CN114737595B - 冻土区太阳能光伏支架基础及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冻土区太阳能光伏支架基础及施工方法，包括桩基础，所述桩基础包括立柱段和抗拔段，所述抗拔段一体式设置于立柱段底部，所述立柱段侧边环形阵列式设置有气囊套杆，所述气囊套杆内设置有补偿气囊，若干所述升降活塞底部均通过伸缩连杆固定安装有挤压座，所述重力球活动设置于抗拔段内部开设的摆动槽内，本发明不仅采用现有技术中提高抗拔性的方式，还通过立柱段侧边设置的补偿气囊用以抵消季节性冻土冻胀导致的周围土壤的纵向及横向挤压，以及当冻土融化后用以补偿周围地质内部冰柱熔融导致的融沉现象，此外，当立柱发生倾斜时，还能够通过补偿气囊的同侧膨胀实现立柱的矫正，大大提高了桩基的稳定性。

Description

冻土区太阳能光伏支架基础及施工方法

技术领域

本发明涉及冻土桩基础技术领域，具体为冻土区太阳能光伏支架基础及施工方法。

背景技术

现有技术中公开号为“CN106917406A”的一种用于冻土地区光伏支架的防冻基础桩及其施工方法，主要包括：护筒和混凝土桩两部分组成；护筒包括聚苯乙烯塑料泡沫板、膨胀螺栓、透气孔、防水层、保温层，聚苯乙烯塑料泡沫板为圆柱形的桶状结构，桶内侧附着保温层，桶外侧附着防水层，透气孔贯通分布在桶壁上，透气孔的深度与聚苯乙烯塑料泡沫板厚度相同，膨胀螺栓将聚苯乙烯塑料泡沫板与基坑内壁固定连接；混凝土桩包括二次浇注细石混凝土、配筋、螺旋箍、支撑板、桩体、固定孔、包囊、混凝土浇注孔，上述装置的基础桩施工简单、造价低，污染小，耐腐蚀性强，对于桩基础的抗冻胀作用更为有利。

但是上述该冻土地区光伏支架的防冻基础桩在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：1、上述装置及现有技术中的桩基础均通过采取减小冻胀抗拔力的方式用以保证桩基的稳定，但冻胀在地质层内部蔓延是不均匀的，从而导致冻胀周围地质发生横向挤压，从而导致桩基倾斜，而现有技术中通过增加桩基自动的方式抵抗横向应力，该种方式虽然起到一定效果但所需混凝土浇筑体积较大，进而提高浇筑成本；2、对于季节性冻土而言，桩基不仅需要面临冻胀问题，还需要面对冻土融化所导致的融沉现象，现有技术中并没有有效解决融沉问题，从而导致桩基在安装后无法保证其稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冻土区太阳能光伏支架基础及施工方法，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：

一种冻土区太阳能光伏支架基础，包括桩基础，所述桩基础包括立柱段和抗拔段，所述抗拔段一体式设置于立柱段底部，所述立柱段侧边环形阵列式设置有气囊套杆，所述气囊套杆内设置有补偿气囊，所述立柱段内部开设有液压油舱和供油道，所述液压油舱通过一一对应的供油道与补偿气囊连通，所述液压油舱内的液压油在泵油活塞的推动下通过供油道进出补偿气囊使其对应进行膨胀或收缩，所述补偿气囊的膨胀或收缩用以抵消季节性冻土区融沉或冻胀所导致的土壤结构变化；

所述液压油舱底部设置有控油调节盒，所述控油调节盒通过内部开设的给油道将液压油舱与各个供油道连通，所述给油道内均设置有用以封堵或导通给油道的升降活塞，所述升降活塞与密封圈活动配合，若干所述升降活塞底部均通过伸缩连杆固定安装有挤压座，所述伸缩连杆与挤压座之间设置有在无外力作用下使升降活塞与密封圈保持配合的挤压弹簧，若干所述挤压座均活动抵靠在同一阻挡环上，所述阻挡环固定安装在球座上，所述球座底部通过摆臂固定安装有重力球，所述重力球活动设置于抗拔段内部开设的摆动槽内，所述重力球摆动带动球座及阻挡环倾斜从而控制对应的给油道启闭；

