CN114592533A - 一种夯扩碎石微型桩光伏基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夯扩碎石微型桩光伏基础及其施工方法，该基础包括地层、复合载体及预制基础构架，复合载体嵌入于地层，复合载体具有扩大部，复合载体自扩大部向上至地层表面尺寸渐缩，复合载体包括挤密土层及夯扩体，挤密土层包裹于夯扩体外，预制基础构架的一端嵌入夯扩体内，预制基础构架的另一端伸出至地层外；上述夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架埋设在夯扩体内并与夯扩体紧密连接，夯扩体在形成过程中对周围土层产生挤密作用，夯扩体与周围的挤密土层共同构成复合载体，该复合载体具有扩大部并自扩大部向上至地层表面尺寸渐缩，以使该基础具有良好的抗压、抗倾覆以及抗拔性能，以解决风(雪)荷载作用下的抗压、抗倾覆和抗拔等问题。

Description

一种夯扩碎石微型桩光伏基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及太阳能发电光伏支架基础设计与施工技术领域，特别涉及一种夯扩碎石微型桩光伏基础及其施工方法。

背景技术

太阳能光伏支架基础主要用于安装、支撑支架及太阳能电池组件，光伏支架基础的设计要满足承载力和稳定性验算，基础设计除考虑永久荷载作用外，尚需考虑风荷载、雪荷载、和施工检修荷载，必要时需考虑地震作用。目前光伏支架基础主要有桩基础、扩展式基础和锚杆基础，桩基础一般分为预制桩基础和灌注桩基础，预制桩基础分为钢桩、混凝土预制桩和预应力混凝土桩。扩展式基础分为混凝土独立基础和条形基础。其中：预制桩基础一般施工工艺方便快捷，但抗拔性能较差，造价相对较高。因地下水对基础施工影响较大，采取降水措施会大幅增加工程造价，所以扩展式基础和灌注桩基础在埋深范围内受地下水影响较大，地下水的存在会影响成孔施工、混凝土浇筑，不但成本造价高，且后期留置安全隐患。锚杆基础大多用于基岩裸露地区，基础持力层多为中风化～未风化的岩石。

结合目前已建光伏项目特点分析，光伏支架基础所承受的竖向荷载一般在10KN左右，因此基础的结构承载力往往满足要求，其抗拔性能是光伏基础需着重考虑的因素。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种夯扩碎石微型桩光伏基础，以使其具有较强的抗拔性能。

本发明的第二目的在于提供一种包括上述夯扩碎石微型桩光伏基础的施工方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种夯扩碎石微型桩光伏基础，包括地层、复合载体以及预制基础构架，所述复合载体嵌入于所述地层，所述复合载体具有扩大部，所述复合载体自所述扩大部向上至所述地层表面尺寸渐缩以提高所述夯扩碎石微型桩光伏基础的抗拔性能，所述复合载体包括挤密土层以及夯扩体，所述挤密土层包裹于所述夯扩体外，所述预制基础构架的一端嵌入所述夯扩体内，所述预制基础构架的另一端伸出至所述地层外。

可选地，所述夯扩体由颗粒填充料以及嵌入所述颗粒填充料间隙内的水泥砂浆构成。

可选地，所述颗粒填充料包括碎石、碎砖、碎混凝土块、块石、矿渣以及建筑弃渣中的一种或至少两种任意比例的混合物。

可选地，所述预制基础构架包括预埋管件、竖向锚筋以及环向箍筋，多根所述竖向锚筋沿所述预埋管件周向间隔地固定于所述预埋管件的外壁，多个所述环向箍筋沿所述预埋管件轴向相互间隔设置且所述环向箍筋与各所述竖向锚筋固定连接。

