CN114908739B - 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

本发明提供一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置，包括预制钢桩，所述预制钢桩的内部安装有至少一个增高桩，位于顶部的所述增高桩中安装有立柱，所述定位球上固定设置有延伸杆，所述延伸杆上固定设置有安装板，所述安装板的顶部固定设置有承载平台；所述传动板可带动外罩壳移动，所述外罩壳中开设有插槽，所述插槽中活动设置有内罩壳，所述内罩壳远离外罩壳的一端固定于预制钢桩的外壁上。本发明提供了地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置，解决了预定安装位置由于存在大石块等等而造成难以直接开挖的问题，并且能够根据增高桩的实际设置情况而自动调整底部浇筑混凝土的范围大小，使得混凝土桩基础结构整体都更加稳定。

Description

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

本发明涉及光伏电站技术领域，具体为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

一般光伏电站的基础多为独立的箱形基础，其施工是首先开挖基坑，然后在基坑内将基础模板拼装成箱形，再在箱形模板内浇筑混凝土，待混凝土养护期满后拆除模板即可，其施工工艺简单，但是其只适用于地质结构较均匀单一、土质相对较软的地区，对于我国西北内陆地区，特别是戈壁荒滩地区，由于该类地区地质结构复杂、土质坚硬，且地层内含有大量碎石，因此其施工难度大、效率低、成本高；另外，在该类地区进行大规模的基坑开挖，会严重破坏地表植被，从而影响该地区脆弱的生态环境。

现有技术中，公开号为“CN108252320B”的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；该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。

但是，其在使用过程中，仍然存在较为明显的缺陷：1、上述基础结构的设计较为复杂，在制作开模和安装固定时都较为繁琐，装配效率较低；2、使用上述结构的话，只能在预定位置处垂直地向下开挖，进而对混凝土桩基础结构进行埋设，但是，在不同的地区，有时在合适的安装位置却不适宜开挖土层，例如，该位置的土层内存在坚硬的大石块等等，会给开挖过程带来较大的考验；3、在降雨频繁的地区，为了防止光伏设备被积存上涨的雨水淹没，通常需要将混凝土桩基础结构的承载平台进行升高，但是，承载平台越高，则混凝土桩基础结构的整体也就越高，此时，为了确保底部的稳定性，常常需要适应性地增大混凝土底座的面积，但是上述装置不能有效地解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置，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：

一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，包括预制钢桩，所述预制钢桩的下半部开设有出浆孔，所述预制钢桩的内部安装有至少一个增高桩，所述增高桩上开设有灌浆孔，位于顶部的所述增高桩中安装有立柱，所述立柱的顶部固定设置有弧形底座，所述弧形底座中固定设置有定位球，所述定位球上固定设置有延伸杆，所述延伸杆上固定设置有安装板，所述安装板的顶部固定设置有承载平台；

所述预制钢桩的内部固定设置有操作块，所述操作块中开设有L型腔，所述L型腔的两端分别活动设置有第一调节板和第二调节板，所述第一调节板上固定设置有压杆，所述压杆上固定设置有压板，所述压板和操作块之间连接设置有压缩弹簧，所述第二调节板上固定设置有传动板，所述传动板可带动外罩壳移动，所述外罩壳中开设有插槽，所述插槽中活动设置有内罩壳，所述内罩壳远离外罩壳的一端固定于预制钢桩的外壁上。

优选的，所述预制钢桩上一体成型设置有多个抗拔凹槽。

优选的，所述增高桩和预制钢桩中贯穿设置有第一对穿螺钉，所述第一对穿螺钉上螺纹设置有两个第一螺母，且两个所述第一螺母分别紧贴设置在预制钢桩的外壁上。

优选的，所述立柱和增高桩中贯穿设置有第二对穿螺钉，所述第二对穿螺钉上螺纹设置有两个第二螺母，且两个所述第二螺母分别紧贴设置在增高桩的外壁上。

优选的，所述安装板上通过第一连接螺钉固定有斜撑杆，所述斜撑杆远离安装板的一端通过第二连接螺钉固定于定位块上，所述定位块固定于立柱上。

优选的，所述L型腔设置有第一调节板一端的出口处内壁上固定设置有第一阻挡块，所述L型腔的横向段靠近纵向段的内壁上固定设置有第二阻挡块，所述L型腔设置有第二调节板一端的出口处内壁上固定设置有第三阻挡块。

