光伏電站基礎形式

1、基礎形式分類

光伏電站的基礎都包含哪些型式?

注：1. 表中符號○表示適用;△表示可以采用;×表示不適用;-表示此項無影響;

2. 表中樁基礎指的是微型短樁，其它樁基礎應按現行行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ 94 的相關規定進行選擇;

3. 對于巖石植筋錨桿基礎尚應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區;

4. 寒冷、嚴寒地區冬季施工不宜采用現澆施工工藝。

2、基礎形式應用條件的說明

支架支架基礎選型時對經濟指標、環保性能的分析應綜合考慮電站的全壽命周期，包括電站停止運營時場地恢復的成本以及對環境可能造成的影響。

由于地面太陽能發電站支架布置場區一般較大，而且一般工期較短，因此：

1)應優先采用預制樁基礎。但在密實的砂土、碎石土中施工壓(擊)入式預制樁，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險，因此不適合使用。

2)采用獨立基礎時，在確保基礎自身結構承載力滿足要求的前提下，可根據需要采用無筋或是配筋擴展式基礎。為確保條形基礎的整體性，提高其自身的抗彎承載力，減小截面尺寸，條形基礎應采用配筋擴展式基礎。

3)如地下水影響基礎施工，采取降水措施會造成工程造價的大幅增加，不建議采用擴展式基礎。同樣對于灌注樁，如地下水高于樁端埋深，會影響成孔施工、混凝土澆筑，在增加施工成本的同時留下質量隱患，因此也不建議此類場地采用灌注樁。

4)目前光伏發電站工程中的灌注樁基本都是采用干成孔的施工工藝，因此場地的土層需滿足成孔過程中不縮徑、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，因此此類場地不宜采用灌注樁。但如果可以采用護筒等護壁施工工藝，在上述地層中也是可以施工灌注樁的。

5)現澆混凝土基礎，無論是擴展式基礎還是樁基礎，在寒冷、嚴寒地區冬季施工由于養護的問題不宜采用。

6)螺旋樁在密實的砂土、碎石土中直接旋擰施工也會存在施工阻力大易造成樁體損壞的風險，但通過“引孔旋擰”的施工工藝可以解決。對于含大量漂石、塊石的地層，通過“引孔旋擰”的施工工藝仍不能解決螺旋樁施工難以鉆進的問題，且堅硬的巖石對鋼樁的鍍鋅層磨損嚴重，因此不應采用。

7)巖石地層中采用錨桿基礎必須確保基巖基本完好，且具有較大體量，能承擔對支架基礎的錨固和全部荷載。對于結構大部分破壞、裂隙發育的巖石不應采用錨桿基礎。

各類基礎簡介

1、 鋼筋混凝土獨立基礎

1)定義

鋼筋混凝土獨立基礎由基礎底板(墊層)與底板上面的基礎短柱組成，在光伏支架的前后立柱下面分別設置。短柱頂部設置預埋件(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底面積;基礎地板上覆土，用基礎自重和基礎覆土重力共同抵抗環境荷載導致的上拔力，用較大的基礎底面積來分散光伏支架向下的垂直荷載，用基礎底面和土壤之間的摩擦力以及基礎側面與土壤的阻力來抵擋水平荷載。

2)優點

傳力途徑明確，受力可靠;抗水平荷載的能力最強，抗洪抗風;適用范圍廣;

形式簡單，對地質條件要求較小，施工方法簡單，無需專門的施工機械;

開挖后基礎槽壁無塌陷現象，基槽成型率高;

施工時模板一次加工成型，可多次循環利用，使用方法簡單，可以有效提高每天基礎的澆筑量。

3)缺點

埋置較深，所需的鋼筋混凝土工程量大，人工多，土方開挖及回填量大;

施工周期長，對環境的破壞力大。

4)施工流程及適用環境

這種基礎的局限性太大，在當今的光伏發電站已經很少使用。

2、鋼筋混凝土條形基礎

1)定義

通過在光伏支架前后立柱之間設置基礎梁，從而將基礎重心移至前后立柱之間，增大了基礎的抗傾覆力臂，可以僅通過自重抵抗風載荷造成的光伏支架傾覆力矩;

條形基礎與地基土的接觸面積較大，適用于場地較為平坦、地下水位較低的地區。因為基礎的表面積相對較大，所以一般埋深在200至300mm之間。

2)優點

基礎埋置深度可相對較淺，不需要專門的施工工具，施工工藝簡單。

3)缺點

需要大面積的場平，開挖量、回填量較大，混凝土需求量大，且養護周期長，所需人工多。

對環境影響較大，

基礎埋深不夠抗洪水能力差。

4)適用環境

此類基礎型式多應用于地基承載力較差，對不均勻沉降要求較高的平單軸光伏支架中。

3、預制鋼筋混凝土樁

1)定義

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

2)優點

可批量制作，施工更為簡單、快捷，施工速度快;

施工不存在填挖方，僅需簡單場平。

3)缺點

造價相對較高;

采用靜壓或錘擊設備將樁體擠壓入土內時，樁體可能會引發灌注樁斷樁、縮頸等質量事故，需對樁頂采用鋼筋網加固，增加造價，且垂直度不易保證。

4)適用環境

多用于淤泥質土、粘性土、填土、濕陷性黃土等。

4、現澆鋼筋混凝土樁

1)定義

采用直徑約300mm的圓形現場灌注短樁作為支架生根的基礎，樁入土長度約2m，露出地面300-500mm，樁入土的長度可根據土層力學性質決定，頂部預埋鋼板或螺旋與前、后立柱相連。這種基礎施工過程簡單，速度較快，現在土層中成孔，然后插入鋼筋，再向孔內灌注混凝土即可。

2)優點

成孔較為方便，可以根據地形調整基礎頂面標高，頂標高易控制，

混凝土鋼筋用量小，開挖量小，節約材料、造價較低、施工速度快;

對原有植被破壞小。

3)缺點

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

4)施工流程及適用環境

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

1)定義

一般是把熱軋肋鋼筋固定于灌細石混凝土的巖石孔洞內，借助巖石、細石混凝土、帶肋鋼筋之間的粘結力來抵抗上部結構傳來的外力。是由設置于巖土中的錨桿和與錨桿相連的混凝土承臺或型鋼承壓板共同組成的基礎。

2)適用環境

適用于直接建設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。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

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，旋轉葉片可大可小、可連續可間斷，旋轉葉片與鋼管之間采用連續焊接。

施工過程中采用專業機械將其旋入土體中。螺旋樁基礎上部露出地面，與上部支架之間采用螺桿連接。通過鋼管樁樁側與土壤之間的側摩阻力，尤其是旋轉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)優點

施工快捷方便、大幅縮短施工周期，無需場地整平，無土方開挖量;

成孔方便，可以根據地形調整基礎頂面標高，方便調節上部支架，可隨地勢調節支架高度;

可在包括北方冬季的各種氣候條件下照常施工;

不需要場平，最大限度的保護場區植被，且場地易恢復原貌，對環境的影響小，所需人工少，螺旋樁可以進行二次利用。

3)缺點

但用鋼梁較大，且需要專門的施工機械，造價相對較高;

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

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

4、適用環境

適用于沙漠、草原、灘涂、戈壁、凍土等。

那些年，做失敗的基礎

掉渣的樁基礎

被吹翻的獨立基礎

錯位的錨桿基礎