可选地，所述竖向锚筋的下端突出于所述预埋管件下端预设长度且所述竖向锚筋的下端向远离所述预埋管件轴心方向弯折形成锚钩结构。

可选地，所述预埋管件的上端设置有连接结构，所述连接结构包括螺纹紧固件，所述螺纹紧固件分别与光伏支架立柱以及所述预埋管件配合将两者连接。

可选地，所述连接结构还包括抱箍，所述抱箍分别与所述光伏支架立柱以及所述预埋管件配合。

一种如上任意一项所述的夯扩碎石微型桩光伏基础的施工方法，包括步骤：

1)光伏场区地层挖掘柱形基坑，并夯实基坑底部形成基础持力层；

2)将夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架下放至基坑内，保持预制基础构架的轴线铅直；

3)向基坑内填充颗粒填充料，并沿预制基础构架径向由内向外对颗粒填充料进行夯击压实；

4)灌入水泥砂浆并进行振捣，使水泥砂浆充满颗粒填充料的缝隙中；

5)重复步骤3)和步骤4)，直至地层表面，待水泥砂浆凝固胶结完成后，即制备完成。

可选地，所述步骤1)中，采用细长锤对基坑底部进行夯实，并在三击贯入度小于2cm后停止夯实，形成基础持力层。

可选地，在所述步骤3中，每次充填形成的颗粒填充料层的厚度为300mm～400mm。

可选地，在所述步骤3中，采用细长锤对颗粒填充料进行夯击压实，直至三击贯入度满足预设要求，若局部因夯击造成贯入较深，可继续下放适量颗粒填充料，保证夯实面平整。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种夯扩碎石微型桩光伏基础，该夯扩碎石微型桩光伏基础包括地层、复合载体以及预制基础构架，其中，复合载体嵌入于地层，复合载体具有扩大部，复合载体自扩大部向上至地层表面尺寸渐缩以提高所述夯扩碎石微型桩光伏基础的抗拔性能，复合载体包括挤密土层以及夯扩体，挤密土层包裹于夯扩体外，预制基础构架的一端嵌入夯扩体内，预制基础构架的另一端伸出至地层外；上述夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架埋设在夯扩体内并与夯扩体紧密连接，夯扩体在形成过程中对周围土层产生挤密作用，夯扩体与周围的挤密土层共同构成复合载体，该复合载体会形成扩大部并且复合载体自扩大部向上至地层表面尺寸渐缩，以使该基础具有良好的抗压、抗倾覆以及抗拔性能，使得该基础对于光伏支架的固定更加牢固，以解决风(雪)荷载作用下的抗压、抗倾覆和抗拔等问题。

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为本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架的俯视图；

图4为本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的施工过程示意图；

图5为本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的施工方法中使用的细长锤的结构示意图。

其中：

1为地层；2为夯扩体；3为挤密土层；4为预制基础构架；401 为预埋管件；402为竖向锚筋；403为环向箍筋；404为锚钩结构；5 为光伏支架立柱；6为螺纹紧固件；7为基础持力层；8为颗粒填充料层；9为细长锤。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种夯扩碎石微型桩光伏基础，该夯扩碎石微型桩光伏基础的结构设计使其具有较强的抗拔性能。

本发明的另一核心是提供一种包括上述夯扩碎石微型桩光伏基础的施工方法。

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。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的结构示意图。

本发明实施例中公开了一种夯扩碎石微型桩光伏基础，该夯扩碎石微型桩光伏基础包括地层1、复合载体以及预制基础构架4。

其中，所述地层1除特殊软弱性淤泥、淤泥质土及相关流塑状土层外，均可适用本发明；复合载体嵌入于地层1，复合载体具有扩大部，复合载体自扩大部向上至地层1表面尺寸渐缩以提高所述夯扩碎石微型桩光伏基础的抗拔性能，复合载体包括挤密土层3以及夯扩体 2，挤密土层3包裹于夯扩体2外，预制基础构架4的一端嵌入夯扩体 2内，预制基础构架4的另一端伸出至地层1外。

