某复杂山地光伏支架基础选型的分析

文红晏

摘    要：光伏支架基础可采用多种形式，基础的选型应综合考虑施工难度、建设成本、地质条件等，本文通过实际项目，经过简要分析提出经济合理且安全适用的基础形式。

关键词：山地光伏;支架基础;选型

1  引言

近年来，随着光伏行业的大力发展，山地光伏电站建設逐渐增多，而山地光伏项目中光伏支架基础的选型直接影响到整个光伏电站的施工难度、建设成本、投资收益等。本文针对河北涞源某山地光伏电站项目支架基础选型进行简要分析，分别讨论不同支架基础在本项目的适用情况，提出经济合理、安全适用的基础形式。

2  项目概况

拟建项目位于保定市涞源县东团堡乡，地貌单元属于丘陵地带，自然坡度约为35～55°。本项目全部采用325W单晶硅组件，安装方式采用固定倾角安装，安装倾角为37°，每20块电池组件（2[×]10）组成一个支架单元，本期共安装4616个支架单元，总计安装容量30.004MWp。

2.1 工程地质

按地层工程特性，自上而下分为3个工程地质主层，分述如下。

粉土①层：黄褐色，以粉土为主，夹少量黏性土团块，可见植物根系，含少量碎石，粒径1.0cm～3.0cm，层厚0.20m～1.40m。桩的极限侧阻力标准值qsik：80kPa。

碎石②层：杂色，中密～密实，母岩以砂岩和灰岩为主，一般粒径：4.0cm～8.0cm，最大粒径25.0cm，以中粗砂充填，含量35%～45%，层厚2.00m～4.00m。桩的极限侧阻力标准值qsik：130kPa。

强风化砂岩③1层：黄褐色、青灰色，原岩结构大部分破坏，风化裂隙很发育，岩体破碎。桩的极限侧阻力标准值qsik：150kPa。

3  支架基础选型分析

光伏支架常用基础形式有螺旋桩、混凝土预制桩、预应力混凝土管桩、灌注桩、混凝土独立基础、混凝土条形基础、锚杆基础。针对本项目地质条件，在支架基础持力层范围内土层含碎石及块石，因此螺旋桩、混凝土预制桩、预应力混凝土管桩、锚杆基础不适用于本项目。经分析本项目可采用基础形式有混凝土条形基础、灌注桩、独立基础，以下对混凝土条形基础、灌注桩、独立基础进行分析计算。

3.1  基础计算

3.1.1  设计条件

固定支架倾角：37°;电池组件重量：22kg;设计风压：0.4kN/m?;设计雪压：0.28kN/m?;场地类别：II类;组件边缘对地高度为：0.5m;支架基础计算单元：3.0[×]3.3.932m。

3.1.2  条形基础计算

根据GB 51101—2016《太阳能发电站支架基础技术规范》，需对扩展基础进行抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性、抗拔稳定性计算。

经计算得：抗滑移稳定性：[Gb-TkμEk=1.71≥1.3]，满足要求。

抗倾覆稳定性：M抗/M倾=1.64>1.6，满足要求。

抗拔稳定性：[GbTk=3.14≥1.6]，满足要求。

3.1.3  独立基础计算

经计算得：抗滑移稳定性：[Gb-TkμEk=2.2≥1.3]，满足要求。

抗倾覆稳定性：M抗/M倾=1.71>1.6，满足要求。

抗拔稳定性：[GbTk=3.78≥1.6]，满足要求。

3.1.4  微孔灌注桩计算

根据GB 51101—2016《太阳能发电站支架基础技术规范》需对微孔灌注桩进行单桩竖向承载力计算。

本项目按最不利土层考虑，桩基全部进入粉土①层，表层0.3m松散覆土不计入计算长度，桩基有效计算长度取0.9m，经计算得：

3.2  基础工程量统计

4  结束语

根据表2可知微孔灌注桩工程量为最优。由于本项目为山地光伏项目，坡度较大，且地形复杂，扩展基础开挖难度大，养护成本较高，且基础开挖对环境破坏较大。综合考虑以上原因，本项目选用微孔灌注桩为主，成孔困难区域可采用条形基础。以上方案可达到经济合理、安全适用的要求。