滩涂光伏电站用光伏桩的制作方法

1.本实用新型涉及光伏桩技术领域，具体涉及一种滩涂光伏电站用光伏桩。


背景技术：

2.滩涂光伏电站就是将光伏发电技术应用在滩涂地区的光伏项目，它是由光伏板、支架以及支架基础组成的光伏发电体系，上部结构一般采用支架上铺太阳能光伏板的工艺，下部结构多以矩阵形式布列的桩基础作为支架基础，形成透水构筑物，不改变海域自然属性，这不仅缓解了沿海地区电力能源紧俏的局面，同时也符合工业与城镇海区的海洋经济产业发展方向和生态用海的政策要求。
3.现有技术中，预应力管桩是滩涂电站中最早使用的支架基础，多采用锤击、静压、振动等挤土式施工方法，而滩涂施工场地条件差，沉桩量大，尽管挤土式施工方法施工速度快，成本低，但桩体易受挤土影响，极易出现标高不一致、桩体左右偏移的现象，后期支架和主件的安装将变得困难。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种滩涂光伏电站用光伏桩，其能够解决预应力管桩在滩涂电站中存在的挤土效应产生的桩体标高不一致、左右偏移的问题。
5.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，包括桩体，桩体为圆柱状的中空筒体，桩体的上部为光圆段，桩体的下部为螺旋肋段，光圆段的上端部分露出于土壤，螺旋肋段的外壁上设置有连续螺旋凸起的螺旋肋，螺旋肋沿桩体的轴向方向延伸。
6.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋的长度l为2.5m～3.0m；滩涂淤泥地质通常具有高含水率、高压缩性以及低强度，光伏桩不仅用于做光伏支架同时也用作支架基础，对滩涂淤泥地质进行处理以确保上部光伏板在使用寿命其内能够保持稳定状态，因此对光伏桩基础也应有较好的承载力性能，能够保证上部光伏板抵抗外部荷载；通常光伏支架基础设计要求需要确保桩端进入持力层2.5m～3.0m，因此螺旋段选择此参数，确保螺旋段处理持力层部分，同时持力层部位设计螺旋肋也可以增大桩表面与土壤的接触面积，能够提高桩端承载力。
7.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋的螺距m为0.4m～0.6m；滩涂淤泥多为黏土，具有一定粘滞性，在螺旋肋对土体进行旋转切削时也要留有一定空间以便淤泥疏导，合适的螺距可以使得土体较为缓和沿着螺旋肋被打开并向上传动，这样能不会向周边产生不利的挤压效应；若螺距过短，土体来不及疏导便会向周边挤压，容易对桩周产生挤土效应；若螺距过长，螺旋肋段螺纹较少，对土体的切削效果差，施工时上部夹持端需要施加更大的扭力；而本技术将螺距m设置为0.4m～0.6m后，能够兼顾上述两个问题。
8.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋的径向凸起高度h为90mm～150mm；市面上常用管桩壁厚基本在90mm～150mm；螺旋肋凸起高度不超过壁厚，若螺旋肋凸起高度过高，生产制造难度大，且在生产、运输、施工过程中容易脱落损坏；螺旋肋凸起高度
过小，对土体切削效果较差，在桩体钻入土壤的过程中，打不开黏度较高的黏土。
9.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋的截面为三角形状结构；螺旋肋的外端部采用圆倒角过度，这样既能保证良好切削效果，也能防止螺旋肋过大而导致在生产、运输、施工过程中易于损坏。
10.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋的截面为等腰梯形状结构；螺旋肋外端部与螺旋肋两个侧壁之间均采用圆倒角过度，这样既能保证良好切削效果，也能防止螺旋肋过大而导致在生产、运输、施工过程中易于损坏。
11.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋外端部的纵向高度b≤50mm；螺旋肋设计不仅要考虑自身对土体的切削效果同时还要考虑能够在生产过程中实现，沿海滩涂土质，土的含水率高、强度低，旋转切削过程所需要的外力要比其他土质小，因此采用这个参数上能够便于生产模具加工，同时还能保证良好的切削钻孔效果，以便更好沉桩。
