CN116927232A - 一种光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺，包括安装平台，所述安装槽中设置有相对高度可调的内支撑杆；所述连通板上连通设置有多个分支通道，所述操作槽中活动设置有活动板；所述中空板的外侧固定设置有导热板，所述中空板的内腔中设置有加热板和均热填料，所述加热板之间通过连接电线相连通，所述内支撑杆的外侧固定套设有太阳能采光环，所述太阳能采光环通过输电线连通于蓄电池。本发明提供了光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺，能够根据硬石层的分布情况而独立调整T型支撑件和内支撑杆的相对位置，不必继续开挖硬石层，使得施工后光伏板的安装平台仍能够处于水平状态，且有效应对土壤的冻胀力，使得桩基础结构更加稳定。

Description

一种光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺

技术领域

本发明涉及光伏电站技术领域，具体为一种光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺。

背景技术

在高纬度地区，较低的气温导致土体中的水分产生冻结现象。对于细颗粒土，冻结区会产生低温吸力，引起未冻水向冻结区迁移，并逐渐在冻结面形成冰透镜体，填充并挤压土颗粒间的孔隙，因而产生进一步的冻胀变形。在此过程中，当冻结区地下水含量丰富且水位较浅时，会产生大量的水分迁移，引起严重的冻胀现象。当土体中发生冻胀现象时，埋置于土体内的基础将会受到冻胀力的影响，包括作用于基础底面的法向冻胀力、作用于基础侧面的水平冻胀力和切向冻胀力。由于土体中土质和含水率的差异，不同位置产生的冻胀力也不同，进而导致不均匀的冻拔位移，严重时甚至会导致剪切破坏而使上部结构失稳。对应光伏电站，冻胀力产生的不均匀冻拔位移会导致光伏支架甚至光伏阵列的破坏。因此，在高纬度区的光伏电站结构设计和基础选型时，必须充分考虑冻胀作用的影响。

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；该地面光伏电站现浇混凝土桩基础结构的加固效果显著；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；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、上述装置的整体高度是固定的，但是在实际施工时，土壤底部通常具有硬石层，硬石层的高度不一致，而且很难开挖，但是没有开挖到预定深度又会影响到混凝土桩基础结构的预埋高度，顶部高度也就不同，使得施工的难度较大；2、由于土体中土质和含水率的差异，不同位置产生的冻胀力也不同，上述桩基础结构无法有效的应对地面的冻胀作用，使得光伏板出现位置偏移，因此需要作出改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺，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：

一种光伏电站的桩基础结构，包括安装平台，所述安装平台的底部设置有多组T型支撑件，所述T型支撑件的底部开设有安装槽，所述安装槽中设置有相对高度可调的内支撑杆，所述内支撑杆的底部设置在底部卡座开设的卡槽中，所述卡槽的内壁上固定设置有限位块，所述内支撑杆底部和卡槽围成的内腔中填充有混凝土浆料；

所述底部卡座上开设有连通板，所述连通板上连通设置有多个分支通道，所述分支通道的内壁上固定设置有固定块，所述固定块上连接设置有第一弹簧，所述第一弹簧远离固定块的一端连接于活动块上，所述连通板的顶部连通于操作槽，所述操作槽中活动设置有活动板，所述活动板的顶部固定设置有连杆，所述连杆的顶部固定设置有触发板，所述底部卡座在操作槽的外侧固定设置有中空箱体，所述活动板和中空箱体底部之间连接设置有第二弹簧，所述中空箱体的内腔顶壁上设置有开关；

所述底部卡座的外侧内嵌设置有中空板，所述中空板的外侧固定设置有导热板，所述中空板的内腔中设置有加热板和均热填料，所述加热板之间通过连接电线相连通，所述内支撑杆的外侧固定套设有太阳能采光环，所述太阳能采光环通过输电线连通于蓄电池，所述蓄电池通过导电线连通于首端的连接电线；

所述底部卡座的底部为硬石层，所述底部卡座的外侧设置为回填土层。

优选的，所述T型支撑件上开设有注浆孔，且所述注浆孔连通于安装槽。

优选的，所述T型支撑件通过定位螺栓固定于安装平台的底部。

优选的，所述内支撑杆的内部开设有注浆通道，所述注浆通道包括纵向段和横向段，且纵向段贯穿内支撑杆的底部、横向段远离纵向段的一侧向上倾斜。

优选的，所述T型支撑件的底部开设有外螺纹孔，所述内支撑杆上开设有多个内螺纹孔，所述外螺纹孔和对应位置的内螺纹孔中贯穿设置有固定螺杆，所述固定螺杆的两端均螺纹设置有限位螺母。

