太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)支架知識

1、土壤及巖石等級的類別綜合No.土壤/巖石等級描述螺旋樁螺旋樁鋼型材微型樁混凝土基礎0PT, OH-適用1MH, CH, OL, ML, CL粘土或淤泥適用適用適用適用適用2SC, SM, SP粘土的、淤泥的或次等砂土適用適用適用適用適用3SW, GC, GM, GP優(yōu)等砂土；粘土的、淤泥的或次等砂礫適用適用適用適用適用4GW優(yōu)等砂礫適用適用可能適用適用適用5RMR20次等巖石可能適用-可能適用適用6RMR21-60次等到中等巖石需要預鉆-可能適用適用7RMR61-100優(yōu)等巖石需要預鉆-可能適用適用7種土質對螺旋樁的安裝要求土壤等級名稱成分螺旋樁技術鉆孔一等表層土砂土、砂礫、泥沙可行用錘鉆預鉆

2、螺旋洞二等流土液體和糊狀地下水可行，但土壤缺乏強度用錘鉆預鉆螺旋洞三等松散土壤松散砂土、砂礫，或兩者混合物可行，但有少許阻力用錘鉆預鉆螺旋洞四等中等重量的松散土壤砂土、砂礫、泥沙和粘土：至少15%粒度0.06mm，30%巖屑，直徑為63mm，體積為0.01m³用錘鉆預鉆螺旋洞五等難以解決的土壤類型多于30%石頭，直徑63mm，體積為0.01m³-0.1m³的堅硬石頭無需預鉆螺旋洞也足以確保螺旋樁的安裝用錘鉆預鉆螺旋洞六等可移動的石質土帶巖石、緊密連接、易碎、板巖、經(jīng)風化的土壤需用錘鉆用錘鉆預鉆螺旋洞七等可移動的硬質巖石具結構強度的小巖石、風化泥巖、礦渣、鐵和鋼需用

3、錘鉆用錘鉆預鉆螺旋洞承載能力按照最大壓縮載荷為4公噸，最大拉伸載荷為2公噸來設計標準螺旋樁，也可以提供更高負載能力的產(chǎn)品。一般情況下，一根螺旋樁可以支撐1KW。土壤類型測試載荷PW-GS: 76*800PW-GS: 76*1600PW-GS: 90*1200PW-GS: 90*2000PW-GS: 114*1400PW-GS: 140*1400砂土壓力(kN/lbs)15.9/357432.3/726134.3/771153.4/1200539.8/894740.8/9172拉伸(kN/lbs)10.0/224819.9/447321.1/474330.7/690224.3/546317.5/

4、3934水平(kN/lbs)4.0/8994.5/10116.4/14387.3/164010.5/236011.0/2472砂礫壓力(kN/lbs)14.1/317028.8/647430.5/685747.7/1072335.5/798124.5/5508拉伸(kN/lbs)10.7/240521.0/472122.4/503631.0/696925.6/575518.9/4249水平(kN/lbs)4.6/10345.9/13267.7/17307.9/17759.2/206710.4/2337粘性土壤壓力(kN/lbs)10.6/238320.2/454121.6/485626.9/6

5、04724.4/548518.9/4249拉伸(kN/lbs)8.5/191116.0/359717.0/382219.7/442919.1/429415.3/3440水平(kN/lbs)5.1/11467.2/16188.4/18889.1/204511.8/265213.9/3124FAQ1、什么是好的螺旋樁客戶經(jīng)常有這樣的疑問，你怎么證明自己公司所生產(chǎn)的螺旋樁要比其他公司的好？其實，所謂"好"的螺旋樁，從廣義上來講當然是質量要過關，但從狹義上來說，我們更愿意跟客戶解釋什么是"最為適合"的螺旋樁。當接到一個太陽能光伏地面電站的項目時，作為業(yè)主，他會有

6、以下考慮：     - 項目地點、氣候、周遭環(huán)境等自然因素；    - 項目規(guī)定的竣工時間；    - 投資成本及經(jīng)濟效益；    - 合格供應商篩選及后期維護和質保問題。    因此，如果施工地點遠離水源，工期緊張，而土質條件又允許的情況下，我們建議客戶選用螺旋樁。而在過往做過的三個大型地面電站的經(jīng)驗當中，我們也發(fā)現(xiàn)，螺旋樁地基基礎確實比水泥基礎有其不可替代的優(yōu)勝之處，例如，樁基完工時

