农光互补光伏电站支架基础结构选型对比分析
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光伏支架结构方案设计与选型探讨目前,在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下,经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战,发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。
虽然目前已经实现利用的可再生替代能源种类较多,但从可用总量上看,水能、风能、潮汐能都太小,不足以满足人类需求。
太阳能作为一种资源丰富,分布广泛且可永久利用的可再生能源,具有极大的开发利用潜力。
特别是进入21世纪,太阳能光伏发电产业发展非常迅速。
太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体,将给能源发展带来革命性的变化。
根据欧洲联合委员会研究中心(JRC)的预测,到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,其中太阳能发电占到60%以上,充分显示出其重要的战略地位。
太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件,在获得太阳能电池板最大发电效率的前提下,保证支架的安全可靠性是光伏组件厂家需要考虑和研究。
根据不同形式的太阳能光伏发电的需要,支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号,同时按照不同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。
1.荷载取值1.1风荷载为使光伏组件能接受最大的光照辐射,它通常被设计为与水平面成一定倾角,不可避免地承受风荷载作用。
同因为光伏组件及其支架系统还具有受风面积大、自重轻等特点,使风荷载成为了光伏系统承受的主要荷载。
无论是顺风时对支架结构强度和变形的要求,还是逆风时对基础抗倾覆的要求,都是光伏支架设计时起控制作用的条件。
因此,合理的风荷载取值是光伏支架设计的重要内容。
由于光伏发电站的设计使用寿命通常为25年,因此可取重现期为25年的风荷载值作为基本风压进行计算。
考虑到国内缺乏指导光伏支架设计的规范,为保证支架结构的安全性,参考国外类似规范以指导设计。
光伏电站支架基础型式对比分析及选型探讨摘要:随着光伏电站建设数量的增多与建设速度的加快,光伏电站的建设用地也不再局限于荒漠地区,在沿海区域的滩涂鱼塘、各大型煤矿的废弃矿场、高山山地及石漠化地区,也建有多座并网光伏电站。
然而光伏电站占地面积大,在同一场区内,地形、地质条件也具有多样性及复杂性。
我国光伏电站建设初期主要集中在荒漠地区,因此,光伏支架的基础主要参照建筑相关规范进行设计,主要采用独立基础及条形基础。
本文对光伏电站建设中不同光伏支架基础形式进行技术对比分析。
关键词:光伏;支架基础;对比分析在全球能源供应紧张和环境保护压力日益加大的情况下,人类社会的可持续发展受到了巨大挑战,尽快改变过度依赖化石燃料的能源结构,发展和利用清洁而安全的太阳能、风能、生物质能等可再生能源成为经济和社会发展的必由之路。
同时光伏发电应用模式也不断创新,除传统的大型地面光伏电站、分布式光伏、屋顶光伏外,水光互补、风光互补等新型复合电站,探索了水电、风电和光伏电站协调运行、联合调度的创新模式;与生态农业相结合的光伏农业大棚、渔光互补电站逐渐成为市场热点;集荒山荒坡治理、煤矿采空区治理和沙漠化治理等于一体,把生态恢复与光伏发电相结合的项目也不断推陈出新。
