应满足抗拔稳定性验算要求光伏支架

　　【摘要】概念清晰,思路明确,是设计师对光伏发电土建设计的前提条件及首要任务。设计师需合理支架基础选型、合理的基础参数取值及风荷载计算参数取值,通过验算地基承载力、抗倾覆设计、抗滑移设计、抗拔设计等,得出既经济又安全,节能又环保的基础方案。

　　随着我国经济发展,国家对环保的要求也越来越高。火力发电项目占比日益减少,而新能源发电项目日益增多。光伏发电作为新能源发电的主力军,近几年发展迅速。光伏发电根据铺设地的不同分为地面光伏、屋面光伏、农光互补光伏、渔光互补光伏等,其主要组成部分有太阳能板、纵横向钢支架、基础等。土建是光伏发电的重要组成部分,这就需要光伏支架及基础的设计既经济又安全,节能环保。2光伏支架基础选型光伏电站土建设计中,为主要的一块就是支架基础的选型。基础设计时,应结合光伏发电的类型不一样,因地制宜,选择合适基础形式,不能生搬硬套。光伏支架的基础形式有:条形基础方案、混凝土圆支墩方案、混凝土方支墩方案、微孔桩基础方案。条形基础方案:基底面积大,适合回填土或较弱地基,能较少地基承降。自重较大,抗倾覆、抗滑移设计、抗拔性能优越。缺点是混凝土用量大,造价高。混凝土圆支墩方案:一般取D左右的直径,底面积小,适合土层性能较好的地面。立模板方便,可直接用PVC管做模板,方便预制,造价低。缺点是容易被其他外力扰动。混凝土方支墩方案:一般取左右的边长,底面积小,适合土层性能较好的地面。立模板方便,方便预制,造价低。缺点是容易被其他外力扰动。钢管螺旋桩适宜砂土或粘土,打桩方便,施工快。微孔桩适宜成孔容易的粘土或夹有碎石的土,施工较快。预制管桩适宜需要高出地面2m以上的农光互补光伏、渔光互补光伏,施工快,无需立模板,支架可用单立柱方案,满足农光及渔光的要求。如是基岩地基,可以考虑岩石锚杆基础。条形基础圆支墩方支墩钢管螺旋桩微孔桩预制管桩屋面光伏√√√地面光伏√√√√山地光伏√√农光互补光伏渔光互补光伏注:微孔桩一般D250直径,预制管桩一般D300直径3光伏支架基础参数取值光伏支架基础设计应根据地勘资料和施工因素选取合适的支架基础类型,设计需要考虑几个方面:地基承载力、抗倾覆设计、抗滑移设计、抗拔设计等,其主要控制参数如下表1:表1基础设计主要控制参数表结构重要性系数风载体型系数抗滑移系数抗倾覆系数抗拔重力系数风载取值年限0.95 1.3 1.3 1.6 1.35 25进行基础上拔和倾覆稳定验算时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,分别采用与土抗力有关的设计稳定系数KS和与基础重力有关的设计稳定系数KG。其中KS用于按锥形土重来验算抗拔力或按极限土抗力来验算抗倾覆力矩。KG用于按基础自重及基础台阶上土重来验算抗拔力或抗倾覆力矩。目前我们设计的支架基础埋深较浅,多符合KG按基础自重及基础台阶上土重来验算抗拔力或抗倾覆力矩,长期荷载效应取1.15,短期荷载效应取1.0。抗滑移系数还是取1.3。屋面光伏和地面光伏取值相同。光伏基础当采用了短桩基础,为了适应光伏支架结构这种压力较小同时上部结构允许变形较大的特殊情况,可以适当放宽《建筑桩基技术规范》JGJ94中有关桩端入土深度的构造要求,但是短桩基础的桩端进入持力层小深度必须满足桩基础的承载能力计算和稳定性验算要求,必要时通过单桩试验确定。对存在负摩阻力的短桩基础,尤其应进行验算。在季节性弱冻涨土和冻涨土中桩端进入冻深线以下的深度,应满足抗拔稳定性验算要求,且不得小于1倍桩径,同时小深度不得小于1.5m;对强冻涨土、特强冻涨土和膨胀土地基中桩端进入冻深线或膨胀土的大气影响急剧层以下的深度,必须满足《建筑桩基技术规范》JGJ94中的相关构造要求。因为光伏上部支架竖向压力一般较小,因此在短桩基础计算中一般是上拔力和水平荷载对短桩基础起设计控制作用,尤其是季节性冻土和膨胀土地区的短桩基础设计,应考虑地基土的冻胀、膨胀作用,对桩基
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