7、效是水泥基礎的1/4，人工投入則是水泥基礎的1/3等。在物價飛速上漲的今天，單靠低值勞動力的輸出已不能滿足一個項目對成本的控制要求，只有通過簡便，高效及現(xiàn)代化機械裝備的投入才能實現(xiàn)效益最大化。會在接到項目時派遣工程師到現(xiàn)場做實地勘察，對螺旋樁方案做一個可行性評估。評估通過后，我們的設計師會給出一個最優(yōu)的地基加支架設計方案，保證整個結構的安全性。對于來說，"好"，代表從某些檢測/測量工具上體現(xiàn)產(chǎn)品的屬性和質量等級，但我們給出客戶的承諾是"最為適合"，這個定義即涵蓋"好"的范圍。2、土壤中石塊含量為70%以上的地方適用水泥基礎。3、一根螺

8、旋樁多少錢？工程人員將根據(jù)你的工程設計要求提供成本最優(yōu)，最高效的螺旋樁系統(tǒng)。要給出一個確切的價格需要考慮以下因素：構架結構、土壤類型、長度、地域等等。4. 什么地點適合螺旋樁安裝？5. 螺旋樁系統(tǒng)VS混凝土地基？6. 螺旋樁的壁厚一般是多少？通常是2.8-3.5mm。7. 螺旋樁是否需要絕緣套管？不需要。8. 螺旋樁能夠打到巖石里嗎？通?？梢?。已經(jīng)研發(fā)了可以將樁體鉆入石層的方法。9. 螺旋樁適用于瀝青地面嗎？可以。不過要在安裝螺旋樁的地方打一個洞，用瀝青在洞口處修整路面。10. 我們自己可以安裝螺旋樁嗎？可以，將提供配套設備及安裝指引給到各大用戶。11. C型鋼地基對比螺旋樁地基？實際上C型樁

9、地基與螺旋樁地基有很大的區(qū)別    1 螺旋樁能輕松解決硬質土壤的打樁問題。    2 并且螺旋樁的單立柱系統(tǒng)（用一根粗的立柱代替原來的兩根立柱）能獲得更出色的抗負載能力。    3 C型鋼需要更深的貫穿度（如果土質好，貫穿度淺也可）    4 C型鋼的立柱數(shù)目和螺旋樁的一樣，也是由太陽能系統(tǒng)的靜荷設計來決定。12. 螺旋樁露出地面部份一般為多長？一般而言，根據(jù)業(yè)主要求的高度在打樁時預留露出地面的部分。如果業(yè)主沒要求，設計團隊會根據(jù)實地

10、考察的結果，綜合地形，太陽高度，成本，漲潮等因素設計出一個合理的高度與業(yè)主確認后實施。13. 打樁過程遇到石頭的情況如何處理？潛孔。再根據(jù)現(xiàn)場土壤緊湊性決定是否回填所挖出的土壤或另采用灌漿形式固定。14. 什么樣的地點用什么厚度的鍍鋅鋼？螺旋樁鍍鋅層厚度與在什么項目地點適用這個沒有直接關系。首先，在什么地點選用什么樣的螺旋樁，取決于地質報告和螺旋樁結構的設計。其次，螺旋樁之所以要鍍鋅，是為了起到防腐目的，延長螺旋樁的使用壽命。因此，我們要重點考慮的鋼材本身的質量和型材類型。最后，鑒于工藝加工的問題，壁厚越大的螺旋樁鍍鋅層厚度遠比壁厚小的螺旋樁要厚一些。15. 螺旋樁之間的推薦距離是多少？大體來

