CN113338323A - 一种水面光伏电站的桩基础结构及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水面光伏电站的桩基础结构及其施工工艺，包括地桩本体，所述地桩本体从上至下依次包括一体式设置的伸缩浮台安装区、混凝土浇筑区和底部的实心锥体破土区，所述破土式弧形锚定机构通过混凝土浇筑固定，所述伸缩浮台安装区内安装有浮台伸缩机构；所述伸缩套筒底部固定连接有牵引弹簧，所述牵引弹簧远离伸缩套筒一端与升降杆体连接，本发明的地桩本体能够固定在水体底部的土壤层内，并通过锚定爪固定的方式防止地桩本体向上移动，升降杆体伸缩的方式与水位高度同步升降，从而有效规避丰水期和枯水期带来的检修困难问题，同时浮台只发生上下浮动，从而有效避免光伏组件之间相互碰撞、层叠等风险，大大提高了装置的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站地桩结构技术领域，具体为一种水面光伏电站的桩基础结构及其施工工艺。
背景技术
水面光伏电站是指在水塘、中小型湖泊、水库、蓄水池、采煤塌陷区形成的湖泊等水上建立的光伏发电站，具有合理利用土地资源、提高发电量、环保节能等优点，有着非常广阔的应用前景；
目前水面光伏电站主要采用打桩式和漂浮式两种定位安装方式，但上述两种安装方式均存在一定的缺点，例如：
打桩式：通常仅能安装于浅水区，但由于水体高度在一年的不同季节和时期呈现不同的高度，当丰水期时，水体高度上涨导致光伏组件被淹没，严重影响光伏组件的使用寿命和发电效率，虽然现有技术中出现了可以进行人工调节高度的光伏组件，但调节过程往往耗费巨大的人力，同时水体中茂盛的水草进一步提高了人工调节和检修的成本，当处于枯水期时，光伏之间高于水面很长距离，通常给检修造成巨大困难，从而提高了光伏发电厂的运维成本；
漂浮式：采用漂浮式安装方式的光伏组件同样需要面对丰水期和枯水期的问题，同时，若水域面积较大，当发生恶劣的天气环境时，水面波动较大，从而导致相邻光伏组件之间碰撞，严重者甚至出现光伏组件堆叠损坏的情况，大大提高了光伏电场的运行风险，此外，现有技术中出现通过地桩和钢丝牵拉的漂浮式光伏组件安装方式，但由于该种装置无法在丰水期间调节高度，当水面上升而浮筒组件无法上升后，水体对浮筒组件产生的巨大浮力可能导致地桩从水底拔出，进而影响光伏组件的安全性；
现有技术中申请号为“CN201710584164.7”的一种螺旋地桩式可调节光伏支架，由若干个支架排列构成，每个支架包括螺旋地桩、横梁、前立柱和后立柱，所述前立柱和所述后立柱分别活动连接在不同的所述螺旋地桩上，所述横梁两端分别铰接在所述前立柱和所述后立柱上；所述横梁上侧设有多个檩条，上述装置结构简单、经济实惠、安装方便，不受地域的影响，而且可以保证较高的发电率，提高了发电总量，该装置采用和传统打桩式安装固定方式，因此打桩式出现的确定同样难以摒除；
因此本发明的目的在于设计一种能够在深水区应用、打桩牢固、在水面自由升降的水面光伏电站的桩基础结构及其施工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水面光伏电站的桩基础结构及其施工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水面光伏电站的桩基础结构，包括地桩本体，所述地桩本体从上至下依次包括一体式设置的伸缩浮台安装区、混凝土浇筑区和底部的实心锥体破土区，所述伸缩浮台安装区和混凝土浇筑区为环形空腔结构，所述混凝土浇筑区侧边设置有若干破土式弧形锚定机构，所述破土式弧形锚定机构通过混凝土浇筑固定，所述伸缩浮台安装区内安装有浮台伸缩机构；
所述破土式弧形锚定机构包括锚定爪限位块，所述锚定爪限位块内开设有供锚定爪伸缩的弧形滑槽，所述锚定爪经弧形滑槽延伸至地桩本体外部固定设置；
所述浮台伸缩机构包括固定安装在伸缩浮台安装区内的伸缩套筒，所述伸缩套筒底部固定连接有牵引弹簧，所述牵引弹簧远离伸缩套筒一端与升降杆体连接，所述升降杆体远离牵引弹簧一端固定连接有浮台，所述浮台上固定安装有光伏组件。
优选的，所述地桩本体上端固定安装有法兰环，所述法兰环通过螺栓与浮台固定连接。
优选的，所述实心锥体破土区内部设置有钢筋笼，所述实心锥体破土区通过混凝土实心浇筑成型，所述伸缩浮台安装区和混凝土浇筑区内设置有若干环形阵列式排布的加强筋，所述加强筋与实心锥体破土区内部的钢筋笼焊接固定。
优选的，所述伸缩套筒内开设有升降滑槽，所述升降滑槽内活动设置有升降滑块，所述升降滑块固定安装在升降杆体侧边。