12.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，螺旋肋的两个侧壁与桩体的外壁之间所形成的夹角a为10
°
～20
°
；螺旋肋设计不仅要考虑自身对土体的切削效果同时还要考虑能够在生产过程中实现，沿海滩涂土质，土的含水率高、强度低，旋转切削过程所需要的外力要比其他土质小，因此采用这个参数上能够便于生产模具加工，同时还能保证良好的切削钻孔效果，以便更好沉桩。
13.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，光圆段下部的外壁上设置有若干道沿桩体的轴向方向分布的环形凸起，桩体沉桩后，若干道环形凸起沉入在土壤中；通过若干道环形凸起的设置，可增加桩体与周边土体接触面积，提高侧摩阻力，同时施工结束后也会随着时间的延长产生“土体回溯效应”，提高光伏基础的承载性能。
14.本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，其中，环形凸起的径向凸起高度c为50mm；通过采用这种尺寸的环形凸起后，可增加桩体与周边土体接触面积，提高侧摩阻力，同时施工结束后也会随着时间的延长产生“土体回溯效应”，提高光伏基础的承载性能。
15.本实用新型通过螺旋肋的设置，在施工过程中，桩体上部由夹持设备夹持并施加一定旋转力，桩体下部的螺旋肋便可达到类似螺旋钻入的效果，在桩体下沉过程中，螺旋肋能够切削松软土体，以使桩体的下沉速度更快，施工效率更高，还可有效缓解挤土效应，解决现有技术中桩体因挤土产生的标高不一致、桩体左右偏移的问题；此外，桩体下部的螺旋肋段处于桩端持力层处，与挤土式施工方式不同，本实用新型中的螺旋肋段可锚入或嵌入持力层中，对周边土破坏力较小，与周边土体接触更紧密，能够提高桩体的承载力。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1为光伏桩钻入到土壤中后的结构示意图；
18.图2为截面为三角形状的螺旋肋的结构示意图；
19.图3为截面为等腰梯形状的螺旋肋的结构示意图。
具体实施方式
20.以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的
细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
21.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
22.实施例1
23.如图1-2所示，本实用新型的滩涂光伏电站用光伏桩，包括桩体1，桩体1为圆柱状的中空筒体，桩体1的上部为光圆段11，桩体1的下部为螺旋肋段12，光圆段11的上端部分露出于土壤3，螺旋肋段12的外壁上设置有连续螺旋凸起的螺旋肋121，螺旋肋121沿桩体1的轴向方向延伸。
24.螺旋肋121的长度l为2.5m～3.0m；该螺旋肋121的长度l为沿桩体1轴向方向的长度；滩涂淤泥地质通常具有高含水率、高压缩性以及低强度，光伏桩不仅用于做光伏支架同时也用作支架基础，对滩涂淤泥地质进行处理以确保上部光伏板在使用寿命其内能够保持稳定状态，因此对光伏桩基础也应有较好的承载力性能，能够保证上部光伏板抵抗外部荷载；通常光伏支架基础设计要求需要确保桩端进入持力层2.5m～3.0m，因此螺旋段选择此参数，确保螺旋段处理持力层部分，同时持力层部位设计螺旋肋也可以增大桩表面与土壤的接触面积，能够提高桩端承载力。
25.螺旋肋121的螺距m为0.4m～0.6m；滩涂淤泥多为黏土，具有一定粘滞性，在螺旋肋对土体进行旋转切削时也要留有一定空间以便淤泥疏导，合适的螺距可以使得土体较为缓和沿着螺旋肋被打开并向上传动，这样能不会向周边产生不利的挤压效应；若螺距过短，土体来不及疏导便会向周边挤压，容易对桩周产生挤土效应；若螺距过长，螺旋肋段螺纹较少，对土体的切削效果差，施工时上部夹持端需要施加更大的扭力；而本技术将螺距m设置为0.4m～0.6m后，能够兼顾上述两个问题。
26.螺旋肋121的径向凸起高度h为90mm～150mm；市面上常用管桩壁厚基本在90mm～150mm；螺旋肋凸起高度不超过壁厚，若螺旋肋凸起高度过高，生产制造难度大，且在生产、运输、施工过程中容易脱落损坏；螺旋肋凸起高度过小，对土体切削效果较差，在桩体钻入土壤的过程中，打不开黏度较高的黏土。