11、講，我們建議兩個樁之間在245cm to 305cm之間。16. 螺旋樁熱浸鍍鋅厚度一般是多少？通常是60-90m。17. 一根螺旋樁能夠承受多大的荷載？一根螺旋樁的最大承載量取決于安裝在什么樣的土壤里。土質密度越大，承載量當然就會更大。只有在安裝過程中才能確定最大荷載的具體數(shù)據(jù)。當螺旋樁入樁到最后幾英寸時，操作者利用液壓的方式通過挖掘機力臂上的壓力表看到讀數(shù)之后，他就能夠判斷樁的承載能力，當然，少不了一個準確的指向表。在寬松的土壤中則有必要施加一定的拉伸力使土壤更加緊湊并獲得較為理想的承載能力。18. 當安裝螺旋樁時碰到了石頭怎么辦？螺旋樁系統(tǒng)的安裝設備在價值30萬元人民幣以上，因此具有探鉆

12、，潛孔等多種功能。在絕大部分的情況下，安裝者能避開巖石來完成入樁過程，如石頭實在太大，在施工技術參數(shù)允許下，樁可以安裝到另外一個地點。如樁體必須打入在一個精確的位置點上則必須采取挖掘土壤的方式，但這種情況相對較少。19. 可不可以將螺旋樁安裝在已有的建筑下？可以。然而，我們建議樁體的打入地點一定要靠在現(xiàn)有建筑的邊緣之上。如果樁體一定要打入建筑物的中心位置，則必須開一個通道允許樁體打入。比如，在木制的庭院里安裝，顧客需移開一些地板來將樁體安裝到一個準確的位置上。20. 需要在土壤與建筑結構間留有足夠的空間嗎？是的，在土壤與建筑結構間（例如：格狀結構，樓梯等）留出充足的空間是非常很重要，目的是為了

13、防止霜凍引發(fā)土壤結構膨脹。如果建筑結構與土壤緊密接觸，樁體的作用將大打折扣，因為霜凍會使土壤結構膨脹，影響整體的穩(wěn)固性。21. 回填土的地質能不能打螺旋樁，有哪些注意事項？一般回填土質在建立光伏地面電站之前需要先做處理，處理方式主要有以下幾種：    1. 分層碾壓，分層碾壓厚度一般為30cm左右；    2. 換填法：將回填土挖出后，填灰土或大粒徑的沙石，提高承載力；    3. 強夯法：用落錘強夯的方式，將回填土夯實；    4.

14、壓入碎石法：在回填土中壓入碎石，使回填土擠壓密實；    5. 灌注水泥漿：最好是在螺旋樁四周灌注水泥漿，提高承載力。22. 除拉伸測試，螺旋樁本身還需做什么樣的測試？抗壓承載力、抗拔承載力與水平承載力三項測試。至于要做多少種，需根據(jù)項目情況與土壤的整體性質而定。23. 怎樣算出螺旋樁的結構是安全？有一定的公式嗎？我們有做數(shù)據(jù)和力學靜態(tài)荷載分析，當我們知道支架系統(tǒng)需要多少支撐力后，我們就可以推薦螺旋樁的種類。土木工程人員在現(xiàn)場做測試時就能判斷推薦的型號是否符合地質情況與安裝需求。24. 為防止凍土對螺旋樁的影響，是否有必要在樁體的外部增加保護層？不是，霜

15、凍對鍍鋅鋼的樁體性質沒有影響。螺旋樁的原理是利用螺旋樁葉片將整個樁體固定在土壤結構里面，使之不會造成整體結構的移位。25. 如果螺旋樁在打入土壤后被取出而再次打入，它本身的承載力會受影響嗎？會的。這就是為什么我們一定要對安裝人員進行培訓和頒發(fā)資格證書。沒有受過培訓的人很容易就會破壞整個項目。26. 不用法蘭盤進行固定支架系統(tǒng)，而只是用螺栓固定，如何防止螺旋樁發(fā)生沉降？系統(tǒng)設計恰當就不會發(fā)生。27.譬如說，是否在寬松的土壤就是否用葉片較大的螺旋樁？不。葉片寬度一般是固定。在寬松的土壤里，我們用管芯直徑較大的螺旋樁去增強橫向的支撐力。28、地面/屋頂支架-滑入式通過調節(jié)后立柱與底部導軌的連接點位置