优选的，所述传动板的底部通过连接块固定连接于外罩壳。

优选的，所述插槽中设置有弹性垫。

一种浇筑装置，用于浇筑上述所述的地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明对地形的适应性更强，当需要安装的位置处因为土层中存在大石块等等原因而不易开挖时，可以从两侧选取开挖点，首先安装底部的预制钢桩，然后通过弧形底座、定位球、延伸杆、安装板等结构，最终在预定位置安装承载平台，减轻了开挖的难度，使得施工效率更高；

2、本发明的混凝土桩基础结构包括预制钢桩、增高桩和立柱，其中，增高桩至少设置有一个，进而可以将光伏设备安装在更高的位置，尤其适用于多雨地区，可以避免光伏设备被上涨的雨水浸泡而发生损坏；

3、本发明在安装了增高桩之后，当增高桩越多时，表明混凝土桩基础结构的整体高度也越高，此时，整体结构的底部需要浇筑更多的混凝土，这样底座才会稳定，因此，本发明利用了增高桩越多则总重越大的性质，使得外罩壳可以随着增高桩的增多而逐渐外扩，进而，可以自动适应性的增加底部的大小，使得混凝土桩基础结构的重心更加稳定，而且底部大小能够自动调节，也避免了统一式的大底座造成混凝土用料浪费的问题。

本发明提供了地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构及其浇筑装置，解决了预定安装位置由于存在大石块等等而造成难以直接开挖的问题，并且能够根据增高桩的实际设置情况而自动调整底部浇筑混凝土的范围大小，使得混凝土桩基础结构整体都更加稳定。

附图说明

图1为本发明的整体结构的主视剖面示意图；

图2为本发明的单个混凝土桩基础结构的结构示意图；

图3为本发明的预制钢桩底部的局部结构示意图；

图4为本发明的图3中的A处放大图；

图5为本发明的外罩壳的结构示意图。

图中：1预制钢桩、101抗拔凹槽、102出浆孔、2增高桩、201灌浆孔、3第一对穿螺钉、4第一螺母、5立柱、6第二对穿螺钉、7第二螺母、8弧形底座、9定位球、10延伸杆、11安装板、12第一连接螺钉、13斜撑杆、14第二连接螺钉、15定位块、16承载平台、17操作块、18L型腔、19第一调节板、20第二调节板、21压杆、22压板、23压缩弹簧、24第一阻挡块、25第二阻挡块、26第三阻挡块、27传动板、28连接块、29外罩壳、291插槽、30弹性垫、31内罩壳、32混凝土、33预挖坑、34回填土层、35定位层、36大石块。

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。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，包括预制钢桩1，预制钢桩1的内部为中空，便于现浇混凝土，预制钢桩1的下半部开设有出浆孔102，使得混凝土浆料可以从出浆孔102流出，进而对预制钢桩1和外罩壳29之间进行混凝土的填充，预制钢桩1的内部安装有至少一个增高桩2，在实际使用时，增高桩2的具体高度可以灵活设置，增高桩2越高，则其重量就相应的越大，增高桩2上开设有灌浆孔201，在完成各个组件的装配后，最终从灌浆孔201对各个组件形成的内部空间进行混凝土的灌注，进而使得各个组件在混凝土的连接下形成一个稳固的整体，位于顶部的增高桩2中安装有立柱5，立柱5为实心结构，更加坚固，立柱5的顶部固定设置有弧形底座8，弧形底座8中固定设置有定位球9，在未固定前，定位球9可以在弧形底座8中转动进而调整角度，但是，在固定之后，二者会形成固定连接，不会再发生相对转动，定位球9上固定设置有延伸杆10，延伸杆10和立柱5之间是存在夹角的，由此，可以将顶部的最终位置逐渐引向预定的开挖位置处，延伸杆10上固定设置有安装板11，安装板11的顶部固定设置有承载平台16，承载平台16所在的位置即预定安装光伏设备的位置，这样的设置有效解决了承载平台16正下方的土层中存在大石块36，或者是土层中具有其他复杂情况而难以开挖的问题，能够有效利用预定位置周边的空间，使得最终的承载平台16仍然可以在预定位置，便于整体的布阵和协调。