一、光伏支架基础受力特性光伏支架基础所承受的力是由上部光伏支架传到基础上,而光伏支架是光伏组件的支撑结构,支架及组件本身自重很小;但因组件面积较大,其承受的主要荷载为风、雪荷载,且风荷载作用方向不断变化,因此,支架传至基础的反作用力在顺风和逆风的条件下作用方向相反,基础设计时需考虑满足不同工况下支架传至基础的反作用力。
二、不同支架基础形式特点及适用条件对比分析对光伏支架基础的受力特点,采用不同的基础形式其设计计算方法与施工工艺不同。
对同一场址而言,地质条件的差异对基础设计参数的选取影响很大。
以下介绍几种常用的支架基础形式的特点及使用条件。
1、混凝土独立基础。
混凝土独立基础因其结构形式简单、受力明确,在早期光伏电站建设过程中被广泛使用。
光伏支架结构方案设计与选型摘要:光伏发电作为一种新兴能源,具有广阔的市场前景。
在全世界范围内,对于光伏的应用与发展引起了诸多国家的重视。
光伏支架结构方案设计与选型作为光伏发电的重要组成部分,需要考虑到耐久性、经济性、可调性以及施工便利性,以便为光伏利用奠定基础。
本文主要内容通过研究光伏支架结构荷载、理论计算、模拟数据等,探讨了光伏支架结构方案的设计与选型,分析了其未来发展趋势。
关键词:光伏支架;结构方案;设计与选型引言:在当前全球气候变暖,能源安全问题日益严峻的今天,新兴能源的开发逐渐受到了全世界国家的重视。
不少国家开展实践利用新兴能源取代传统能源,如水能、风能、太阳能等。
这些新兴能源作为无限可循环能源,能够被持续利用。
尤其是太阳能,作为一种十分丰富的资源,不仅分布广泛,还具有可永久利用的特点,因此具有较大的开发潜力。
根据我国光伏产业发展情况来看,该行业发展非常迅速。
光伏支架作为保证太阳能电池板的重要部件,只有确保支架具有良好的稳定性和可靠性,才能确保太阳能电池板稳定运行。
基于此,相关人员在对光伏支架结构方案的设计和选型中,需要根据实际使用情况进行设计。
1.荷载研究在光伏支架结构方案的设计和选型中,光伏组件常见的基础体系有双列单坡支架与单列单坡支架等、独立柱三种。
所有双列单坡支架与单列单坡支架都是由横向、纵向体系构成。
独立柱主要是由单根立柱与撑杆构成。
为了提高太阳能利用率,在光伏组件支架的结构设计中,通常会设计成水平面并带有一定的倾斜角度。
计算出合理的光伏支架荷载值,是确保光伏支架设计的重要内容。
除了风荷载之外,光伏支架通常情况下还要受到雪荷载以及施工荷载,支架组合荷载分项系数及组合值系数如下表所示,只有充分考虑各方面荷载因素,才能够为光伏支架结构的持续使用奠定基础。
通常情况下,太阳能光伏组件的使用寿命在25年左右,根据光伏组件的使用寿命对组件的风荷载进行计算,为了确保光伏支架结构的安全性,选择风速为42m/s的瞬时风作为光伏组件风荷载值进行校核。
太 阳 能第10期 总第354期2023年10月No.10 Total No.354Oct., 2023SOLAR ENERGY0 引言国际能源署预计,2030年全球光伏发电新增装机容量将达到630 GW,光伏发电继续呈高速发展态势。
随着光伏电站对于降本增效日益关注,其对光伏支架的要求也越来越高。
不同类型光伏支架所带来的发电收益及其对造价的影响,亟待进行科学分析 [1-2]。
光伏发电量和造价水平决定了光伏电站的经济性[3-4]。
光伏支架作为光伏电站的重要组成部分,一方面其会影响光伏电站的安全性;另一方面其结构形式决定了光伏组件安装倾角,从而影响光伏电站发电量,进而影响光伏电站经济性[5-6]。
而不同类型光伏支架对发电量的影响暂无权威统计数据,且采用不同类型光伏支架所产生的成本也需要科学论证。
按照类型不同,光伏支架可分为固定式光伏支架和跟踪式光伏支架,不同类型光伏支架的优缺点明显,且适用场景分明。
固定式光伏支架的强度高、性能稳定、造价低、维修概率低,因此,采用此类光伏支架的光伏电站初始投资和运维成本均较低,但由于其不能跟踪太阳运行轨迹,电站光伏发电量较低[7]。
