CN115977132A - 一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法 - Google Patents

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赵瑞
王建亚
段文超
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Abstract

本发明提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,包括1)场地平整;2)桩位放线;3)引孔和扩孔;4)清孔;5)定位垫层施工;6)预制管桩就位;7)底部泡沫混凝土补强层施工;8)原地基除石土回填;9)顶部泡沫混凝土补强层施工;10)保温和养护。本发明采用钻机在含石地质条件下微扩孔,对引孔工艺进行改进,并将原地基土与泡沫混凝土复合补强结合,在预制管桩底部设置垫层、底侧与顶侧接触土层位置设置补强层的方式,加强了土层与预制管桩之间的黏结,且低密度的泡沫混凝土自重轻因而能够有效降低基础结构对地基的附加应力,此种复合结构增强了基础结构整体的受力可靠性和稳定性。

Description

一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法
技术领域
本发明属于光伏发电工程建设技术领域,具体涉及一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法。
背景技术
预制管桩,即预应力高强混凝土管桩,因其具有力学性能优异、施工速度快、工业化程度高和经济性显著等优点,被广泛应用于太阳能光伏电站支架基础上,尤其适用于西北地区黄土和黏性土地质条件下采用单排立柱固定可调支架的光伏项目。光伏支架预制管桩基础一般采用机械设备静压式入土施工,无需混凝土浇筑和支模养护,施工方便便捷,受力可靠性较高。
然而,在含岩石地质条件下,由于桩位土层中含有碎石或卵石等,采用静压式施工无法正常实施,预制管桩出现贯入困难或贯入过程碎裂等问题。对于西北地区黄土和黏性土地质条件下采用单排立柱固定可调支架的光伏项目,经方案对比和分析,采用预制管桩往往经济性最佳。当地层存在含岩石问题时,如若改用灌注桩基础或其它基础型式,因为材料强度和施工便利性等原因,将导致成本大幅度增加,经济性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,克服现有技术中存在的上述技术问题。
为此,本发明提供的技术方案如下:
一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,包括以下步骤:
步骤1)场地平整;
步骤2)桩位放线;
步骤3)引孔和扩孔:根据预制管桩尺寸,使用钻机进行引孔和扩孔;
步骤4)清孔:钻孔形成后,清理孔内杂物;
步骤5)定位垫层施工:采用泡沫混凝土浇筑定位垫层至桩底高程;
步骤6)预制管桩就位;
步骤7)底部泡沫混凝土补强层施工;
步骤8)原地基除石土回填:将钻孔带出的原地基土除石后回填至顶部补强层底部并捣实;
步骤9)顶部泡沫混凝土补强层施工;
步骤10)保温和养护。
施工前,通过地质勘察确定施工区域是否含石,若含石则开始施工。
所述的步骤3)引孔和扩孔后的桩孔直径比预制管桩外径大30-60mm,桩孔深比预制管桩入土深度深50mm-100mm。
所述的步骤5)采用泡沫混凝土浇筑定位垫层至桩底高程,静置一天或待垫层混凝土至少具备可上人强度时,预制管桩入孔就位,孔口采用木质楔形定位块或者其它方法调整预制管桩水平定位。
所述的步骤6)预制管桩就位时,入土长度与外露长度为1:1。
所述的步骤7)底部泡沫混凝土补强层施工时,在桩孔内预制管桩外侧与桩孔内壁之间灌注泡沫混凝土至底补强层高度,静置一天或待补强层混凝土至少具备可上人强度时,进行步骤8)。
所述的步骤9)顶部泡沫混凝土补强层施工前,取出孔口楔形定位块,然后用泡沫混凝土浇筑顶部补强层,浇筑至设计地面,确保灌实、均匀及表面平整。
所述的步骤7)中底部泡沫混凝土补强层的高度为预制管桩入土深度的0.15-0.2倍,步骤9)中顶部泡沫混凝土补强层的高度为预制管桩入土深度的0.20-0.25倍。
本发明的有益效果是:
本发明采用钻机在含石地质条件下微扩孔,对引孔工艺进行改进,并将原地基土与泡沫混凝土复合补强结合,在预制管桩底部设置垫层、底侧与顶侧接触土层位置设置补强层的方式,加强了土层与预制管桩之间的黏结,且低密度的泡沫混凝土自重轻因而能够有效降低基础结构对地基的附加应力,此种复合结构增强了基础结构整体的受力可靠性和稳定性。
本发明通过在预制管桩底部设置定位垫层,一方面纠正了钻孔设备成孔时底部的不平整度偏差;另一方面,能够通过垫层施工和预制管桩就位过程,精准的控制桩底高程,从而为上部支架的配合安装提供方便。