可以看出，与现有技术相比，本发明实施例提供的夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架4埋设在夯扩体2内并与夯扩体2紧密连接，夯扩体2在形成过程中对周围土层产生挤密作用，夯扩体2与周围的挤密土层3共同构成复合载体，该复合载体会形成扩大部并且复合载体自扩大部向上至地层1表面尺寸渐缩，以使该基础具有良好的抗压、抗倾覆以及抗拔性能，使得该基础对于光伏支架的固定更加牢固，以解决风(雪)荷载作用下的抗压、抗倾覆和抗拔等问题。。

作为优选地，上述夯扩体2由颗粒填充料以及嵌入颗粒填充料间隙内的水泥砂浆构成，其中，颗粒填充料为含泥量不大于10％且有机物含量不大于3％的碎石、碎砖、碎混凝土块、块石、矿渣以及建筑弃渣中的一种或至少两种任意比例的混合物，水泥砂浆强度等级不小于M25，上述颗粒填充料取材范围广泛，便于获得，成本低廉，可实现建筑弃渣的循环利用，绿色环保，有助于保护环境，实现可持续性发展，并且能够降低夯扩碎石微型桩光伏基础建造成本。

进一步地，如图2和图3所示，上述预制基础构架4包括预埋管件401、竖向锚筋402以及环向箍筋403，多根竖向锚筋402沿预埋管件401周向间隔地固定于预埋管件401的外壁，多个环向箍筋403 沿预埋管件401轴向相互间隔设置且环向箍筋403与各竖向锚筋402固定连接。上述预埋管件401、竖向锚筋402以及环向箍筋403的规格可以根据需要进行选择，与夯扩碎石微型桩光伏基础所在基坑的直径及深度相适配即可，在本发明一种具体实施例中，预埋管件401以及竖向锚筋402的长度均为450mm。

进一步优化上述技术方案，竖向锚筋402的下端突出于预埋管件 401下端预设长度且竖向锚筋402的下端向远离预埋管件401轴心方向弯折形成锚钩结构404，具体地，竖向锚筋402突出于预埋管件401 的边缘100mm，竖向锚筋402与预埋管件401之间的焊缝高度为6mm，竖向锚筋402的下端头弯折伸长20mm，在距离预埋管件401底部 150mm处设置环向箍筋403，环向箍筋403与竖向锚筋402采用点焊连接。

作为优选地，为便于与光伏支架立柱5连接，在本发明实施例中，预埋管件401的上端设置有连接结构，连接结构包括螺纹紧固件6，螺纹紧固件6分别与光伏支架立柱5以及预埋管件401配合将两者连接，螺纹紧固件6可以沿预埋管件401的周向设置多个。

进一步地，上述连接结构还包括抱箍，抱箍分别与光伏支架立柱 5以及预埋管件401配合。

本发明实施例还提供了一种如上述实施例所述的夯扩碎石微型桩光伏基础的施工方法，该施工方法包括步骤：

S1：光伏场区地层1挖掘柱形基坑，并夯实基坑底部形成基础持力层7；

基坑为便于施工方便，常见开挖柱形基坑，横截面为圆形，直径一般200mm～300mm。

S2：将夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架4下放至基坑内，保持预制基础构架4的轴线铅直；

S3：向基坑内填充颗粒填充料，并沿预制基础构架4径向由内向外对颗粒填充料进行夯击压实，如图4所示；

S4：灌入水泥砂浆并进行振捣，使水泥砂浆充满颗粒填充料的缝隙中；

S5：重复步骤S3和步骤S4，直至地层1表面，待水泥砂浆凝固胶结完成后，即制备完成。

步骤S1中，采用细长锤9对基坑底部进行夯实，并在三击贯入度小于2cm后停止夯实，形成基础持力层7。

三击贯入度指夯实后当不再填料时连续夯击三次后的下沉量。

如图5所示，上述细长锤9直径50mm～100mm，长约 1500mm～2000mm，锤重5kg～15kg，用以夯实填充料的锤，可根据操作现场自行调整，当然也可以采用其他装置进行夯实，在此不做限定。