跟踪式光伏支架由结构系统、驱动系统、控制系统组成,光伏组件安装倾角由电机控制以匹配太阳高度角和方位角,使入射角尽量小,从而达到接收更多太阳辐射的目的,可提高光伏发电量;缺点是占地面积大、转动部件多且容易磨损、故障率高,因此,当采用此类光伏支架时,光伏电站的初始投资和人工运维成本均较高。
跟踪式光伏支架对纬度、地形及气候等条件的适应性差,建于不同地区的光伏电站采用跟踪式光伏支架时得到的发电量提升程度也不同。
因此,对于不同的光伏发电项目需要采用不同的支架方案,在满足光伏电站正常运行的前提下,借助经济测算来判断采用何种光伏支架[8-10]。
本文以长沙地区为例,从占地面积、发电量、运行成本、平准化度电成本(LCOE)等角度对采用不同类型光伏支架时光伏电站的LCOE及不同场景下的光伏支架选型进行分析。
论光伏支架结构方案设计与选型随着可再生能源技术的不断发展,太阳能发电已成为清洁、可持续的新能源之一。
而光伏支架则是太阳能发电系统中的重要组成部分,其结构方案设计和选型直接影响发电系统的效率、安全性和经济性。
本文将从结构设计和材料选型两方面进行讨论。
一、结构设计光伏支架的结构设计主要涉及到支撑力、安装方式、角度调整与固定、风荷载和防腐等问题。
1. 支撑力光伏支架需要承受太阳能板的重量、风载荷和雪压等因素,因此其支撑力必须足够强大。
一般来说,光伏支架的材料应该选用高强度、防腐的材质,例如铝合金、不锈钢等。
在设计支撑结构时,还需考虑到承重点的位置、张力角度和紧固力度等因素。
2. 安装方式光伏支架的安装方式分为地面安装、顶部安装和挂壁安装。
其中,地面安装适用于大型光伏发电站,需要占用较大的土地,可以采用露天放置或者平坦地面进行安装;顶部安装适用于建筑物上的安装,需要考虑到建筑结构的承载能力和防水措施等问题;挂壁安装适用于建筑物墙体上的安装,需要考虑到钢结构和建筑物的连结性和稳定性等问题。
3. 角度调整与固定光伏支架的角度调整可以根据当地地理环境和季节变化进行调整,以达到最佳的太阳能光照角度。
角度调整主要有手动调整和自动调整两种方式。
手动调整就是通过手动操作支架调整角度,对于单一方向的调整比较适用;自动调整则是利用电控系统,控制支架来实现角度的调整。
角度固定主要有螺栓固定和锁紧器固定两种方式,其中锁紧器固定可有效降低光伏支架的振动和松动。
4. 风荷载太阳能板在遇到风区域内的安装时,需要考虑脱离力和风载荷带来的安全问题。
一般来说,支架的主要杆件应采用方管或者圆管。
在支架设计时还应考虑到风向和风速带来的动态负荷和静态荷载对支架的影响。
5. 防腐长期受到太阳光、风、雨、雪等自然环境的侵蚀,对于材料的防腐性能要求非常高。
一般来说,光伏支架的材料需要经过防腐处理,在材料表面覆盖一层氧化膜或者电泳漆等材料,以增强其抗氧化、耐腐蚀性。
124-光伏支架选型分析光伏支架选型分析李娜1,邢克勇1(1.河北省电力勘测设计研究院,河北石家庄050031)摘要:太阳能光伏支架是固定太阳能电池板的重要部件。
选择合适的光伏支架形式,对于控制光伏电站工程造价具有重要意义。
通过介绍光伏电站中常用支架类型和支架形式,说明了各类支架的特点,并从用钢量、受力及支架变形三方面对光伏支架进行分析。
为光伏电站支架结构设计提供参考。
关键词:光伏支架;支架型式;用钢量中图分类号:TM615文件标识码:A文章编号:Analysis on Selection of Photovoltaic supportLi Na1,Xing Keyong1(1.Hebei Electric Power Design and Research Institute,Hebei Shijiazhuang,050031) Abstract:Solar photovoltaic bracket is an important part in fixing thesolar panels. An