本文全面介绍了光伏项目的基础类型及应用,包含两部分:
1)地面电站基础类型及应用
2)分布式项目基础类型及应用
篇幅较长,可收藏后慢慢看。
1光伏电站基础形式
1、基础形式分类
光伏电站的基础都包含哪些型式?
注:1. 表中符号○表示适用;△表示可以采【cǎi】用;×表【biǎo】示不【bú】适用;-表【biǎo】示此项无影响【xiǎng】;
2. 表中桩基础指的【de】是微型短桩,其它桩【zhuāng】基【jī】础应按现行行业标准《建筑【zhù】桩基技术规范》JGJ 94 的相【xiàng】关规定进行选择【zé】;
3. 对于【yú】岩石植【zhí】筋锚杆【gǎn】基础尚应要【yào】求岩石【shí】的完整程度为较【jiào】完整~完整,且适用于岩石直【zhí】接【jiē】出露的场区;
4. 寒冷、严寒地区冬季施工不宜采用现浇施工工艺。
2、基础形式应用条件的说明
由于地面太阳能发电站支架布置场区一般较大,因此:
如地下水影响【xiǎng】基础施工,采取降水【shuǐ】措施会【huì】造成工【gōng】程造价【jià】的【de】大【dà】幅增加,对于此【cǐ】类场【chǎng】地不建议采用扩展式基础。
对于灌注【zhù】桩,如【rú】地下水高于【yú】桩端埋深,会【huì】影响成孔施工、混凝土浇筑【zhù】,在增加【jiā】施【shī】工成本的同时留下【xià】质【zhì】量隐患,因此也不建【jiàn】议此类场地【dì】采用灌注桩【zhuāng】。目前光伏发电站工程中的灌【guàn】注桩【zhuāng】基【jī】本都是采用干成孔【kǒng】的【de】施工工艺,因此场地【dì】的土层需【xū】满足成孔过程【chéng】中不【bú】缩径、不塌孔的条件,在软土【tǔ】地层和松散的粉土、砂土、碎【suì】石【shí】土中不【bú】易成孔【kǒng】,因此此类【lèi】场地不【bú】宜采用灌注桩。
现浇【jiāo】混凝土基础,无论是【shì】扩展式基础【chǔ】还是桩基础【chǔ】,在【zài】寒冷、严寒地区【qū】冬【dōng】季施工由于【yú】养护的问题不宜采【cǎi】用。
在密实的砂土、碎石【shí】土中【zhōng】施工压(击)入式预制桩【zhuāng】,如混凝土预制方桩、预应力混【hún】凝【níng】土【tǔ】管【guǎn】桩等,一方面难以施工,另一【yī】方面【miàn】存在施工阻力【lì】大易造成桩体损坏【huài】的风【fēng】险,因此不适合使用【yòng】。
螺旋钢桩在密实的砂土、碎石【shí】土中直接旋【xuán】拧施【shī】工【gōng】也会存【cún】在施工【gōng】阻力大易造成【chéng】桩体【tǐ】损坏的风险,但【dàn】通【tōng】过“引【yǐn】孔旋【xuán】拧”的施【shī】工工艺可以【yǐ】解决【jué】这【zhè】个问题,在我国西北戈壁地区有大量的工程施【shī】工成功案例【lì】。然【rán】而,对于含大量漂石【shí】、块石的地【dì】层,通过“引孔旋拧”的【de】施工工艺仍不【bú】能【néng】解决螺旋钢桩【zhuāng】施工难以钻进【jìn】的问题,且坚硬的岩石对钢桩的镀锌层磨损【sǔn】严重,因此【cǐ】不应采用。
岩石地层中采【cǎi】用植筋锚【máo】杆基础必须确【què】保基岩基本完好,且具有【yǒu】较大体量,能承担对支架基础【chǔ】的锚固和全【quán】部荷【hé】载。对于结构大部分破坏【huài】、裂隙发育【yù】的岩石不应采【cǎi】用植筋【jīn】锚杆基础。
2各类基础简介
1、 钢筋混凝土独立基础
1)定义
钢筋混凝土【tǔ】独立基础由基础底【dǐ】板(垫层【céng】)与底【dǐ】板上面的基础短柱【zhù】组成,在光【guāng】伏支架的前后【hòu】立柱下面【miàn】分别设置【zhì】。短柱【zhù】顶部设置预埋件(钢板或地脚螺栓)与上部的光【guāng】伏支架相连,需要【yào】一定的埋深和一定的【de】基础【chǔ】底面积【jī】;基【jī】础【chǔ】地板上覆土,用基础自重【chóng】和基础覆土重【chóng】力共同抵抗【kàng】环境荷载导致【zhì】的上拔力【lì】,用较大【dà】的基础底面积来分散光伏支【zhī】架向【xiàng】下【xià】的【de】垂直荷载,用【yòng】基【jī】础底面和土【tǔ】壤之间的摩擦力以及【jí】基础侧面与土【tǔ】壤的阻力来抵【dǐ】挡水平荷【hé】载。
