CN108252320B - 一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构包括底座、柱钢构、位标套和预留柱支柱；柱钢构底端设置在底座上，位标套设置在柱钢构顶端，预留柱支柱设置在位标套上；还包括一个配套使用的浇筑装置，浇筑装置包括壳体、流嘴和挡板，流嘴设置在壳体的右表面外部，壳体与流嘴连接处设置有开口，壳体上设置有卡套，卡套位于开口上，挡板通过卡套与壳体活动连接；本发明的混凝土桩基础结构加固效果显著；同时，采用模板一体化进行浇筑，使得整体的混凝土桩塑性后的强度更高；本发明的浇筑装置制作简单、成本低、施工效率高。

Description

一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置。

背景技术

光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。

光伏发电的成本仍然在1.4-2元/千瓦时，如果仍然坚持这个价格是不符合市场发展规划的。光伏发电可以减少污染气体排放。光伏发电将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术。在国际上，光伏发电技术的研究已有100多年的历史。这一能源高端产品已经成熟。我国于1958年开始研究太阳电池，1971年首次成功地应用于我国发射的东方红二号卫星上。1973年开始将太阳电池用于地面。2002年，国家有关部门启动“送电到乡工程”，在西部七省区的近800个无电乡所在地安装光伏电站，该项目拉动了我国光伏工业快速发展。截止到2004年底，我国太阳电池的累计装机已经达到6.5万千瓦。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地；光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。

对于地面光伏电站建设而言，光伏支架混凝土桩基础施工的一个突出特点就是桩基数量庞大且施工条件差。其施工速度的快慢会直接影响到电站的整体进度，进而关系到电站能否尽早并网获益。

随着新兴产业的兴起，光伏电站以其工期短、见效快、成本较低，同时又有地方和国家政策支持的优势，引起了越来越多人的关注；近年来，光伏电站的施工工艺不断的完善，施工质量不断提高，尤其是方阵基础(或基座)的施工工艺的到了提升。一般现浇钢筋混凝土桩柱采用直径约300mm的圆形现场灌注桩作为支架生根的基础，桩入土长度约2.0m，露出地面约300-500mm，桩入土长度需根据土层力学性质决定，桩顶部预埋钢板或螺栓与上部支架立柱连接。

目前施工中最为常见的施工方法为混凝土罐车将混凝土料运输到浇注施工现场后，将混凝土料先倾倒在桩孔附近的地面上，然后再通过人工用铁锹将混凝土灌入已经钻好的桩孔中。此种施工方法不但施工速度慢、耗费人力多，且会造成混凝土污染，影响桩基质量，同时也会造成混凝土料大量浪费。

同时，由于自然地理条件和土壤物理特性等因素等不确定的因素，以往的混凝土柱已经不能满足适用于更多的区域进行修筑工程构筑物。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种制作简单、机械化作业、工人劳动强度低的地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置。

本发明的技术方案是：一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，主要包括底座、柱钢构、位标套和预留柱支柱；所述柱钢构底端设置在底座上，所述位标套设置在柱钢构顶端，所述预留柱支柱设置在位标套上；所述底座包括底盘、受力环、支撑立杆和固定箍，所述支撑立杆设置有三个，呈正三角形设置在底盘上，所述受力环设置在支撑立杆的顶端，受力环上设置有固定套环，所述固定套环有三个，分别设置在受力环的内接正三角形的三个顶点上，所述固定箍有3-5个，均匀设置在支撑立杆上；所述柱钢构包括曲状支撑杆、一级固定环、二级固定环、三级固定环和矩形管，所述曲状支撑杆有三个，每个曲状支撑杆的下端套设在固定套环内，所述一级固定环设置在曲状支撑杆的顶端，一级固定环上设置有固定环槽，所述二级固定环设置在曲状支撑杆的中部，二级固定环上设置有支撑横杆一，所述三级固定环设置在曲状支撑杆的底部，三级固定环上设置有支撑横杆二，所述矩形管的底端设置在所述支撑横杆二的上端面，矩形管的顶端设置在支撑横杆一的下端面；所述位标套包括环套和位标框，所述环套套设在固定环槽内，所述位标框设置在位标套的内部；所述预留柱支柱包括预留顶盘和深入立杆，所述预留顶盘设置在深入立杆的顶端。

