[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

技術領域

本發明屬于凍土地區混凝土樁基礎施工技術領域，具體來講是涉及一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁及其施工方法。

背景技術

北方地區冬季氣溫降低至0℃以下時,地表土中水開始凍結,氣溫越低,低溫持續時間越長,土層凍結深度就越大。當上部土層凍結后,由于毛細作用,促使下面的水分上升而凍結,土層凍結體積膨脹,即凍脹；當天氣轉暖,氣溫升高土內解凍,冰就化成水,而土中水分過多,致使基底下的土處于松軟狀態,抗剪強度大大降低,產生沉降,即融陷。基礎土凍脹和融陷對建(構)筑物的影響如下:如果基礎的埋置深度淺于凍結深度,則基底下的土凍結后,產生向上頂的推力,這種推力就有可能使建(構)筑物開裂。如果不僅在基底下的土凍結,而且在基礎側面的土也凍結,這時,建(構)筑物將因土凍脹而產生嚴重變形。當溫度升高,土內解凍時,建(構)筑物又將發生大量的沉降,不均勻沉降,并再次出現裂縫,凍害嚴重的建(構)筑物也容易傾斜,甚至倒塌。

常用的的防凍脹的措施如下:1.換填法；2.物理化學法；3.保溫法；4隔離法。具體到樁基礎,采用的隔離法為樁外加套管方法。樁外加套管方法是在凍層范圍內,在樁外加一套管。套管常采用鐵(鋼)管,套管與樁留2～5cm的間隙,內填充黃油、瀝青、或廢機油等。為防止油類流出,套管上下兩端均用橡皮圈或瀝青麻絲封住。

對于光伏項目,由于工期通常較緊,對于工藝較復雜的傳統的樁外加套管的方法,實施起來難度很大。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種操作簡單，固定效果好，安全環保的用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁及其施工方法。

本發明的技術方案為：一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁，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、膨脹螺栓、透氣孔、防水層、保溫層，所述的聚苯乙烯塑料泡沫板為圓柱形的桶狀結構，桶內側附著保溫層，桶外側附著防水層，所述的透氣孔貫通分布在桶壁上，透氣孔的深度與聚苯乙烯塑料泡沫板厚度f相同，所述的膨脹螺栓將聚苯乙烯塑料泡沫板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、配筋、螺旋箍、支撐板、樁體、固定孔、包囊、混凝土澆注孔，所述的螺旋箍環繞在配筋的四周，配筋的頂部嵌入安裝在二次澆注細石混凝土上，所述的二次澆注細石混凝土的外側被包囊緊密包裹，所述的包囊頂部與混凝土澆注孔連接，所述的二次澆注細石混凝土高度b的中心位置與配筋的頂部在同一水平線上，所述的樁體上部為圓柱形，下部為錐形，上下部的連接處設置支撐板，所述的支撐板上分布若干固定孔，所述的固定孔為正六邊形形狀。

進一步的，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，所述的膨脹螺栓長度為聚苯乙烯塑料泡沫板厚度f的1.5-2.5倍，所述的聚苯乙烯塑料泡沫板厚度f根據凍土性質計算確定，聚苯乙烯塑料泡沫板的長度與凍土深度d保持一致，將混凝土樁與凍脹土隔離，在一定的起始壓力產生變形，有效阻擋混凝土樁的縱向受力。

進一步的，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，可以根據光伏支架的受力范圍選擇，有效控制成本。

進一步的，所述的防水層采用聚丙烯防水基布，厚度為2-4mm，阻擋水在混凝土樁的滲透，提高使用壽命。

進一步的，所述的保溫層為由EPS形成，厚度為2-3cm，EPS為聚苯乙烯泡沫，采用聚苯乙烯樹脂加入發泡劑，同時加熱進行軟化，產生氣體，形成一種硬質閉孔結構的泡沫塑料，具有良好的保溫效果。

進一步的，所述的螺旋箍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。

一種用于凍土地區光伏支架的防凍基礎樁的施工方法，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；