CN111441343A - 一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统、施工方法及应用 - Google Patents

一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统、施工方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于桩基础施工技术领域,公开了一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统、施工方法及应用,山地光伏支架微孔灌注桩基础系统具有钻设于山地坡体上的钻孔、布置于钻孔内的加劲材料,钻孔内浇注C25细石混凝土成桩,桩顶浇注直径300mm,高300mm的墩台,墩台顶部预埋180mm×180mm×8mm的钢板,上部与光伏支架立柱采用螺栓连接。本发明提高了山地光伏电站基础的施工效率,降低了施工成本,同时提高了基础承受荷载的能力;本发明属于光伏发电工程技术领域基础变革的范畴,将极大的推动山地太阳能光伏支架微孔灌注桩基础在工艺、效率方面的进步,在国内外山地太阳能光伏施工文献中也未见相关报道。

Description

一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统、施工方法及应用
技术领域
本发明属于桩基础施工技术领域,尤其涉及一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统、施工方法及应用。
背景技术
目前,最接近的现有技术:光伏发电项目一般分为地面光伏和屋面光伏两大类,目前适用于地面光伏的光伏板支架基础型式种类较多,其中主要有独立基础、条形基础、压块式基础、配重式基础、预制管桩基础、螺旋桩基础等,根据不同的光伏板布置方式、风荷载、地形地貌、地质条件,所选用的基础型式亦不相同。光伏发电项目的建设周期均较短,一般在3~4个月,其中支架基础是后续光伏支架安装的前道工序,是整个项目建设中至关重要的一环。根据多年的设计及施工经验,以上几种常见光伏支架基础具有以下特点:独立基础、条形基础的施工过程为场地平整、土方开挖、垫层支模、垫层混凝土浇注、基础支模、基础钢筋绑扎、基础混凝土浇注、土方回填,施工工艺流程较多,其中场地平整和土方开挖工作量较大,而且易受天气因素影响;模板支设、基础支模和钢筋绑扎需要大量的人工,施工周期长。独立基础、条形基础适用于地形较为平整、土质条件较好的情况。当地形高差较大时不建议采用,原因在于会造成基础立柱高度不一,支模和钢筋绑扎工作量大大增加,或支架支撑立柱高度不一,不利于工厂加工。压块式基础、配重式基础的施工过程为场地平整、基础支模、混凝土浇注及养护、压块运输及安装(配重式基础无此项)。两种基础型式的优势在于可以较少土方开挖工序,压块和配重基础均可以工业化、流水化施工,也可以在工厂预制好运输到现场进行施工,劣势在于仅适用于地形较为平整、土质条件较好的情况,当地基承载力较低时,基础不均匀沉降较难控制,若采用地基处理则不易控制造价。
预制管桩基础的施工过程为场地平整、工厂或现场预制、运输、桩基施工(静压或其他施工方式)。预制管桩基础可以解决压块式基础和配重式基础的问题,不仅仅适用于地形较为平整、土质条件较好的情况,对于地基承载力较低的情况均适用,而且可以解决地形高差变化;劣势在于施工时需要压桩,材料和施工成本较高,岩石出露的山地不适合。
螺旋桩基础的施工过为场地平整、现场打桩。该基础型式施工工序简单、施工速度快、成本低,工艺质量易保证,适用于地形较为平整、土质条件较好的情况,当地基土中富含卵石、碎石时,桩尖旋入施工困难,不适宜采用该基础型式。
综上所述,现有技术存在的问题是:(1)现有的光伏板支架基础型式施工易受天气因素、地形因素影响,材料和施工成本较高。
(2)现有的光伏板支架基础型式施工工艺流程较多,工作量较大,需要大量的人工,施工周期长。
解决上述技术问题的难度:场地平整和土方开挖工作量较大,而且易受天气因素影响;模板支设、基础支模和钢筋绑扎需要大量的人工,施工周期长。独立基础、条形基础适用于地形较为平整、土质条件较好的情况。当地形高差较大时会造成基础立柱高度不一,支模和钢筋绑扎工作量大大增加,或支架支撑立柱高度不一,不利于工厂加工。仅适用于地形较为平整、土质条件较好的情况,当地基承载力较低时,基础不均匀沉降较难控制,若采用地基处理则不易控制造价。
解决上述技术问题的意义:解决上述技术问题后将极大的推动山地太阳能光伏支架微孔灌注桩基础在工艺、效率方面的进步,在国内外山地太阳能光伏施工文献中也未见相关报道。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统、施工方法及应用。
本发明是这样实现的,一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统由φ140mm钻孔、C25细石混凝土、加劲材料和基础顶部预埋件组成。
具有钻设于山地坡体上的钻孔、布置于钻孔内的加劲材料,钻孔内浇注C25细石混凝土成桩,桩顶浇注直径300mm,高300mm的墩台,墩台顶部预埋180mm×180mm×8mm的钢板,上部与光伏支架立柱采用螺栓连接。
支架立柱下端外侧通过螺栓固定有多个三角支撑架,三角支撑架底部通过螺栓与预埋钢板连接;加劲材料为钢筋骨架,钢筋骨架设置有四根支撑钢筋,支撑钢筋中间焊接有多根横向箍筋。
钢筋骨架外侧焊接有螺旋状排列的连接钢筋,连接钢筋外侧焊接有多根等距排列的纵向连接钢筋。
本发明的另一目的在于提供一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法,所述山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法具体包括以下步骤:
(1)使用反铲挖掘机将场地进行粗略平整,方便钻孔设备进出;
(2)使用全站仪测定桩位及地面标高,桩的纵横向允许偏差满足设计要求;
(3)按照设计要求的孔径、长度和精度,采用液压山地钻机在山地坡体上钻设钻孔,而后用空压机向钻孔中通入空气,反复清洗钻孔,人工清理孔底,检查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底,合格后,使用装满土的塑料袋对孔口进行保护;
(4)移走钻孔孔口塑料袋,再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底。将焊接好预埋件的加劲材料钢筋骨架插入钻孔中,钻孔内浇注混凝土,支模浇筑墩台混凝土。钢筋骨架包括竖向钢筋和套设在竖向钢筋上的环形箍筋,钢筋骨架的断面尺寸为63mm×63mm;竖向钢筋的直径为16mm,环形钢筋的直径为6mm;钢筋骨架的竖向钢筋的上端伸入墩台202mm。钢筋骨架放入前应先绑好砂浆垫块(或塑料卡);放钢筋骨架时,要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。钢筋骨架放到设计位置时,应立即固定;
(5)钻孔内连续浇筑混凝土,分层振捣密实,钻孔内浇注混凝土浇筑至地面高程,将钻孔孔口的山地坡体整平,整平面上搭设特制模板,模板中浇筑C25混凝土,反复振捣混凝土,浇筑至预埋钢板顶面高程,形成混凝土墩台。
步骤(1)中,场地平整时,首先清除地面障碍物,标定整平范围,施工区域布置坐标方格控制网,布置原则为先整体,后局部,高精度控制低精度;然后采用反铲挖掘机进行碾压平整。
本发明的另一目的在于提供一种所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统在桩基础施工中的应用。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:本发明采用山地太阳能光伏支架微孔灌注桩基础结构及其施工方法,降低了施工方法受到外部因素的影响,提高了山地光伏电站基础的施工效率,降低了施工成本,同时提高了基础承受荷载(光伏面板和支架荷载)的能力。本发明属于光伏发电工程技术领域基础变革的范畴,将极大的推动山地太阳能光伏支架微孔灌注桩基础在工艺、效率方面的进步,在国内外山地太阳能光伏施工文献中也未见相关报道。
附图说明
图1是本发明实施例提供的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的细石混凝土桩的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的预埋件钢板的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的墩台的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的三角支撑板结构示意图;
图中:1、山地坡体;2、钻孔;3、细石混凝土桩;4、钢筋骨架;5、箍筋;6、墩台;7、钢板;8、支架立柱;9、三角支撑板。
图6是本发明实施例提供的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统及其施工方法,用以解决现有山地光伏电站基础施工效率低且施工成本较高的问题,同时提高基础承受荷载的能力。
如图1至图5所示,本发明实施例提供的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统包括:山地坡体1、钻孔2、细石混凝土桩3、钢筋骨架4、箍筋5、墩台6、钢板7、支架立柱8、三角支撑架9。
钻孔2钻设于山地坡体1上,钻孔2内浇注C25细石混凝土桩3,桩顶浇注直径300mm,高300mm的墩台6,墩台6顶部预埋180mm×180mm×8mm的预埋件钢板7,预埋件钢板7上部与光伏支架立柱8采用螺栓连接。
支架立柱8下端外侧通过螺栓固定有多个三角支撑架9,三角支撑架9底部通过螺栓与预埋钢板7连接;
作为优选,加劲材料为钢筋骨架4,钢筋骨架4设置有四根支撑钢筋,支撑钢筋中间焊接有多根横向箍筋5。
作为优选,钢筋骨架4外侧焊接有螺旋状排列的连接钢筋,连接钢筋外侧焊接有多根等距排列的纵向连接钢筋。
与图5所示,本发明实施例提供的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法具体包括:
S501:使用反铲挖掘机将场地进行粗略平整。
S502:使用全站仪测定桩位及地面标高,桩的纵横向允许偏差满足设计要求。
S503:采用液压山地钻机在山地坡体上钻设钻孔,而后用空压机向钻孔中通入空气,反复清洗钻孔,人工清理孔底,检查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底,合格后,使用装满土的塑料袋对孔口进行保护。
S504:移走钻孔孔口塑料袋,再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底;将焊接好预埋件的加劲材料钢筋骨架插入钻孔中,钻孔内浇注混凝土,支模浇筑墩台混凝土。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
(1)使用反铲挖掘机将场地进行粗略平整,方便钻孔设备进出;
场地平整时,首先清除地面障碍物,标定整平范围,施工区域布置坐标方格控制网,布置原则为先整体,后局部,高精度控制低精度;然后采用反铲挖掘机进行碾压平整。
(2)使用全站仪测定桩位及地面标高,桩的纵横向允许偏差满足设计要求;