预制钢桩1的内部固定设置有操作块17，操作块17中开设有L型腔18，L型腔18的两端分别活动设置有第一调节板19和第二调节板20，其中，第一调节板19可以在L型腔18的纵向段进行上下移动，第二调节板20可以在L型腔18的横向段进行左右移动，第一调节板19和第二调节板20之间填充有液体介质，使得第一调节板19和第二调节板20之间具有此消彼长的联动性，第一调节板19上固定设置有压杆21，压杆21上固定设置有压板22，当增高桩2安装在预制钢桩1的内部后，增高桩2会下压到压板22，压板22和操作块17之间连接设置有压缩弹簧23，压缩弹簧23为大型弹簧，具有一定的伸缩弹性，第二调节板20上固定设置有传动板27，传动板27可带动外罩壳29移动，外罩壳29中开设有插槽291，插槽291中活动设置有内罩壳31，内罩壳31远离外罩壳29的一端固定于预制钢桩1的外壁上，当第二调节板20带动外罩壳29向外移动时，外罩壳29和内罩壳31之间的空间会增大，使得浇筑后形成的混凝土底座也更大，进而使得整体的混凝土桩基础结构的重心更低，更加稳定，该设置和增高桩2的高度、数量都呈相关性，因此，增高桩2越高，底部的混凝土底座也随之逐渐增大，坚固且稳定，避免了单一式的大底座对应低增高桩2而导致对混凝土浆料浪费的问题。

实施例二：

一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，包括预制钢桩1，预制钢桩1的内部为中空，便于现浇混凝土，预制钢桩1上一体成型设置有多个抗拔凹槽101，在浇筑后，混凝土会填充在抗拔凹槽101中，使得混凝土和预制钢桩1的接触面积更大，同时，也起到了对预制钢桩1进行限制的作用，避免预制钢桩1被拔出或者下沉，预制钢桩1的下半部开设有出浆孔102，使得混凝土浆料可以从出浆孔102流出，进而对预制钢桩1和外罩壳29之间进行混凝土的填充，预制钢桩1的内部安装有至少一个增高桩2，在实际使用时，增高桩2的具体高度可以灵活设置，增高桩2越高，则其重量就相应的越大，增高桩2上开设有灌浆孔201，在完成各个组件的装配后，最终从灌浆孔201对各个组件形成的内部空间进行混凝土的灌注，进而使得各个组件在混凝土的连接下形成一个稳固的整体，位于顶部的增高桩2中安装有立柱5，立柱5为实心结构，更加坚固，立柱5的顶部固定设置有弧形底座8，弧形底座8中固定设置有定位球9，在未固定前，定位球9可以在弧形底座8中转动进而调整角度，但是，在固定之后，二者会形成固定连接，不会再发生相对转动，定位球9上固定设置有延伸杆10，延伸杆10和立柱5之间是存在夹角的，由此，可以将顶部的最终位置逐渐引向预定的开挖位置处，延伸杆10上固定设置有安装板11，安装板11的顶部固定设置有承载平台16，承载平台16所在的位置即预定安装光伏设备的位置，这样的设置有效解决了承载平台16正下方的土层中存在大石块36，或者是土层中具有其他复杂情况而难以开挖的问题，能够有效利用预定位置周边的空间，使得最终的承载平台16仍然可以在预定位置，便于整体的布阵和协调。

预制钢桩1的内部固定设置有操作块17，操作块17中开设有L型腔18，L型腔18的两端分别活动设置有第一调节板19和第二调节板20，其中，第一调节板19可以在L型腔18的纵向段进行上下移动，第二调节板20可以在L型腔18的横向段进行左右移动，第一调节板19和第二调节板20之间填充有液体介质，使得第一调节板19和第二调节板20之间具有此消彼长的联动性，第一调节板19上固定设置有压杆21，压杆21上固定设置有压板22，当增高桩2安装在预制钢桩1的内部后，增高桩2会下压到压板22，压板22和操作块17之间连接设置有压缩弹簧23，压缩弹簧23为大型弹簧，具有一定的伸缩弹性，L型腔18设置有第一调节板19一端的出口处内壁上固定设置有第一阻挡块24，第一阻挡块24的设置可以避免第一调节板19在移动时脱离L型腔18，L型腔18的横向段靠近纵向段的内壁上固定设置有第二阻挡块25，第二阻挡块25的设置可以避免第二调节板20在移动时进入到L型腔18的纵向段，进而避免发生第二调节板20不能复原、第一调节板19和第二调节板20之间填充的液体介质泄漏等等问题，L型腔18设置有第二调节板20一端的出口处内壁上固定设置有第三阻挡块26，第三阻挡块26的设置可以避免第二调节板20在移动时脱离L型腔18，第二调节板20上固定设置有传动板27，传动板27可带动外罩壳29移动，在本实施例中，传动板27的底部通过连接块28固定连接于外罩壳29，外罩壳29中开设有插槽291，插槽291中设置有弹性垫30，插槽291中活动设置有内罩壳31，弹性垫30的设置使得内罩壳31和插槽291之间不存在空隙，进而避免在浇筑过程中导致混凝土浆料泄漏的问题，内罩壳31远离外罩壳29的一端固定于预制钢桩1的外壁上，当第二调节板20带动外罩壳29向外移动时，外罩壳29和内罩壳31之间的空间会增大，使得浇筑后形成的混凝土底座也更大，进而使得整体的混凝土桩基础结构的重心更低，更加稳定，该设置和增高桩2的高度、数量都呈相关性，因此，增高桩2越高，底部的混凝土底座也随之逐渐增大，坚固且稳定，避免了单一式的大底座对应低增高桩2而导致对混凝土浆料浪费的问题。

