一种下沉式农业大棚光伏支架基础结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种下沉式农业大棚光伏支架基础结构及其施工方法。

背景技术：

随着国家对环境问题越来越重视，光伏电站的投资建设得到了各级政府的支持。而地面光伏电站由于占地较广，使得原本稀缺的土地资源更加紧张。“农光互补”模式使得光伏电站与农业种植相结合，实现了上可发电、下可种植的效果。

“光伏农业大棚”的立柱一般采用成品镀锌钢材，基础则有几种形式：预制管桩基础、现浇或预制独立基础、灌注桩基础。预制管桩基础由于挤土效应存在，一般需要打桩机进行施工，且由于“光伏农业大棚”所在地的土质一般较好，难以施打且噪音影响附近居民；现浇独立基础由于需要进行大量土方开挖并支模，且由于受力需要一般截面较大，影响后期大棚的其他用途；预制独立基础工厂预制，制作费及运输费用较高，且需要进行土方开挖，不经济；灌注桩基础施工简单快捷，但由于支架受力较小一般选用直径0.2～0.3m的钻孔，且长度达不到灌注桩要求的5m以上，而且由于断面较小，无法进行与上部立柱端板相应位置的地脚螺栓的预埋工作。

所以急需一种新型的基础形式，既能使得上部断面较大，方便地脚螺栓预埋，造价又能尽量降低，同时需要施工简便，方便大面积开展施工。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种下沉式农业大棚光伏支架基础结构，技术方案为：下沉式农业大棚光伏支架基础结构，包括基础桩和设置在基础桩上的光伏支架立柱；所述的基础桩为T形结构，所述的基础桩分为基础桩上部和基础桩下部，所述的基础桩上端面高出地面；所述的基础桩包括钢筋笼、与钢筋笼浇筑为一体的混凝土基和固定在钢筋笼上端的立柱端板；所述的钢筋笼由置于基础桩下部第一钢筋笼和套于第一钢筋笼上端并置于基础桩上部的第二钢筋笼组成。

为了将光伏支架立柱更加方便且牢固的固定在基础桩上，所述的第二钢筋笼为若干个地脚螺栓箍制而成，所述的地脚螺栓与立柱端板通过螺母固定连接。

作为一种具体的结构形式，所述的地脚螺栓为4根，所述的立柱端板为方形结构，所述的安装孔位于立柱端板的四角位置。

进一步增加光伏支架立柱与基础桩的牢固性，所述的光伏支架立柱通过若干立柱加劲肋固定在立柱端板上。

进一步，作为一种具体的结构形式，所述的基础桩长度为1.5～3m。所述的基础桩上端面高于地面200mm。所述的基础桩上部截面直径为0.37～0.57m，所述的基础桩下部截面直径为0.2～0.3m。

一种实现上述下沉式农业大棚光伏支架基础结构的施工方法包括如下步骤：包括确定基础参数，定取施工位置，钻孔，支模，安装钢筋笼并浇筑混凝土；所述的基础参数包括基础桩的长度，基础桩截面直径和基础桩上端面高出地面的高度。

所述的钻孔为通过施工一次成孔形成与基础桩下部直径相当的第一柱形孔；所述的支模为安装基础桩上部(101)的成型模具。

为了便于安装模具，可将部分模具置于地下，在所述的支模前对第一柱形孔上端孔径进行扩展形成与基础桩上部直径相当的第二柱形孔；将模具置于第二柱形孔内并高出地面预设高度。

进一步，更详细的所述的支模为选用直径与第二柱形孔孔径相当的PVC管作为模具；所述的浇筑为一次浇筑成功，待混凝土硬化后拆除模具并做找平层。

为了方便拆模，所述的模具为PVC管沿轴向切开后的组合体，所述的找平层为10mm。

有益效果

本发明所达到的有益效果包括：1、本基础结构通过采用上下变截面形式，使得基础桩上部截面与立柱端板大小匹配，更加符合计算时立柱底部采用的固结假定；2、第一柱形孔孔径较小，可通过施工机械一次成孔，施工方便；3、第二柱形孔长度较短，只需将第一柱形孔上端孔径进行扩展即可形成孔径较大的第二柱形孔，易于施工；4、第二钢筋笼选用螺纹柱箍制而成，可将立柱端板通过螺母直接固定在第二钢筋笼上，增加了光伏支架的牢固性；5、第一钢筋笼和第二钢筋笼均可预先加工并通过箍筋固定，使得后期施工快捷，节约造价；6、选用轴向剖开的PVC管支模成本低且易于拆模；7、本基础结构的施工方法简单，占地面积小且不影响光伏支架的牢固性。

