专利名称：一种复合桩及其组合的制作方法
技术领域：
一种复合桩及其组合
技术领域：
本实用新型涉及一种复合桩，尤其是应用于大型地面光伏发电站的基础复合桩。技术背景大型地面光伏发电站主要由光伏阵列构成，光伏阵列的数量与电站的容量成正比，而光伏阵列的数量直接决定了用于安装光伏阵列的基础桩的数量，比如目前IOMW的光伏电站，大约需要基础2万根左右。以前，基础主要采用钢筋水泥结构基础，不但施工周期长，而且会对地表造成破坏。目前国内外有开始使用磨擦桩、螺旋桩等方式替代钢筋水泥结构基础。磨擦桩主要采用型材或圆钢直接插入土壤，对土壤均勻性要求高，而且抗拔力较小，抗倾覆能力也不佳； 螺旋桩采用旋转式机械旋入土壤，有一定的抗拔力，但抗倾覆不佳。我国最适合发展大型光伏电站地区地址结构主要为西北地区的戈壁沙滩、冻土层及沿海盐碱滩涂。当地面为砂或砂质土壤时，经过长期雨水的冲刷造成中间土壤流动，会造成桩的松动、位移和倾斜，造成阵列的变形，破坏结构；当在寒冷地区时，地表会出现交替的冰冻和融化，地表层不断的膨胀和收缩，造成桩基底部部分周期性位移，使土壤扰动或产生空洞，从而使基础桩松动；在流沙地质情况时，钢筋水泥基础几乎无法施工，磨擦桩与螺旋桩需打穿流沙层后固定在稳定层，且穿入稳定层的深度必须大于流沙层1-2倍的高度。所以应用于不稳定地质的基础桩，如戈壁沙滩、冻土层及沿海盐碱滩涂的等，是非常有必要的。
发明内容针对上述问题，本实用新型一种复合桩，其包括桩体和翼片，所述桩体下端收口带有一定锥度，所述翼片由桩体的周壁向外延伸。所述翼片可分为空心管和侧翼两个部分，所述侧翼由空心管的周壁向外延伸，所述空心管可拆卸地套于所述桩体上。所述桩体和翼片也可采用为一体成型的加工方式。所述侧翼与所述空心管的中轴线平行，可防止复合桩打入地下后的平移滑动。所述侧翼可为一片或多片，并沿所述空心管外围均勻分布，优选地关于所述空心管的中轴线对称分布，可防止复合桩在多个方向上的平移滑动。所述侧翼的形状可为扇形或四边形，且其上带有凸起的倒钩，所述倒钩上端凸起高度高于下端凸起高度，可在不增加打桩压力的前提下，增加桩体的抗拔力。所述复合桩的桩体可采用螺旋桩或摩擦桩，其上开有第一腰直孔，且所述空心管上开有通孔，通过安装件贯穿所述桩体上的第一腰直孔和空心管上的通孔，可将所述桩体和翼片可拆卸地装配在一起。所述第一腰直孔可设计为扁长形，所述翼片通过安装件装配于所述桩体后，所述安装件可在所述腰直孔内上下滑动，带动所述翼片在所述桩体上上下滑动。多个复合桩可通过连接件连接起来，可在所述复合桩桩体或翼片上开设第二腰直孔，然后将所述连接件分别插入不同复合桩上的第二腰直孔，以将多个复合桩组合装配在一起，使单个复合桩的抗拔力和抗倾覆力大大增强。本实用新型的有益效果是(1)本实用新型的桩体上带有翼片，有良好的抗倾覆作用，当多个复合桩构成阵列结构时，不会造成桩的倾斜、松动和位移，从而保证阵列结构的稳固和安全；(2)在地表出现交替的冰冻和融化的情况下，由于本实用新型中的翼片可在桩体上上下滑动，消除了土壤膨胀和收缩的位移，从而使该复合桩不会产生周期性位移而使桩体松动；(3)在流沙地质情况时，本实用新型在打穿流沙层后固定在稳定层，再将上部的垂直翼片连接起来，可将地表流沙层稳固，能确保地表流沙层基本不发生水平移动，复合桩植入深度可有效降低。
图1为本实用新型复合桩的外形示意图；图2为本实用新型的翼片俯视图；图3为本实用新型的桩体上开设第二腰直孔的示意图；图4为本实用新型的翼片套于桩体上的连接示意图；图5为压入一种流沙地质的多个复合桩的连接示意图；图6为压入一种冻土地质的多个复合桩的连接示意图；图7为本实用新型复合桩压入另一种流沙地质的示意图。
具体实施方式参见图1-4，本实用新型一种复合桩包括桩体1和翼片2，桩体1的下端收口带有一定锥度，便于复合桩垂直压入或旋转压入土壤。翼片2由桩体1的周壁向外伸出，用以提高复合桩的抗拔力和抗倾覆力。翼片2可直接和桩体1 一体成型加工，也可由桩体1上固定连接延伸出来，比如在桩体1上焊接一定数量的翼片2，或将翼片2可拆卸的套于桩体1 上。根据不同的土壤条件，可改变翼片2的高度和宽度，也可调整翼片2的数量。翼片2的表面可通过处理，形成一定数量的倒钩对，在不增加复合桩安装压力的情况下，大幅度提高复合桩的抗拔强度。当将翼片2可拆卸的套于桩体1上时，所述翼片2可分为空心管21和侧翼22两个部分，侧翼22由空心管21的周壁向外延伸，空心管21可拆卸地套于桩体21上。空心管 21和侧翼22也可采用为一体成型的加工方式。侧翼22优选地与空心管21的中轴线平行，在不增加复合桩安装压力的情况下，提高复合桩的抗倾覆力。所述侧翼22可为一片或多片，并沿空心管21的外围均勻分布，侧翼 22优选地关于空心管21的中轴线对称分布，可提高复合桩在多个方向上的抗倾覆力，也可防止复合桩在多个方向上的平移。所述侧翼22的形状可为扇形或四边形等扁平形状，其上的倒钩M的上端凸起高度高于下端凸起高度，上端的凸起高度较高是为了增加拔起复合桩所需的力，使复合桩的抗拔力增强，下端的凸起高度较低是为了不增加复合桩压入或旋转压入土壤的压力。所述复合桩的桩体1可采用螺旋桩或摩擦桩，当将翼片2可拆卸的套于桩体1上时，可在桩体1上开第一腰直孔11，翼片2上的空心管21上开通孔23，将安装件4贯穿所述桩体上的第一腰直孔11和空心管21上的通孔23，将所述桩体1和翼片2可拆卸地装配