优选的，所述内支撑杆的底部固定设置有多个定位折弯条。

一种基于所述光伏电站的桩基础结构的桩基础施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：在桩基础结构的安装区域，开挖土层，直至挖到硬石层；

步骤二：在硬石层的上方设置底部卡座；

步骤三：将内支撑杆吊装放置在底部卡座的卡槽中，直至内支撑杆受到限位块的限位，然后通过注浆通道灌注混凝土，使得内支撑杆和底部卡座凝结成整体；

步骤四：将T型支撑件吊装卡嵌在内支撑杆的外侧，根据底部硬石层的高度，调整T型支撑件的相对位置，并在外螺纹孔和对应位置的内螺纹孔中贯穿设置固定螺杆，在固定螺杆的两端分别拧紧限位螺母，使得限位螺母贴设在T型支撑件的外侧；

步骤五：通过T型支撑件上的注浆孔将安装槽灌注混凝土，使得T型支撑件和内支撑杆凝结成整体；

步骤六：重复上述步骤二到步骤五，安装后多个T型支撑件的顶部处于水平状态，并在硬石层的上方将挖出的土壤回填，形成回填土层；

步骤六：在T型支撑件的顶部通过定位螺栓固定安装平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中T型支撑件和内支撑杆的相对位置可以调整，进而能够改变其整体高度，当施工处的土壤中挖到硬石层之后，可以不再继续下挖，而是通过调整T型支撑件的位置以改变其整体高度，使得施工后多个T型支撑件的顶部处于水平状态，进而安装光伏板的安装平台，减轻了对硬石层的开挖难度，有效提高施工效率；

本发明在底部卡座的外侧设置有多个可移动的活动块，进而有效应对不同位置产生的不同冻胀力，可以对此提供缓冲，使得底部卡座的位置可以保持固定，进而保持桩基础结构的稳定性。

本发明提供了光伏电站的桩基础结构与桩基础施工工艺，能够根据硬石层的分布情况而独立调整T型支撑件和内支撑杆的相对位置，不必继续开挖硬石层，使得施工后光伏板的安装平台仍能够处于水平状态，且有效应对土壤的冻胀力，使得桩基础结构更加稳定。

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为本发明的局部结构示意图；

图3为本发明的图2中的A处放大图；

图4为本发明的图2中的B处放大图。

图中：1安装平台、2T型支撑件、201安装槽、202注浆孔、203外螺纹孔、3定位螺栓、4内支撑杆、401内螺纹孔、402注浆通道、5固定螺杆、6限位螺母、7定位折弯条、8底部卡座、801卡槽、9限位块、10混凝土浆料、11连通板、12分支通道、13固定块、14第一弹簧、15活动块、16操作槽、17活动板、18连杆、19触发板、20中空箱体、21第二弹簧、22开关、23中空板、24导热板、25加热板、26均热填料、27连接电线、28太阳能采光环、29输电线、30蓄电池、31导电线、32硬石层、33回填土层。

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。

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：

实施例一

一种光伏电站的桩基础结构，包括安装平台1，安装平台1的底部设置有多组T型支撑件2，多组T型支撑件2用于对安装平台1提供支撑，T型支撑件2的底部开设有安装槽201，安装槽201中设置有相对高度可调的内支撑杆4，内支撑杆4的底部设置在底部卡座8开设的卡槽801中，卡槽801的内壁上固定设置有限位块9，限位块9的主要作用是对内支撑杆4进行支撑限位，避免其进一步下沉，内支撑杆4底部和卡槽801围成的内腔中填充有混凝土浆料10，混凝土浆料10为现场灌注的，使得内支撑杆4和底部卡座8可以被粘合成一个整体，更加稳定。

底部卡座8上开设有连通板11，连通板11的内部中空，连通板11上连通设置有多个分支通道12，分支通道12的内壁上固定设置有固定块13，固定块13上连接设置有第一弹簧14，第一弹簧14具有良好的伸缩弹性，第一弹簧14远离固定块13的一端连接于活动块15上，活动块15可以贴设着分支通道12的内壁移动，连通板11的顶部连通于操作槽16，操作槽16的内径大于连通板11的内径，用于汇流，操作槽16中活动设置有活动板17，活动板17可以贴设着操作槽16的内壁移动，连通板11内部、分支通道12内部和操作槽16中活动板17底部围成的区域中，填充有活塞油、活塞液等填充介质，活动板17的顶部固定设置有连杆18，连杆18的顶部固定设置有触发板19，底部卡座8在操作槽16的外侧固定设置有中空箱体20，活动板17和中空箱体20底部之间连接设置有第二弹簧21，中空箱体20的内腔顶壁上设置有开关22，当触发板19被向上顶升时，能够按压并触发开关22，使得加热板25启动并开始产生热量。