27.螺旋肋121的截面为三角形状结构；螺旋肋的外端部采用圆倒角过度，这样既能保证良好切削效果，也能防止螺旋肋过大而导致在生产、运输、施工过程中易于损坏。
28.螺旋肋121的两个侧壁与桩体1的外壁之间所形成的夹角a为10
°
～20
°
；螺旋肋设计不仅要考虑自身对土体的切削效果同时还要考虑能够在生产过程中实现，沿海滩涂土质，土的含水率高、强度低，旋转切削过程所需要的外力要比其他土质小，因此采用这个参数上能够便于生产模具加工，同时还能保证良好的切削钻孔效果，以便更好沉桩。
29.滩涂是在大潮高潮期间被海水淹没，大潮低潮期间露出的陆海过度地带，其海岸
地貌可能组成物质粉砂，也可能是滩涂淤泥。我国沿海较多地区属于地质条件较差的滩涂淤泥地质，具有高含水率、高压缩性以及低强度的特点，且由于潮汐作用，易受海水的冲刷，同时还受到以日光辐照和干湿交替为主的大气因素，因此与其他地区光伏电站相比，该区域光伏设施面临着严峻复杂的海洋环境，极易发生腐蚀疲劳和应力腐蚀，加快腐蚀行为的发生，这些问题给滩涂光伏发电基础的设计、施工以及使用带来极大挑战。目前预应力管桩仍是采用普通硅酸盐水泥材料制成，若不做防腐处理，桩身可能在5～10年就开始出现腐蚀问题，甚至更早，难以满足电站使用设计年限和安全高效运行的要求，因此普通混凝土构件的耐久性问题非常突出。
30.为此，本光伏桩采用高抗蚀混凝土成型，高抗蚀混凝土的组分由0.7～0.9份高铁低钙硅酸盐水泥、0.1～0.3份辅助组分以及适量的砂石骨料颗粒和水组成，高铁低钙硅酸盐水泥中c4a为18％～19％，辅助矿物掺合料由矿粉和工业脱硫石膏按比例混合而成，该高抗蚀混凝土不仅能满足c80预制桩用干硬性混凝土的生产与使用要求，同时与硅酸盐混凝土或者普通硅酸盐混凝土相比，具有更好的长期力学性能、抗冲磨性能以及抗硫酸盐侵蚀性能，高抗蚀混凝土的抗水流冲刷性能较硅酸盐混凝土提高近1倍，确保构件在服役过程中抵抗海水冲刷，确保使用寿命。
31.实施例2
32.如图3所示，与实施例1不同的是：
33.螺旋肋121的截面为等腰梯形状结构；螺旋肋外端部与螺旋肋两个侧壁之间均采用圆倒角过度，这样既能保证良好切削效果，也能防止螺旋肋过大而导致在生产、运输、施工过程中易于损坏。
34.螺旋肋121外端部的纵向高度b≤50mm；螺旋肋设计不仅要考虑自身对土体的切削效果同时还要考虑能够在生产过程中实现，沿海滩涂土质，土的含水率高、强度低，旋转切削过程所需要的外力要比其他土质小，因此采用这个参数上能够便于生产模具加工，同时还能保证良好的切削钻孔效果，以便更好沉桩。
35.实施例3
36.如图1所示，与实施例1不同的是：
37.光圆段11下部的外壁上设置有若干道沿桩体1的轴向方向分布的环形凸起111，桩体1沉桩后，若干道环形凸起111沉入在土壤3中；通过若干道环形凸起的设置，可增加桩体与周边土体接触面积，提高侧摩阻力，同时施工结束后也会随着时间的延长产生“土体回溯效应”，提高光伏基础的承载性能。
38.环形凸起111的径向凸起高度c为50mm；通过采用这种尺寸的环形凸起后，可增加桩体与周边土体接触面积，提高侧摩阻力，同时施工结束后也会随着时间的延长产生“土体回溯效应”，提高光伏基础的承载性能。
39.实施例4
40.与实施例1不同的是：
41.本光伏桩采用高抗蚀混凝土成型，高抗蚀混凝土的组分由0.8份高铁低钙硅酸盐水泥、0.2份辅助组分、1.8份砂、3.6份石、0.3份水以及0.028份减水剂组成，高铁低钙硅酸盐水泥中c4a为18.5％，辅助组分由90％矿粉和10％工业石膏组成，按上述组分制成的高抗蚀混凝土成型入模后，静停3h，采用55℃常压蒸汽养护6h后，混凝土脱模抗压强度为
55.2mpa，28d抗压强度98mpa，且抗压强度随龄期增长而增大，210d抗压强度可达109mpa，ks210的抗硫酸盐侵蚀系数达102％，高抗蚀混凝土的抗水流冲刷性能较硅酸盐混凝土提高近1倍。该高抗蚀混凝土具有具有更好的长期力学性能、抗冲磨性能以及抗硫酸盐侵蚀性能，无需再通过额外的防腐措施，能够确保光伏桩在服役过程中抵抗海水冲刷，确保使用寿命。
42.以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。