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CN106436748A - 一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构及其施工方法 - Google Patents

一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构及其施工方法。本发明的目的是解决现有山地光伏电站基础施工效率低且施工成本较高的问题，同时提高基础承受荷载的能力。本发明的技术方案是：具有钻设于岩质坡体上的钻孔、布置于钻孔内的锚杆组件和光伏电站的组件，光伏电站的组件与锚杆组件之间通过中空连接钢管连接；锚杆组件包括插入钻孔内的表面带有连续波形螺纹的中空锚杆以及与中空锚杆配套使用的塑料锚头组件、止浆塞、钢垫板和紧固螺母；中空锚杆与钻孔之间填充砂浆锚固体固定；光伏电站的组件包括焊接在中空连接钢管顶部的支架、与支架顶部相互铰接的横梁和置于横梁上部的光伏电池面板。本发明适用于地基处理和基础工程设计技术领域。

Description

一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构及其施工方法
技术领域
本发明属于地基处理和基础工程设计技术领域，具体涉及一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构及其施工方法。
背景技术
光伏电池板是将太阳能转化为电能的装置，是光伏电站的核心构件。光伏电站基础工程是将光伏电池板及其支架的荷载传递到地层中的结构，当前地面光伏电站的基础形式主要可分为螺旋桩基础、独立基础、条形基础和锚杆基础，山地丘陵地区由于岩层埋深浅、地势起伏大等特点，光伏支架多采用岩(石)锚(杆)基础。岩锚基础通过将光伏面板支架与锚杆相连接，锚杆则由粘结材料与岩层粘结，最终将面板和支架荷载传递到地层中。目前光伏电站岩锚基础中锚杆材料多采用螺纹钢和锰硅钢，然而，山地光伏电站所在施工区域大多为无路、无电、无水的三无环境，采用普通螺纹钢和锰硅钢作为锚杆基础锚筋材料，必然需要开展大量电焊切割工作，现场施工势必配备大功率柴油发电机，在山区施工增加了相应的施工难度和建设成本。
中空锚杆作为锚筋在输电铁塔和建筑工程领域已经有一定的推广，但在光伏电站小型岩锚基础中尚未普及。中空锚杆的杆材已标准化并可进行规模化生产，使用时可以通过连接接头任意组合，从而满足现场需求的长度。中空锚杆可利用杆材的中间内孔作为注浆和排气的通道，从而确保注浆体的饱满度。同时，中空锚杆可竖直、水平或者倾斜安装，适应性非常强，施工工艺简单。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构及其施工方法，用以解决现有山地光伏电站基础施工效率低且施工成本较高的问题，同时提高基础承受荷载的能力。
本发明所采用的技术方案是：一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构，具有钻设于岩质坡体上的钻孔、布置于钻孔内的锚杆组件和光伏电站的组件，其特征在于：所述光伏电站的组件与锚杆组件之间通过中空连接钢管连接；所述锚杆组件包括插入钻孔内的表面带有连续波形螺纹的中空锚杆以及与中空锚杆配套使用的塑料锚头组件、止浆塞、钢垫板和紧固螺母；中空锚杆与钻孔之间填充砂浆锚固体固定；所述光伏电站的组件包括焊接在中空连接钢管顶部的支架，与支架顶部相互铰接的横梁，以及置于横梁上部的光伏电池面板。
所述中空锚杆在钻孔的孔底处固定塑料锚头组件，中空锚杆在钻孔的孔口下方套设止浆塞并在孔口表面采用钢垫板和紧固螺母加以紧固，中空锚杆顶部外露于岩质坡体。
所述塑料锚头组件与钻孔之间的缝隙填充砾石层。
以中空锚杆为中心浇筑有的混凝土保护承台，承台顶面略高于紧固螺母顶面。
一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
1、采用液压山地钻机在岩质坡体上钻设钻孔，而后用空压机向钻孔中通入空气，反复清洗钻孔；
2、清孔完成后，迅速将安装有塑料锚头组件的中空锚杆插入钻孔中，并向钻孔底部与塑料锚头组件的间隙之间投入15cm厚的颗粒较粗的砾石层，同时清洗掉中空锚杆外壁上的油渍，中空锚杆的放入角度与钻孔的倾角保持一致，安放好后使中空锚杆始终处于钻孔的中心位置；
