光伏土建基礎(chǔ)

光伏基礎(chǔ)介紹主講人：扈偉一、光伏電站基礎(chǔ)介紹

隨著新興產(chǎn)業(yè)的興起，光伏電站以其工期短、見(jiàn)效快、成本相對(duì)較低，同時(shí)又有地方和國(guó)家政策支持的優(yōu)勢(shì)，而贏得了廣大投資商的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，光伏電站的施工工藝不斷完善，施工質(zhì)量不斷提高，尤其是方陣基礎(chǔ)(或基座)的施工工藝更是得到了進(jìn)一步提升。二、光伏電站基礎(chǔ)支架設(shè)計(jì)理念

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

光伏組件支架基礎(chǔ)上作用的荷載主要有：支架及光伏組件自重、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度荷載及地震荷載。其中起控制作用的主要為風(fēng)荷載，因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證風(fēng)荷載作用下基礎(chǔ)的穩(wěn)定，在風(fēng)荷載作用下，基礎(chǔ)有可能出現(xiàn)拔起、斷裂等破壞現(xiàn)象，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)能保證在此作用力下不出現(xiàn)破壞。連接設(shè)計(jì)支架桿件間的連接可采用焊接或螺栓連接。螺栓連接對(duì)結(jié)構(gòu)變形有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，用鋼量小且制作較為方便，施工安裝速度快、便捷；焊接連接施工安裝速度較慢，需要在基礎(chǔ)中預(yù)埋鋼板，用鋼量較大；焊機(jī)進(jìn)場(chǎng)需要較長(zhǎng)距離施工供電，而且現(xiàn)場(chǎng)施焊受天氣影響較大，所以本工程推介采用螺栓連接。三、光伏組件支架基礎(chǔ)的分類(lèi)光伏組件支架基礎(chǔ)主要有獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、預(yù)制樁基礎(chǔ)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、鋼螺旋樁基礎(chǔ)。（1）獨(dú)立基礎(chǔ)：形式簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，埋置較深，開(kāi)挖量及回填量較大。（2）條形基礎(chǔ)：基礎(chǔ)埋置深度可相對(duì)較淺，但開(kāi)挖量、回填量較大，混凝土量相對(duì)較大。此類(lèi)基礎(chǔ)型式多應(yīng)用于地基承載力較差，對(duì)不均勻沉降要求較高的平單軸光伏支架中。