进一步地，底座高度为400mm，柱钢构高度为1600mm；桩入土长度需根据土层力学性质决定，采用2m可以更好的承载压力较大的结构主体，同时，柱钢构的高度远远大于底座的高度，能够提高基础强度，使得加固效果显著。

进一步地，预留顶盘上设置有竖直向上的预留螺栓，且预留顶盘距离地面480mm；在地表进行预留，一方面能够更加便捷的满足后期的构建工作；同时，也能够预防自然现象，如坍塌、流砂等现象的发生，对混凝土桩造成了掩埋，影响到后续的构建工作。

进一步地，位标框上设置有框槽，框槽上活动连接有预留柱模板，预留柱模板底部设置有插条，插条可插入框槽中；在进行构建混凝土桩时，能够一体化的进行浇灌，且预留柱模板能够重复使用。

进一步地，还包括一个配套使用的浇筑装置，所述浇筑装置包括壳体、流嘴和挡板，所述流嘴设置在壳体的右表面外部，壳体与流嘴连接处设置有开口，所述壳体上设置有卡套，所述卡套位于开口上，所述挡板通过卡套与壳体活动连接；该浇筑装置制作简单、成本低、施工效率高；机械化作业、工人劳动强度低；不污染混凝土料、桩柱基础成品质量好。

进一步地，流嘴为一个或两个，流嘴为一个时，设置在壳体的右表面中心偏下位置；流嘴为两个时，分别设置在壳体的右表面前后端偏下位置；使用两个流嘴，如果长时间从一个流嘴倾倒混凝土料导致装置另一侧混凝土流动性减弱，可将插板插入打开的一侧的卡套，封闭该流嘴，打开另一侧挡板，进行浇筑作业；更加高效。

进一步地，挡板上设置有钢绳提手，在进行浇灌时，使用者能够更为省力、便捷的将挡板取出。

进一步地，混凝土桩的施工方法为：

步骤一：构建混凝土桩基础结构

将曲状支撑杆的底部插入固定套环中进行固定，再将位标套置于固定环槽内进行固定；

步骤二：构建浇筑装置

根据装载机铲斗斗口尺寸，制作装置；将该浇筑装置的壳体下沿与装载机铲斗上沿对齐焊接固定，连为一体，成为一个大容器；

步骤三：构建混凝土桩

在地面上打下合适桩孔；将混凝土桩基础结构放置至桩孔中；施工时，混凝土罐车将混凝土料倒入装载机铲斗内，混凝土液位以在装载机移动时不溢出容器边界为准；再将装载机开到浇注位置，通过装载机液压杆调整铲斗角度，让装置的流嘴对准位标框；通过钢绳提手取掉流嘴上的挡板，通过装载机液压杆调整铲斗倾角，让混凝土顺着流嘴注入桩孔；

步骤四：完善混凝土桩

将预留柱支柱插入浇灌的混凝土桩中，完善预留在地面上的混凝土桩。

进一步地，可工厂化生产混凝土桩基础结构；采用工厂化生产，能够大大的缩短施工时间，做到加快建设电站的整体进度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的混凝土桩基础结构采用底座和柱钢构承载更高的基础强度，使得加固效果显著；同时，采用模板一体化进行浇筑，使得整体的混凝土桩塑性后的强度更高；本发明的浇筑装置制作简单、成本低、施工效率高；能够不污染混凝土料而使得桩柱基础成品质量好，同时，浇筑装置设置在装载机的铲斗上，能够机械化作业，降低工人劳动强度，同时能够缩短施工的时间；同时，浇筑装置采用两个流嘴，避免了因为倾倒混凝土料导致装置另一侧混凝土流动性减弱而造成的装置内混凝土的剩余；在提手上设置钢绳提手能够使得使用者更加便捷的、轻松地将挡板提起。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的位标套的结构示意图；

图3是本发明的浇筑装置的结构示意图；

图4是本发明流嘴的结构示意图；

其中，1-底座、10-底盘、11-受力环、110-固定套环、、12-支撑立杆、13-固定箍、2-柱钢构、21-曲状支撑杆、22-一级固定环、220-固定环槽、23-二级固定环、230-支撑横杆一、24-三级固定环、240-支撑横杆二、25-矩形管、3-位标套、31-环套、32-位标框、320-框槽、4-预留柱支柱、41-预留顶盘、42-深入立杆、5-浇筑装置、51-壳体、510-开口、511-卡套、52-流嘴、53-挡板、6-预留柱模板、61-插条。