(3)按照设计要求的孔径、长度和精度,采用液压山地钻机在山地坡体1上钻设钻孔2,而后用空压机向钻孔2中通入空气,反复清洗钻孔,人工清理孔底,检查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底,合格后,使用装满土的塑料袋对孔口进行保护;
(4)移走钻孔孔口塑料袋,再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底。将焊接好预埋件7的加劲材料钢筋骨架4插入钻孔2中,钻孔内浇注混凝土,支模浇筑墩台混凝土。钢筋骨架包括竖向钢筋和套设在竖向钢筋上的环形箍筋,钢筋骨架的断面尺寸为63mm×63mm;竖向钢筋的直径为16mm,环形钢筋的直径为6mm;钢筋骨架的竖向钢筋的上端伸入墩台202mm。钢筋骨架放入前应先绑好砂浆垫块(或塑料卡);放钢筋骨架时,要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。钢筋骨架放到设计位置时,应立即固定;
(5)钻孔内连续浇筑混凝土,分层振捣密实,钻孔内浇注混凝土浇筑至地面高程,将钻孔2孔口的山地坡体1整平,整平面上搭设特制模板,模板中浇筑C25混凝土,反复振捣混凝土,浇筑至预埋钢板顶面高程,形成混凝土墩台6。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法,其特征在于,所述山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法包括以下步骤:
(1)使用反铲挖掘机将场地平整:场地平整时,首先清除地面障碍物,标定整平范围,施工区域布置坐标方格控制网,布置原则为先整体,后局部,高精度控制低精度;然后采用反铲挖掘机进行碾压平整;
所述钢筋骨架包括竖向钢筋和套设在竖向钢筋上的环形箍筋,钢筋骨架的断面尺寸为63mm×63mm;竖向钢筋的直径为16mm,环形钢筋的直径为6mm;
(2)使用全站仪测定桩位及地面标高;
(3)采用液压山地钻机在山地坡体上钻设钻孔,而后用空压机向钻孔中通入空气,反复清洗钻孔,人工清理孔底,检查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底,合格后,使用装满土的塑料袋对孔口进行保护;
(4)移走钻孔孔口塑料袋,再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底;将焊接好预埋件的加劲材料钢筋骨架插入钻孔中,钻孔内浇注混凝土,支模浇筑墩台混凝土;
钻孔内浇注混凝土时,连续浇筑混凝土,分层振捣密实,钻孔内浇注混凝土浇筑至地面高程,将钻孔孔口的山地坡体整平,整平面上搭设特制模板,模板中浇筑C25混凝土,反复振捣混凝土,浇筑至预埋钢板顶面高程,形成混凝土墩台;
所述的C25混凝土为由水泥、细石、天然砂及外加剂按配合比为水:水泥:砂:细石=0.44:1:1.42:3.17集中拌制的混合物。
2.如权利要求1所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法,其特征在于,步骤(1)中,钢筋骨架的竖向钢筋的上端伸入墩台202mm。
3.一种实施权利要求1~2任意一项所述山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法灌注的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,所述山地光伏支架微孔灌注桩基础系统设置有:
钻孔;
所述钻孔钻设于山地坡体上,钻孔内布置有加劲材料;
所述钻孔内浇注有细石混凝土桩,细石混凝土桩桩顶浇注有圆柱墩台,墩台顶部中央预埋有钢板,钢板上部与光伏支架的支架立柱通过螺栓连接,支架立柱下端外侧通过螺栓固定有多个三角支撑架,三角支撑架底部通过螺栓与预埋钢板连接;
所述加劲材料为钢筋骨架,钢筋骨架设置有四根支撑钢筋,支撑钢筋中间焊接有多根横向箍筋。
4.如权利要求3所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,所述钢筋骨架外侧焊接有螺旋状排列的连接钢筋,连接钢筋外侧焊接有多根等距排列的纵向连接钢筋。
5.如权利要求3所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,所述的细石混凝土桩采用C25细石混凝土,C25细石混凝土由水泥、细石、天然砂及外加剂按配合比为水:水泥:砂:细石=0.44:1:1.42:3.17集中拌制的混合物。
6.如权利要求5所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,所述的水泥是P.042.5普通硅酸盐水泥,细石的粒径为5~16mm。
7.如权利要求5所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,砂的粒径<5mm,细度模数为2.5~2.8的天然砂。
8.如权利要求5所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,外加剂为RJ-8外加剂。
9.如权利要求1所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统,其特征在于,所述墩台顶部预埋的钢板尺寸为180mm×180mm×8mm,焊接在钢筋骨架顶部。
10.一种如权利要求1~2任意一项所述的山地光伏支架微孔灌注桩基础系统的施工方法在桩基础施工中的应用。
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