（3）預(yù)制樁基礎(chǔ)：可批量制作，施工速度快，施工不存在填挖方，僅需簡(jiǎn)單場(chǎng)平。但采用靜壓或錘擊設(shè)備將樁體擠壓入土內(nèi)時(shí)，樁體易發(fā)生斷裂，需對(duì)樁頂采用鋼筋網(wǎng)加固，增加造價(jià)，且垂直度不易保證。多用于淤泥質(zhì)土、粘性土、填土、濕陷性黃土等。（4）鉆孔灌注樁基礎(chǔ)：成孔較為方便，可以根據(jù)地形調(diào)整基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，頂標(biāo)高易控制，混凝土鋼筋用量小，開(kāi)挖量小，施工快，對(duì)原有植被破壞小。但存在混凝土現(xiàn)場(chǎng)成孔、澆筑，適用于一般填土、粘性土、粉土、砂土等。（5）鋼螺旋樁基礎(chǔ)：成孔方便，可以根據(jù)地形調(diào)整基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，不受地下水影響，在冬季氣候條件下照常施工，施工快，標(biāo)高調(diào)整靈活，對(duì)自然環(huán)境破壞很小，不存在填挖方工程，對(duì)原有植被破壞小，不需要場(chǎng)平。適用于沙漠、草原、灘涂、戈壁、凍土等。但用鋼梁較大，造價(jià)相對(duì)較高，且不適用于有強(qiáng)腐蝕性地基及巖石地基。四、獨(dú)立基礎(chǔ)4.1獨(dú)立基礎(chǔ)的特點(diǎn)：獨(dú)立基礎(chǔ)對(duì)地質(zhì)條件要求較小，施工方法簡(jiǎn)單。開(kāi)挖后基礎(chǔ)槽壁無(wú)塌陷現(xiàn)象，基槽成型率高。施工時(shí)模板一次加工成型，可多次循環(huán)利用，使用方法簡(jiǎn)單，可以有效提高每天基礎(chǔ)的澆筑量。由于在施工過(guò)程中土方開(kāi)挖量、混凝土澆筑量、鋼筋用量及機(jī)械人工費(fèi)用小，經(jīng)濟(jì)效益明顯。4.2光伏獨(dú)立基礎(chǔ)圖片展示4.3適用范圍適用于地質(zhì)條件差，無(wú)法滿足灌注樁施工的光伏電站工程。施工土層中普遍含有粒徑大于10mm的塊石，且塊石含量高。4.4獨(dú)立基礎(chǔ)施工工藝流程大面場(chǎng)地平整基建面平整基礎(chǔ)開(kāi)挖灑水夯實(shí)鋼筋綁扎拆模放點(diǎn)放線養(yǎng)護(hù)回填立模板復(fù)測(cè)澆筑、安裝固定螺桿五、條形基礎(chǔ)5.1條形基礎(chǔ)的特點(diǎn)通過(guò)在光伏支架前后立柱之間設(shè)置基礎(chǔ)梁，從而將基礎(chǔ)重心轉(zhuǎn)移至前后立柱之間，增加了基礎(chǔ)抗傾覆力臂，可以僅通過(guò)自重抵抗風(fēng)荷載造成的光伏支架傾覆力矩；條形基礎(chǔ)與地基土的接觸面積大，適用于場(chǎng)地平坦，地下水位較低的地區(qū)。因?yàn)榛A(chǔ)表面積相對(duì)較大，所以一般埋深在200-300mm之間。5.2條形基礎(chǔ)展示六、預(yù)制樁基礎(chǔ)6.1預(yù)制樁基礎(chǔ)概念預(yù)制樁，是在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種材料、各種形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼樁等），用沉樁設(shè)備將樁打入、壓入或振入土中。中國(guó)建筑施工領(lǐng)域采用較多的預(yù)制樁主要是混凝土預(yù)制樁和鋼樁兩大類(lèi)6.2預(yù)制樁特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：預(yù)制樁生產(chǎn)成本低，配筋率很小，節(jié)約鋼材，空心樁很環(huán)保，直徑小比表面積大，單方混凝土的承載力很大，施工簡(jiǎn)單，技術(shù)難度低。缺點(diǎn)：預(yù)制樁的擠土效應(yīng)在飽和粘性土中是負(fù)面的，會(huì)引發(fā)灌注樁斷樁、縮頸等質(zhì)量事故，對(duì)于擠土預(yù)制混凝土樁和鋼樁會(huì)導(dǎo)致樁體上浮降低承載力，增大沉降；在松散土和非飽和填土中則是正面的，會(huì)起到加密、提高承載力的作用。6.3預(yù)制樁展示七、微孔灌注樁基礎(chǔ)7.1微型鉆孔灌注樁概況（簡(jiǎn)稱微型樁）微型樁最早由意大利人F·Lizzi提出的，起初在英美等國(guó)稱之為“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹(shù)根樁（ReticulatedRcotPiles）”，到了日本，簡(jiǎn)稱為RRP工法，又叫土的加筋，20世紀(jì)80年代到了國(guó)內(nèi)稱之為微型樁（MicroPiles）或者稱之為樹(shù)根樁（RcotPiles）。其是一種較小直徑的鉆孔灌注樁，直徑一般在10～30cm，長(zhǎng)細(xì)比一般大于30，樁體由壓力灌注的水泥砂漿或小石子混凝土與加勁材料組成。根據(jù)不同的用途，用于微型樁的加勁材料可以是鋼筋、鋼管或其他型鋼。微型樁可以是垂直布置，也可以是傾斜布置；可以成排布置，也可交叉成網(wǎng)狀布置形如樹(shù)根。7.2微型樁施工7.3微型樁結(jié)構(gòu)布置形式的特點(diǎn)樁錨微型樁體系：樁錨微型樁體系就是在基坑開(kāi)挖面上按照一定的距離和形式布置微型樁，各微型樁通過(guò)連接橫梁傳遞土體壓力，并通過(guò)錨桿（索）傳遞帶穩(wěn)定土層中，這種結(jié)構(gòu)形式適用于基礎(chǔ)與邊坡中之間距離小且比較軟弱的土體。獨(dú)立微型樁體系：獨(dú)立微型樁體系就是在基坑的開(kāi)挖面上或自然坡面上按照一定的間距布置多根或多排微型樁，各根樁相互獨(dú)立，樁與樁間的相互作用僅通過(guò)土體進(jìn)行傳遞。這種結(jié)構(gòu)形式比較適合于坡體完整性較好且強(qiáng)度較高的土體。平面桁架微型樁體系：將坡面上布置的多根或多排微型樁通過(guò)連系梁將其頂端橫向連接在一起而形成的結(jié)構(gòu)體系稱為平面桁架微型樁體系。這種結(jié)構(gòu)形式適合于坡體發(fā)育有兩種結(jié)構(gòu)面，且完整性較差的邊坡?？臻g桁架微型樁體系：空間桁架微型樁體系是在平面桁架微型樁體系的基礎(chǔ)上用連系梁將沿著邊坡走向的多排微型樁連接在一起而形成的結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于坡體發(fā)育有兩種以上的結(jié)構(gòu)面，巖體軟弱破碎和完整性很差的邊坡可采用這種結(jié)構(gòu)。7.4微型鉆孔灌注樁與普通鉆孔灌注樁工藝Φ＞600mm鉆孔灌注樁的工藝流程：Φ＜400mm鉆孔灌注樁的工藝流程：7.5微型樁的注漿和成樁情況和一般鉆孔灌注樁的區(qū)別鉆孔灌注樁是直接用標(biāo)號(hào)大于C30的混凝土澆筑，而微型樁是用碎石通過(guò)注漿凝固而成，因?yàn)殂@孔灌注樁口徑大，內(nèi)置較大直徑注漿導(dǎo)管，而微型樁只能用口徑較小注漿管。從成樁的形狀上的區(qū)別鉆孔灌注樁成型后微型灌注樁成型后