appropriate form has great significance in controlling the engineering cost of photovoltaic plant. This paper introduced the common bracket types and support forms that used in photovoltaic power station,showedthe characteristics of all kinds of support forms,and then analyzed theirsteel consumption, stress and displacement. The result provide a reference for the support structure designof photovoltaic power station.Key words:PV support bracket;support form;steel consumption0引言随着现代工业的发展,能源危机和大气污染问题日益突出,太阳能以其独有的优势成为人们重视的焦点。
光伏支架基础类型汇总光伏支架作为太阳能发电系统中重要的组成部分,承载着太阳能电池板,固定、支撑和保护太阳能电池板。
根据支架的使用场景和安装方式,光伏支架基础通常可以分为地面支架基础和屋顶支架基础两种类型。
一、地面支架基础类型:1.桩基基础:桩基基础是在地面上打入深层的钢筋混凝土桩作为支架基础。
桩基基础能够提供良好的承载力和稳定性,适用于多种地质条件,但施工成本较高。
2.地脚螺栓基础:地脚螺栓基础是通过在地面上安装钢制地脚螺栓来连接光伏支架和地面。
地脚螺栓基础适用于土质较好、承载能力不是特别大的场地,施工简便,成本相对较低。
3.基础扩展片:基础扩展片是将光伏支架的支撑脚底部连接到扩展板,然后将扩展板埋入地下。
基础扩展片可以增加支架的稳定性和承载能力,适用于土质较差、需要提高承载能力的场地。
4.钢筋混凝土基础:钢筋混凝土基础是将光伏支架直接固定在钢筋混凝土基础上。
这种基础结构牢固,适用于光伏电站项目和大型国家级项目。
5.悬吊式基础:悬吊式基础是将支撑架悬挂在特殊的支撑结构上,可以适应不同的地形和地貌。
二、屋顶支架基础类型:1.钢结构基础:钢结构基础是将光伏支架固定在建筑物的钢结构上,适用于工业大厦、商业综合体等场所。
钢结构基础结构简单,安装便捷,但要确保建筑物钢结构的承载能力。
2.平衡式基础:平衡式基础是将光伏支架的重量通过计算和设计,使其与屋顶之间达到平衡,不需要通过其他固定物来支撑。
平衡式基础适用于屋顶承载能力较低的场所。
3.张拉支撑基础:张拉支撑基础是将光伏支架通过张拉支撑固定在建筑物的顶部,通过张力来对抗重力。
张拉支撑基础可以减少建筑物的承载压力,适用于较大型的屋顶光伏电站。
总结起来,光伏支架基础类型多种多样,适用于不同的场地和建筑物。
选择适合的支架基础是确保光伏发电系统安全稳定运行的重要环节,需要充分考虑地质条件、地形地貌、建筑物承载能力等因素,进行科学合理的设计和施工。
论光伏支架结构方案设计与选型一、光伏支架结构方案设计1.结构类型选择(1)固定支架:适用于地形平坦、光照充足的地区,结构简单,安装方便。
(2)可调支架:适用于地形复杂、光照不均匀的地区,可根据实际情况调整支架角度,提高发电效率。
(3)跟踪支架:适用于光照强度大、要求发电效率高的地区,采用跟踪系统,使光伏板始终面向太阳,提高发电量。
2.结构设计要点(1)安全性:确保支架结构在各种气候条件下都能稳定运行,防止因风力、积雪等外界因素导致的损坏。
(2)经济性:在满足安全性的前提下,力求降低成本,提高经济效益。
(3)可维护性:设计时应考虑维护方便,减少后期运维成本。