实施例三：

本实施例在上述实施例一或实施例二的基础上，对预制钢桩1和增高桩2之间的具体连接结构进行了进一步的公开和限定，具体地：增高桩2和预制钢桩1中贯穿设置有第一对穿螺钉3，第一对穿螺钉3上螺纹设置有两个第一螺母4，且两个第一螺母4分别紧贴设置在预制钢桩1的外壁上，此时，可以将预制钢桩1和增高桩2牢固地锁定在一起，整体更加稳定。

实施例四：

本实施例在上述实施例一或实施例二的基础上，对增高桩2和立柱5之间的具体连接结构进行了进一步的公开和限定，具体地：立柱5和增高桩2中贯穿设置有第二对穿螺钉6，第二对穿螺钉6上螺纹设置有两个第二螺母7，且两个第二螺母7分别紧贴设置在增高桩2的外壁上，此时，可以将增高桩2和立柱5牢固地锁定在一起，整体更加稳定。

实施例五：

本实施例在上述实施例一或实施例二的基础上，增设了以下结构：安装板11上通过第一连接螺钉12固定有斜撑杆13，斜撑杆13远离安装板11的一端通过第二连接螺钉14固定于定位块15上，定位块15固定于立柱5上，斜撑杆13的设置增加了安装板11的定位稳定性，使得对承载平台16的支撑更加稳固。

一种浇筑装置，用于浇筑上述的地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构。

工作原理：

在施工前，首先需要对施工地点进行选择，在实际施工时，有些预定开挖位置的土层中可能存在大石块36，或者存在坚硬岩石等等不易开挖的状况，此时，出于对整体布阵、组件协调的考虑，可以在预定位置的两侧进行开挖，形成预挖坑33，然后将预制钢桩1插设在预挖坑33中，再将增高桩2吊装插设在预制钢桩1的内部，在预制钢桩1和增高桩2对应开设的螺纹孔贯穿设置第一对穿螺钉3，并紧贴预制钢桩1的外侧壁分别拧紧多个第一螺母4，使得增高桩2和预制钢桩1固定在一起，其中，增高桩2的具体长度和数量可以根据实际的使用场所为准，能够使得安装后的光伏设备设置在合理高度即可，避免降雨蓄水时蔓延的积水浸泡损坏光伏设备；最后，在最顶部的增高桩2中插设立柱5，在增高桩2和立柱5对应开设的螺纹孔贯穿设置第二对穿螺钉6，并紧贴增高桩2的外侧壁分别拧紧多个第二螺母7，使得增高桩2和立柱5固定在一起，立柱5的顶部固定设置有弧形底座8，弧形底座8中固定设置有定位球9，在未固定前，定位球9可以在弧形底座8中转动进而调整角度，但是，在固定之后，二者会形成固定连接，不会再发生相对转动，定位球9上固定设置有延伸杆10，延伸杆10和立柱5之间是存在夹角的，由此，可以将顶部的最终位置逐渐引向预定的开挖位置处，延伸杆10上固定设置有安装板11，安装板11的顶部固定设置有承载平台16，承载平台16所在的位置即预定安装光伏设备的位置，这样的设置有效解决了承载平台16正下方的土层中存在大石块36，或者是土层中具有其他复杂情况而难以开挖的问题，能够有效利用预定位置周边的空间，使得最终的承载平台16仍然可以在预定位置，便于整体的布阵和协调，由此，在施工后，可以同时解决预定开挖位置存在障碍、混凝土桩基础结构高度过低导致光伏设备在降雨时容易被浸泡损坏的问题；

