寬度（m）；IL——沖刷范圍內黏性土樣的液性指數。適用于單向流作用下，底質為黏性土情況下的橋墩局部沖刷。適用范圍為IL=0.16~1.48。5Melville公式：????????=????????????????????????????????????????????????????24???? (????<07??1)??????????=2??1???? (0??1<????<14??1 (????>5??1)??=57???? log55??1????? ????? ?????50當泥沙粒徑分布不均勻（σg>1.3）：????????????????????50????=1855??1????????=57???????????log????? ?50ds——沖刷深度（m）；b——墩寬（m）；y1——水深（m）Kyb——水深-結構物尺度修正系數；u*c——由Shields曲線得到泥沙起動摩阻流速（m/s），Vc——起動流速（m/s）；σg——幾何標準差，等于d84/d16，d84d16其中，適用于單向流作用下，底質為無黏性土情況下橋墩沖刷。????????=0.8????????????24?????(?????????) (?????(?????????)<????)????=? ? ? ???? ???? ???????? ????2.4 (??????)≥)當泥沙粒徑分布均勻（σg<1.3）：????????=?2.4???? (????<)???? ????2.4 (????>)????????=057log224????? (????≤25??50)???? ? 5010 (????>25??50)線上，質量占土總質量小于84%和16%對應的粒徑。d50——泥沙的中值粒徑（m）；d50a——粗化泥沙的中值粒徑（m）；dmax——泥沙最大粒徑（m），可取d（粒徑分布曲線上，質量占土總90質量小于90%對應的粒徑）；u*ca——Shields（m/s）Vca——（m/s）；Va——非均勻泥沙起動流速（m/s）；Kd——水流強度的修正系數；Kd——Ks——K——水流交角修正系數，查表；KG——河道尺度的修正系數，查表。6Sheppard/Melville（S/M）公式：?????1? 25123 04≤??<10?????? ?1 ????????????????? ???? ???? 1 ????????=1?22???????????? ?+25????????????? ?? 10≤ < ?? ?1 ?1 ? 22?? ?1>?????????? 1 ??10.41=tah??? ?????122=?1?12ln???????????????? ????50 3=? 1.2 0.13?0.4??????? +10.6???????????50 ????50????????????1=5????????????????2=06??????11 1≥2?????????????=?2 2>1?ys——f1、f2、f3——系數；V1——（m/s）；Vc——（m/s）；Vlp——（m/s）；y1——（m）；d50——泥沙的中值粒徑（m）；a*——有效樁徑（m），基礎在水流方向的投影寬度；g——重力加速度（m/s2）；適用于單向流情況下的大直徑橋墩沖刷。基于大量試驗數據和現場觀測數據（943個現場數據測量數據）。被美國佛羅里達州交通部（FDOT）推薦。現場觀測數據范圍：y1/a適用范圍0.18~9.67；a*/d50適用范圍8.33~65047；V1/Vc適用范圍0.13~7.58；V1/gy1適用范圍0.03~1.95。????????0066 3??1? 1?50???? lg?????? (0??≤????50≤06050 50?0041 5??1? lg? ? (06??≤????50≤114= 1+044l(??50) ????50?0085+67????0.5?lg44??1? (11??≤???? ≤50 ????? 5050? 56????0.5lg4??1? (7??≤????)? 50 ????? 50507Sumer波流合成公式：????=??????[1?ex???(???????)] ??≥???????? ????????=003+07????2.6????????????=6exp(?4.7????????????)????????????=+)=1.3 ????? =0.7????? ???????????S——波流耦合作用下的沖刷深度（m）；Sc——單向流作用下的沖刷深度（m）；KC——無量綱場數；A、B——參數；Ucw——流速比；Uc——床面以上0.5D位置流速（m/s）Um——波浪作用下床面附近最大水質點流速（m/s）；D——樁柱直徑（m）S/D——水流作用下Sc/D標準c差；適用于底質為無黏性土，樁柱在波流共同作用、動床沖刷情況下的局部沖刷。適用范圍：KC適用范圍2~25Ucw適用范圍0.35~0.78???? L?0.065L0.706H0.075=125????????1.6?? ?? ?????? ???? ? ???? ?????????=????????.???? ?????????2????????=????????+????????????????H 1????????