一种水面光伏电站桩基础结构的施工工艺，采用上述的水面光伏电站的桩基础结构，包括以下步骤：
步骤一：通过打桩机将地桩本体进行打桩固定，确保混凝土浇筑区完全进入水面以下的土壤层内；
步骤二：利用锚定杆探入混凝土浇筑区内部的地桩本体中，通过冲击的方式使得锚定爪延伸至地桩本体外部的土壤层内固定；
步骤三：向混凝土浇筑区内浇筑混凝土进行封闭，风干固化后从而进一步对锚定爪进行限位固定；
步骤四：将伸缩套筒及与其连接的升降杆体安装在伸缩浮台安装区内，并通过顶部设置的浮台将光伏组件进行安装固定，从而完成整个地桩本体的打桩固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的地桩本体能够固定在水体底部的土壤层内，并通过锚定爪固定的方式防止地桩本体向上移动，大大提高了装置的稳定性；
2、本发明的地桩本体作为土壤层的锚定装置，同时采用升降杆体伸缩的方式与水位高度同步升降，从而有效规避丰水期和枯水期带来的检修困难问题，同时浮台只发生上下浮动，从而有效避免光伏组件之间相互碰撞、层叠等风险，大大提高了装置的安全性。
本发明的地桩本体能够固定在水体底部的土壤层内，并通过锚定爪固定的方式防止地桩本体向上移动，升降杆体伸缩的方式与水位高度同步升降，从而有效规避丰水期和枯水期带来的检修困难问题，同时浮台只发生上下浮动，从而有效避免光伏组件之间相互碰撞、层叠等风险，大大提高了装置的安全性。
附图说明
图1为本发明的地桩本体安装完成结构示意图；
图2为本发明的冲击桩探入混凝土浇筑区内部示意图；
图3为本发明的破土式弧形锚定机构的锚定爪展开状态示意图；
图4为本发明的浇筑管探入混凝土浇筑区内浇筑混凝土状态示意图；
图5为本发明的浮台安装示意图；
图6为本发明的A区域放大结构示意图；
图7为本发明的B区域放大结构示意图；
图8为本发明的钢筋笼和加强筋焊接结构示意图。
图中：1地桩本体、2伸缩浮台安装区、3混凝土浇筑区、4实心锥体破土区、5破土式弧形锚定机构、6浮台伸缩机构、7锚定爪限位块、8锚定爪、9弧形滑槽、10伸缩套筒、11牵引弹簧、12升降杆体、13浮台、14光伏组件、15法兰环、16钢筋笼、17加强筋、18升降滑槽、19升降滑块、20冲击桩、21浇筑管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
实施例：
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：
一种水面光伏电站的桩基础结构，包括地桩本体1，地桩本体1从上至下依次包括一体式设置的伸缩浮台安装区2、混凝土浇筑区3和底部的实心锥体破土区4，伸缩浮台安装区2和混凝土浇筑区3为环形空腔结构，混凝土浇筑区3侧边设置有若干破土式弧形锚定机构5，破土式弧形锚定机构5通过混凝土浇筑固定，伸缩浮台安装区2内安装有浮台伸缩机构6；
地桩本体1通过打桩机打入水面以下的土壤层中，传统的桩基础结构仅仅通过打桩进行固定，相较于传统结构，本发明通过破土式弧形锚定机构5从地桩本体1侧边穿入土壤层，从而形成倒爪结构，并通过向混凝土浇筑区3内部浇筑混凝土的方式，从而将破土式弧形锚定机构5用于进行固定，同时利用混凝土的重量增加地桩本体1的重量，从而提高地桩本体1安装的稳定性，同时，采用浮台伸缩机构6使得浮台13与水面高度同步进行伸缩，从而避免了丰水期水面淹没传统浮台而导致浮力增大拖曳固定桩，而导致固定桩向上松动等问题，在枯水期时，浮台13同步下降，检修人员能够轻松对浮台13上安装的光伏组件14进行检修维护；
破土式弧形锚定机构5包括锚定爪限位块7，锚定爪限位块7内开设有供锚定爪8伸缩的弧形滑槽9，锚定爪8经弧形滑槽9延伸至地桩本体1外部固定设置；
浮台伸缩机构6包括固定安装在伸缩浮台安装区2内的伸缩套筒10，伸缩套筒10底部固定连接有牵引弹簧11，牵引弹簧11远离伸缩套筒10一端与升降杆体12连接，升降杆体12远离牵引弹簧11一端固定连接有浮台13，浮台13上固定安装有光伏组件14，牵引弹簧11能够对浮台13的快速升降进行一定的缓冲，从而防止光伏组件14震荡过度，当水面高度变化时，升降杆体12升降从而完成浮台13的升降。
作为一个优选，地桩本体1上端固定安装有法兰环15，法兰环15通过螺栓与浮台13固定连接，当枯水期水位较低时，通过螺栓将浮台13固定在法兰环15上，从而实现浮台13的固定，防止浮台13与法兰环15发生接触碰撞。
