某復(fù)雜山地光伏支架基礎(chǔ)選型的分析

文紅晏

摘? ? 要：光伏支架基礎(chǔ)可采用多種形式，基礎(chǔ)的選型應(yīng)綜合考慮施工難度、建設(shè)成本、地質(zhì)條件等，本文通過實(shí)際項(xiàng)目，經(jīng)過簡要分析提出經(jīng)濟(jì)合理且安全適用的基礎(chǔ)形式。

關(guān)鍵詞：山地光伏;支架基礎(chǔ);選型

1? 引言

近年來，隨著光伏行業(yè)的大力發(fā)展，山地光伏電站建設(shè)逐漸增多，而山地光伏項(xiàng)目中光伏支架基礎(chǔ)的選型直接影響到整個(gè)光伏電站的施工難度、建設(shè)成本、投資收益等。本文針對河北淶源某山地光伏電站項(xiàng)目支架基礎(chǔ)選型進(jìn)行簡要分析，分別討論不同支架基礎(chǔ)在本項(xiàng)目的適用情況，提出經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的基礎(chǔ)形式。

2? 項(xiàng)目概況

擬建項(xiàng)目位于保定市淶源縣東團(tuán)堡鄉(xiāng)，地貌單元屬于丘陵地帶，自然坡度約為35～55°。本項(xiàng)目全部采用325W單晶硅組件，安裝方式采用固定傾角安裝，安裝傾角為37°，每20塊電池組件（2[×]10）組成一個(gè)支架單元，本期共安裝4616個(gè)支架單元，總計(jì)安裝容量30.004MWp。

2.1 工程地質(zhì)

按地層工程特性，自上而下分為3個(gè)工程地質(zhì)主層，分述如下。

粉土①層：黃褐色，以粉土為主，夾少量黏性土團(tuán)塊，可見植物根系，含少量碎石，粒徑1.0cm～3.0cm，層厚0.20m～1.40m。樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik：80kPa。

碎石②層：雜色，中密～密實(shí)，母巖以砂巖和灰?guī)r為主，一般粒徑：4.0cm～8.0cm，最大粒徑25.0cm，以中粗砂充填，含量35%～45%，層厚2.00m～4.00m。樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik：130kPa。

強(qiáng)風(fēng)化砂巖③1層：黃褐色、青灰色，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體破碎。樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik：150kPa。

3? 支架基礎(chǔ)選型分析

光伏支架常用基礎(chǔ)形式有螺旋樁、混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、灌注樁、混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、混凝土條形基礎(chǔ)、錨桿基礎(chǔ)。針對本項(xiàng)目地質(zhì)條件，在支架基礎(chǔ)持力層范圍內(nèi)土層含碎石及塊石，因此螺旋樁、混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、錨桿基礎(chǔ)不適用于本項(xiàng)目。經(jīng)分析本項(xiàng)目可采用基礎(chǔ)形式有混凝土條形基礎(chǔ)、灌注樁、獨(dú)立基礎(chǔ)，以下對混凝土條形基礎(chǔ)、灌注樁、獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行分析計(jì)算。

3.1? 基礎(chǔ)計(jì)算

3.1.1? 設(shè)計(jì)條件

固定支架傾角：37°;電池組件重量：22kg;設(shè)計(jì)風(fēng)壓：0.4kN/m?;設(shè)計(jì)雪壓：0.28kN/m?;場地類別：II類;組件邊緣對地高度為：0.5m;支架基礎(chǔ)計(jì)算單元：3.0[×]3.3.932m。

3.1.2? 條形基礎(chǔ)計(jì)算

根據(jù)GB 51101—2016《太陽能發(fā)電站支架基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》，需對擴(kuò)展基礎(chǔ)進(jìn)行抗滑移穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗拔穩(wěn)定性計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算得：抗滑移穩(wěn)定性：[Gb-TkμEk=1.71≥1.3]，滿足要求。

抗傾覆穩(wěn)定性：M抗/M傾=1.64>1.6，滿足要求。

抗拔穩(wěn)定性：[GbTk=3.14≥1.6]，滿足要求。

3.1.3? 獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算

經(jīng)計(jì)算得：抗滑移穩(wěn)定性：[Gb-TkμEk=2.2≥1.3]，滿足要求。

抗傾覆穩(wěn)定性：M抗/M傾=1.71>1.6，滿足要求。

抗拔穩(wěn)定性：[GbTk=3.78≥1.6]，滿足要求。

3.1.4? 微孔灌注樁計(jì)算

根據(jù)GB 51101—2016《太陽能發(fā)電站支架基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》需對微孔灌注樁進(jìn)行單樁豎向承載力計(jì)算。

本項(xiàng)目按最不利土層考慮，樁基全部進(jìn)入粉土①層，表層0.3m松散覆土不計(jì)入計(jì)算長度，樁基有效計(jì)算長度取0.9m，經(jīng)計(jì)算得：

3.2? 基礎(chǔ)工程量統(tǒng)計(jì)

4? 結(jié)束語

根據(jù)表2可知微孔灌注樁工程量為最優(yōu)。由于本項(xiàng)目為山地光伏項(xiàng)目，坡度較大，且地形復(fù)雜，擴(kuò)展基礎(chǔ)開挖難度大，養(yǎng)護(hù)成本較高，且基礎(chǔ)開挖對環(huán)境破壞較大。綜合考慮以上原因，本項(xiàng)目選用微孔灌注樁為主，成孔困難區(qū)域可采用條形基礎(chǔ)。以上方案可達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的要求。