一种适用于软弱土的一体式光伏支架及其施工方法与流程

1.本发明涉及一种光伏支架，尤其涉及一种适用于软弱土的一体式光伏支架及其施工方法。


背景技术：

2.传统的光伏支架基础通常采用桩基础以及重力式基础形式，如图1(螺旋钢管桩)及图2(重力式基础)所示。桩基础通常采用小直径的灌注桩、预制桩或者螺旋钢管桩等桩型，重力式基础为柱下独立基础或条形联合基础。上部结构均为基础完成后现场进行拼装，现场拼装往往会引起各种质量问题。
3.在软弱土场地中，重力式基础自身重量较重，在弯矩最用下会产生较大的基底压力，超出软弱土承载力限值。而桩基础在穿过软弱土时，侧阻力较小，端阻力为零，经常需要增加桩长以提高桩承载力。


技术实现要素：

4.鉴于目前光伏支架存在的上述不足，本发明提供一种适用于软弱土的一体式光伏支架及其施工方法，能够达到独权1能实现的效果。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种适用于软弱土的一体式光伏支架，所述适用于软弱土的一体式光伏支架包括斜梁、设置于斜梁前后两端的前立柱与后立柱和一端设置在斜梁底面中部的斜撑，所述斜撑的另一端设置在后立柱的中部，所述前立柱与后立柱的高度不一，所述前立柱与后立柱二者相互平行，所述前立柱与后立柱深入地面以下，所述前立柱与后立柱均为空心管用于灌浆，所述前立柱与后立柱的底部设置在渗透注浆体上，所述前立柱与后立柱的顶部设置有单项截流阀，所述前立柱与后立柱底部的侧面设有注浆孔。
7.依照本发明的一个方面，所述渗透注浆体采用球型渗透注浆体或柱形渗透注浆体，所述柱形渗透注浆体包括地面上挖设的柱形坑和从前立柱与后立柱注入柱形坑内的注浆。
8.依照本发明的一个方面，所述斜梁上设置有檀条，所述檀条的另一端设有光伏板。
9.依照本发明的一个方面，所述斜撑的两端分别通过铰链活动连接斜撑与后立柱，所述前立柱与前立柱的顶端通过铰链活动设置在斜梁上。
10.依照本发明的一个方面，所述前立柱与后立柱的底部通过钢管相连。
11.一种适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法，所述适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法包括以下步骤：
12.选定光伏支架安装位置；
13.测量光伏支架安装位置的土体质量；
14.将前立柱与后立柱置入地面以下；
15.通过注浆泵从前立柱与后立柱的顶部进行注浆；
16.养护前立柱与后立柱打入处的土壤防止劈裂；
17.待前立柱与后立柱内部的浆体冷凝后安装其他部件。
18.依照本发明的一个方面，所述将前立柱与后立柱置入地面以下具体为：采用50-70mm且内部空心的前立柱与后立柱，根据选定的光伏支架安装位置，将前立柱与后立柱打入地面以下2-2.5m或挖坑后回埋的方式将前立柱与后立柱埋入地面以下2-2.5m，并确保前立柱与后立柱均垂直于地面。
19.依照本发明的一个方面，所述通过注浆泵从前立柱与后立柱的顶部进行注浆具体为：通过注浆泵与前立柱以及后立柱的顶端相连进行水泥的注浆，使得水泥从前立柱与后立柱的底部渗入土体中形成渗透注浆体，在确保前立柱与后立柱的内壁内充满水泥后停止注浆。
20.依照本发明的一个方面，所述其他部件包括：斜梁、斜撑、檀条以及光伏板。
21.本发明实施的优点：