若干所述供油道与补偿气囊之间还对应式设置有伸缩过渡槽，所述伸缩过渡槽内升降式设置有控油插杆，所述控油插杆上设置有与补偿气囊交替连通配合的单向进液阀和进出通用阀。

优选的，推动所述泵油活塞升降的装置包括升降丝杆，所述升降丝杆活动设置于液压油舱内，所述升降丝杆上端贯穿立柱段延伸至外部，所述升降丝杆外部一端固定安装有旋拧座，所述泵油活塞轴心处开设有与升降丝杆对应的螺纹孔。

优选的，所述气囊套杆外侧端部长度不超过抗拔段的外缘延长线。

优选的，所述气囊套杆在立柱段侧边呈直角式环形阵列设置，通过直角式设置，使得气囊套杆在立柱段呈四等分设置。

优选的，同侧所述气囊套杆数量为两个。

一种施工方法，采用上述的冻土区太阳能光伏支架基础，包括以下步骤：

步骤一：在地面开挖直径不小于抗拔段直径的桩槽，将该冻土区太阳能光伏支架基础吊装安置于桩槽内，使立柱段上部探出地面，同时保证抗拔段位于冻土层以下；

步骤二：在抗拔段以上填铺抗拔性散料，所述抗拔性散料为粗砂或中砂，散料铺填高度高于气囊套杆；

步骤三：在距离地面30公分的桩槽内浇筑混凝土，直至混凝土齐平于地面待固化成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明不仅采用现有技术中提高抗拔性的方式，还通过立柱段侧边设置的补偿气囊用以抵消季节性冻土冻胀导致的周围土壤的纵向及横向挤压，以及当冻土融化后用以补偿周围地质内部冰柱熔融导致的融沉现象，此外，当立柱发生倾斜时，还能够通过补偿气囊的同侧膨胀实现立柱的矫正，大大提高了桩基的稳定性。

附图说明

图1为本发明的桩基础安装结构示意图；

图2为本发明的桩基础整体结构剖视示意图；

图3为本发明的A区域放大结构示意图；

图4为本发明的球座连接结构示意图；

图5为本发明的立柱段整体连接结构俯视示意图；

图6为本发明的立柱段剖视示意图。

图中：1桩基础、2立柱段、3抗拔段、4气囊套杆、5补偿气囊、6液压油舱、7供油道、8泵油活塞、9控油调节盒、10给油道、11升降活塞、12密封圈、13伸缩连杆、14挤压座、15挤压弹簧、16阻挡环、17球座、18摆臂、19重力球、20摆动槽、21伸缩过渡槽、22控油插杆、23单向进液阀、24进出通用阀、25升降丝杆、26旋拧座、27冻土层。

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1-6，本发明提供一种技术方案：

实施例一

一种冻土区太阳能光伏支架基础，包括桩基础1，桩基础1包括立柱段2和抗拔段3，抗拔段3一体式设置于立柱段2底部，立柱段2侧边环形阵列式设置有气囊套杆4，气囊套杆4内设置有补偿气囊5，立柱段2内部开设有液压油舱6和供油道7，液压油舱6通过一一对应的供油道7与补偿气囊5连通，液压油舱6内的液压油在泵油活塞8的推动下通过供油道7进出补偿气囊5使其对应进行膨胀或收缩，补偿气囊5的膨胀或收缩用以抵消季节性冻土区融沉或冻胀所导致的土壤结构变化；

液压油舱6底部设置有控油调节盒9，控油调节盒9通过内部开设的给油道10将液压油舱6与各个供油道7连通，给油道10内均设置有用以封堵或导通给油道10的升降活塞11，升降活塞11与密封圈12活动配合，若干升降活塞11底部均通过伸缩连杆13固定安装有挤压座14，伸缩连杆13与挤压座14之间设置有在无外力作用下使升降活塞11与密封圈12保持配合的挤压弹簧15，若干挤压座14均活动抵靠在同一阻挡环16上，阻挡环16固定安装在球座17上，球座17底部通过摆臂18固定安装有重力球19，重力球19活动设置于抗拔段3内部开设的摆动槽20内，重力球19摆动带动球座17及阻挡环16倾斜从而控制对应的给油道10启闭；

