光伏電站基礎(chǔ)形式

1、基礎(chǔ)形式分類(lèi)

光伏電站的基礎(chǔ)都包含哪些型式？

注：1. 表中符號(hào)○表示適用；△表示可以采用；×表示不適用；-表示此項(xiàng)無(wú)影響；

2. 表中樁基礎(chǔ)指的是微型短樁，其它樁基礎(chǔ)應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94 的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行選擇；

3. 對(duì)于巖石植筋錨桿基礎(chǔ)尚應(yīng)要求巖石的完整程度為較完整~完整，且適用于巖石直接出露的場(chǎng)區(qū)；

4. 寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工不宜采用現(xiàn)澆施工工藝。

2、基礎(chǔ)形式應(yīng)用條件的說(shuō)明

支架支架基礎(chǔ)選型時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)保性能的分析應(yīng)綜合考慮電站的全壽命周期，包括電站停止運(yùn)營(yíng)時(shí)場(chǎng)地恢復(fù)的成本以及對(duì)環(huán)境可能造成的影響。

由于地面太陽(yáng)能發(fā)電站支架布置場(chǎng)區(qū)一般較大，而且一般工期較短，因此：

1）應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)制樁基礎(chǔ)。但在密實(shí)的砂土、碎石土中施工壓（擊）入式預(yù)制樁，一方面難以施工，另一方面存在施工阻力大易造成樁體損壞的風(fēng)險(xiǎn)，因此不適合使用。

2）采用獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，在確保基礎(chǔ)自身結(jié)構(gòu)承載力滿(mǎn)足要求的前提下，可根據(jù)需要采用無(wú)筋或是配筋擴(kuò)展式基礎(chǔ)。為確保條形基礎(chǔ)的整體性，提高其自身的抗彎承載力，減小截面尺寸，條形基礎(chǔ)應(yīng)采用配筋擴(kuò)展式基礎(chǔ)。

3）如地下水影響基礎(chǔ)施工，采取降水措施會(huì)造成工程造價(jià)的大幅增加，不建議采用擴(kuò)展式基礎(chǔ)。同樣對(duì)于灌注樁，如地下水高于樁端埋深，會(huì)影響成孔施工、混凝土澆筑，在增加施工成本的同時(shí)留下質(zhì)量隱患，因此也不建議此類(lèi)場(chǎng)地采用灌注樁。

4）目前光伏發(fā)電站工程中的灌注樁基本都是采用干成孔的施工工藝，因此場(chǎng)地的土層需滿(mǎn)足成孔過(guò)程中不縮徑、不塌孔的條件，在軟土地層和松散的砂土、碎石土中不易成孔，因此此類(lèi)場(chǎng)地不宜采用灌注樁。但如果可以采用護(hù)筒等護(hù)壁施工工藝，在上述地層中也是可以施工灌注樁的。

5）現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)，無(wú)論是擴(kuò)展式基礎(chǔ)還是樁基礎(chǔ)，在寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工由于養(yǎng)護(hù)的問(wèn)題不宜采用。

6）螺旋樁在密實(shí)的砂土、碎石土中直接旋擰施工也會(huì)存在施工阻力大易造成樁體損壞的風(fēng)險(xiǎn)，但通過(guò)“引孔旋擰”的施工工藝可以解決。對(duì)于含大量漂石、塊石的地層，通過(guò)“引孔旋擰”的施工工藝仍不能解決螺旋樁施工難以鉆進(jìn)的問(wèn)題，且堅(jiān)硬的巖石對(duì)鋼樁的鍍鋅層磨損嚴(yán)重，因此不應(yīng)采用。

7）巖石地層中采用錨桿基礎(chǔ)必須確保基巖基本完好，且具有較大體量，能承擔(dān)對(duì)支架基礎(chǔ)的錨固和全部荷載。對(duì)于結(jié)構(gòu)大部分破壞、裂隙發(fā)育的巖石不應(yīng)采用錨桿基礎(chǔ)。

各類(lèi)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介

1、 鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)