7.6微型樁的侵蝕防護(hù)⑴微型樁抗腐蝕防護(hù)方法：①鍍鋅處理；②表面涂環(huán)氧樹(shù)脂；③采用套管；④提前對(duì)腐蝕程度進(jìn)行估算，加筋尺寸適當(dāng)加大。⑵微型樁的防護(hù)應(yīng)滿足以下基本要求：①應(yīng)按微型樁的使用年限、微型樁所處環(huán)境的腐蝕程度及微樁破壞后果等因素確定防護(hù)類(lèi)型與標(biāo)準(zhǔn)；②微型樁防護(hù)的有效期應(yīng)等于微型樁的使用有效期；③采取防護(hù)措施的加筋應(yīng)能將荷載傳遞到樁體；④微型樁及其防護(hù)系統(tǒng)在制作、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中不應(yīng)受到損壞；⑤用作防護(hù)的材料在預(yù)料的工作溫度范圍內(nèi)保證不開(kāi)裂、不變脆或液化，具有化學(xué)穩(wěn)定性，不與相鄰材料發(fā)生反應(yīng)，并保持其抗?jié)B性。八、鋼螺旋樁基礎(chǔ)8.1螺旋樁概況螺旋樁利用的歷史可以追溯到18世紀(jì)30年代，最早是作為一種地錨系統(tǒng)應(yīng)用于英格蘭地區(qū)的一座建于潮汐地段的燈塔。一個(gè)名叫AlexanderMitchel的英格蘭磚匠發(fā)明了這種樁型，但其鉆進(jìn)能力卻局限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平。19世紀(jì)40年代以來(lái)，螺旋樁得到了蓬勃的發(fā)展，早期主要是作為抗拔錨樁。19世紀(jì)80年代后，作為一種具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的替代樁型螺旋樁在美國(guó)、澳洲和歐洲等國(guó)被廣泛應(yīng)用，可滿足抗壓、抗拔和抗水平力等各種工程要求。8.2螺旋樁施工特點(diǎn)一種帶螺旋葉片的金屬或非金屬材料的管樁或柱樁，利用專(zhuān)用設(shè)備旋擰入地下，樁頂連接負(fù)載，其優(yōu)點(diǎn)為施工快捷方便、大幅縮短施工周期、對(duì)環(huán)境友好、環(huán)保、不破壞植被、可在包括北方冬季的各種氣候條件下實(shí)施，能方便遷移及回收。8.3螺旋樁適用范圍8.4螺旋樁單樁承載力根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）的規(guī)定，以及根據(jù)諾斯曼能源在河北、山東、廣東、福建、安徽、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙、西藏、甘肅、寧夏、新疆等多地的地質(zhì)實(shí)地勘察與氣候調(diào)研，計(jì)算出螺旋樁單樁承載力的抗壓設(shè)計(jì)值均≤10KN，抗拉設(shè)計(jì)值均≤20即滿足設(shè)計(jì)要求，而依據(jù)國(guó)家規(guī)范《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003的規(guī)定，須滿足樁基礎(chǔ)承載力特征值的安全系數(shù)為2，即單樁極限承載力的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值大于傳遞到樁頂?shù)暮奢d效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值的2倍。經(jīng)過(guò)多地實(shí)測(cè)，采用能獲得最大綜合效益的1.5m~2.5m范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，根據(jù)不同的地質(zhì)條件下而有針對(duì)性設(shè)計(jì)的樁型在上述各地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)，獲取螺旋樁單樁承載力均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，確保了樁基承載力的安全儲(chǔ)備滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求。8.5螺旋樁的防腐（耐久性）措施（1）表面涂鍍防腐層。目前國(guó)內(nèi)光伏電站中所使用的螺旋樁，采用得最多的防腐措施是在鋼樁內(nèi)外面涂鍍高標(biāo)準(zhǔn)的熱浸鋅合金鍍層。經(jīng)過(guò)采用切割錘擊法檢測(cè)其附著力，被證明可靠有效?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐也證明，承