若干供油道7与补偿气囊5之间还对应式设置有伸缩过渡槽21，伸缩过渡槽21内升降式设置有控油插杆22，控油插杆22上设置有与补偿气囊5交替连通配合的单向进液阀23和进出通用阀24。

在该实施例中，桩基础1通过桩槽安装到地下，由于抗拔段3的直径大于立柱段2，因此极大提高了该桩基础1的抗拔性，且在施工过程中通过向立柱段2周围铺填细砂、中砂散料，能够进一步降低桩基础1与地质结构之间的摩擦力，有效减少冻胀发生时的摩擦力，上述结构均为现有冻土区常用的桩基结构，在此不再进行赘述，本发明还在立柱段1侧边环形阵列式设置有气囊套杆4，气囊套杆4内设置有补偿气囊5，通过补偿气囊5的收缩用以抵消季节性冻土区融沉或冻胀所导致的土壤结构变化，具体为，当冬季冻土区发生毛细现象而形成不断向上蔓延的冰柱时，此时冰柱周围土壤受到冰柱不断膨胀的压力，在此压力作用下土壤发生膨胀，若此时不加以干预，冰柱在毛细现象的作用下不断膨胀导致土壤的横向和纵向均受到挤压，从而产生冻胀现象，而本发明由于设置有可伸缩的补偿气囊5，通过定期将补偿气囊5进行收缩使得冰柱在扩大过程中增加的体积不断被补偿气囊5收缩的体积平衡，此时可以有效缓解冻胀现象对周围地质的应力，进而减小桩基础1面临的压力，同理，当季节性冻土处于熔融期时，冬季形成的冰柱开始融化，融化产生的水分往下渗透使得上部地质由于体积减小松散而发生融沉现象，此时通过补偿气囊5的膨胀用以补偿地质层中体积的流失量，进而防止桩基础1在融沉作用下发生倾斜，且膨胀的气囊同样能够对桩基础1提供牵引力，防止其发生倾斜状况，更进一步，即使土壤融沉作用非常明显而人工干预不及时导致桩基础1倾斜，此时重力球19在倾斜作用下保持竖直向下状态，因此倾斜的桩基础1使得阻挡环16相对发生倾斜，此时倾斜相反方向的给油道10在挤压弹簧15的作用下封闭，此时通过伸缩控油插杆22使得单向进液阀23与补偿气囊5保持连通，通过操动泵油活塞8向补偿气囊5内泵注，得以仅仅向立柱段2倾斜一侧的补偿气囊5供液，通过补偿气囊5的膨胀从而推动桩基础1复位，从而进一步对桩基础1的倾斜状态进行人工干预。

实施例二

在该实施例中，推动泵油活塞8升降的装置包括升降丝杆25，升降丝杆25活动设置于液压油舱6内，升降丝杆25上端贯穿立柱段2延伸至外部，升降丝杆25外部一端固定安装有旋拧座26，泵油活塞8轴心处开设有与升降丝杆25对应的螺纹孔，在该实施例中，通过升降丝杆25的旋转带动泵油活塞8升降进而使得液压油进出补偿气囊5，而本申请中的液压油中添加有防冻剂得以抵靠-40℃低温，从而保证该装置能够有效工作，同时泵油活塞8的轴心处设置有防渗漏橡胶圈，进一步防止液压油进入泵油活塞8背侧。

实施例三

在该实施例中，气囊套杆4外侧端部长度不超过抗拔段3的外缘延长线，该设置便于桩基础1整体的安装，防止由于气囊套杆4过长而影响吊装下沉操作。

实施例四

在该实施例中，气囊套杆4在立柱段2侧边呈直角式环形阵列设置，通过直角式设置，使得气囊套杆4在立柱段2呈四等分设置，从而有效对各个位置进行作用。

实施例五

在该实施例中，同侧气囊套杆4数量为两个，通过上下两个气囊套杆4的设置，能够分散补偿位置，同时由于同侧上下补偿气囊5的压力是一致的，其可针对不同高度地质层的松散程度不同步膨胀，参照说明书附图1，大大提高了该装置的补偿和抵消有效性。