二、光伏支架结构选型1.材料选择(1)碳钢:价格低廉,强度较高,但易腐蚀,适用于气候条件较好、腐蚀性较小的地区。
(2)不锈钢:耐腐蚀性强,强度高,但价格较贵,适用于腐蚀性较强的地区。
(3)铝合金:重量轻,耐腐蚀性好,强度较高,价格适中,适用于多种环境。
2.结构选型要点(1)根据项目需求:根据项目规模、地形条件、气候环境等因素,选择合适的结构类型。
(2)考虑成本与效益:在满足项目需求的前提下,综合考虑成本与效益,选择性价比高的结构材料。
(3)考虑施工难度:选择施工难度较低的结构类型,降低施工风险。
三、光伏支架结构方案实施1.施工准备:根据设计方案,编制施工方案,明确施工流程、人员分工、材料准备等。
2.施工过程:严格按照施工方案进行施工,确保施工质量。
3.验收与调试:施工完成后,进行验收与调试,确保支架结构安全、稳定运行。
4.运维管理:建立健全运维管理制度,定期检查、维护支架结构,确保长期稳定运行。
光伏支架结构方案设计与选型是光伏发电项目的重要组成部分,直接影响着项目的发电效率和经济效益。
在方案设计与选型过程中,要充分考虑项目需求、地形条件、气候环境等因素,确保支架结构安全、经济、稳定运行。
在这个充满挑战与机遇的时代,光伏发电作为清洁能源的重要组成部分,正逐步走进我们的生活。
光伏电站支架及基础设计摘要:中国要想达到碳达峰碳上和,必须大力发展清洁可再生能源。
随着“平价上网”时代的到来,十四五期间,我国光伏项目将会有更大的发展机遇和市场。
太阳能光伏发电系统中,光电支撑地基是最重要的一环,其选型和设计直接关系到整个项目的造价。
本文总结了当前最常用的支持地基的基本类型,研究了其设计要求,并结合工程案例阐述了一些典型光伏电站支撑基础基本的选择和设计。
关键词:光伏电站;支架;基础设计引言光伏支撑基础是把放置光伏组件的支撑构件所承担的各项功能传送到地板上的结构部件。
与建筑构件的基本比较,光伏电站支撑基本所承担的施工负荷相对较小,虽然设计、施工困难度不大,但由于数量巨大,其安全、经济效益对整体施工质量的影响也较大。
因此支撑基本的选型和设计须充分考虑工程地貌要求、地质特征要求、上部支撑构件形式、施工负荷要求、施工工艺等,并应当根据工程工期特点和当地经验情况加以优选与调配。
1支架基础形式针对不同的地质要求,光伏支架基础可以有很多种类型。
1.1扩展式基础拓展型基石主要有独立基础和条形基础二种。
拓展型基石通常使用现浇混凝土,但若是在现场建筑施工较麻烦时,或冬季建筑施工时,还可选择采取工厂制造的方法,以减轻现场风湿作业和维护。
由于拓展型基底部体积较大,地基压力小,强度大,稳定性较好,且对地面沉降变化有较好的适应性,用于在受压后,具有较小的弹性模量和较低承载力的软土区域,以及特殊的地质条件,如采面塌陷收缩区、黄土湿陷区、新近回填的欠胶结地[1]。
不过,由于扩展型基需要大量建设土地,工作量大,且费用也较高;对土壤表层植被和地貌的损害,也不利于生态;在地下水位较高的地区,施工难度较大。
因此,目前在光伏电站基础设计上的应用越来越少。
1.2桩基础桩基本类型有水泥灌注桩础、水泥预先准备桩基础施工、钢桩承台等,是中国目前使用最普遍的支撑基本型式。
光伏支架使用桩基础时,通常并不设有支承台,而支撑柱则与基座之间采取插接、焊接、预埋锚栓、法兰盘等多种形式相连,或干脆采取与桩柱的一体型式。
农光互补光伏电站支架基础结构选型对比分析
“农光互补”光伏电站以其特有的结构和功能正逐步成为国内光电
新能源项目的重要组成部分。
本文以广西某150MWp农光互补光
伏项目为例,对常用桩基础结构的承载力、地质条件适用性、桩身
质量控制、运维需求、施工工序、施工成本等因素进行了比较分析;
结合项目特点,通过对比分析选择了最优的结构型式。
本方法可为
类似的工程项目结构选型提供参考。
在当前“碳达峰、碳中和”大背景下,积极推动以光伏发电为代表的绿色能源对于调整能源结构具有积极的意义。
