[發明專利]一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁及其施工方法

在審

• 申請號: 201710282688.0
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106917406A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 劉東順;王智勇;竇海林;劉虎堂
• 申請（專利權）人: 中聯西北工程設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D5/60
• 分類號: E02D5/60;E02D5/36;E02D27/35;E02D27/44;E02D27/12;E02D31/14
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

1.一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，主要包括：護筒和混凝土樁兩部分組成；所述的護筒包括聚苯乙烯塑料泡沫板(1)、膨脹螺栓(6)、透氣孔(7)、防水層(10)、保溫層(11)，所述的聚苯乙烯塑料泡沫板(1)為圓柱形的桶狀結構，桶內側附著保溫層(11)，桶外側附著防水層(10)，所述的透氣孔(7)貫通分布在桶壁上，透氣孔(7)的深度與聚苯乙烯塑料泡沫板(1)厚度f相同，所述的膨脹螺栓(6)將聚苯乙烯塑料泡沫板(1)與基坑內壁固定連接；所述的混凝土樁包括二次澆注細石混凝土(3)、配筋(4)、螺旋箍(5)、支撐板(2)、樁體(8)、固定孔(9)、包囊(12)、混凝土澆注孔(13)，所述的螺旋箍(5)環繞在配筋(4)的四周，配筋(4)的頂部嵌入安裝在二次澆注細石混凝土(3)上，所述的二次澆注細石混凝土(3)的外側被包囊(12)緊密包裹，所述的包囊(12)頂部與混凝土澆注孔(13)連接，所述的二次澆注細石混凝土(3)高度b的中心位置與配筋(4)的頂部在同一水平線上，所述的樁體(8)上部為圓柱形，下部為錐形，上下部的連接處設置支撐板(2)，所述的支撐板(2)上分布若干固定孔(9)，所述的固定孔(9)為正六邊形形狀。

2.如權利要求1所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，所述的基礎樁的柱長e為地下深度與出地面高度c之和，所述的出地面高度c通過地面標高a的位置決定，所述的膨脹螺栓(6)長度為聚苯乙烯塑料泡沫板(1)厚度f的1.5-2.5倍，所述的聚苯乙烯塑料泡沫板(1)厚度f根據凍土性質計算確定，聚苯乙烯塑料泡沫板(1)的長度與凍土深度d保持一致。

3.如權利要求1所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，所述的樁基礎的外徑h尺寸是內徑g的1.1-1.3倍，所述的出地面高度c為柱長e的0.15-0.25倍。

4.如權利要求1所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，所述的防水層(10)采用聚丙烯防水基布，厚度為2-4mm。

5.如權利要求1所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，所述的保溫層(11)為由EPS形成，厚度為2-3cm。

6.如權利要求1所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，所述的螺旋箍(5)的箍筋長度計算公式為：其中，L＝每米樁螺旋箍筋長度(m)；S＝螺旋箍筋螺距(m)；R＝樁直徑(m)；C＝保護層厚度(m)；d＝螺旋箍筋直徑(m)；保護層厚度為縱向鋼筋外緣至混凝土表面的最小距離。

7.如權利要求1所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁的施工方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

步驟一：根據凍土區域的光伏支架分布方案選擇確定的施工區域，確定地面標高a，然后根據光伏支架的尺寸確定灌注樁的外徑h及數量，在樁位處施打設計深度的鉆孔，樁孔底部施工成錐形，施工完成后，將相關工具提出，四周粘質土夯實；

步驟二：將支撐板(2)放入樁孔內，水平卡在樁孔底部的錐形上方的位置，將粘附好防水層(10)的聚苯乙烯塑料泡沫板(1)放入樁孔內，聚苯乙烯塑料泡沫板(1)的高度與凍土的深度對應一致，通過膨脹螺栓(6)將聚苯乙烯塑料泡沫板(1)固定，然后使用長管發泡裝置深入，發泡形成保溫層(11)，將配筋(4)和螺旋箍(5)固定成整體框架放入樁孔內，使用鋼絲從上方吊住，在地上部分使用金屬板進行固定，形成混凝土包囊(12)，包囊(12)上端固定混凝土澆注孔(13)，然后向澆注孔(13)內插入混凝土導管，并通過混凝土導管連續澆筑混凝土，直到包囊(12)內混凝土接近包囊(12)內頂端，最終與樁孔側壁土體粘結固化為一體，固結達到設計強度要求；

步驟三：向澆注孔(13)進行二次澆注細石混凝土(3)，所述的二次澆注細石混凝土(3)是在混凝土樁的頂部平鋪一層細石混凝土保護層，二次澆注細石混凝土(3)高度b為50mm。

8.如權利要求1-7任意一項所述的一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，其特征在于，所述的基礎樁的制作方法包括以下步驟：

步驟一：支撐板(2)制備：在厚度為20mm的鋼板機械加工出一個直徑為樁孔直徑1.05-1.1倍的的圓形鋼板，然后將圓形鋼板的邊緣加工成若干個等邊三角形，所述的等邊三角形的邊長為圓形鋼板直徑的0.06-0.08倍，然后在圓形鋼板上機加出若干固定孔(9)，固定孔(9)的直徑為支撐板(2)直徑的0.2-0.3倍，即得到所述的支撐板(2)；

步驟二：整體框架制備：將四根豎向配筋(4)作為長方體的四個較長的邊，每個相鄰配筋(4)之間的距離相同，添加八根橫向配筋(4)，焊接形成長方體狀框架，所述的配筋(4)直徑為2.0-2.2cm，然后將螺旋箍(5)纏繞在長方體狀框架的四周，螺旋箍(5)與每個配筋(4)接觸的地方，使用鐵絲固定，即得到所述的整體框架；

步驟三：聚苯乙烯塑料泡沫板(1)制備：根據所述的聚苯乙烯塑料泡沫板(1)厚度f、長度以及樁基礎的外徑h對聚苯乙烯塑料泡沫進行加工，即得到所述的聚苯乙烯塑料泡沫板(1)。