3、将钻孔孔口的岩质坡体整平，在孔口下方的中空锚杆上套入止浆塞，紧贴孔口表面将钢垫板和紧固螺母套入中空锚杆，并旋紧紧固螺母；
4、按设计比例拌制砂浆锚固体，将注浆接头与中空锚杆顶部相连，通过气动注浆泵向钻孔和中空锚杆间隙中连续灌注砂浆锚固体，待砂浆锚固体干结后对紧固螺母进行再次旋紧；
5、在钻孔孔口的岩质坡体整平面上搭设木制模板，模板中浇筑混凝土，反复振捣混凝土，浇筑至混凝土面高于紧固螺母顶面1cm，形成混凝土保护承台，待混凝土初凝后，用砂土掩埋养护混凝土保护承台；
6、将中空连接钢管与外露的中空锚杆旋紧，中空连接钢管顶部与支架焊接，支架则与横梁铰接，横梁上设置光伏电池面板。
本发明的有益效果是：本发明采用适应各类地形的中空锚杆和灌浆技术，且利用混凝土保护承台保护岩锚系统，提高了山地光伏电站基础的施工效率，降低了施工成本，同时提高了基础承受荷载(光伏面板和支架荷载)的能力。
附图说明
图1为本发明中山地光伏组件支架与岩锚基础的连接示意图。
图2为本发明中岩锚基础的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例为一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构，具有钻设于岩质坡体6上的钻孔7、布置于钻孔内的锚杆组件1、光伏电站的组件，以及连接光伏电站的组件与锚杆组件1的中空连接钢管2。
光伏电站的组件包括横梁4、铰接在横梁下方的支架3和置于横梁上部的光伏电池面板5，支架3底部与中空连接钢管2焊接。
锚杆组件1包括插入钻孔7内的表面带有连续波形螺纹的中空锚杆101、与中空锚杆101配套使用的塑料锚头组件105、止浆塞104、钢垫板103和紧固螺母102。
中空锚杆101的顶部外露于岩质坡体6、并与中空连接钢管2螺纹相接；中空锚杆(为带有作为注浆和排气通道的中间内孔的中空杆件)与钻孔7之间填充砂浆锚固体8用以固定中空锚杆101；砂浆锚固体8底部的塑料锚头组件105部位，即塑料锚头组件105与钻孔7之间的缝隙中填充约15cm厚砾石层9以确保中空锚杆101始终处于钻孔7的中心位置。其中，止浆塞104置于钻孔7孔口下方，紧贴孔口表面依次将钢垫板103和紧固螺母102套入中空锚杆101，并旋紧紧固螺母102使得钢垫板103与岩质坡体6、紧固螺母102间相互契紧；并以中空锚杆101为中心浇筑有的混凝土保护承台10，混凝土保护承台10底面与岩质坡体6的整平面相互契合，顶面高于紧固螺母102顶面约1cm；钢垫板103的底部与混凝土保护承台10的底面高程及钻孔7孔口高程一致；砂浆锚固体8为水泥、中粗砂和清水的混合物。
本实施例的具体实施方法如下：
1、按照设计要求的孔径、长度和精度，采用液压山地钻机在岩质坡体6上钻设钻孔7，钻进完成后，用空压机向钻孔7中通入空气，反复清洗钻孔7，确保钻孔7的孔壁干净；
2、清孔完成后，迅速将安装有塑料锚头组件105的中空锚杆101插入钻孔7中，并向钻孔7底部与塑料锚头组件105的间隙之间投入约15cm厚的颗粒较粗的砾石层9，同时清洗掉中空锚杆101外壁上的油渍，中空锚杆101的放入角度与钻孔7的倾角保持一致，安放好后使中空锚杆101始终处于钻孔7的中心位置；
3、将钻孔7孔口的岩质坡体6整平，止浆塞104处于孔口下方，在止浆塞104顶部、即孔口表面将钢垫板103和紧固螺母102依次套入中空锚杆101，并旋紧紧固螺母102；使得钢垫板103与岩质坡体6、紧固螺母102间相互契紧；
4、按设计比例拌制砂浆锚固体8，将注浆接头与中空锚杆101顶部相连，通过气动注浆泵向钻孔7和中空锚杆101间隙中连续灌注砂浆锚固体8，待砂浆锚固体8干结后对紧固螺母102进行再次旋紧；砂浆锚固体8为水泥、中粗砂和清水的混合物；
5、在钻孔7孔口的岩质坡体6整平面上搭设木制模板，模板中浇筑混凝土，反复振捣混凝土，浇筑至混凝土面高于紧固螺母102顶面约1cm，形成混凝土保护承台10，待混凝土初凝后，用砂土掩埋养护混凝土保护承台10；
6、将中空连接钢管2与外露的中空锚杆101旋紧，中空连接钢管2顶部与支架3焊接，支架上方则与横梁4相互铰接，横梁上设置光伏电池面板5。