16、，達到調節(jié)組件角度的目的，具有較強的地域適用性。安裝與角度調節(jié)均非常方便。自重式設計，表面陽極氧化處理，適用于平屋頂和地面電站?？梢猿惺?0M/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.通過立柱調節(jié)支架角度 2.自重式鋁制支架 3.表面陽極氧化 4.無需打穿屋頂通過地錨栓或水泥基礎固定，適用于平屋頂系統(tǒng)和地面系統(tǒng)?？梢詫㈦姵亟M件直接滑入導軌內部，為您節(jié)省一半的安裝時間。適用于有框、無框的薄膜以及晶硅太陽能電池組件，具有普遍實用性。可以承受60m/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.無需壓碼固定 2.安裝快捷 3.應

17、用廣泛 4.具有防震功能5.支架高度可調節(jié)29、屋頂支架-可調節(jié)式30、地面/屋頂支架-普通打樁式適用于平屋頂屋面系統(tǒng)和大型地面電站。通過底部連接件與混凝土基座相連。不破壞屋頂結構，與屋面連接緊密，抗風壓性能優(yōu)越?？梢猿惺?0M/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.應用廣泛 2.不破壞屋頂防水系統(tǒng) 3.半圓形連接件 31、地面/屋頂支架-自重式自重式解決方案適用于平屋頂及地面系統(tǒng)。利用水泥塊壓住支架底部的鋁制托盤，起到固定系統(tǒng)的作用。水泥塊可以現(xiàn)場澆鑄。 獨特的鋁制擋風背板，有效減輕組件所受風壓，加上底部托盤硅膠墊，可以承受60M/s以

18、上的風壓荷載。相鄰組件可共用托盤與龍骨，大大節(jié)省材料，一體式支架，安裝方便。表面陽極氧化。雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.鋁制擋風背板 2.硅膠防滑膠墊 3.共用式自重托盤 4.表面陽極氧化5.一體式支架設計32、地面支架-單立柱自重式通過地錨栓或水泥基礎固定，適用于平屋頂系統(tǒng)和地面系統(tǒng)?？梢詫㈦姵亟M件直接滑入導軌內部，為您節(jié)省一半的安裝時間。適用于有框、無框的薄膜以及晶硅太陽能電池組件，具有普遍實用性?？梢猿惺?0m/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.無需壓碼固定 2.安裝快捷 3.應用廣泛 4.具有防震功能

19、5.支架高度可調節(jié)33、地面支架-單立柱預埋式通過調節(jié)后立柱與底部導軌的連接點位置，達到調節(jié)組件角度的目的，具有較強的地域適用性。安裝與角度調節(jié)均非常方便。自重式設計，表面陽極氧化處理，適用于平屋頂和地面電站?？梢猿惺?0M/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.通過立柱調節(jié)支架角度 2.自重式鋁制支架 3.表面陽極氧化 4.無需打穿屋頂34、地面支架-可調節(jié)滑入式適用于平屋頂屋面系統(tǒng)和大型地面電站。通過底部連接件與混凝土基座相連。不破壞屋頂結構，與屋面連接緊密，抗風壓性能優(yōu)越?？梢猿惺?0M/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.

20、應用廣泛 2.不破壞屋頂防水系統(tǒng) 3.半圓形連接件35、地面支架-雙立柱可調節(jié)式自重式解決方案適用于平屋頂及地面系統(tǒng)。利用水泥塊壓住支架底部的鋁制托盤，起到固定系統(tǒng)的作用。水泥塊可以現(xiàn)場澆鑄。 獨特的鋁制擋風背板，有效減輕組件所受風壓，加上底部托盤硅膠墊，可以承受60M/s以上的風壓荷載。相鄰組件可共用托盤與龍骨，大大節(jié)省材料，一體式支架，安裝方便。表面陽極氧化。雪壓荷載可達1000N/。優(yōu)點:1.鋁制擋風背板 2.硅膠防滑膠墊 3.共用式自重托盤 4.表面陽極氧化5.一體式支架設計36、地面支架-托盤自重式特殊的防水固定方式，在有效固定組件的