在一起。如图5所示，多个复合桩可通过连接件3连接起来，使单个复合桩组合成整体，使复合桩阵列的抗拔力和抗倾覆力大大增强，不会造成复合桩的倾斜、松动和位移，当在其上安装光伏阵列时，光伏阵列的组合稳定性将大大增强，从而保证阵列结构的稳固和安全。如图3所示，可在所述复合桩桩体1或翼片2上开设第二腰直孔12，然后将所述连接件3分别插入不同复合桩上的第二腰直孔12，以将多个复合桩组合装配在一起。在地表出现交替的冰冻和融化的情况下，会出现由于土壤膨胀和收缩而引起的位移不均勻的问题，如图6中所示，图6中左边的桩体1引起的膨胀较小，而右边引起的膨胀较大，当连接在一起时，会使复合桩产生松动、倾斜甚至损坏；所以可将第一腰直孔11设计为扁长形，如图4所示，所述翼片2通过安装件4装配于所述桩体1后，所述安装件4可在所述第一腰直孔11内上下滑动，带动所述翼片2在所述桩体1上上下滑动。这样，当出现复合桩之间的位移不均时，翼片2可沿第一腰直孔的方向，在桩体1上上下滑动，以消除土壤膨胀和收缩引起的位移不均，从而保证复合桩之间的稳定性。如图5所示的流沙地质，图中上层为稳定层泥沙经过日晒或碾压形成的暂时稳定层，中间为流沙层，最下层为自然的稳定层。桩体1固定于上层是不够的，需在打穿流沙层后固定于稳定层，才能达到安装光伏阵列需要的强度。本实用新型的复合桩桩体1打入自然的稳定层后，再将上部的翼片2通过连接件3连接起来，可将上层的暂时稳定层稳固，确保其不发生水平移动，这样复合桩的植入深度比起现有的摩擦桩或螺旋桩来，可有效降低。如图7所示的流沙地质，图中上层为流沙层，下层为自然的稳定层。桩体1固定于自然的稳定层。由于其上部全部为流沙层，将翼片2固定于流沙层意义不大，所以可以将翼片2直接打入稳定层，提高单个复合桩的抗拔力和抗倾覆力。其打入方式可在桩体1上套上一个空管，将翼片2抵住，打入稳定层，再将空管抽走。由于此时翼片2位于地下，所以无法将多个复合桩连接起来，但由于翼片2已固定于稳定层，比起现有的摩擦桩和螺旋桩，其抗拔力和抗倾覆力已经显著增强，复合桩的植入深度也可有效降低。
权利要求1.一种复合桩，其特征在于所述复合桩包括桩体和翼片，所述桩体下端收口带有一定锥度，所述翼片由桩体的周壁向外延伸。
2.如权利要求1所述的一种复合桩，其特征在于所述翼片包括空心管和侧翼，所述侧翼由空心管的周壁向外延伸，所述空心管套于所述桩体上。
3.如权利要求1所述的一种复合桩，其特征在于所述桩体和翼片为一体成型。
4.如权利要求2所述的一种复合桩，其特征在于所述侧翼与所述空心管的中轴线平行。
5.如权利要求2所述的一种复合桩，其特征在于所述侧翼关于所述空心管的中轴线对称分布。
6.如权利要求2所述的一种复合桩，其特征在于所述侧翼呈扇形或四边形。
7.如权利要求1所述的一种复合桩，其特征在于所述桩体上开有第一腰直孔，所述空心管上开有通孔，通过安装件贯穿所述桩体上的第一腰直孔和空心管上的通孔，将所述翼片装配于所述桩体上。
8.如权利要求7所述的一种复合桩，其特征在于所述第一腰直孔为扁长形，所述翼片通过安装件装配于所述桩体后，所述安装件可在所述第一腰直孔内上下滑动，并带动所述翼片在所述桩体上上下滑动。
9.如权利要求1所述的一种复合桩，其特征在于所述侧翼上凸起有倒钩，所述倒钩上端凸起高度高于下端凸起高度，以增加桩体的抗拔力。
10.如权利要求1所述的一种复合桩的组合，其特征在于其包括连接件和多个复合桩，所述复合桩桩体或翼片上开设有第二腰直孔，所述连接件分别插入不同复合桩上的第二腰直孔，以将多个复合桩组合装配在一起。
专利摘要本实用新型涉及一种应用于大型地面光伏发电站的基础复合桩，其包括桩体和翼片，所述桩体下端收口带有一定锥度，所述翼片由桩体的周壁向外延伸。所述翼片可套于所述桩体上，用以提高复合桩的抗拔力和抗倾覆力。多个复合桩可通过连接件连接起来，以保证其上安装的光伏阵列的稳定性。
文档编号E02D27/35GK201962670SQ201020648560
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者孙韵琳, 沈辉, 舒江东 申请人:顺德中山大学太阳能研究院