本发明非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法在预制管桩外侧与钻孔轮廓内侧之间的实体采用三层设计,分别为底部泡沫混凝土补强层、原地基除石土回填层和顶部泡沫混凝土补强层,一方面中层采用原地基土除石回填能够减少了泡沫混凝土的用量;另一方面将钻孔形成的原地基土大部分取除石块后进行了回填处理,减少了土方弃运问题;而且考虑光伏支架上部结构和基础结构主要受以风荷载为主的水平力控制的特点,此三层设计及材料选用与结构受力特点协调性强,有效发挥了各自的力学优势。
该方法在维持原预制管桩设计方案不变的情况下,解决了光伏支架预制管桩基础在含岩石地质条件下的适用性问题,避免了预制管桩常规静压式施工贯入困难或贯入过程碎裂的问题,在满足结构和力学的前提下,实现了光伏支架预制管桩的可施工性问题,具有较强的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式立面示意图;
图2是图1的A-A截面图。
图中:1、预制管桩;2、定位垫层;3、底部泡沫混凝土补强层;4、原地基除石土回填层;5、顶部泡沫混凝土补强层;6、楔形定位块;7、桩孔。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
实施例1
本发明提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,包括以下步骤:
步骤1)场地平整;
步骤2)桩位放线;
步骤3)引孔和扩孔:根据预制管桩1尺寸,使用钻机进行引孔和扩孔;
步骤4)清孔:钻孔形成后,清理孔内杂物;
步骤5)定位垫层2施工:采用泡沫混凝土浇筑定位垫层2至桩底高程;
步骤6)预制管桩1就位;
步骤7)底部泡沫混凝土补强层3施工;
步骤8)原地基除石土回填:将钻孔带出的原地基土除石后回填至顶部补强层底部并捣实;
步骤9)顶部泡沫混凝土补强层5施工;
步骤10)保温和养护。
其中,预制管桩1,即预应力混凝土管桩,一般依据国家建筑标准设计图集10G409标准在工厂预制而成后运抵现场安装,被广泛应用于太阳能光伏电站支架基础上,一般采用PHC300预制管桩,也可以适用于其它类型和尺寸的预制类桩型。
原地基除石土回填,减少了土方弃运问题,减少了泡沫混凝土的用量,降低了施工成本。原地基除石土回填层4如图2所示,高度为预制管桩1入土深度的0.55-0.65倍。
本发明采用改进引孔工艺、原地基土与泡沫混凝土复合补强的方法,解决了光伏支架预制管桩1基础在含岩石地质条件下的适用性问题,避免了预制管桩1常规静压式施工贯入困难或贯入过程碎裂的问题。
实施例2
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,施工前,通过地质勘察确定施工区域是否含石,若含石则开始施工。
光伏发电项目支架预制管桩1施工前,当地质勘察报告显示施工区域存在含石问题、正常静压式预制管桩1施工无法正常开展时,则可采用本发明施工方法进行施工。
实施例3
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,步骤3)引孔和扩孔后的桩孔7直径比预制管桩1外径大30-60mm,桩孔7深比预制管桩1入土深度深50mm-100mm。
光伏用预制管桩1一般采用PHC300高强预应力管桩,桩外径为300mm。由于采用非静压方式和补强方式,最终成孔直径比桩外径大,桩孔7深比管桩入土深度深。
引孔时,须根据地质含石的具体情况,选择合适的可满足成孔要求的可钻含石地层的钻机,基于成本经济的角度考虑,一般采用挖机改装旋挖钻机,也可采用满足成孔要求的其它钻孔机械设备。通过微扩孔的方法,确保了预制管桩1能够以非静压的方式就位到设计深度。
实施例4
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,如图1所示,步骤5)采用泡沫混凝土浇筑定位垫层2至桩底高5程,静置一天或待垫层混凝土至少具备可上人强度时,预制管桩1入孔就位,
孔口采用木质楔形定位块6或者其它方法调整预制管桩1水平定位。
桩底以下采用定位垫层2的形式,一方面纠正了钻孔设备成孔时底部的不平整度偏差;另一方面,能够通过垫层施工和预制管桩1就位过程,精准的控制桩底高程,从而为上部支架的配合安装提供方便。
0本发明引入具有轻质、高强和自密实等优良性能的泡沫混凝土材料,通过
预制管桩1底部设置垫层、底侧与顶侧接触土层位置设置补强层的方式,加强了土层与管桩之间的黏结,且低密度的泡沫混凝土自重轻因而能够有效降低基础结构对地基的附加应力,此种复合结构的设计增强了基础结构整体的受力可靠性和稳定性。