22.本发明提供了一种适用于软弱土的一体式光伏支架，所述适用于软弱土的一体式光伏支架包括斜梁、设置于斜梁前后两端的前立柱与后立柱和一端设置在斜梁底面中部的斜撑，所述斜撑的另一端设置在后立柱的中部，所述前立柱与后立柱的高度不一，所述前立柱与后立柱二者相互平行，所述前立柱与后立柱深入地面以下，所述前立柱与后立柱均为空心管用于灌浆，所述前立柱与后立柱的底部设置在渗透注浆体上，所述前立柱与后立柱的顶部设置有单项截流阀，所述前立柱与后立柱底部的侧面设有注浆孔。一种适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法，所述适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法包括以下步骤：选定光伏支架安装位置；测量光伏支架安装位置的土体质量；将前立柱与后立柱置入地面以下；通过注浆泵从前立柱与后立柱的顶部进行注浆；养护前立柱与后立柱打入处的土壤防止劈裂；待前立柱与后立柱内部的浆体冷凝后安装其他部件。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明所述的现有技术的外观示意图；
25.图2为本发明所述的现有技术的外观示意图；
26.图3为本发明所述的一种适用于软弱土的一体式光伏支架(球型渗透注浆体)的立体视图；
27.图4为本发明所述的一种适用于软弱土的一体式光伏支架(柱形渗透注浆体)的立体视图；
28.图5为本发明所述的一种适用于软弱土的一体式光伏支架的施工设备的结构示意图；
29.图6为本发明所述的一种适用于软弱土的一体式光伏支架(球型渗透注浆体，具备钢管相连)的立体视图；
30.图7为本发明所述的一种适用于软弱土的一体式光伏支架施工方法的流程图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1-图6所示，一种适用于软弱土的一体式光伏支架，所述适用于软弱土的一体式光伏支架包括斜梁3、设置于斜梁3前后两端的前立柱6与后立柱1和一端设置在斜梁3底面中部的斜撑2，所述斜撑2 的另一端设置在后立柱1的中部，所述前立柱6与后立柱1的高度不一，所述前立柱6与后立柱1二者相互平行，所述前立柱6与后立柱1 深入地面以下，所述前立柱6与后立柱1均为空心管用于灌浆，所述前立柱6与后立柱1的底部设置在渗透注浆体上，所述前立柱6与后立柱1的顶部设置有单项截流阀，所述前立柱6与后立柱1底部的侧面设有注浆孔。
33.在本实施例中，所述渗透注浆体采用球型渗透注浆体7或柱形渗透注浆体8。
34.在本实施例中，所述柱形渗透注浆体8包括地面上挖设的柱形坑和从前立柱6与后立柱1注入柱形坑内的注浆。
35.在本实施例中，所述斜梁3上设置有檀条5，所述檀条5的另一端设有光伏板4。
36.在本实施例中，所述斜撑2的两端分别通过铰链活动连接斜撑2 与后立柱1，所述前立柱6与前立柱6的顶端通过铰链活动设置在斜梁 3上。
37.采用钢管柱直接插入地面以下土层，然后采用柱侧或柱底压力灌浆，将钢管柱与周围土体结合为一个整体。注浆后柱侧土体固结，利用钢管柱与土体结合后的自重来承受负风压的拔力，无需考虑倾覆以及滑移问题。在注浆过程中，可将钢管柱本身作为注浆导管使用，注浆完成后，钢管可作为内部填充混凝土的钢管混凝土进行设计，可有效增强钢管的承载力，长细比要求相较于常规钢结构可进一步放宽，在内力控制或长细比构造控制的结构中均可有效节约钢结构用量。
38.相比于传统的光伏支架重力式基础，简化了基础需要开挖、浇筑垫层、支模、浇筑混凝土，养护后再进行上部结构柱安装的繁琐步骤。
39.相比于传统的光伏支架重力式基础，解决了在冻土地区为满足冻土深度埋深加深时混凝土及钢筋用量上升较大的问题，节约造价。
40.相比于传统的光伏支架桩基础，不需要进行预制桩的备料或现场钻孔放置钢筋笼再进行混凝土浇灌后养护。与桩基础不同，该新型基础并非利用桩与土体的摩阻力作为上部结构的抗力，在地质较差的土中也能进行有效应用。
41.上部结构柱与基础一体成型，且浆液初凝时间较短，可加快上部结构拼装时间节点，节省工期。
42.钢管柱与地下土体固结，可有效加大地基承载力、抗拔能力、抗倾覆及抗滑移能力。