具体实施方式

实施例：如图1-4所示的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置，主要包括混凝土桩基础结构和浇筑装置5；混凝土桩基础结构包括底座1、柱钢构2、位标套3和预留柱支柱4；柱钢构2底端设置在底座1上，位标套3设置在柱钢构2顶端，预留柱支柱4设置在位标套3上；底座1包括底盘10、受力环11、支撑立杆12和固定箍13，支撑立杆12设置有三个，呈正三角形设置在底盘10上，受力环11设置在支撑立杆12的顶端，受力环11上设置有固定套环110，固定套环110有三个，分别设置在受力环11的内接正三角形的三个顶点上，固定箍13有三个，均匀设置在支撑立杆12上；柱钢构2包括曲状支撑杆21、一级固定环22、二级固定环23、三级固定环24和矩形管25，曲状支撑杆21有三个，每个曲状支撑杆21的下端套设在固定套环110内，一级固定环22设置在曲状支撑杆21的顶端，一级固定环22上设置有固定环槽220，二级固定环23设置在曲状支撑杆21的中部，二级固定环23上设置有支撑横杆一230，三级固定环24设置在曲状支撑杆21的底部，三级固定环24上设置有支撑横杆二240，矩形管25的底端设置在所述支撑横杆二240的上端面，矩形管25的顶端设置在支撑横杆一230的下端面；位标套3包括环套31和位标框32，环套31套设在固定环槽220内，位标框32设置在位标套3的内部，位标框32上设置有框槽320，框槽320上活动连接有预留柱模板6，预留柱模板6底部设置有插条61，插条61可插入框槽320中；在进行构建混凝土桩时，能够一体化的进行浇灌，且预留柱模板6能够重复使用；预留柱支柱4包括预留顶盘41和深入立杆42，预留顶盘41设置在深入立杆42的顶端；浇筑装置5包括壳体51、流嘴52和挡板53；流嘴52有两个，设置在壳体51的右表面外部前后端偏下位置，使用两个流嘴52，如果长时间从一个流嘴倾倒混凝土料导致装置另一侧混凝土流动性减弱，可将插板插入打开的一侧的卡套，封闭该流嘴，打开另一侧挡板，进行浇筑作业，更加高效；壳体51与流嘴52连接处设置有开口510，壳体51上设置有卡套511，卡套511位于开口510上，挡板53通过卡套511与壳体51活动连接，挡板53上设置有钢绳提手，在进行浇灌时，使用者能够更为省力、便捷的将挡板53取出。

其中，底座1高度为400mm，柱钢构2高度为1600mm；桩入土长度需根据土层力学性质决定，采用2m可以更好的承载压力较大的结构主体，同时，柱钢构2的高度远远大于底座1的高度，能够提高基础强度，使得加固效果显著；预留顶盘41上设置有竖直向上的预留螺栓，且预留顶盘41距离地面480mm；在地表进行预留，一方面能够更加便捷的满足后期的构建工作；同时，也能够预防自然现象，如坍塌、流砂等现象的发生，对混凝土桩造成了掩埋，影响到后续的构建工作。

其中，混凝土桩的施工方法为：

步骤一：构建混凝土桩基础结构

将曲状支撑杆21的底部插入固定套环110中进行固定，再将位标套3置于固定环槽220内进行固定；

步骤二：构建浇筑装置

根据装载机铲斗斗口尺寸，制作装置；将该浇筑装置5的壳体51下沿与装载机铲斗上沿对齐焊接固定，连为一体，成为一个大容器；

步骤四：构建混凝土桩

在地面上打下合适桩孔；将混凝土桩基础结构放置至桩孔中；施工时，混凝土罐车将混凝土料倒入装载机铲斗内，混凝土液位以在装载机移动时不溢出容器边界为准；再将装载机开到浇注位置，通过装载机液压杆调整铲斗角度，让装置的流嘴对准位标框32；通过钢绳提手取掉流嘴52上的挡板53，通过装载机液压杆调整铲斗倾角，让混凝土顺着流嘴52注入桩孔；