21、同時，保證良好的防水性能。適用于美國等地的木瓦屋頂?？梢猿惺?5m/s以上的風壓荷載，雪壓荷載可達900N/。優(yōu)點:1.特制固定基座 2.防水膠墊 3.節(jié)省材料37、螺旋樁螺旋樁可以減少地基的花費，縮短安裝時間，降低對地面光伏支架系統(tǒng)的環(huán)境影響。作為快捷和具成本效益的方案，螺旋樁可以應用于從松散土壤到基巖、沙地、沼澤和最大30°的斜坡等全部已知的地質環(huán)境中。優(yōu)點:1.無需損壞周圍環(huán)境 2.100%環(huán)保，可循環(huán)使用 3.遷移簡單快捷 4.與全部土壤的適用性38、基礎結構選擇我們設想的條件是陣列周圍沒有擋風設施，地基是比較硬的沙地。因此采

22、用構造簡單且堅固的結構，施工也采用廉價且易得到的材料的施工方法，即采用直接基礎。直接基礎由于形式不同，又分為獨立底座基礎和復合底座基礎?；A類型基礎適用范圍直接基礎支撐層淺的場合采用打樁基礎支撐層深的場合采用深基樁基礎鐵塔等基礎上采用沉箱基礎荷重規(guī)模大的場合采用(長而大橋梁的基礎等)鋼管板樁基礎在河內建設橋梁等時采用連續(xù)基礎支撐層深度大的場合采用獨立底座基礎是常用于道路標識等基礎施工時的砌塊基礎。復合底座基礎是由2個或2個以上的柱產(chǎn)生的應力用一個基礎支撐的基礎方式。39、風壓載重的計算用于計算的模型如下圖所示。風壓荷重以前節(jié)中的"太陽電池陣列用支架設計基礎"中敘述的考慮方法

23、為基礎，按照基準速度壓的計算，設計速度壓的計算，設計用風壓荷重的計算等順序算出。首先，求出基準速度壓。qo=(×V2)/2qo 標準速度壓(N/)； 空氣密度=1.274NS2/m4；V 設計風速。設計風速V是太陽能電池安裝地區(qū)地上高度10m的再現(xiàn)期限50年的最大瞬間風速作為基準。這里的設計風速設為60m/s，則有qo=(1.274×602)/2(N/)其次，求出設計速度壓q:q= qo××I×Jq 設計速度壓(N/)； 高度補正系數(shù)；I 用途系數(shù);J 環(huán)境系數(shù)。設用途系數(shù)為1.0(普通的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng))，環(huán)境系數(shù)為1.15(像海

24、上那樣沒有障礙物的平坦地面)。求出高度補正系數(shù)，即=(h/ho)1/nh 陣列在地面上的高度；ho 10m(基準高度)；n 5(標準值)。由此得出=(4.4/100)1/5=0.85把以上的系數(shù)代入到設計速度壓的式子，則有q=2293.2×0.85×1×1.5=2241.6(N/)最后，求出設計用風壓荷重W，即W=Cw×q×AWW 設計用風壓荷重(N/)；Cw 風力系數(shù)；q 設計用速度壓(N/)；Aw 受風面積。風力系數(shù)Cw以地面安裝性考慮。在這種場合，對應傾斜角40°的風力系數(shù)在表中找不到，所以按線性插

25、入來考慮，分別求出正壓，負壓時的風力系數(shù)。正壓：0.79+(1.06-0.79)×25/30=1.02負壓：0.94+(1.43-0.94)×25/30=1.35計算受風面積Aw時考慮為一快板的情況。Aw=B×l=2.976x5.930=17.648()B 板的寬度=2.976m;l 板的長邊的長度=5.930m。因此，順風時的設計用的風壓荷重Wf為：Wf=1.02×2241.6×17.6=40241.2(N)同樣，逆風時的設計用的風壓荷重Wc為Wc=1.35×2241.6×17.6=53260.4(N)40、作用于基礎的水

26、平反作用力的計算下面求出作用于基礎的水平反作用力、垂直反作用力及力矩。計算時使用矩陣法。根據(jù)矩陣法的應力、變形的計算中利用計算機為手段?，F(xiàn)使用UC-FRAME 。計算實例分為從太陽能電池板的正面風吹的場合和從背面風吹的場合兩個例子。假設設計用荷重均勻作用于太陽能電池板上，這樣可以計算出設計用風壓荷重作用于長邊方向的每米相當?shù)娘L壓荷重。wf=Wf/I=40241.2/5.930=6786.0(N/m)=6.8(kN/m)wc=Wc/I=53260.4/5.930=8981.5(N/m)=9.0(kN/m)在計算中假設陣列支架的重量和基礎重量相比很小，可忽略不計。另外，基礎支點認為是固定端。詳細的