随着光伏技术的不断提高以及土地政策性的调控紧缩,近年来以“农光互补”为代表的新型光伏电站逐步成为国内光伏发电市场的主力军。
“农光互补”光伏电站兼具了光伏发电与农业种植的需求,其工程结构与常规光伏电站相比有较大的区别,其中光伏立柱基础的合理选型是“农光互补”光伏电站成功的标志之一,也是承载力、农业种植条件及施工可行性的焦点内容。
“农光互补”光伏电站具有占地面积大,地质结构复杂的特点,合理进行桩基础结构选型对于项目实施及成本管理具有决定性的作用。
为此,本文通过具体项目案例,结合不同桩基础结构特点进行分析,为“农光互补”桩基础结构选型提供一种思路。
1.工程概况
某150MWp农光互补项目位于广西,工程占地面积190.5万m²,光伏支架采用单立柱(桩基础+固定支架)结构形式(见图1),光伏系统最低点距离地面高度不小于2.5m,设计桩基础数量约8.4万根。
项目建成后,在25年寿命周期内,每年年均发电量约为183608.03MWh,相当于每年节约标准煤消耗5.06万t,减排碳排放13.5万t,是中国西南地区较大的光伏电站。
本项目属孤峰平原地貌,自然边坡坡度在5°~30°,场地上部覆盖土层主要为耕土,地表普遍可见石灰岩出露,局部地段出露密集成片分布。
地勘资料显示,本项目各土层分布如下:第一层是耕土,成分主要为黏性土,层厚0.20m~0.50m;第二层为局部红黏土,零星分布于拟建项目地表;大部分为较完整灰岩,样品抗压强度平均值39.1MPa,岩体基本质量等级为Ⅲ级,岩体完整程度属较完整。
图1:光伏立柱及光伏支架结构图
2.桩基础结构对比
“农光互补”电站基础基本由基础主体+光伏支架组成。
综合工程造价、结构高度、场地条件、农业种植需求及施工可行性等因素,目前常用的“农光互补”支架基础主体结构有预应力管桩结构及机械成孔微型桩结构两种类型。
预应力管桩结构与常规建筑工程预应力管桩工艺相同,通过机械设备将高强度钢筋混凝土预制桩(一般为圆桩)压入地基,使其具备一定承载力的施工工艺。
微型桩一般是指桩径小于300mm,长细比大于30的灌注桩。
2.1承载力比较
相比于常规灌注桩,微型桩在工作性能、桩土间的相互作用、破坏模式及工程应用中有自己的特点,因此对于微型桩的设计计算也应区别于常规灌注桩。
但由于微型桩的设计计算理论滞后,微型桩通常采用常规灌注桩的设计计算方法。
对于同尺寸的两种桩体结构,光伏系统材料、安装方式、布局、上部荷载基本相同。
通过对比灌注桩与预应力管桩的结构特点,预应力管桩的水平承载性能优于灌注桩,但抗拔能力弱于灌注桩。
由于光伏系统顶部荷载主要有系统自重、风荷载、雪荷载以及温度荷载等。
φ300mm的预应力管桩与微型桩均能满足光伏系统受力要求。
2.2地质条件要求
预应力管桩的沉桩方式是利用外力(如锤击、静压、振动等)将桩体压入土层中,直至满足相关参数(如标高、贯入度或承载力等)要求。
预应力管桩对土壤敏感性高,主要适用于软弱土层,当土层中存在强度较高地质(如花岗岩等)时,容易产生断桩、桩身倾斜等质量隐患。
微型桩是利用专用钻孔及清孔设备(常用如潜孔钻机+空压机组合)完成桩孔施工后,进行钢筋笼安装、模板安装、混凝土浇筑及养护的施工工艺。
微型桩施工几乎不受地质条件限制,适用范围更广。
2.3桩体质量控制比较
预应力管桩桩体采用工厂预制,桩身混凝土强度较高,养护条件好,钢筋笼安装准确性高,混凝土保护层控制效果好,有更好的耐候性和耐腐蚀性,桩身完整性好。
管桩施工机械化程度高,桩体垂直度及平面偏差精度易于控制。
在考虑施工成本及减少水土流失的前提下,“农光互补”光伏项目以原始地貌为主,必要时进行局部修整。
因此在地坪标高不同但桩顶标高相同的条件下,对桩长及桩体入土深度的控制要求更高,难度也较大。
锤击预制桩施工会产生一定的噪声污染和振动,但相对于空旷的野外环境,噪声污染及振动对环境影响小。
