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、見效快、成本相對較低，同時又有地方和國家政策支持的優(yōu)勢，而贏得了廣大投資商的廣泛關(guān)注。近年來，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)計理念

基礎(chǔ)設(shè)計

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)計時應(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)計應(yīng)能保證在此作用力下不出現(xiàn)破壞。連接設(shè)計支架桿件間的連接可采用焊接或螺栓連接。螺栓連接對結(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)場需要較長距離施工供電，而且現(xiàn)場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)：形式簡單，應(yīng)用廣泛，埋置較深，開挖量及回填量較大。（2）條形基礎(chǔ)：基礎(chǔ)埋置深度可相對較淺，但開挖量、回填量較大，混凝土量相對較大。此類基礎(chǔ)型式多應(yīng)用于地基承載力較差，對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，僅需簡單場平。但采用靜壓或錘擊設(shè)備將樁體擠壓入土內(nèi)時，樁體易發(fā)生斷裂，需對樁頂采用鋼筋網(wǎng)加固，增加造價，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，開挖量小，施工快，對原有植被破壞小。但存在混凝土現(xiàn)場成孔、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，對自然環(huán)境破壞很小，不存在填挖方工程，對原有植被破壞小，不需要場平。適用于沙漠、草原、灘涂、戈壁、凍土等。但用鋼梁較大，造價相對較高，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)對地質(zhì)條件要求較小，施工方法簡單。開挖后基礎(chǔ)槽壁無塌陷現(xiàn)象，基槽成型率高。施工時模板一次加工成型，可多次循環(huán)利用，使用方法簡單，可以有效提高每天基礎(chǔ)的澆筑量。由于在施工過程中土方開挖量、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地平整基建面平整基礎(chǔ)開挖灑水夯實(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，適用于場地平坦，地下水位較低的地區(qū)。因?yàn)榛A(chǔ)表面積相對較大，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，會引發(fā)灌注樁斷樁、縮頸等質(zhì)量事故，對于擠土預(yù)制混凝土樁和鋼樁會導(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，起初在英美等國稱之為“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹根樁（ReticulatedRcotPiles）”，到了日本，簡稱為RRP工法，又叫土的加筋，20世紀(jì)80年代到了國內(nèi)稱之為微型樁（MicroPiles）或者稱之為樹根樁（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挖面上按照一定的距離和形式布置微型樁，各微型樁通過連接橫梁傳遞土體壓力，并通過錨桿（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)號大于C30的混凝土澆筑，而微型樁是用碎石通過注漿凝固而成，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)氧樹脂；③采用套管；④提前對腐蝕程度進(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)時的技術(shù)水平。19世紀(jì)40年代以來，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)勢的替代樁型螺旋樁在美國、澳洲和歐洲等國被廣泛應(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，計算出螺旋樁單樁承載力的抗壓設(shè)計值均≤10KN，抗拉設(shè)計值均≤20即滿足設(shè)計要求，而依據(jù)國家規(guī)范《建筑基樁檢測技術(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)過多地實(shí)測，采用能獲得最大綜合效益的1.5m~2.5m范圍內(nèi)的設(shè)計樁長，根據(jù)不同的地質(zhì)條件下而有針對性設(shè)計的樁型在上述各地進(jìn)行現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)，獲取螺旋樁單樁承載力均超過標(biāo)準(zhǔn)，確保了樁基承載力的安全儲備滿足現(xiàn)行設(shè)計規(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)過采用切割錘擊法檢測其附著力，被證明可靠有效。現(xiàn)場實(shí)踐也證明，承