【串焊模板】淺析地面光伏電站中螺旋鋼樁的應用

目前地面電站中光伏支架的基礎，基本用的都是鋼筋混凝土灌注樁基礎，很少用到螺旋鋼樁基礎，下面小編就為大家介紹一下這個“熟悉的陌生人”，供大家在做光伏支架基礎選型時參考。

一、螺旋鋼樁的種類

　　螺旋鋼樁是一種具有復雜幾何表面的異型樁，由中心鋼軸與若干個螺旋葉片連接組成。根據葉片布置形式一般分為分層葉片式螺旋鋼樁和連續葉片式螺旋鋼樁。

二、螺旋鋼樁的優點

　　針對光伏支架傳統的鋼筋混凝土灌注樁基礎須開挖土方、破壞環境、工期長、場地條件要求高、移除困難等缺點，螺旋樁具備以下優勢：

　　(1)施工的速度快和經濟性好。螺旋鋼樁一般使用專用機械施工(如下圖)，一根螺旋鋼樁可在數分鐘內完成，樁基在施工后可立即使用，沒有混凝土的施工、養護問題，節約單個基礎人員工資消耗。且施工設備具有很強的移動性，進出場快捷費用低，并可到達任何困難地形或在狹隘的空間施工。

　　(2)質量方便控制。螺旋鋼樁全部在工廠生產，避免出現鋼筋混凝土灌注樁施工中由于施工人員技術水平不同而造成基礎工藝質量參差不齊。

　　(3)環境友好，回收性好。鋼樁施工中無需土方開發，直接旋擰，也基本沒有震動和噪音，對生態破壞Z低。鋼樁可以在使用后反轉拔出，不遺留任何地下障礙物，場地可恢復。

　　(4)安裝光伏組件支架的可調節性高。目前地面電站基本為山地光伏，地勢多為不平坦區域，為保證光伏組件成Z佳傾角，要求支架安裝方便且可調節性強，因螺旋鋼樁采用螺栓與支架直接連接，可調性相對混凝土預埋螺栓基礎較大，減少光伏支架的安裝難度。

三、螺旋鋼樁存在的問題

　　螺旋鋼樁目前存在的問題是定制標準的缺失，如螺旋鋼樁計價方式、鋼材、質保年限、售后服務等，均無明確的要求，導致質量服務參差不齊。此外，螺旋地樁在計價方式、鋼材、質保年限等方面有著不同的“算法”，各螺旋樁廠家之間的差異較大。這種定制標準的缺失，結果導致螺旋樁的質量難以保證。

　　此外，光伏電站一般設計使用年限為25年，而螺旋鋼樁的防腐能否保證25年，還無法驗證。如果無法保證，那么運營期就會存在換樁的問題，這樣就增加了運營成本。

四、螺旋鋼樁的連接

　　螺旋鋼樁主要通過螺栓、法蘭盤等多種型式，可以很方便地實現與上部各類支架的連接，并可伸縮調節立柱高度。螺旋鋼樁的法蘭盤由一定厚度的鋼片制成，與中心鋼軸焊接為一體。連接法蘭盤上預留有螺栓孔，便于安裝時與安裝機械的動力頭相連，也便于和上部支撐物相連。有些樁型無法蘭盤，而是在上部預留螺栓孔，在安裝時用螺栓通過螺栓孔與動力頭連接，安裝完后也可用于與上部支撐物連接。

五、螺旋鋼樁的結構可靠性

　　結構的可靠性是指結構的安全性、適用性和耐久性，下面小編就從這三個方面為大家介紹一下螺旋鋼樁的結構可靠性。

(1)螺旋鋼樁的安全性

　　安全性主要是指螺旋鋼樁的承載力問題，不發生破壞即為安全。

　　根據有關文獻指出，螺旋鋼樁葉片間距比(葉片間距/葉片直徑)的變化是影響鋼樁極限抗拔和抗壓承載力的一個重要因素。根據試驗研究，葉片間距比 S/D=3~4 時樁的極限承載力達到Z優。對光伏基礎常用的小型螺旋鋼樁，建議采用 S/D=3 的葉片間距。雙葉片樁的抗拔和抗壓承載力隨葉片直徑(葉片直徑平方)增大而增加，并呈近似的線性關系。從承載力的角度雙葉片樁優于連續葉片樁，且具有一定的施工優勢。螺旋樁單樁承載力的抗壓設計值≤10KN，抗拉設計值≤20KN即滿足設計要求?！豆夥l電站設計規范》也對螺旋樁做出了規定，但只對葉片厚度和寬度做出了規定：螺旋樁的鋼管壁厚不應小于4mm，葉片外伸寬度(直徑)大于后者等于20mm時，葉片厚度應大于5mm，葉片寬度小于20mm時，葉片厚度不應小于2mm，且寬度與厚度之比不應大于30。而螺旋鋼樁的樁長和鋼筋混凝土灌注樁長度一樣，一般為2m左右。

(2)螺旋鋼樁的適用性

　　適用性主要是指螺旋鋼樁的變形和裂縫問題。

　　由于螺旋鋼樁本身的強度比較高，且光伏支架系統對螺旋鋼樁荷載作用并不是特別大，螺旋鋼樁一般不會出現過大變形及裂縫問題。

(3)螺旋鋼樁的耐久性

　　耐久性主要是指螺旋鋼樁的防腐問題，這是螺旋鋼樁重要的問題。

六、螺旋鋼樁的使用范圍

　　根據以上的介紹，《光伏發電站設計規范》也給出了螺旋樁推薦使用的范圍：當場地地下水位低、穩定持力層埋深大、冬季施工、地形起伏大或者對場地生態恢復要求高時，支架的基礎可采用螺旋樁。