风积沙螺旋钢桩结构制造技术

本实用新型专利技术有关一种风积沙螺旋钢桩结构，包含钢管，该钢管上设至少3个螺旋叶片，最上端的螺旋叶片与钢管顶端距离为300~500mm，钢桩下端插入地面，最上端的螺旋叶片置于地面下方100mm~300mm处，所述螺旋叶片直径266mm，厚度5mm，螺牙倾角为30°，相邻螺旋叶片间的最大叶片间距H为660mm，在风积沙地区采用本实用新型专利技术的螺旋钢桩作为光伏电站的基础，具备土方开挖量小、工程量小的优势，提升螺旋钢桩基础水平承载力、抗倾覆能力，能够较好的适用于地基承载力较弱、成孔及沉桩难度较大、存在一定流动性的风积沙地区，在风积沙地区光伏发电站的建设中节省投资、提高环保效果，具有较好的经济效益与社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术有关于一种风积沙螺旋钢桩结构，属于太阳能光伏发电领域，是一种适用于风积砂地区的光伏支架基础形式及相应的地基处理方式。
技术介绍
近年来，我国光伏发电产业飞速发展，较为理想的光伏电站建设场地基本上被占据完毕，光伏电站沙漠化、山地化逐渐成为常态。对于风积砂地区而言，其突出特征包括：地基承载力较弱；成孔、沉桩难度较大；风积砂存在一定流动性等。迄今，较为常用的光伏支架基础包括钢筋混凝土独立基础、钢筋混凝土条形基础、预制钢筋混凝土桩柱基础、现浇钢筋混凝土桩柱基础、螺旋钢桩基础等，但由于风积砂地区的特殊性，如下这些常用的光伏支架基础并非适用。钢筋混凝土独立基础、条形基础的主要缺陷：所需混凝土及钢筋工程量大，所需人工多，土方开挖及回填量都很大，施工周期长，所需总成本过高，投资方难以接受。预制钢筋混凝土桩柱基础的主要缺陷：风积砂地区沉桩存在一定的难度，且预制桩桩顶标高不容易控制。现浇钢筋混凝土桩柱基础的主要缺陷：风积砂地区成孔难度较大，在成孔过程中极易塌孔。常规螺旋钢桩基础的主要缺陷：螺旋钢桩基础水平承载能力与土层的密实度休戚相关，要求土层具有一定的密实性，特别是接近地表的浅层土不能够太松散或太软弱。事实上，风积砂地区多为松散的细砂，且具有一定的流动性，不能提供足够的桩土相互作用，如图1所示的现有螺旋钢桩上具有2个叶片，设置于钢桩整体的下部，在水平荷载作用下螺旋钢桩的水平位移将持续增大，容易导致光伏支架侧向倾斜。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题即在提供一种风积沙螺旋钢桩结构，能够适用于地基承载力较弱，成孔、沉桩困难，存在一定流动性的风积砂地区。本技术所采用的技术手段如下所述。一种风积沙螺旋钢桩结构，其特征在于，包含钢管，该钢管上设至少3个螺旋叶片，最上端的螺旋叶片与钢管顶端距离C为300~500mm；复数个上述风积沙螺旋钢桩形成光伏阵列区域，横向相邻的螺旋钢桩间距D为3.2m，纵向相邻的螺旋钢桩间距E为1.75m。所述钢桩下端插入地面，最上端的螺旋叶片置于地面下方100mm~300mm处。所述螺旋叶片直径266mm，厚度5mm，螺牙倾角为30°。所述相邻螺旋叶片间的最大叶片间距H为660mm。对所述光伏阵列区域进行强夯。所述光伏阵列区域每侧外扩强夯范围R为1.5m。光伏阵列区域的地基处采用低能级强夯，单击夯击能为1000kN·m。本技术所产生的技术效果如下。1、对于风积砂地区而言，本技术相对现有的钢筋混凝土独立基础（条形基础），具备土方开挖量小、工程量小的优势，避免预制钢筋混凝土桩柱基础沉桩困难、现浇钢筋混凝土桩柱基础成孔困难的不足，提升螺旋钢桩基础水平承载力、抗倾覆能力，能够较好的适用于地基承载力较弱、成孔及沉桩难度较大、存在一定流动性的风积砂地区，在风积砂地区光伏发电站的建设中节省投资、提高环保效果，具有较好的经济效益与社会效益。2、对于风积砂场地而言，地基承载力通常较弱，地基承载力特征值约50kPa。