負壓沉箱基礎垂直拉拔承載力實驗研究

離岸風力發電為我國積極推動之再生能源政策，目前規劃彰化縣芳苑鄉外海與苗栗縣竹南鎮外海為示範風場。由於初步規劃之潛力風場及示範場址區位鄰近於台灣保育類動物白海豚之棲息地，以負壓沉箱基礎之抽水安裝工法取代打樁可減低噪音與振動對海洋生態之衝擊，施工成本低且易於移除，為極具經濟效益並結合環境保育之基礎型式。

本研究以1g模型試驗進行沉箱基礎受負壓吸力之安裝過程，並施加極快拉拔速率模擬基礎受極端環境載重時內部產生吸力阻抗之情況，針對數值模擬未考量之負壓安裝及吸力阻抗進行分析。(圖1)

試驗結果為當沉箱內部負壓趨近理論臨界值時首先發生土體膨脹抬升現象，導致沉箱無法持續下沉，且於沉箱長徑比0.5~1內，隨長徑比增大，沉箱臨界流量越低。本研究亦以不同流量安裝沉箱，比較沉箱受拉拔力之行為，結果為採用較低之安裝流量，沉箱基礎可發揮較大之極限拉拔力。(圖2)

圖1 負壓沉箱基礎模型試驗示意圖

圖2 以不同流量安裝之沉箱基礎極限拉拔力