在上述的施工操作结束后，通过灌浆孔201灌注混凝土浆料，此时的混凝土能够将增高桩2的内部、预制钢桩1的内部、以及预制钢桩1和外罩壳29之间都填充满混凝土，使得这些装置被连接成一个整体，更加稳定，之后，待混凝土浆料凝固后，在预挖坑33的底部首先放置回填土层34，并将土层压实，若和地平面存在高度差，则在回填土层34的上方填实定位层35，定位层35可以是混凝土、砂石的混合层，其目的都是保持预制钢桩1的长期稳定性。

需要注意的是，在将增高桩2安装到预制钢桩1内部的过程中，增高桩2会下压到压板22，压板22又通过压杆21推动第一调节板19，由于第一调节板19和第二调节板20之间填充有液体介质，因此第二调节板20会被向外推，第二调节板20带动传动板27，传动板27又带动外罩壳29向外移动，使得外罩壳29和内罩壳31之间的空间逐渐增大，若增高桩2的高度越大、或者数量越多，都会导致增高桩2的总重越大，此时的压板22被下压的幅度也就越大，进而最终导致灌浆后底部的混凝土基座更大，整体的重心更低，更加稳定，即，增高量越大，则底部的混凝土基座就越大，自适应性更强，整体更加稳固，也避免了固定式的大底座在增高较少时存在对混凝土浆料浪费的问题，进而有效节省施工成本，提高施工效率。

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 (8)

1.一种地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构，包括预制钢桩（1），其特征在于：所述预制钢桩（1）的下半部开设有出浆孔（102），所述预制钢桩（1）的内部安装有至少一个增高桩（2），所述增高桩（2）上开设有灌浆孔（201），位于顶部的所述增高桩（2）中安装有立柱（5），所述立柱（5）的顶部固定设置有弧形底座（8），所述弧形底座（8）中固定设置有定位球（9），所述定位球（9）上固定设置有延伸杆（10），所述延伸杆（10）上固定设置有安装板（11），所述安装板（11）的顶部固定设置有承载平台（16）；

所述预制钢桩（1）的内部固定设置有操作块（17），所述操作块（17）中开设有L型腔（18），所述L型腔（18）的两端分别活动设置有第一调节板（19）和第二调节板（20），第一调节板（19）在L型腔（18）的纵向段进行上下移动，第二调节板（20）在L型腔（18）的横向段进行左右移动，第一调节板（19）和第二调节板（20）之间填充有液体介质，使得第一调节板（19）和第二调节板（20）之间具有此消彼长的联动性，所述第一调节板（19）上固定设置有压杆（21），所述压杆（21）上固定设置有压板（22），所述压板（22）和操作块（17）之间连接设置有压缩弹簧（23），所述第二调节板（20）上固定设置有传动板（27），所述传动板（27）可带动外罩壳（29）移动，所述外罩壳（29）中开设有插槽（291），所述插槽（291）中活动设置有内罩壳（31），所述内罩壳（31）远离外罩壳（29）的一端固定于预制钢桩（1）的外壁上。

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：所述预制钢桩（1）上一体成型设置有多个抗拔凹槽（101）。

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：所述增高桩（2）和预制钢桩（1）中贯穿设置有第一对穿螺钉（3），所述第一对穿螺钉（3）上螺纹设置有两个第一螺母（4），且两个所述第一螺母（4）分别紧贴设置在预制钢桩（1）的外壁上。

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：所述立柱（5）和增高桩（2）中贯穿设置有第二对穿螺钉（6），所述第二对穿螺钉（6）上螺纹设置有两个第二螺母（7），且两个所述第二螺母（7）分别紧贴设置在增高桩（2）的外壁上。

5.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：所述安装板（11）上通过第一连接螺钉（12）固定有斜撑杆（13），所述斜撑杆（13）远离安装板（11）的一端通过第二连接螺钉（14）固定于定位块（15）上，所述定位块（15）固定于立柱（5）上。

6.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L型腔（18）设置有第一调节板（19）一端的出口处内壁上固定设置有第一阻挡块（24），所述L型腔（18）的横向段靠近纵向段的内壁上固定设置有第二阻挡块（25），所述L型腔（18）设置有第二调节板（20）一端的出口处内壁上固定设置有第三阻挡块（26）。

7.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：所述传动板（27）的底部通过连接块（28）固定连接于外罩壳（29）。

8.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：所述插槽（291）中设置有弹性垫（30）。