43.钢管柱内灌浆后形成钢管混凝土柱，可加大钢管柱本身的承载力，并根据钢管混凝土柱相关规范，可适当放宽对柱长细比构造的要求以节省造价。
44.一种适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法，所述适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法包括以下步骤：
45.s1:选定光伏支架安装位置；
46.s2:测量光伏支架安装位置的土体质量；
47.s3:将前立柱与后立柱置入地面以下；
48.在本实施例中，采用50-70mm且内部空心的前立柱与后立柱，根据选定的光伏支架安装位置，将前立柱与后立柱打入地面以下2-2.5m 或挖坑后回埋的方式将前立柱与后立柱埋入地面以下2-2.5m，并确保前立柱与后立柱均垂直于地面。
49.在缺少打入设施的时候，可通过开挖埋入该光伏支架基础，完成回填后再注浆的形式进行施工，为了增强基础之间的稳定性，可将钢管柱底部连接以增强整体刚度，如图5所示。
50.为防止压入钢管柱时柱底被基底土闭塞，注浆孔应开在靠近柱底的侧面，并采用胶带等措施进行封闭。该钢管柱既是后注浆的导管，也是光伏支架柱的本体结构。
51.s4:通过注浆泵从前立柱与后立柱的顶部进行注浆；
52.在本实施例中，通过注浆泵与前立柱以及后立柱的顶端相连进行水泥的注浆，使得水泥从前立柱与后立柱的底部渗入土体中形成渗透注浆体，在确保前立柱与后立柱的内壁内充满水泥后停止注浆。
53.压入的高压水泥浆克服土体主应力面上的初始压应力，使土体产生劈裂破坏，浆体沿劈裂缝隙渗透入土体填充空隙，并挤密钢管周边土，促使土体固结。
54.固结后的土体与钢管柱有效连接，既可以利用钢管柱周围土体挤密后增加的侧摩阻，也可以利用柱底扩大之后的“扩径”效应增加钢管柱基础的受压能力，也可以利用钢管柱与土体结合后的自重来承受负风压的拔力。由于钢管柱与周边土体已经产生了有效连接，更无需考虑基础倾覆以及滑移问题。
55.s5:养护前立柱与后立柱打入处的土壤防止劈裂；
56.s6:待前立柱与后立柱内部的浆体冷凝后安装其他部件。
57.注浆完成后，钢管柱内壁同时充满水泥浆，待水泥固化后形成钢管混凝土结构。可有效增强钢管的竖向及抗弯承载力。
58.在本实施例中，所述其他部件包括：斜梁、斜撑、檀条以及光伏板。
59.在本实施例中，光伏支架的前立柱、后立柱、斜撑及斜梁均可作为该一体式光伏支架的一部分在工厂预制拼接完成后运至现场。
60.在本实施例中，不仅可适用于表层土为软弱土的场地，也可适用于表层土为饱和粉土或砂土的液化土等需要进行一定处理的不利地区。
61.在本实施例中，在钢管柱注浆作业开始前，应进行注浆实验，优化并最终确定注浆参数。
62.本发明提供了一种适用于软弱土的一体式光伏支架，所述适用于软弱土的一体式光伏支架包括斜梁、设置于斜梁前后两端的前立柱与后立柱和一端设置在斜梁底面中部的斜撑，所述斜撑的另一端设置在后立柱的中部，所述前立柱与后立柱的高度不一，所述前立柱与后立柱二者相互平行，所述前立柱与后立柱深入地面以下，所述前立柱与后立柱均为空心管用于灌浆，所述前立柱与后立柱的底部设置在渗透注浆体上，所述前立柱与后立柱的顶部设置有单项截流阀，所述前立柱与后立柱底部的侧面设有注浆孔。一种适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法，所述适用于软弱土的一体式光伏支架的施工方法包括以
下步骤：选定光伏支架安装位置；测量光伏支架安装位置的土体质量；将前立柱与后立柱置入地面以下；通过注浆泵从前立柱与后立柱的顶部进行注浆；养护前立柱与后立柱打入处的土壤防止劈裂；待前立柱与后立柱内部的浆体冷凝后安装其他部件。
63.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。