附图说明

图1是下沉式农业大棚光伏支架基础结构示意图；

图2是下沉式农业大棚光伏支架基础结构俯视图；

图3是下沉式农业大棚结构示意图；

图中1.基础桩，101.基础桩上部，102.基础桩下部，2.支架立柱，3.第一钢筋笼，4.第二钢筋笼，401.地脚螺栓，5.混凝土基，6.立柱端板，7.立柱加劲肋，8.找平层，9.地面，10.支架斜梁，11.光伏面板，12.大棚支架，13.基础桩上端面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

图1为下沉式农业大棚支架基础的结构示意图，该支架基础包括基础桩1和设置在基础桩1上的支架立柱2，基础桩1由地下钻孔后放置钢筋笼，然后由混凝土浇筑而成。基础桩1的纵向剖面为T形结构，分为基础桩上部101和基础桩下部102，基础桩1包括第一钢筋笼3、套于第一钢筋笼3上端并与之固定的的第二钢筋笼4、与钢筋笼浇筑为一体的混凝土基5和置于第二钢筋笼4上端的立柱端板6。

基础桩1长度为1.5～3m，该长度可根据上部荷载大小进行调节，基础桩下部102为直径在0.2～0.3m范围内的柱形体，该直径范围内的孔可通过施工机械一次成孔，形成第一柱形孔，简化了施工过程，降低了施工难度；基础桩上部101为直径在0.37～0.57m范围内的柱形体，基础桩上端面13比地面9高出200mm。

图2为下沉式农业大棚光伏支架基础结构俯视图，由图得光伏支架立柱2通过若干立柱加劲肋7固定在立柱端板6上，立柱端板6与第二钢筋笼4固定连接，第二钢筋笼4为4根地脚螺栓401通过箍筋箍制而成，箍筋不仅保证了地脚螺栓401的相对位置恒定而且增加了基础桩1的牢固性。立柱端板6上设有与第二钢筋笼4中的地脚螺栓401相对应的安装孔，地脚螺栓401穿过安装孔与立柱端板6通过螺母固定，该种固定方式不仅便于立柱端板6的安装与拆卸，而且充分利用了原有资源。为了进一步增加立柱端板6的牢固性，可将安装孔分布在方形立柱端板6的对角线处。

图3为下沉式农业大棚结构示意图，该农业大棚包括两个基础桩1、支架立柱2、支架斜梁10、光伏面板11和大棚支架12。部分基础桩1置于天然地面9以下，基础桩上端面13高于天然地面9。

一种下沉式农业大棚光伏支架基础结构的施工方法，包括如下步骤：1、根据荷载大小及实际施工条件确定基础桩1的长度，钻孔直径和基础桩上端面1高出天然地面9的高度等参数；2、根据实际情况定取施工位置；3、钻孔：通过施工一次成孔形成与基础桩下部102直径相当的第一柱形孔；4、支模：由于基础桩上部101高出地面9，因而需要支模后浇筑混凝土，以便成型，支模可选用适当直径的PVC管作为模具；为了便于后期的拆模，PVC管可沿轴向切开后支模。5、安装第一钢筋笼3，并将第二钢筋笼4套在第一钢筋笼3上端并与之固定；6、浇筑混凝土，可一次浇筑成功；待混凝土硬化后拆模并做10mm厚的找平层8，该找平层8可通过水泥砂浆抹平而成；7、安装立柱端板6和光伏支架立柱2。

为了方便支模以及增加基础桩1的牢固性，将部分模具置于地面9以下，可在上述步骤4之前将第一柱形孔上端孔径进行扩展形成与基础桩上部101直径相当的第二柱形孔；在进行步骤4时将模具置于第二柱形孔内并高出地面9预设高度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。