=????sinh?????S——波流耦合作用下的沖刷深度（m）；D——樁柱直徑（m）Fra——弗汝德數；L——波長（m）；H——波高（m）；h——水深（m）；ua——波流合成速度（m/s）；uc——潮流流速（m/s）uw——波浪作用下床面附近最大水質點流速（m/s）k——波數。結合試驗數據與江蘇如東海上風電場沖刷監測資料導出公式。H范圍1.5m~3.0m；T范圍4.5s~6.5s；L范圍30m~50m；uc范圍2.1m/s~3.0m/s。--國內外研究及橋梁工程監測結果表明，樁柱局部沖刷開始時發展較快，隨時間推移，發展速率逐漸下降，逐漸達到沖刷平衡。本條參考《Supportstructuresforwindturbines》DNVGL-ST-0126，可用于評估在無黏性土中，基礎主體結構施工完成至防沖θs0.05~0.30，h/D0.05~10.00。粉土、黏性土的侵蝕性與其容重、塑性指數、液性指數、不排水抗剪強度、孔隙比等因素相關，且不同的粉土、黏性土侵蝕性差別很大。有研究表明，粉土及黏性土的侵蝕性可以用臨界剪應力和沖刷曲線的初始斜率表征。美國聯邦公路管理局（FederalHighwayAdministration）推薦采用一種基于試驗的方法評估黏性土中局部沖刷發展過程，過程如下：采用靜壓式薄管取樣管在基礎位置附近取土樣。將取樣管垂直插入一矩形截面的封閉、有壓管道內，管中注滿水，靜置一段時間。改變管道內流量，待管內流體穩定后，計算壁面剪應力。將取樣管內土樣向上有壓管道內推入1mm，記錄沖刷1mm厚度土樣所用時間，沖刷速率可按下式計算：1?????=????1（4.4-3）式中：z——沖刷速率（mm/h）；t1——沖刷1mm厚度所用時間（h）；3，繪制壁面剪應力的關系曲線。采用下式計算基礎周圍海床剪應力pier。????????ier= (??????)2?1?3（4.4-4）式中：pier——基礎周圍床面剪應力（Pa）；γ——水容重（N/m3）；h——水深（m）；n——床面曼寧糙率；K——速度系數，對圓墩取1.5，方墩取1.7；根據剪應力pier4。S：.6?????????0.7????=22????????????0.65? ?????12????（4.4-5）0.65??2=cos????+????sn?????（4.4-6）式中：S ——最大沖刷深度（m）；K1——墩形狀系數，單個圓墩和圓墩群取1.0；K2——水流交角系數；B ——墩寬（m）；V ——流速（m/s）；Vc——泥沙起動流速（m/s）；L1——等效墩長（m），單個圓墩為0m，圓墩群為墩數和單墩阻水寬度乘積，當L1/B大于等12時，取12；θ ——墩長方向和水流方向夾角（°）；t下的沖刷深度：??????t=1 ????+????（4.4-7）式中：St——任意時刻t時刻的沖刷深度（m）；t——沖刷時間（s）；2沿流動方向布置測壓管，通過測壓管的壓差確定水力坡度，計算壁面剪應力。此外，HarrisWhitehouse等（2014）分析黏性土沖刷的方法，可供設計單位適當參考。4.4.4公式來源于《DesignofOffshoreTurbineStructures》附錄J。Hoffmans和Verheij（2017）的研究表明，雙向潮流形成的沖刷坑邊坡相比單向流0.70.25基礎迎水面沖刷坑角度大約等于0.9倍泥沙休止角，背水面沖刷坑角度大約為0.5倍泥沙休止角。一般規定5.1.2本導則主要羅列的防沖刷工程措施是在已建海上風電場工程中擁有成功應用案例等。新技術在使用前應當進行論證。5.1.4防沖刷工程措施經常受潮汐、海流、風浪的作用，容易損壞缺失。考慮海上維修求。防沖刷工程措施由于施工誤差或運行失效產生的修補維護成本較高，為及時判斷以通過潛水員探摸或掃測方式檢驗防沖刷工程措施的施工效果。1）體結構施工完成后的潛在沖刷是為了便于估計填補備料量。2、3）防沖刷保護工程施工受風、浪、流、冰、霧等的影響很大，常是增加工程造價，甚至是導致工程損失的直接原因。因此，防沖刷保護的現場調查，要對影響施工的主要因素——風、波浪、潮汐、海流和霧等進行重點調查和分析，為科學合理地確定施工方案提供依據。CoastalEngineeringManual》EM中提出了樁基礎防沖刷保護范圍的兩種估算方式；第一種估算方式基于HoffmansandVerheij(1997)的研究，建議將樁基礎周圍沖刷護坦水平范圍的最小寬度指定為樁基礎阻水寬度B的函數。如下圖所示，單向流作用下，樁基礎上游和兩側的沖刷工程措施范圍為2.5B，樁基礎下游保護范圍延伸至4.0B。交替潮流作用下，需要將保護范圍雙向伸長。圖5.1海流作用下防沖刷工程措施范圍示意圖第二種估算方法基于Carstens(1976)的研究成果，建議防沖刷保護范圍按照下列公式進行計算：???? =???? tan????（5.1-1）式中：W ——防沖刷工程措施保護范圍（m）；S ——基礎最大沖刷深度（m）；Fs——安全系數；φ ——休止角（°）；重力式基礎由于體積龐大，基座周圍海床水流壓縮、紊動劇烈，在風浪、潮流的影響下，如不加以保護，將出現一定的沖刷，嚴重時將危及風力發電機組基礎的穩定及風力發電機組的正常運行。因此，在重力式基礎沉放完畢后，應根據設計要求，采取一放緩邊坡措施一般早于主體結構施工完成；當采用拋石保護時，基礎周圍