[发明专利]一种用于冻土地区光伏支架的防冻基础桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于冻土地区混凝土桩基础施工技术领域，具体来讲是涉及一种用于冻土地区光伏支架的防冻基础桩及其施工方法。

背景技术

北方地区冬季气温降低至0℃以下时,地表土中水开始冻结,气温越低,低温持续时间越长,土层冻结深度就越大。当上部土层冻结后,由于毛细作用,促使下面的水分上升而冻结,土层冻结体积膨胀,即冻胀；当天气转暖,气温升高土内解冻,冰就化成水,而土中水分过多,致使基底下的土处于松软状态,抗剪强度大大降低,产生沉降,即融陷。基础土冻胀和融陷对建(构)筑物的影响如下:如果基础的埋置深度浅于冻结深度,则基底下的土冻结后,产生向上顶的推力,这种推力就有可能使建(构)筑物开裂。如果不仅在基底下的土冻结,而且在基础侧面的土也冻结,这时,建(构)筑物将因土冻胀而产生严重变形。当温度升高,土内解冻时,建(构)筑物又将发生大量的沉降,不均匀沉降,并再次出现裂缝,冻害严重的建(构)筑物也容易倾斜,甚至倒塌。

常用的的防冻胀的措施如下:1.换填法；2.物理化学法；3.保温法；4隔离法。具体到桩基础,采用的隔离法为桩外加套管方法。桩外加套管方法是在冻层范围内,在桩外加一套管。套管常采用铁(钢)管,套管与桩留2～5cm的间隙,内填充黄油、沥青、或废机油等。为防止油类流出,套管上下两端均用橡皮圈或沥青麻丝封住。

对于光伏项目,由于工期通常较紧,对于工艺较复杂的传统的桩外加套管的方法,实施起来难度很大。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单，固定效果好，安全环保的用于冻土地区光伏支架的防冻基础桩及其施工方法。

本发明的技术方案为：一种用于冻土地区光伏支架的防冻基础桩，主要包括：护筒和混凝土桩两部分组成；所述的护筒包括聚苯乙烯塑料泡沫板、膨胀螺栓、透气孔、防水层、保温层，所述的聚苯乙烯塑料泡沫板为圆柱形的桶状结构，桶内侧附着保温层，桶外侧附着防水层，所述的透气孔贯通分布在桶壁上，透气孔的深度与聚苯乙烯塑料泡沫板厚度f相同，所述的膨胀螺栓将聚苯乙烯塑料泡沫板与基坑内壁固定连接；所述的混凝土桩包括二次浇注细石混凝土、配筋、螺旋箍、支撑板、桩体、固定孔、包囊、混凝土浇注孔，所述的螺旋箍环绕在配筋的四周，配筋的顶部嵌入安装在二次浇注细石混凝土上，所述的二次浇注细石混凝土的外侧被包囊紧密包裹，所述的包囊顶部与混凝土浇注孔连接，所述的二次浇注细石混凝土高度b的中心位置与配筋的顶部在同一水平线上，所述的桩体上部为圆柱形，下部为锥形，上下部的连接处设置支撑板，所述的支撑板上分布若干固定孔，所述的固定孔为正六边形形状。

进一步的，所述的基础桩的柱长e为地下深度与出地面高度c之和，所述的出地面高度c通过地面标高a的位置决定，所述的膨胀螺栓长度为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根据冻土性质计算确定，聚苯乙烯塑料泡沫板的长度与冻土深度d保持一致，将混凝土桩与冻胀土隔离，在一定的起始压力产生变形，有效阻挡混凝土桩的纵向受力。

进一步的，所述的桩基础的外径h尺寸是内径g的1.1-1.3倍，所述的出地面高度c为柱长e的0.15-0.25倍，可以根据光伏支架的受力范围选择，有效控制成本。

进一步的，所述的防水层采用聚丙烯防水基布，厚度为2-4mm，阻挡水在混凝土桩的渗透，提高使用寿命。

进一步的，所述的保温层为由EPS形成，厚度为2-3cm，EPS为聚苯乙烯泡沫，采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时加热进行软化，产生气体，形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料，具有良好的保温效果。

进一步的，所述的螺旋箍的箍筋长度计算公式为：其中，L＝每米桩螺旋箍筋长度(m)；S＝螺旋箍筋螺距(m)；R＝桩直径(m)；C＝保护层厚度(m)；d＝螺旋箍筋直径(m)；保护层厚度为纵向钢筋外缘至混凝土表面的最小距离。

一种用于冻土地区光伏支架的防冻基础桩的施工方法，主要包括以下步骤：

步骤一：根据冻土区域的光伏支架分布方案选择确定的施工区域，确定地面标高a，然后根据光伏支架的尺寸确定灌注桩的外径h及数量，在桩位处施打设计深度的钻孔，桩孔底部施工成锥形，施工完成后，将相关工具提出，四周粘质土夯实；