27、計算另行介紹，這里將結果列于下表。水平力垂直力力矩Rh1Rh2Rv1Rv2M1M2(kN)(kN)(kN)(kN)(kN·m)(kN·m)順風29.3610.9611.3-11.323.222.5逆風-39.4-14.0-11.411.4-42.3-39.7以上的計算結果為基礎，對獨立底座基礎、復合底座基礎進行穩(wěn)定性的計算。41、基礎穩(wěn)定性計算當受到強風時，對于構造物基礎要考慮以下問題：受橫向風的影響，基礎滑動或者跌倒。地基下沉(垂直力超過垂直支撐力)?；A本身被破壞。吹進電池板背面的風使構造物浮起。吹過電池板下側的風產(chǎn)生漩渦，引起氣壓的變化，使電池板向地面吸引。這里進行&

28、quot;滑動和跌倒的研究"和"垂直支撐力的研究"。對于須采用流體解析等方法才能詳細研究。研究風向只考慮危險側的逆風狀態(tài)。以下所示為各種穩(wěn)定條件：a.對滑動的穩(wěn)定平時：安全率Fs1.5地震及暴風時：安全率Fs1.2b對跌倒的穩(wěn)定平時：合力作用位置在底盤的中央1/3以內時。地震及暴風時：合力作用位置在底盤中央2/3以內時。c對垂直支撐力的穩(wěn)定平時: 安全率Fs3地震及暴風時: 安全率Fs2關于滑動關于水平荷重，只考慮基礎底面的剪切地基的反作用力，不考慮根部的抵抗力。這里，所謂剪切地基的反作用力，是作用于基礎底面和地基間的剪切阻力，由下式求出：Hu=CB×A

29、+VtanHu 作用于基礎底面和地基間的臨界剪切阻力(N)；CB 基礎底面和地基間的附著力(N)；B 基礎底面和地基間的摩擦角(度)；A 有效載荷面積；V 作用于基礎底面的垂直荷重。先設想地基是堅硬的沙地，然后決定CB和B。決定的時候參考下表，認為條件是"土和混凝土"。另外，求出內部的摩擦角時，地基的堅硬情況參照了日本公路工團的標準。條件摩擦角B(摩擦系數(shù)tanB)附著力CB土和混凝土B=(2/3)CB=0土和混凝土間敷設圓礫石的場合tanB=0.6 或 B=(兩者中取小的值)CB=0巖石和混凝土tanB=0.6CB=0土和土或者巖石和巖石B=

30、CB=C注：支撐地基的剪切阻力角(度)；C支撐地基的黏著力(tf/)種 類狀 態(tài)內部摩擦角/(°)黏著力/(tf/)填土礫石及礫石混合沙壓實400沙壓實粒度良好粒度差353000沙質土壓實253以下粘性土壓實155以下自然地基礫石密實或者粒度良好密實或者粒度差403500礫石混合沙密實不密實403500沙密實或者粒度良好不密實或者粒度差353000沙質土密實不密實30253以下0粘性土堅實(手指用力按下有小坑N=815)較軟(手機稍用力可以插入N=48)軟(手指容易插入N=24)252015531.5粘土及淤泥堅實(手指用力按下有小坑N=815)較軟(手機稍用力可以插入N=48)軟(手指容易插入N=24)201510531.5注：N是重量63.5kg的錘從75cm的高度自由落下打入30cm的打擊次數(shù)。關于跌倒對于直接基礎跌倒的安全度，可用作用于基礎底面的合力的偏心量來研究。下圖所示是計算模型。假設橫向風作用于電池板中心位置的集中荷重P為：P=Wc×I=9.0×5.930=53.4(kN)根據(jù)此模型做力矩計算，結果列于下表中。風向要素垂直荷重/kN臂長/m阻力力矩/(kN