底部卡座8的外侧内嵌设置有中空板23，中空板23的外侧固定设置有导热板24，导热板24可以对中空板23内部产生的热量进行传导，进而对周边的冻胀土壤进行加温，减轻冻胀的形变程度，中空板23的内腔中设置有加热板25和均热填料26，加热板25在通电后会产热，均热填料26可以为水或者盐水等复合试剂，成本低且易得，加热板25之间通过连接电线27相连通，内支撑杆4的外侧固定套设有太阳能采光环28，当太阳能采光环28被太阳光照射时，其能够自动吸收光照并转化成电能进行储存，太阳能采光环28通过输电线29连通于蓄电池30，蓄电池30中储存有电量，使得加热板25在阴天时也能够正常使用，蓄电池30通过导电线31连通于首端的连接电线27。

底部卡座8的底部为硬石层32，根据实际的地质分布情况，硬石层32的高度并不相同，底部卡座8的外侧设置为回填土层33，进而进一步将底部卡座8进行稳定固定。

实施例二

一种光伏电站的桩基础结构，包括安装平台1，安装平台1的底部设置有多组T型支撑件2，多组T型支撑件2用于对安装平台1提供支撑，T型支撑件2通过定位螺栓3固定于安装平台1的底部，安装简便，连接稳定，T型支撑件2的底部开设有安装槽201，T型支撑件2上开设有注浆孔202，且注浆孔202连通于安装槽201，安装槽201中设置有相对高度可调的内支撑杆4，在调整好内支撑杆4的相对位置并进行了固定之后，可以通过注浆孔202向安装槽201的剩余空腔内灌注混凝土浆料，进而使得T型支撑件2和内支撑杆4被凝结成一个整体，更加稳定，内支撑杆4的内部开设有注浆通道402，注浆通道402包括纵向段和横向段，且纵向段贯穿内支撑杆4的底部、横向段远离纵向段的一侧向上倾斜，内支撑杆4的底部固定设置有多个定位折弯条7，定位折弯条7固定在混凝土中，进一步实现防脱定位，内支撑杆4的底部设置在底部卡座8开设的卡槽801中，卡槽801的内壁上固定设置有限位块9，限位块9的主要作用是对内支撑杆4进行支撑限位，避免其进一步下沉，由此，当内支撑杆4放置在底部卡座8的卡槽801中之后，可以通过注浆通道402向内支撑杆4底部和卡槽801之间的空腔中填充混凝土浆料，直至从注浆通道402和横向段中能够看到混凝土浆料溢出时为止，内支撑杆4底部和卡槽801围成的内腔中填充有混凝土浆料10，混凝土浆料10为现场灌注的，使得内支撑杆4和底部卡座8可以被粘合成一个整体，更加稳定。

底部卡座8上开设有连通板11，连通板11的内部中空，连通板11上连通设置有多个分支通道12，分支通道12的内壁上固定设置有固定块13，固定块13上连接设置有第一弹簧14，第一弹簧14具有良好的伸缩弹性，第一弹簧14远离固定块13的一端连接于活动块15上，活动块15可以贴设着分支通道12的内壁移动，连通板11的顶部连通于操作槽16，操作槽16的内径大于连通板11的内径，用于汇流，操作槽16中活动设置有活动板17，活动板17可以贴设着操作槽16的内壁移动，连通板11内部、分支通道12内部和操作槽16中活动板17底部围成的区域中，填充有活塞油、活塞液等介质，活动板17的顶部固定设置有连杆18，连杆18的顶部固定设置有触发板19，底部卡座8在操作槽16的外侧固定设置有中空箱体20，活动板17和中空箱体20底部之间连接设置有第二弹簧21，中空箱体20的内腔顶壁上设置有开关22，当触发板19被向上顶升时，能够按压并触发开关22，使得加热板25启动并开始产生热量。

