CN104790427A - 光伏阵列的短桩基础及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏阵列的短桩基础及其成型工艺，其中，光伏阵列的短桩基础包括：钢管和混凝土桩体，所述钢管位于所述混凝土桩体中，所述钢管的一端自所述混凝土桩体中伸出，所述钢管的伸出端设置有法兰，所述钢管的另一端设置有锚板；所述混凝土桩体伸出有所述钢管的一端，桩径扩大，且该端部的顶部凸起。本发明的光伏阵列的短桩基础施工方便、经济性好、适用范围广，更适合于光伏电站的建设。具体地，本发明的光伏阵列的短桩基础大大降低成桩繁杂程度，提高了成桩效率；比预制混凝土桩制作周期短，且便于现场调节施工误差；比混凝土方形和条形基础施工周期短，成本低；比螺旋钢桩可靠性高，适应地形地质种类多，成本低。

Description

光伏阵列的短桩基础及其成型工艺

技术领域

本发明涉及一种光伏阵列的基础，具体地，涉及一种光伏阵列的短桩基础及其成型工艺。

背景技术

光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站包括光伏阵列、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜等组成。其中，光伏阵列是由多块太阳能电池连接而成的，以提供足够的电力。辅助光伏阵列安装的结构为光伏阵列的支架和基础，支架用于支撑光伏阵列，基础形成光伏阵列支架安装的地基。

目前地面光伏电站的光伏阵列的基础常见类型有：混凝土方形基础、混凝土条形基础、螺旋钢桩等。然而，混凝土方形和条形基础需要开挖土层，混凝土用量大；而螺旋钢桩成本相对较高，且穿越碎石土层时容易变形偏位。因此，现有的光伏阵列的基础经济成本较高，不利于光伏阵列的安装施工、以及光伏电站的建设。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光伏阵列的短桩基础及其成型工艺，以克服现有技术中存在的不足。

为了实现上述目的，本发明提供的光伏阵列的短桩基础的技术方案如下：

一种光伏阵列的短桩基础，其包括：钢管和混凝土桩体，所述钢管位于所述混凝土桩体中，所述钢管的一端自所述混凝土桩体中伸出，所述钢管的伸出端设置有法兰，所述钢管的另一端设置有锚板；

所述混凝土桩体伸出有所述钢管的一端，桩径扩大，且该端部的顶部凸起。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的改进，所述钢管与所述混凝土桩体同轴设置。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的改进，所述钢管为方钢管。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的改进，所述混凝土桩体桩径扩大的部分与所述混凝土桩体一体成型而成。

为了实现上述目的，本发明提供的光伏阵列的短桩基础成型工艺的技术方案如下：

一种根据如上所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，其包括如下步骤：

S1.在安装光伏阵列所在地的地表破土成孔；

S2.将套筒放入到步骤S1中开设的孔中；

S3.将钢管放入步骤S2的套筒中，使其一端伸出相应套筒，并使钢管位置保持相对固定；

S4.向步骤S2的套筒中灌注混凝土，同时提出套筒；

S5.调整钢管的位置，待混凝土干燥后，形成所述光伏阵列的短桩基础。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的成型工艺的改进，所述步骤S1中，通过冲压或钻孔的方式实现上述破土成孔。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的成型工艺的改进，采用冲压成孔时，所述步骤S1包括：提供冲压用的钢筒，控制所述冲压用的钢筒在地表冲压成孔，之后提出钢筒。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的成型工艺的改进，在冲压成孔的过程中还包括：在冲压形成的孔的开口处进行扩孔，同时压实扩孔处的土层，使开口处的孔壁呈倾斜设置。

作为本发明的光伏阵列的短桩基础的成型工艺的改进，所述步骤S4还包括：在灌注混凝土之前，清除孔底部的渣土。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的光伏阵列的短桩基础施工方便、经济性好、适用范围广，更适合于光伏电站的建设。具体地，本发明的光伏阵列的短桩基础大大降低成桩繁杂程度，提高了成桩效率；比预制混凝土桩制作周期短，且便于现场调节施工误差；比混凝土方形和条形基础施工周期短，成本低；比螺旋钢桩可靠性高，适应地形地质种类多，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的光伏阵列的短桩基础的平面示意图；

图2为光伏阵列的短桩基础采用冲压成孔时的成型工艺的原理示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的光伏阵列的短桩基础100包括：钢管10和混凝土桩体20，其中，所述钢管10位于所述混凝土桩体20中，用于作为混凝土桩体20的钢骨，以提高混凝土桩体20的承载能力，同时用于辅助光伏阵列的安装。

具体地，所述钢管10的一端自所述混凝土桩体20中伸出，所述钢管10的伸出端设置有法兰，该法兰用以安装光伏阵列的支架，伸出端用于形成法兰的支撑杆。所述钢管10的另一端设置有锚板，以加强钢管10与混凝土桩体20的粘结力。优选地，所述钢管10与所述混凝土桩体20同轴设置。所述钢管10为方钢管。如此设置，以增加钢管10安装的稳固性，防止钢管10发生转动。

进一步，用于安装光伏整列支架的基础，需承受支架和支架上设备的自重、以及雪荷载、风荷载、地震等作用。因此，基础的竖向承载力需满足在支架和设备自重、雪荷载、风荷载作用下的下压力；基础的抗拔力需满足在支架和设备自重、风荷载作用下的上拔力；基础的水平承载力需满足风荷载作用下的侧向力。