作为一个优选，实心锥体破土区4内部设置有钢筋笼16，实心锥体破土区4通过混凝土实心浇筑成型，伸缩浮台安装区2和混凝土浇筑区3内设置有若干环形阵列式排布的加强筋17，加强筋17与实心锥体破土区4内部的钢筋笼16焊接固定，通过焊接方式将钢筋笼16与加强筋17固定，从而提高整个地桩本体1的强度。
作为一个优选，伸缩套筒10内开设有升降滑槽18，升降滑槽18内活动设置有升降滑块19，升降滑块19固定安装在升降杆体12侧边，通过升降滑槽18和升降滑块19的设置，防止升降杆体12升降的过程中发生偏转，从而保证光伏组件的正常工作。
一种水面光伏电站桩基础结构的施工工艺，采用上述的水面光伏电站的桩基础结构，包括以下步骤：
步骤一：通过打桩机将地桩本体1进行打桩固定，确保混凝土浇筑区3完全进入水面以下的土壤层内；
步骤二：利用锚定杆探入混凝土浇筑区内部的地桩本体1中，通过冲击的方式使得锚定爪延伸至地桩本体1外部的土壤层内固定；
步骤三：向混凝土浇筑区3内浇筑混凝土进行封闭，风干固化后从而进一步对锚定爪8进行限位固定；
步骤四：将伸缩套筒10及与其连接的升降杆体12安装在伸缩浮台安装区2内，并通过顶部设置的浮台13将光伏组件14进行安装固定，从而完成整个地桩本体1的打桩固定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种水面光伏电站的桩基础结构，包括地桩本体(1)，其特征在于：所述地桩本体(1)从上至下依次包括一体式设置的伸缩浮台安装区(2)、混凝土浇筑区(3)和底部的实心锥体破土区(4)，所述伸缩浮台安装区(2)和混凝土浇筑区(3)为环形空腔结构，所述混凝土浇筑区(3)侧边设置有若干破土式弧形锚定机构(5)，所述破土式弧形锚定机构(5)通过混凝土浇筑固定，所述伸缩浮台安装区(2)内安装有浮台伸缩机构(6)；
所述破土式弧形锚定机构(5)包括锚定爪限位块(7)，所述锚定爪限位块(7)内开设有供锚定爪(8)伸缩的弧形滑槽(9)，所述锚定爪(8)经弧形滑槽(9)延伸至地桩本体(1)外部固定设置；
所述浮台伸缩机构(6)包括固定安装在伸缩浮台安装区(2)内的伸缩套筒(10)，所述伸缩套筒(10)底部固定连接有牵引弹簧(11)，所述牵引弹簧(11)远离伸缩套筒(10)一端与升降杆体(12)连接，所述升降杆体(12)远离牵引弹簧(11)一端固定连接有浮台(13)，所述浮台(13)上固定安装有光伏组件(14)。
2.根据权利要求1所述的一种水面光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述地桩本体(1)上端固定安装有法兰环(15)，所述法兰环(15)通过螺栓与浮台(13)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种水面光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述实心锥体破土区(4)内部设置有钢筋笼(16)，所述实心锥体破土区(4)通过混凝土实心浇筑成型，所述伸缩浮台安装区(2)和混凝土浇筑区(3)内设置有若干环形阵列式排布的加强筋(17)，所述加强筋(17)与实心锥体破土区(4)内部的钢筋笼(16)焊接固定。
4.根据权利要求1所述的一种水面光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述伸缩套筒(10)内开设有升降滑槽(18)，所述升降滑槽(18)内活动设置有升降滑块(19)，所述升降滑块(19)固定安装在升降杆体(12)侧边。
5.一种水面光伏电站桩基础结构的施工工艺，采用权利要求1-4任意一项所述的水面光伏电站的桩基础结构，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过打桩机将地桩本体(1)进行打桩固定，确保混凝土浇筑区(3)完全进入水面以下的土壤层内；
步骤二：利用锚定杆探入混凝土浇筑区内部的地桩本体(1)中，通过冲击桩(20)的方式使得锚定爪延伸至地桩本体(1)外部的土壤层内固定；
步骤三：向混凝土浇筑区(3)内浇筑混凝土进行封闭，风干固化后从而进一步对锚定爪(8)进行限位固定；
步骤四：将伸缩套筒(10)及与其连接的升降杆体(12)安装在伸缩浮台安装区(2)内，并通过顶部设置的浮台(13)将光伏组件(14)进行安装固定，从而完成整个地桩本体(1)的打桩固定。
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