微型桩施工工序基本与钻孔灌注桩相同。
关键工序施工如孔深控制、清孔质量、钢筋笼及模板安装、混凝土浇筑等受环境条件(如温度)和作业人员工作技能影响大,易出现桩体外观圆度低、垂直度偏差大以及桩体外观的蜂窝、麻面等质量通病。
但微型桩浇筑高度控制灵活,更适用于地坪标高不一致条件下的桩体顶标高控制。
2.4光伏电站运维需求比较
光伏电站设计寿命一般为25年,在寿命周期内,运维内容会直接影响到运维成本。
预应力管桩与微型桩桩体本身不需要进行维护。
但两种结构衍生的立柱与光伏支架的连接不同。
预应力管桩结构与光伏支架采用焊接连接,在户外条件下,对焊缝的防腐处理要求高,尤其在中国西南地区环境潮湿,焊缝更容易腐蚀。
根据运维经验,一般间隔5-7年需要对焊缝进行检查或者加强处理,需要重新防腐,难度大,成本高。
微型桩通过预埋立柱套管,并采用螺栓固定的方式将立柱固定在桩身之上,本身不产生新的焊缝,更有利于系统的整体防腐性能。
2.5施工工序
比较预应力管桩施工工序主要包括测量放线→设备就位→插桩→沉桩→桩顶控制等。
主要施工设备为履带式挖掘机,设备性能成熟,且具有良好的复杂地貌通行能力。
微型桩主要施工工序包括测量放线→钻孔→清孔→钢筋笼安装→混凝土浇筑→地面部分支架及圆形模板安装→地面部分混凝土浇筑→桩身养护等。
主要施工设备为潜孔钻机及空压机,设备行走能力略差于履带式挖掘机。
微型桩施工工序较多,复杂性较高,难度大,如自然地面以上2.5m高度的圆形模板支护、混凝土浇筑和振捣。
受混凝土养护周期限制,微型桩施工周期普遍较长。
2.6施工成本比较
以施工中常用的PHC300-A-70预应力管桩与φ300mm微型桩(混凝土强度C25)为例,常规地质条件下的市场价格(直接成本)对比见表1。
通过对比可知,微型桩工艺在施工成本上优于预应力管桩工艺。
表1微型桩与预应力管桩直接成本对比表单位:元/m
3.基于本项目特点的结构选型
通过预应力管桩与微型桩对比,结合本项目具体条件分析,进行立柱选型。
3.1承载力
根据项目结构计算书,本项目在单立柱间距4.3m条件下,采用PHC300-A-70预应力管桩与φ300mm微型桩(强度C25)均满足GB50011-2010《建筑抗震设计规范》及GB50797-2012《光伏发电站设计规范》需求,因此两种施工工艺均能满足本项目需要。
3.2地质条件
根据地勘资料,本项目下层为III级岩体,取样平均抗压强度39.1MPa,采用履带式挖掘机振动锤施工工艺,易产生沉桩难或断桩情况,不满足当前地质需求。
采用微型桩工艺可以满足本项目地质需求,因此本项目选择微型桩工艺。
3.3桩体质量控制
预应力管桩工艺桩体采用预制结构,桩身完整性好,且施工质量易控制。
微型桩施工受环境及作业人员操作技能影响大,质量控制难度较大,但在严格遵守各项施工及质量验收规范的条件下,微型桩施工质量仍处于可控状态。
预应力管桩质量控制优于微型桩,但两种工艺均能满足项目需求。
3.4运维需求
预应力管桩与微型桩桩体本身均不需要维护。
预应力管桩工艺衍生的与光伏支架的焊缝需要定期进行除锈及维护。
微型桩与光伏支架不产生焊缝。
微型桩在后期运维管理上更优于预应力管桩。
在对焊缝定期维护的前提下,两种工艺均能满足项目需求。
3.5施工工序
预应力管桩与微型桩相比,工艺更简单,施工效率更高。
3.6施工成本
预应力管桩与微型桩相比,施工成本略高。
因此,在综合考虑承载力、地质条件、桩体质量控制、运维需求、施工工序及施工成本条件下,本项目最终选择微型桩作为本项目桩体结构。
4.结语
预应力管桩与微型桩相比各有优缺点,在进行桩基础选型时,设计人员易侧重于在承载力校核上进行结构选型而忽略了现场条件对施工工艺限制,导致设计方案不能实施。
因此,在结构选型时必须充分考虑施工技术可行性以及施工工期、施工条件、施工成本等各项因素,通过综合比较,选择更优的施工工艺,确保工程项目顺利开展。