在一般常见的地质条件下，较短的桩长基本能够提供足够的竖向承载力和抗拔力用以抵抗光伏阵列对桩基础的下压力和抗拔力。而不放置钢筋笼的素混凝土桩身强度，一般也均能满足承载力要求。对于刚性短桩，多数情况下，桩径大小和桩身长度并不是由竖向抗压承载力和抗拔力决定的，而是取决于刚性短桩的抗侧倾能力。

因此，基于光伏阵列安装的要求，所述混凝土桩体20伸出有所述钢管10的一端桩径扩大，且该端部的顶部凸起。从而，该端部具有桩径扩大部分21，且桩径扩大部分21顶部凸起，以增加桩体刚度。这是因为，所述桩径扩大部分21具有倾斜设置的侧面，该倾斜设置的侧面形成防止混凝土桩体20侧倾的支撑 面。如此设置，当本发明的光伏阵列的短桩基础100安装好后，在桩径扩大部分21的支撑下，可提高短柱基础的抗侧倾能力。

此外，上述实施方式中，所述桩径扩大部分21与所述混凝土桩体20一体成型而成，且所述凸起部21沿所在端部连续设置，以提供均匀对称的支撑力。

如图2所示，本发明还提供一种如上所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，该成型工艺包括如下步骤：

S1.在安装光伏阵列所在地的地表破土成孔。

其中，可通过冲压或钻孔的方式实现上述破土成孔。冲压成孔效率高，成本低，钻孔成孔适用范围广，两种成孔方式可更需要进行选择。

采用冲压成孔时，所述步骤S1包括：提供冲压用的钢筒1，控制所述冲压用的钢筒1在地表冲压成孔，之后提出钢筒1。在冲压成孔的过程中还包括：在冲压形成的孔的开口处进行扩孔，同时压实扩孔处的土层，使开口处的孔壁呈倾斜设置。

其中，钢筒1端部密封。其上设置有桩顶扩大工具2，如此，桩顶扩大工具2在钢筒1冲压入地表后，可对孔的开口处进行扩孔，以压缩地表土层，减小地表土层可压缩性，增加桩土接触面积，提高桩水平承载能力，有效约束桩身倾覆。该桩顶扩大工具2的倾角根据土层性能调整。使用桩顶扩大工具后成桩的短桩基础受到周围土体的约束，可以减小桩顶位移，提高短柱基础的抗侧倾能力。同时，采用如上方式成型的短桩基础更节约用料，因为其仅对桩顶处进行扩大，取得了更好的经济效益。

S2.将套筒放入到步骤S1中开设的孔中。其中，套筒的作用在于保护形成的孔的侧壁，方便后续灌注混凝土。

S3.将钢管放入步骤S2的套筒中，使其一端伸出相应套筒，并使钢管位置保持相对固定。

S4.向步骤S2的套筒中灌注混凝土，同时提出套筒。此外，所述步骤S4还包括：在灌注混凝土之前，清除孔底部的渣土。

S5.调整钢管的位置，待混凝土干燥后，形成所述光伏阵列的短桩基础。

综上所述，本发明的光伏阵列的短桩基础施工方便、经济性好、适用范围广，更适合于光伏电站的建设。具体地，本发明的光伏阵列的短桩基础大大降低成桩繁杂程度，提高了成桩效率；比预制混凝土桩制作周期短，且便于现场调节施工误差；比混凝土方形和条形基础施工周期短，成本低；比螺旋钢桩可靠性高，适应地形地质种类多，成本低。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种光伏阵列的短桩基础，其特征在于，所述光伏阵列的短桩基础包括：钢管和混凝土桩体，所述钢管位于所述混凝土桩体中，所述钢管的一端自所述混凝土桩体中伸出，所述钢管的伸出端设置有法兰，所述钢管的另一端设置有锚板；

所述混凝土桩体伸出有所述钢管的一端，桩径扩大，且该端部的顶部凸起。

2.根据权利要求1所述的光伏阵列的短桩基础，其特征在于，所述钢管与所述混凝土桩体同轴设置。

3.根据权利要求1所述的光伏阵列的短桩基础，其特征在于，所述钢管为方钢管。

4.根据权利要求1所述的光伏阵列的短桩基础，其特征在于，所述混凝土桩体桩径扩大的部分与所述混凝土桩体一体成型而成。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，其特征在于，所述光伏阵列的短桩基础的成型工艺包括如下步骤：

S1.在安装光伏阵列所在地的地表破土成孔；

S2.将套筒放入到步骤S1中开设的孔中；

S3.将钢管放入步骤S2的套筒中，使其一端伸出相应套筒，并使钢管位置保持相对固定；

S4.向步骤S2的套筒中灌注混凝土，同时提出套筒；

S5.调整钢管的位置，待混凝土干燥后，形成所述光伏阵列的短桩基础。

6.根据权利要求5所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，其特征在于，所述步骤S1中，通过冲压或钻孔的方式实现上述破土成孔。

7.根据权利要求6所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，其特征在于，采用冲压成孔时，所述步骤S1包括：提供冲压用的钢筒，控制所述冲压用的钢筒在地表冲压成孔，之后提出钢筒。

8.根据权利要求7所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，其特征在于，在冲压成孔的过程中还包括：在冲压形成的孔的开口处进行扩孔，同时压实扩孔处的土层，使开口处的孔壁呈倾斜设置。

9.根据权利要求5所述的光伏阵列的短桩基础的成型工艺，其特征在于，所述步骤S4还包括：在灌注混凝土之前，清除孔底部的渣土。