底部卡座8的外侧内嵌设置有中空板23，中空板23的外侧固定设置有导热板24，导热板24可以对中空板23内部产生的热量进行传导，进而对周边的冻胀土壤进行加温，减轻冻胀的形变程度，中空板23的内腔中设置有加热板25和均热填料26，加热板25在通电后会产热，均热填料26可以为水或者盐水等复合试剂，成本低且易得，加热板25之间通过连接电线27相连通，内支撑杆4的外侧固定套设有太阳能采光环28，当太阳能采光环28被太阳光照射时，其能够自动吸收光照并转化成电能进行储存，太阳能采光环28通过输电线29连通于蓄电池30，蓄电池30中储存有电量，使得加热板25在阴天时也能够正常使用，蓄电池30通过导电线31连通于首端的连接电线27。

底部卡座8的底部为硬石层32，根据实际的地质分布情况，硬石层32的高度并不相同，底部卡座8的外侧设置为回填土层33，进而进一步将底部卡座8进行稳定固定。

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T型支撑件2和内支撑杆4之间的连接固定结构进行了进一步的公开和限定，具体地：T型支撑件2的底部开设有外螺纹孔203，内支撑杆4上开设有多个内螺纹孔401，多个内螺纹孔401之间等距设置，且内螺纹孔401和外螺纹孔203的孔径相同，外螺纹孔203和对应位置的内螺纹孔401中贯穿设置有固定螺杆5，固定螺杆5的两端均螺纹设置有限位螺母6，限位螺母6紧贴在T型支撑件2的外侧，进而将T型支撑件2和内支撑杆4相互固定。

一种基于光伏电站的桩基础结构的桩基础施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：在桩基础结构的安装区域，开挖土层，直至挖到硬石层32；

步骤二：根据实际的地质情况，硬石层32的水平高度并不相同，在挖到硬石层32之后，由于其地质坚硬，开挖速度会显著降低，此时，不再继续下挖，直接在硬石层32的上方设置底部卡座8；

步骤三：将内支撑杆4吊装放置在底部卡座8的卡槽801中，直至内支撑杆4受到限位块9的限位，使得内支撑杆4的位置确定，然后通过注浆通道402灌注混凝土浆料，混凝土浆料会填充满内支撑杆4底部和卡槽801之间形成的封闭腔，在混凝土浆料定型后，使得内支撑杆4和底部卡座8凝结成整体；

步骤四：将T型支撑件2吊装卡嵌在内支撑杆4的外侧，根据底部硬石层32的高度，调整T型支撑件2的相对位置，并在外螺纹孔203和对应位置的内螺纹孔401中贯穿设置固定螺杆5，在固定螺杆5的两端分别拧紧限位螺母6，使得限位螺母6贴设在T型支撑件2的外侧，进而将T型支撑件2和内支撑杆4相互固定；

步骤五：通过T型支撑件2上的注浆孔202将安装槽201灌注混凝土，使得T型支撑件2和内支撑杆4凝结成整体；

步骤六：重复上述步骤二到步骤五，根据安装位置处硬石层32的实际高度，合理调整T型支撑件2相对内支撑杆4的高度位置，使得其整体高度可以调节，安装后多个T型支撑件2的顶部处于水平状态，并在硬石层32的上方将挖出的土壤回填，形成回填土层33；

步骤六：在T型支撑件2的顶部通过定位螺栓3固定安装平台1，安装平台1处于水平状态，进而便于安装光伏板。

工作原理：

本装置在安装时，可以根据实际的硬石层32的高度状态，独立调整每组支撑件中T型支撑件2和内支撑杆4的相对位置，使得其整体高度可调，进而弥补硬石层32的高度，无需继续下挖硬石层32，减轻施工难度，提高施工效率，在施工后，顶部的安装平台1处于水平状态，便于安装光伏组件。

在实际使用时，由于土体中土质和含水率的差异，不同位置产生的冻胀力也不同，土壤在发生冻胀后，横向的膨胀作用会向内挤压活动块15，活动块15推动分支通道12内部的填充介质，使得介质通过连通板11后挤向操作槽16，进而将活动板17向上推，活动板17通过连杆18带动触发板19上升，直至触发板19按压到开关22，此时，加热板25会启动并产生热量，其热量通过均热填料26均匀分布在中空板23的内部，最后又通过导热板24的传导作用，对周边的冻胀土壤进行加热，进而减轻冻胀的形变程度，减轻对底部卡座8的推力，此外，本装置在内支撑杆4的外侧固定套设有太阳能采光环28，当太阳能采光环28被太阳光照射时，其能够自动吸收光照并转化成电能进行储存，太阳能采光环28通过输电线29连通于蓄电池30，蓄电池30中储存有电量，使得加热板25在阴天时也能够正常使用，使用效果更好。