1）定義

鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)由基礎(chǔ)底板（墊層）與底板上面的基礎(chǔ)短柱組成，在光伏支架的前后立柱下面分別設(shè)置。短柱頂部設(shè)置預(yù)埋件（鋼板或地腳螺栓）與上部的光伏支架相連，需要一定的埋深和一定的基礎(chǔ)底面積；基礎(chǔ)地板上覆土，用基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)覆土重力共同抵抗環(huán)境荷載導(dǎo)致的上拔力，用較大的基礎(chǔ)底面積來(lái)分散光伏支架向下的垂直荷載，用基礎(chǔ)底面和土壤之間的摩擦力以及基礎(chǔ)側(cè)面與土壤的阻力來(lái)抵擋水平荷載。

2）優(yōu)點(diǎn)

傳力途徑明確，受力可靠；抗水平荷載的能力最強(qiáng)，抗洪抗風(fēng)；適用范圍廣；

形式簡(jiǎn)單，對(duì)地質(zhì)條件要求較小，施工方法簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的施工機(jī)械；

開(kāi)挖后基礎(chǔ)槽壁無(wú)塌陷現(xiàn)象，基槽成型率高；

施工時(shí)模板一次加工成型，可多次循環(huán)利用，使用方法簡(jiǎn)單，可以有效提高每天基礎(chǔ)的澆筑量。

3）缺點(diǎn)

埋置較深，所需的鋼筋混凝土工程量大，人工多，土方開(kāi)挖及回填量大；

施工周期長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境的破壞力大。

4）施工流程及適用環(huán)境

這種基礎(chǔ)的局限性太大，在當(dāng)今的光伏發(fā)電站已經(jīng)很少使用。

2、鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)

1）定義

通過(guò)在光伏支架前后立柱之間設(shè)置基礎(chǔ)梁，從而將基礎(chǔ)重心移至前后立柱之間，增大了基礎(chǔ)的抗傾覆力臂，可以?xún)H通過(guò)自重抵抗風(fēng)載荷造成的光伏支架傾覆力矩；

條形基礎(chǔ)與地基土的接觸面積較大，適用于場(chǎng)地較為平坦、地下水位較低的地區(qū)。因?yàn)榛A(chǔ)的表面積相對(duì)較大，所以一般埋深在200至300mm之間。

2）優(yōu)點(diǎn)

基礎(chǔ)埋置深度可相對(duì)較淺，不需要專(zhuān)門(mén)的施工工具，施工工藝簡(jiǎn)單。

3）缺點(diǎn)

需要大面積的場(chǎng)平，開(kāi)挖量、回填量較大，混凝土需求量大，且養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)，所需人工多。

對(duì)環(huán)境影響較大，

基礎(chǔ)埋深不夠抗洪水能力差。

4）適用環(huán)境

此類(lèi)基礎(chǔ)型式多應(yīng)用于地基承載力較差，對(duì)不均勻沉降要求較高的平單軸光伏支架中。

3、預(yù)制鋼筋混凝土樁

1）定義

預(yù)制鋼筋混凝土樁采用直徑約為300mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁或截面尺寸約 200*200mm預(yù)制鋼筋混凝土方樁打入土中，頂部預(yù)留鋼板或螺栓與上部支架前后立柱連接。其受力原理與現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁相同，造價(jià)比現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁稍高。

2）優(yōu)點(diǎn)

可批量制作，施工更為簡(jiǎn)單、快捷，施工速度快；

施工不存在填挖方，僅需簡(jiǎn)單場(chǎng)平。

3）缺點(diǎn)

造價(jià)相對(duì)較高；

采用靜壓或錘擊設(shè)備將樁體擠壓入土內(nèi)時(shí)，樁體可能會(huì)引發(fā)灌注樁斷樁、縮頸等質(zhì)量事故，需對(duì)樁頂采用鋼筋網(wǎng)加固，增加造價(jià)，且垂直度不易保證。

4）適用環(huán)境

多用于淤泥質(zhì)土、粘性土、填土、濕陷性黃土等。

4、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁

1）定義

采用直徑約300mm的圓形現(xiàn)場(chǎng)灌注短樁作為支架生根的基礎(chǔ)，樁入土長(zhǎng)度約2m，露出地面300-500mm，樁入土的長(zhǎng)度可根據(jù)土層力學(xué)性質(zhì)決定，頂部預(yù)埋鋼板或螺旋與前、后立柱相連。這種基礎(chǔ)施工過(guò)程簡(jiǎn)單，速度較快，現(xiàn)在土層中成孔，然后插入鋼筋，再向孔內(nèi)灌注混凝土即可。