步骤三：完善混凝土桩

将预留柱支柱4插入浇灌的混凝土桩中，完善预留在地面上的混凝土桩。

本发明发的混凝土桩基础结构工厂化生产；采用工厂化生产，能够大大的缩短施工时间，做到加快建设电站的整体进度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，主要包括底座(1)、柱钢构(2)、位标套(3)和预留柱支柱(4)；所述柱钢构(2)底端设置在底座(1)上，所述位标套(3)设置在柱钢构(2)顶端，所述预留柱支柱(4)设置在位标套(3)上；所述底座(1)包括底盘(10)、受力环(11)、支撑立杆(12)和固定箍(13)，所述支撑立杆(12)设置有三个，呈正三角形设置在底盘(10)上，所述受力环(11)设置在支撑立杆(12)的顶端，受力环(11)上设置有固定套环(110)，所述固定套环(110)有三个，分别设置在受力环(11)的内接正三角形的三个顶点上，所述固定箍(13)有3-5个，均匀设置在支撑立杆(12)上；所述柱钢构(2)包括曲状支撑杆(21)、一级固定环(22)、二级固定环(23)、三级固定环(24)和矩形管(25)，所述曲状支撑杆(21)有三个，每个曲状支撑杆(21)的下端套设在固定套环(110)内，所述一级固定环(22)设置在曲状支撑杆(21)的顶端，一级固定环(22)上设置有固定环槽(220)，所述二级固定环(23)设置在曲状支撑杆(21)的中部，二级固定环(23)上设置有支撑横杆一(230)，所述三级固定环(24)设置在曲状支撑杆(21)的底部，三级固定环(24)上设置有支撑横杆二(240)，所述矩形管(25)的底端设置在所述支撑横杆二(240)的上端面，矩形管(25)的顶端设置在支撑横杆一(230)的下端面；所述位标套(3)包括环套(31)和位标框(32)，所述环套(31)套设在固定环槽(220)内，所述位标框(32)设置在位标套(3)的内部；所述预留柱支柱(4)包括预留顶盘(41)和深入立杆(42)，所述预留顶盘(41)设置在深入立杆(42)的顶端。

2.根据权利要求1所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，所述底座(1)高度为400mm，所述柱钢构(2)高度为1600mm。

3.根据权利要求1所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，所述预留顶盘(41)上设置有竖直向上的预留螺栓，且预留顶盘(41)距离地面480mm。

4.根据权利要求1所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，还包括一个配套使用的浇筑装置(5)，所述浇筑装置(5)包括壳体(51)、流嘴(52)和挡板(53)，所述流嘴(52)设置在壳体(51)的右表面外部，壳体(51)与流嘴(52)连接处设置有开口(510)，所述壳体(51)上设置有卡套(511)，所述卡套(511)位于开口(510)上，所述挡板(53)通过卡套(511)与壳体(51)活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，所述流嘴(52)为一个或两个，流嘴(52)为一个时，设置在壳体(51)的右表面中心偏下位置；流嘴(52)为两个时，分别设置在壳体(51)的右表面前后端偏下位置。

6.根据权利要求4所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，所述流嘴(52)有两个，分别设置在壳体(51)的右表面前后端偏下位置。

7.根据权利要求4所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其特征在于，所述挡板(53)上设置有钢绳提手。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，其混凝土桩的施工方法为：

步骤一：构建混凝土桩基础结构

将曲状支撑杆(21)的底部插入固定套环(110)中进行固定，再将位标套(3)置于固定环槽(220)内进行固定；

步骤二：构建浇筑装置

根据装载机铲斗斗口尺寸，制作装置；将该浇筑装置(5)的壳体(51)下沿与装载机铲斗上沿对齐焊接固定，连为一体，成为一个大容器；

步骤三：构建混凝土桩

在地面上打下合适桩孔；将混凝土桩基础结构放置至桩孔中；施工时，混凝土罐车将混凝土料倒入装载机铲斗内，混凝土液位以在装载机移动时不溢出容器边界为准；再将装载机开到浇注位置，通过装载机液压杆调整铲斗角度，让装置的流嘴对准位标框(32)；通过钢绳提手取掉流嘴(52)上的挡板(53)，通过装载机液压杆调整铲斗倾角，让混凝土顺着流嘴(52)注入桩孔；

步骤四：完善混凝土桩

将预留柱支柱(4)插入浇灌的混凝土桩中，完善预留在地面上的混凝土桩。