5其中,泡沫混凝土,又名发泡混凝土或轻质混凝土,是以发泡剂、水泥、粉煤灰、石粉等为原料制作形成的一种新型特殊混凝土,具有轻质、高强和自密实等优良性能,被广泛应用在挡土墙、基础回填、管道回填、地基处理、墙体保温等工程领域。泡沫混凝土密度可调控性范围较大,此处推荐采用密度为400~600kg/m3,也可根据项目条件具体调整。
0实施例5
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,步骤6)预制管桩1就位时,入土长度与外露长度为1:1。
伏用预制管桩1一般采用PHC300高强预应力管桩,桩外径为300mm,桩长4m,入土2米,桩顶离地高度2米,特殊项目桩直径和长度信息会略有调整。
5实施例6
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,步骤7)底部泡沫混凝土补强层3施工时,在桩孔7内预制管桩1外侧与桩孔7内壁之间灌注泡沫混凝土至底补强层高度,静置一天或待补强层混凝土至少具备可上人强度时,进行步骤8)。
其中,底部泡沫混凝土补强层3的高度为预制管桩1入土深度的0.15-0.2倍。
本发明通过预制管桩1底部设置垫层、底侧与顶侧接触土层位置设置补强层的方式,加强了土层与管桩之间的黏结,且有效降低基础结构对地基的附加应力。
实施例7
在实施例4的基础上,本实施例提供了一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,步骤9)顶部泡沫混凝土补强层5施工前,取出孔口楔形定位块6,然后用泡沫混凝土浇筑顶部补强层,浇筑至设计地面,确保灌实、均匀及表面平整。
其中,顶部泡沫混凝土补强层5的高度为预制管桩1入土深度的0.20-0.25倍。浇筑完成后,按要求保温、保湿和养护,待混凝土强度达到设计强度后,基础结构成形,可开展光伏支架上部结构的安装。
综上所述,本发明采用改进引孔工艺、原地基土与泡沫混凝土复合补强的方法,以经济合理的方案规避预制管桩1静压式施工贯入困难或贯入过程碎裂的问题,延续光伏支架预制管桩1基础在含岩石地质条件下的适用性。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)场地平整;
步骤2)桩位放线;
步骤3)引孔和扩孔:根据预制管桩尺寸,使用钻机进行引孔和扩孔;
步骤4)清孔:钻孔形成后,清理孔内杂物;
步骤5)定位垫层施工:采用泡沫混凝土浇筑定位垫层至桩底高程;
步骤6)预制管桩就位;
步骤7)底部泡沫混凝土补强层施工;
步骤8)原地基除石土回填:将钻孔带出的原地基土除石后回填至顶部补强层底部并捣实;
步骤9)顶部泡沫混凝土补强层施工;
步骤10)保温和养护。
2.根据权利要求1所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:施工前,通过地质勘察确定施工区域是否含石,若含石则开始施工。
3.根据权利要求1所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:所述的步骤3)引孔和扩孔后的桩孔直径比预制管桩外径大30-60mm,桩孔深比预制管桩入土深度深50mm-100mm。
4.根据权利要求1所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:所述的步骤5)采用泡沫混凝土浇筑定位垫层至桩底高程,静置一天或待垫层混凝土至少具备可上人强度时,预制管桩入孔就位,孔口采用木质楔形定位块或者其它方法调整预制管桩水平定位。
5.根据权利要求1所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:所述的步骤6)预制管桩就位时,入土长度与外露长度为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:所述的步骤7)底部泡沫混凝土补强层施工时,在桩孔内预制管桩外侧与桩孔内壁之间灌注泡沫混凝土至底补强层高度,静置一天或待补强层混凝土至少具备可上人强度时,进行步骤8)。
7.根据权利要求4所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:所述的步骤9)顶部泡沫混凝土补强层施工前,取出孔口楔形定位块,然后用泡沫混凝土浇筑顶部补强层,浇筑至设计地面,确保灌实、均匀及表面平整。
8.根据权利要求5所述的一种非静压式光伏支架预制管桩基础施工方法,其特征在于:所述的步骤7)中底部泡沫混凝土补强层的高度为预制管桩入土深度的0.15-0.2倍,步骤9)中顶部泡沫混凝土补强层的高度为预制管桩入土深度的0.20-0.25倍。
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