30个光伏支架螺旋桩基础设计要点~值得收藏!
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一、基础安装适用的地质条件




土层类型:厚度较大且易于钻入的土层,如黏土粉土砂土等,但不适用于软弱土层。对于岩石地基,螺旋桩基础不适用,可采用岩石锚杆基础。

地下水条件:适用于地下水位较低的区域。


地基承载力:承载力相对较高的土层,如卵石层砂砾石层等。



二、光伏支架基础结构设计信息如何选




//如何选择承载力性状的桩型?\\
承载力性状:可以根据其受力特点,常规可选摩擦桩、端承桩或摩擦端承桩的设计方案
1. 摩擦桩:因摩擦桩完全设置在软弱土层中如软土、粉土、砂土,且桩端未进入硬土层或岩层。荷载主要通过桩身侧面与土体之间的摩擦力传递。
2. 端承桩:端承桩设置在硬土层、中风化岩层或微风化岩层,桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受,桩侧阻力小到可以忽略不计,沉降量较小。
3摩擦端承桩桩端进入较硬土层或岩层如在中风化岩层或微风化岩层,桩端嵌入深度较浅,桩侧土层强度较高,承载力由桩端阻力和桩侧阻力共同承担,但端阻力占主导。

数据来源于西北某地区光伏支架基础,数据提供方为理正工具箱


//如何选择截面?\\

从结构承载力角度:
承载力要求低,选空心桩,因截面面积较小,其强度和刚度可通过增加螺旋叶片的道数或直径进而满足抗拔和抗压承载力的需求。

承载力要求高,选实心桩,抗扭刚度和抗剪强度高,适合在复杂地质条件下使用。


从施工角度:

若工期短、场地小,有先选空心桩(预制生产,打桩方式安置)

实心桩:现场浇筑方式,适用于地下水位较浅、土层较软的场地。


//如何设置桩杆和叶片直径?\\

桩杆直径:不宜小于76mm。


螺旋叶片直径:

叶片直径应在杆直径2倍与4倍之间,如桩杆直径是76mm,叶片直径在152mm到304mm之间。


//如何设置螺旋桩的长度?\\

长度:总长度常规不超过5m,进入土层长度≮1.3m,进入岩石地基≮0.8m


//叶片数量多少为好?\\

数量:在实际工程中,叶片数量通常2~4道,大于4道承载力效果减弱,成本增加。


//叶片埋深在多少深度最好?\\

最佳的承载力的位置:桩身埋置深度的0.3~0.5倍处或桩底部,

//叶片厚度如何选?\\
《公路钢管螺旋桩设计施工技术规范》要求,螺旋叶片的厚度在5mm到10mm之间。
材料强度:高强度钢(如Q345B)

//第一道叶片距桩顶的距离应该设置多少?\\
一般设计范围:第一道叶片距桩顶的距离(h2)通常在0.5米到1.0米之间
如:在某光伏电站项目中,螺旋桩的总长度为1.6米,桩出地面距离为0.2米,第一道叶片距桩顶端距离为0.8米。

//两道叶片间距离应该多少?\\
《公路钢管螺旋桩设计施工技术规范》,叶片间距(Hs)宜为叶片直径(D)的3到4倍。
如果叶片直径为0.2米,则叶片间距宜为0.6米到0.8米。

//桩身钢材牌号在软土地区如何选择?\\
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)和《工程桩用钢管和配件》等标准中会明确指出桩身钢材的牌号要求
碳素结构钢Q235:适用于承载力要求较低的软土层环境。
低合金高强度钢Q345:适用于承载力要求较高的软土层环境。
Q460:适用于对承载力要求极高的软土层环境。

//如何准确获取桩容量?\\
《太阳能发电站支架基础技术规范》(GB 51101-2016)查看所需材料密度,
钢材:7850 kg/m³
容重=材料密度×截面积()

//如何得到最大水平力标准值?\\
根据《太阳能发电站支架基础技术规范》(GB 51101-2016),光伏支架基础在设计时需考虑多种荷载作用,其中水平力主要来源于风荷载和地震作用

//如何得到最大竖向压力值?\\
依据《太阳能发电站支架基础技术规范》和《建筑结构荷载规范》对光伏组件自重、支架自重、雪荷载和风荷载等进行计算

//如何得到最大竖向拔力N2k(kN)\\
竖向拔力主要来源于光伏组件自重、支架自重、雪荷载、风荷载等,具体计算公式与方法可依据依据《太阳能发电站支架基础技术规范》和《建筑结构荷载规范》
整体稳定系数

//单桩水平承载力特征值(kN)\\
试验优先:优先通过单桩水平静载试验确定单桩水平承载力特征值,以确保设计的可靠性。

规范计算:在缺乏试验资料时,严格按照规范公式进行估算

//结构计算注意事项\\
结构工程师根据上述参数,需要计算水平荷载、竖向荷载和抗拔荷载,并最终对整体稳定性进行验算,确保光伏支架基础稳定性,防止因失稳导致的结构破坏。

备注:结构工程师可采用光伏支架基础结构计算软件,可以一键输出结果,输出详细过程的计算书,方便后期设计调整。



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