2）優(yōu)點(diǎn)

成孔較為方便，可以根據(jù)地形調(diào)整基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，頂標(biāo)高易控制，

混凝土鋼筋用量小，開(kāi)挖量小，節(jié)約材料、造價(jià)較低、施工速度快；

對(duì)原有植被破壞小。

3）缺點(diǎn)

對(duì)土層的要求較高，適用于有一定密實(shí)度的粉土或可塑、硬塑的粉質(zhì)粘土中，不適用于松散的砂性土層中，松散的砂性土層易造成塌孔，土質(zhì)較硬的鵝卵石或碎石可能存在不易成孔的問(wèn)題。

4）施工流程及適用環(huán)境

適用于一般填土、粘性土、粉土、砂土等。

Φ＞600mm鉆孔灌注樁的工藝流程

Φ＜400mm鉆孔灌注樁的工藝流程

5、巖石植筋錨桿基礎(chǔ)

1）定義

一般是把熱軋肋鋼筋固定于灌細(xì)石混凝土的巖石孔洞內(nèi)，借助巖石、細(xì)石混凝土、帶肋鋼筋之間的粘結(jié)力來(lái)抵抗上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的外力。是由設(shè)置于巖土中的錨桿和與錨桿相連的混凝土承臺(tái)或型鋼承壓板共同組成的基礎(chǔ)。

2）適用環(huán)境

適用于直接建設(shè)在基巖上的柱基以及承受拉力及水平力較大的建筑物基礎(chǔ)。巖石錨桿是置于巖土體中并與巖土體緊密接觸的桿件。

6、螺旋鋼樁基礎(chǔ)

1）定義

在光伏支架的前后立柱下面采用帶螺旋葉片的熱鍍鋅鋼管樁，旋轉(zhuǎn)葉片可大可小、可連續(xù)可間斷，旋轉(zhuǎn)葉片與鋼管之間采用連續(xù)焊接。

施工過(guò)程中采用專(zhuān)業(yè)機(jī)械將其旋入土體中。螺旋樁基礎(chǔ)上部露出地面，與上部支架之間采用螺桿連接。通過(guò)鋼管樁樁側(cè)與土壤之間的側(cè)摩阻力，尤其是旋轉(zhuǎn)葉片與土體之間的咬合力抵擋上拔力及承受垂直載荷，利用樁體、螺旋葉片與土體之間樁土相互作用抵抗水平荷載。

2）優(yōu)點(diǎn)

施工快捷方便、大幅縮短施工周期，無(wú)需場(chǎng)地整平，無(wú)土方開(kāi)挖量；

成孔方便，可以根據(jù)地形調(diào)整基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，方便調(diào)節(jié)上部支架，可隨地勢(shì)調(diào)節(jié)支架高度；

可在包括北方冬季的各種氣候條件下照常施工；

不需要場(chǎng)平，最大限度的保護(hù)場(chǎng)區(qū)植被，且場(chǎng)地易恢復(fù)原貌，對(duì)環(huán)境的影響小，所需人工少，螺旋樁可以進(jìn)行二次利用。

3）缺點(diǎn)

但用鋼梁較大，且需要專(zhuān)門(mén)的施工機(jī)械，造價(jià)相對(duì)較高；

基礎(chǔ)水平承載能力與土層的密實(shí)度密切相關(guān)，要求土層具有一定的密實(shí)性，特別是接近地面的淺土層不能夠太松散；

螺旋樁基礎(chǔ)的耐腐蝕性較差，盡管可以采用加厚熱鍍鋅，但不適用于有較強(qiáng)腐蝕性地基及巖石地基。

4、適用環(huán)境

適用于沙漠、草原、灘涂、戈壁、凍土等。

那些年，做失敗的基礎(chǔ)

掉渣的樁基礎(chǔ)

被吹翻的獨(dú)立基礎(chǔ)

錯(cuò)位的錨桿基礎(chǔ)