本技术增加了叶片数量，将常规的2个螺旋叶片改进为3个螺旋钢桩叶片，竖向承载力增加近30%，较大地提高竖向与抗拔承载能力。3、常规螺旋钢桩叶片直径为176mm，本技术的螺旋钢桩叶片直径增大到266mm，可以有效地提高竖向与抗拔承载能力。4、与现有钢桩结构相比，螺旋钢桩基础可通过专用机械沉入风积砂中，钢桩大部分埋入风积砂中，而将最上端叶片向上平移，令叶片尽量靠近地面，钢桩顶部小部分露出地面（应略高于场地最高潮位），可大幅度地提高抗侧移与抗倾覆能力。5、对光伏阵列区域进行强夯处理以提高地基承载力。为保证经济性，地基处理宜采用低能级强夯，单击夯击能约1000kN·m。为降低成本，仅在光伏阵列下进行强夯处理，处理范围略大于光伏阵列，考虑到夯击加固的扩散作用，每侧外扩范围为1.5m左右。在强夯过程中，必要时可适当加水以提高地基处理的质量。附图说明图1为现有螺旋钢桩基础的结构示意图。图2为本技术的螺旋钢桩的最佳实施例结构示意图。图3为本技术钢桩顶部的A-A截面的对穿螺栓示意图。图4为光伏阵列强夯处理范围示意图。具体实施方式具体实施方式一种风积沙螺旋钢桩结构，包含钢管1，该钢管1上设至少3个螺旋叶片，最上端的螺旋叶片21与钢管顶端距离C为300~500mm。该钢桩下端插入地面，最上端的螺旋叶片21置于地面下方100mm~300mm处。如图2所示的最佳实施例，钢管1的直径76mm，壁厚4mm，螺旋叶片的数量为3个，叶片直径266mm，厚度5mm，螺牙倾角为30°。相邻螺旋叶片间的最大叶片间距H最佳为660mm。螺旋钢桩整体长度1800mm，具体长度可依据地质条件作适当调整。上述螺旋钢桩可通过专用机械沉入风积砂中，其大部分埋入风积砂中，小部分露出地面（应略高于场地最高潮位），基础顶部可通过如图3所示的对穿螺栓与上部支架连接。通常对光伏阵列区域进行强夯处理以提高地基承载力。为保证经济性，地基处理宜采用低能级强夯，单击夯击能约1000kN·m。如图4所示，横向相邻的螺旋钢桩间距D可为3.2m，纵向相邻的螺旋钢桩间距E可为1.75m。只需要在光伏阵列下进行强夯处理，其处理范围略大于光伏阵列范围即可，考虑到夯击加固的扩散作用，每侧外扩范围R为1.5m左右。在光伏电站在施工完之后，宜立即采取防风固沙措施，如种植一些耐旱、耐寒的植物。同时，种植的植物不宜生长过高，不能对光伏发电产生干扰。对于腐蚀性较强的区域，可适当提高螺旋钢桩热浸镀锌层的厚度，如增加镀锌层厚度至100um。在有必要的情况下，可改变螺旋钢桩的材质，如采用防腐蚀性能较强、力学性能较好、价格较低的工程塑料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风积沙螺旋钢桩结构，其特征在于，包含钢管（1），该钢管（1）上设至少3个螺旋叶片，最上端的螺旋叶片（21）与钢管（1）顶端距离（C）为300~500mm；复数个上述风积沙螺旋钢桩形成光伏阵列区域，横向相邻的螺旋钢桩间距（D）为3.2m，纵向相邻的螺旋钢桩间距（E）为1.75m。

【技术特征摘要】
1.一种风积沙螺旋钢桩结构，其特征在于，包含钢管（1），该钢管（1）上设至少3个螺旋叶片，最上端的螺旋叶片（21）与钢管（1）顶端距离（C）为300~500mm；复数个上述风积沙螺旋钢桩形成光伏阵列区域，横向相邻的螺旋钢桩间距（D）为3.2m，纵向相邻的螺旋钢桩间距（E）为1.75m。2.如权利要求1所述的风积沙螺旋钢桩结构，其特征在于，钢桩下端插入地面，最上端的螺旋叶片（21）置于地面下方100mm~300mm处。3.如权利要求1所述的风积沙螺旋钢桩结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺广零，杨菁，田景奎，汪海燕，季扬，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11