Claims (5)

1.一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构，具有钻设于岩质坡体(6)上的钻孔(7)、布置于钻孔内的锚杆组件(1)和光伏电站的组件，其特征在于：所述光伏电站的组件与锚杆组件(1)之间通过中空连接钢管(2)连接；所述锚杆组件(1)包括插入钻孔(7)内的表面带有连续波形螺纹的中空锚杆(101)以及与中空锚杆配套使用的塑料锚头组件(105)、止浆塞(104)、钢垫板(103)和紧固螺母(102)；中空锚杆(101)与钻孔(7)之间填充砂浆锚固体(8)固定；所述光伏电站的组件包括焊接在中空连接钢管(2)顶部的支架(3)，与支架顶部相互铰接的横梁(4)，以及置于横梁上部的光伏电池面板(5)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构，其特征在于：所述中空锚杆(101)在钻孔(7)的孔底处固定塑料锚头组件(105)，中空锚杆(101)在钻孔(7)的孔口下方套设止浆塞(104)并在孔口表面采用钢垫板(103)和紧固螺母(102)加以紧固，中空锚杆(101)顶部外露于岩质坡体(6)。
3.根据权利要求2所述的一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构，其特征在于：所述塑料锚头组件(105)与钻孔(7)之间的缝隙填充砾石层(9)。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于山地光伏组件的岩锚基础结构，其特征在于：以中空锚杆(101)为中心浇筑有的混凝土保护承台(10)，承台顶面略高于紧固螺母(102)顶面。
5.一种如权利要求4所述的适用于山地光伏组件的岩锚基础结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
5.1、采用液压山地钻机在岩质坡体(6)上钻设钻孔(7)，而后用空压机向钻孔(7)中通入空气，反复清洗钻孔；
5.2、清孔完成后，迅速将安装有塑料锚头组件(105)的中空锚杆(101)插入钻孔(7)中，并向钻孔(7)底部与塑料锚头组件(105)的间隙之间投入15cm厚的颗粒较粗的砾石层(9)，同时清洗掉中空锚杆(101)外壁上的油渍，中空锚杆(101)的放入角度与钻孔(7)的倾角保持一致，安放好后使中空锚杆(101)始终处于钻孔(7)的中心位置；
5.3、将钻孔(7)孔口的岩质坡体(6)整平，在孔口下方的中空锚杆(101)上套入止浆塞(104)，紧贴孔口表面将钢垫板(103)和紧固螺母(102)套入中空锚杆(101)，并旋紧紧固螺母(102)；
5.4、按设计比例拌制砂浆锚固体(8)，将注浆接头与中空锚杆(101)顶部相连，通过气动注浆泵向钻孔(7)和中空锚杆(101)间隙中连续灌注砂浆锚固体(8)，待砂浆锚固体(8)干结后对紧固螺母(102)进行再次旋紧；
5.5、在钻孔(7)孔口的岩质坡体(6)整平面上搭设木制模板，模板中浇筑C20混凝土，反复振捣混凝土，浇筑至混凝土面高于紧固螺母(102)顶面1cm，形成混凝土保护承台(10)，待混凝土初凝后，用砂土掩埋养护混凝土保护承台(10)；
5.6、将中空连接钢管(2)与外露的中空锚杆(101)旋紧，中空连接钢管(2)顶部与支架(3)底部焊接，支架顶部则与横梁(4)相互铰接，横梁上设置光伏电池面板(5)。
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