2)优点
传力途径明确,受【shòu】力【lì】可靠;抗水平荷载的【de】能力最强【qiáng】,抗洪【hóng】抗风;适用【yòng】范围广;
形式简单,对地质条【tiáo】件要求较小,施工【gōng】方法简单,无需专门的施【shī】工机【jī】械;
开挖后基础槽壁无塌陷现象,基槽成型率高;
施【shī】工时模【mó】板一次加工成型,可多次循环【huán】利用,使用方法简单,可以【yǐ】有【yǒu】效提高每天基【jī】础的浇筑【zhù】量。
3)缺点
埋置较深,所需的【de】钢筋混凝土工程【chéng】量大,人工多,土【tǔ】方【fāng】开挖及回填量大【dà】;
施工周期长,对环境的破坏力大。
4、施工流程及适用环境
这种基础的局限性太大,在当今的光伏发电站已经很少使用。
2、钢筋混凝土条形基础
1)定义
通【tōng】过【guò】在光伏支架前后立柱之间【jiān】设【shè】置基础梁,从而将基础重【chóng】心移【yí】至前后立柱之间,增大了基础的抗倾覆力臂,可以仅通过自重抵抗风载【zǎi】荷【hé】造成的【de】光伏支【zhī】架【jià】倾覆【fù】力矩;
条形【xíng】基【jī】础与【yǔ】地基土的接触面积【jī】较大,适【shì】用于场地【dì】较【jiào】为平坦、地下水位较低【dī】的地区。因为基础的【de】表面积【jī】相对较大【dà】,所以一般埋深在200至300mm之间【jiān】。
2)优点
基础埋置深度可相对较浅,不需要专门的施工工具,施工工艺简单。
3)缺点
需要大面积的场平,开挖量、回【huí】填量较大,混凝土需【xū】求【qiú】量大,且养护周期【qī】长,所需【xū】人工【gōng】多【duō】。
对环境影响较大,
基础埋深不够抗洪水能力差。
4)适用环境
此类基础型式多应用于地基【jī】承载【zǎi】力较差,对不均匀【yún】沉降【jiàng】要求【qiú】较高的平单轴光伏支【zhī】架【jià】中。
3、预制钢筋混凝土桩
1)定义
预制钢筋混凝土桩采【cǎi】用直【zhí】径约为300mm的预【yù】应力混凝土管桩【zhuāng】或截面【miàn】尺寸约 200*200mm预制【zhì】钢【gāng】筋混凝土方【fāng】桩打入【rù】土【tǔ】中,顶【dǐng】部预留钢板或【huò】螺栓与上部【bù】支架前后立柱【zhù】连接。其受力原理与现浇【jiāo】钢筋混凝土桩相同,造价比【bǐ】现浇钢筋混凝【níng】土桩稍高。
2)优点
可批量制作,施工更为简单、快捷,施工速度快;
施工不存在填挖方,仅需简单场平。
3)缺点
造价相对较高;
采用【yòng】静压或锤击设备将【jiāng】桩【zhuāng】体挤压入土内时,桩体可能会【huì】引发灌注【zhù】桩断桩、缩颈等质量【liàng】事故,需【xū】对桩顶采用钢【gāng】筋网加固,增加【jiā】造价,且垂直度不【bú】易【yì】保证。
4)适用环境
多用于淤泥质土、粘性土、填土、湿陷性黄土等。
4、现浇钢筋混凝土桩
1)定义
采用【yòng】直径约300mm的【de】圆【yuán】形【xíng】现场【chǎng】灌注【zhù】短桩作【zuò】为支【zhī】架生根的基础,桩入土长度约2m,露出地面300-500mm,桩入【rù】土的长度可根据【jù】土层力学性【xìng】质决定,顶部预埋钢板或螺【luó】旋与前、后立柱相【xiàng】连。这种基础施工过【guò】程简单,速度较快【kuài】,现在土层中成【chéng】孔,然后插入钢筋,再向孔【kǒng】内灌注【zhù】混凝土即【jí】可。
2)优点
成孔较为方便,可以根据地形调整基础顶面标高,顶标高易控制,
混凝土钢筋用量小,开挖量小,节约材料、造价较低、施工速度快;
对原有植被破坏小。
3)缺点
对土层的要【yào】求较高,适用于有一【yī】定【dìng】密【mì】实度【dù】的粉土或可塑、硬塑的粉质【zhì】粘土【tǔ】中【zhōng】,不适用于松散的砂性土【tǔ】层中,松散的【de】砂性土层易造【zào】成塌孔,土质较【jiào】硬的鹅【é】卵石或【huò】碎石可能存在不【bú】易成孔的问题。
4)施工流程及适用环境
适用于一般填土、粘性土、粉土、砂土等。
Φ>600mm钻孔灌注桩的工艺流程
Φ<400mm钻孔灌注桩的工艺流程
5、岩石植筋锚杆基础
