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1.螺旋桩单桩承载力
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的规定,以及根据诺斯曼能源在河北、山东、广东、福建、安徽、黑龙江、辽宁、内蒙、西藏、甘肃、宁夏、新疆等多地的地质实地勘察与气候调研,计算出螺旋桩单桩承载力的抗压设计值均≤10KN,抗拉设计值均≤20即满足设计要求,而依据国家规范《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003的规定,须满足桩基础承载力特征值的安全系数为2,即单桩极限承载力的设计标准值大于传递到桩顶的荷载效应标准组合值的2倍。经过多地实测,采用能获得最大综合效益的1.5m~2.5m范围内的设计桩长,根据不同的地质条件下而有针对性设计的桩型在上述各地进行现场静载荷试验,获取螺旋桩单桩承载力均超过标准,确保了桩基承载力的安全储备满足现行设计规范要求。
2. 基础与上部支架连接的可靠性
螺旋桩通过紧固螺栓、对穿螺栓、法兰盘等多种型式,可以很方便地实现与上部各类支架的连接,并可伸缩调节立柱高度。作用在光伏支架上的荷载有自重、风荷载、雪荷载、温度荷载、地震荷载等,其中风荷载是主要的。在光伏电站的设计生命期里,风荷载具有作用频率高、作用方向不定的特点,因此无论是采用哪种方式与支架的连接,连接接头不仅要具有足够的抗拔抗压强度,还需具有抗摇晃的措施。
设计水平荷载下的摇摆疲劳试验是验证螺旋钢桩与上部支架连接可靠性的有效手段。目前在工程中广泛使用的由诺斯曼能源首创的内插+紧固螺栓的连接方式,是通过60000次摇摆疲劳试验证明稳定有效的,足以承受超过20kN的轴心荷载,进一步确保了螺旋桩与上部支架连接系统的可靠性。
3. 螺旋桩的防腐措施
从表1中可以看出,我国规范的规定要严于英国和欧洲规范。目前光伏项目中广泛使用的螺旋桩中轴钢管的规格为外径76mm,壁厚为4mm,即使按照JGJ94的规定,对于埋置于土中的钢桩在设计寿命25年中单侧最大的腐蚀量为1.25mm,考虑腐蚀量后,桩身仍可承受的抗拉抗压荷载约为130kN,远大于光伏支架立柱所承受的抗拉或抗压荷载(约20kN左右)。
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