在步骤S3中采用分层充填，分层夯实的方式逐层填充颗粒填充料，每次充填形成的颗粒填充料层8的厚度为300mm～400mm，需要说明的是，该厚度仅仅是本发明实施例提供的优选实施方案，该填料厚度可结合当地经验确定。

在步骤S3中，采用细长锤9对颗粒填充料进行夯击压实，直至三击贯入度满足预设要求，若局部因夯击造成贯入较深，可继续下放适量颗粒填充料，保证夯实面平整。

综上所述，本发明实施例提供了一种光伏基础领域新颖的施工方法，利用该施工方法建造的夯扩碎石微型桩光伏基础具有良好的抗压、抗倾覆以及抗拔性能，使得该基础对于光伏支架的固定更加牢固，以解决风(雪)荷载作用下的抗压、抗倾覆和抗拔等问题，同时该施工方法采用常见的碎石、碎砖、碎混凝土块、块石、矿渣、建筑弃渣作为颗粒填充料，填充料的选取范围广泛，价格低廉，经济性，可以对建筑弃渣进行循环利用，有助于保护环境，实现可持续性发展。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

应当理解，本申请中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，包括地层、复合载体以及预制基础构架，所述复合载体嵌入于所述地层，所述复合载体具有扩大部，所述复合载体自所述扩大部向上至所述地层表面尺寸渐缩以提高所述夯扩碎石微型桩光伏基础的抗拔性能，所述复合载体包括挤密土层以及夯扩体，所述挤密土层包裹于所述夯扩体外，所述预制基础构架的一端嵌入所述夯扩体内，所述预制基础构架的另一端伸出至所述地层外。

2.根据权利要求1所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，所述夯扩体由颗粒填充料以及嵌入所述颗粒填充料间隙内的水泥砂浆构成。

3.根据权利要求2所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，所述颗粒填充料包括碎石、碎砖、碎混凝土块、块石、矿渣以及建筑弃渣中的一种或至少两种任意比例的混合物。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，所述预制基础构架包括预埋管件、竖向锚筋以及环向箍筋，多根所述竖向锚筋沿所述预埋管件周向间隔地固定于所述预埋管件的外壁，多个所述环向箍筋沿所述预埋管件轴向相互间隔设置且所述环向箍筋与各所述竖向锚筋固定连接。

5.根据权利要求4所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，所述竖向锚筋的下端突出于所述预埋管件下端预设长度且所述竖向锚筋的下端向远离所述预埋管件轴心方向弯折形成锚钩结构。

6.根据权利要求1-3及5任意一项所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，所述预埋管件的上端设置有连接结构，所述连接结构包括螺纹紧固件，所述螺纹紧固件分别与光伏支架立柱以及所述预埋管件配合将两者连接。

7.根据权利要求6所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，所述连接结构还包括抱箍，所述抱箍分别与所述光伏支架立柱以及所述预埋管件配合。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的夯扩碎石微型桩光伏基础的施工方法，其特征在于，包括步骤：

1)光伏场区地层挖掘柱形基坑，并夯实基坑底部形成基础持力层；

2)将夯扩碎石微型桩光伏基础的预制基础构架下放至基坑内，保持预制基础构架的轴线铅直；

3)向基坑内填充颗粒填充料，并沿预制基础构架径向由内向外对颗粒填充料进行夯击压实；

4)灌入水泥砂浆并进行振捣，使水泥砂浆充满颗粒填充料的缝隙中；

5)重复步骤3)和步骤4)，直至地层表面，待水泥砂浆凝固胶结完成后，即制备完成。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述步骤1)中，采用细长锤对基坑底部进行夯实，并在三击贯入度小于2cm后停止夯实，形成基础持力层。

10.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，在所述步骤3中，每次充填形成的颗粒填充料层的厚度为300mm～400mm。

11.根据权利要求8所述的夯扩碎石微型桩光伏基础，其特征在于，在所述步骤3中，采用细长锤对颗粒填充料进行夯击压实，直至三击贯入度满足预设要求，若局部因夯击造成贯入较深，可继续下放适量颗粒填充料，保证夯实面平整。

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