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 (7)

1.一种光伏电站的桩基础结构，包括安装平台（1），其特征在于：所述安装平台（1）的底部设置有多组T型支撑件（2），所述T型支撑件（2）的底部开设有安装槽（201），所述安装槽（201）中设置有相对高度可调的内支撑杆（4），所述内支撑杆（4）的底部设置在底部卡座（8）开设的卡槽（801）中，所述卡槽（801）的内壁上固定设置有限位块（9），所述内支撑杆（4）底部和卡槽（801）围成的内腔中填充有混凝土浆料（10）；

所述底部卡座（8）上开设有连通板（11），所述连通板（11）上连通设置有多个分支通道（12），所述分支通道（12）的内壁上固定设置有固定块（13），所述固定块（13）上连接设置有第一弹簧（14），所述第一弹簧（14）远离固定块（13）的一端连接于活动块（15）上，所述连通板（11）的顶部连通于操作槽（16），所述操作槽（16）中活动设置有活动板（17），所述活动板（17）的顶部固定设置有连杆（18），所述连杆（18）的顶部固定设置有触发板（19），所述底部卡座（8）在操作槽（16）的外侧固定设置有中空箱体（20），所述活动板（17）和中空箱体（20）底部之间连接设置有第二弹簧（21），所述中空箱体（20）的内腔顶壁上设置有开关（22）；

所述底部卡座（8）的外侧内嵌设置有中空板（23），所述中空板（23）的外侧固定设置有导热板（24），所述中空板（23）的内腔中设置有加热板（25）和均热填料（26），所述加热板（25）之间通过连接电线（27）相连通，所述内支撑杆（4）的外侧固定套设有太阳能采光环（28），所述太阳能采光环（28）通过输电线（29）连通于蓄电池（30），所述蓄电池（30）通过导电线（31）连通于首端的连接电线（27）；

所述底部卡座（8）的底部为硬石层（32），所述底部卡座（8）的外侧设置为回填土层（33）。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述T型支撑件（2）上开设有注浆孔（202），且所述注浆孔（202）连通于安装槽（201）。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述T型支撑件（2）通过定位螺栓（3）固定于安装平台（1）的底部。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述内支撑杆（4）的内部开设有注浆通道（402），所述注浆通道（402）包括纵向段和横向段，且纵向段贯穿内支撑杆（4）的底部、横向段远离纵向段的一侧向上倾斜。

5.根据权利要求4所述的一种光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述T型支撑件（2）的底部开设有外螺纹孔（203），所述内支撑杆（4）上开设有多个内螺纹孔（401），所述外螺纹孔（203）和对应位置的内螺纹孔（401）中贯穿设置有固定螺杆（5），所述固定螺杆（5）的两端均螺纹设置有限位螺母（6）。

6.根据权利要求5所述的一种光伏电站的桩基础结构，其特征在于：所述内支撑杆（4）的底部固定设置有多个定位折弯条（7）。

7.一种基于权利要求6所述光伏电站的桩基础结构的桩基础施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在桩基础结构的安装区域，开挖土层，直至挖到硬石层（32）；

步骤二：在硬石层（32）的上方设置底部卡座（8）；

步骤三：将内支撑杆（4）吊装放置在底部卡座（8）的卡槽（801）中，直至内支撑杆（4）受到限位块（9）的限位，然后通过注浆通道（402）灌注混凝土，使得内支撑杆（4）和底部卡座（8）凝结成整体；

步骤四：将T型支撑件（2）吊装卡嵌在内支撑杆（4）的外侧，根据底部硬石层（32）的高度，调整T型支撑件（2）的相对位置，并在外螺纹孔（203）和对应位置的内螺纹孔（401）中贯穿设置固定螺杆（5），在固定螺杆（5）的两端分别拧紧限位螺母（6），使得限位螺母（6）贴设在T型支撑件（2）的外侧；

步骤五：通过T型支撑件（2）上的注浆孔（202）将安装槽（201）灌注混凝土，使得T型支撑件（2）和内支撑杆（4）凝结成整体；

步骤六：重复上述步骤二到步骤五，安装后多个T型支撑件（2）的顶部处于水平状态，并在硬石层（32）的上方将挖出的土壤回填，形成回填土层（33）；

步骤六：在T型支撑件（2）的顶部通过定位螺栓（3）固定安装平台（1）。