1)定义
一般【bān】是把热轧肋钢筋固定于灌细石混凝土【tǔ】的岩石【shí】孔洞内,借助岩石【shí】、细【xì】石混凝土【tǔ】、带肋钢筋之【zhī】间【jiān】的粘结力来抵抗上部结【jié】构传来【lái】的【de】外力。是由设置于岩土中的锚杆和与锚杆相连的混【hún】凝土承台或【huò】型钢承【chéng】压板共【gòng】同组【zǔ】成的基础。
2)适用环境
适【shì】用于直接建设在【zài】基岩上的柱【zhù】基以【yǐ】及【jí】承受拉力及水平力较大的【de】建筑【zhù】物基础。岩石锚杆是【shì】置于岩土体中【zhōng】并与【yǔ】岩土【tǔ】体紧密接触的杆件。
6、螺旋钢桩基础
1)定义
在光【guāng】伏【fú】支架的【de】前后立柱下面采用带螺旋叶【yè】片【piàn】的热【rè】镀锌钢管桩,旋转叶片可大可小、可连续可间【jiān】断,旋转叶【yè】片与钢管之间【jiān】采【cǎi】用连【lián】续焊接。
施工过程中采用专业机械将其【qí】旋入土体中。螺旋【xuán】桩基础【chǔ】上部露出地【dì】面,与上部【bù】支架【jià】之【zhī】间【jiān】采用螺杆连接。通过钢【gāng】管桩【zhuāng】桩【zhuāng】侧【cè】与土壤之间的侧【cè】摩阻力,尤其是旋转【zhuǎn】叶片与土【tǔ】体之间的咬合力抵挡上拔力及承受【shòu】垂直载荷,利用桩体、螺旋叶片与土体之间桩土相【xiàng】互【hù】作用抵【dǐ】抗水平荷载。
2)优点
施工快捷方便、大幅缩短施工周期,无需场地整平,无土方开挖量;
成孔方便,可以根据【jù】地【dì】形调整基础【chǔ】顶面标高【gāo】,方便调节上部支架,可随【suí】地势【shì】调节支架【jià】高度;
可在包括北方冬季的各种气候条件下照常施工;
不需要【yào】场平,最大限度的保护场区植被,且场地【dì】易恢复【fù】原貌【mào】,对环境的影响【xiǎng】小【xiǎo】,所【suǒ】需人【rén】工少,螺【luó】旋桩可以进行二次利用。
3)缺点
但用钢梁较大,且需要专门的施工机械,造价相对较高;
基础水平【píng】承载能力与土层的【de】密实【shí】度密【mì】切相关,要求土层具有一定的【de】密实性【xìng】,特别是接【jiē】近地面【miàn】的浅土层不能够太【tài】松【sōng】散;
螺旋桩基【jī】础【chǔ】的耐腐蚀性较差,尽管可以采用加【jiā】厚热镀锌,但【dàn】不适用于有较强腐蚀性【xìng】地基及【jí】岩【yán】石地基。
4、适用环境
适用于沙漠、草原、滩涂、戈壁、冻土等。
按施工方式可分为:预制水泥基础和直接浇筑基础。
根据其大小可分为:独立底座基础和复合底座基础。下文按此分类进行阐述。
1、独立底座基础
独立底座为前后【hòu】支架分开放置在混【hún】凝土平面【miàn】屋顶【dǐng】上,独立底座按柱【zhù】体形状分【fèn】为方形【xíng】柱、圆形柱。
a.方形柱
方形柱基座从连接方式上分为【wéi】:支架与水泥基础基座螺丝【sī】连【lián】接、支架连同【tóng】水【shuǐ】泥基础【chǔ】一起浇筑、支架直【zhí】接压在混凝土基【jī】础凹槽【cáo】下、混凝土直接放置在【zài】支【zhī】架上。
图1 支架与水泥基础基座螺丝连接
图2 支架连同水泥基础一起浇筑
图3 支架直接压在混凝土基础凹槽下
图4 混凝土直接放置在支架上
2.圆形柱
圆形柱基座从连接方式上分【fèn】为:支架与混凝【níng】土基础【chǔ】基座螺【luó】丝连接、支架连【lián】同水泥【ní】基【jī】础一起【qǐ】浇筑。
图5 支架与水泥基础基座螺丝固定连接
图6 支架连同水泥基础一起浇筑
2、复合底座基础
复合底座基础【chǔ】也称条形基础,将前后支架【jià】连接为【wéi】一体【tǐ】,具有更【gèng】好的抵抗载【zǎi】荷【hé】能力。其与支架的【de】连接方【fāng】式可分为:支架与【yǔ】混凝土【tǔ】基础基座螺丝连接和支【zhī】架连同水泥基础一起浇【jiāo】筑。
图7 支架与混凝土基础基座螺丝连接
图8:支架连同水泥基础一起浇筑
彩钢瓦没有基础,一般采用夹具固定在彩钢瓦的瓦楞上。
根据瓦楞形状,有各种形式的夹具供选择。
掉渣的桩基础
被吹翻的独立基础
错位的锚杆基础
来源:智汇光伏