一种施工方法，采用上述的冻土区太阳能光伏支架基础，包括以下步骤：

步骤一：在地面开挖直径不小于抗拔段3直径的桩槽，将该冻土区太阳能光伏支架基础吊装安置于桩槽内，使立柱段2上部探出地面，同时保证抗拔段3位于冻土层27以下；

步骤二：在抗拔段3以上填铺粗砂、中砂等抗拔性散料，散料铺填高度高于气囊套杆4；

步骤三：在距离地面30公分的桩槽内浇筑混凝土，直至混凝土齐平于地面待固化成型。

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 (6)

1.一种冻土区太阳能光伏支架基础，包括桩基础（1），其特征在于：所述桩基础（1）包括立柱段（2）和抗拔段（3），所述抗拔段（3）一体式设置于立柱段（2）底部，所述立柱段（2）侧边环形阵列式设置有气囊套杆（4），所述气囊套杆（4）内设置有补偿气囊（5），所述立柱段（2）内部开设有液压油舱（6）和供油道（7），所述液压油舱（6）通过一一对应的供油道（7）与补偿气囊（5）连通，所述液压油舱（6）内的液压油在泵油活塞（8）的推动下通过供油道（7）进出补偿气囊（5）使其对应进行膨胀或收缩，所述补偿气囊（5）的膨胀或收缩用以抵消或补偿季节性冻土区融沉或冻胀所导致的土壤结构变化；

所述液压油舱（6）底部设置有控油调节盒（9），所述控油调节盒（9）通过内部开设的给油道（10）将液压油舱（6）与各个供油道（7）连通，所述给油道（10）内均设置有用以封堵或导通给油道（10）的升降活塞（11），升降活塞（11）与密封圈（12）活动配合，若干所述升降活塞（11）底部均通过伸缩连杆（13）固定安装有挤压座（14），所述伸缩连杆（13）与挤压座（14）之间设置有在无外力作用下使升降活塞（11）与密封圈（12）保持配合的挤压弹簧（15），若干所述挤压座（14）均活动抵靠在同一阻挡环（16）上，所述阻挡环（16）固定安装在球座（17）上，所述球座（17）底部通过摆臂（18）固定安装有重力球（19），所述重力球（19）活动设置于抗拔段（3）内部开设的摆动槽（20）内，所述重力球（19）摆动带动球座（17）及阻挡环（16）倾斜从而控制对应的给油道（10）启闭；

若干所述供油道（7）与补偿气囊（5）之间还对应式设置有伸缩过渡槽（21），所述伸缩过渡槽（21）内升降式设置有控油插杆（22），所述控油插杆（22）上设置有与补偿气囊（5）交替连通配合的单向进液阀（23）和进出通用阀（24）。

2.根据权利要求1所述的一种冻土区太阳能光伏支架基础，其特征在于：推动所述泵油活塞（8）升降的装置包括升降丝杆（25），所述升降丝杆（25）活动设置于液压油舱（6）内，所述升降丝杆（25）上端贯穿立柱段（2）延伸至外部，所述升降丝杆（25）外部一端固定安装有旋拧座（26），所述泵油活塞（8）轴心处开设有与升降丝杆（25）对应的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的一种冻土区太阳能光伏支架基础，其特征在于：所述气囊套杆（4）外侧端部长度不超过抗拔段（3）的外缘延长线。

4.根据权利要求1所述的一种冻土区太阳能光伏支架基础，其特征在于：所述气囊套杆（4）在立柱段（2）侧边呈直角式环形阵列设置，通过直角式设置，使得气囊套杆（4）在立柱段（2）呈四等分设置。

5.根据权利要求1所述的一种冻土区太阳能光伏支架基础，其特征在于：同侧所述气囊套杆（4）数量为两个。

6.一种施工方法，采用权利要求1-5任意一项所述的冻土区太阳能光伏支架基础，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在地面开挖直径不小于抗拔段（3）直径的桩槽，将该冻土区太阳能光伏支架基础吊装安置于桩槽内，使立柱段（2）上部探出地面，同时保证抗拔段（3）位于冻土层（27）以下；

步骤二：在抗拔段（3）以上填铺抗拔性散料，所述抗拔性散料为粗砂或中砂，散料铺填高度高于气囊套杆（4）；

步骤三：在距离地面30公分的桩槽内浇筑混凝土，直至混凝土齐平于地面待固化成型。