[发明专利]一种上部具有竖向翼片结构的光伏支架螺旋桩及使用方法

说明书

本发明提供一种上部具有竖向翼片结构的光伏支架螺旋桩及使用方法，该螺旋桩包括竖向翼片结构、钢套管、螺旋钢桩钢管和螺旋钢桩叶片，所述的螺旋钢桩钢管上设有多个螺旋钢桩叶片，所述的钢套管套设在螺旋钢桩钢管上部外侧，钢套管位于最上端的螺旋钢桩叶片的上方；所述的竖向翼片结构设在在钢套管上。本发明通过加在螺旋钢桩钢管上部增加的竖向翼片结构，提高了螺旋钢桩的水平承载力，减小了水平荷载作用下的桩顶位移。可以达到减小桩长的目的。桩长减少了，节约了材料，提高了建筑材料的效率、降低了造价、提高了经济性。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种上部具有竖向翼片结构的光伏支架螺旋桩及使用方法。

背景技术

中国沙漠面积广，太阳能资源丰富，集中式地面光伏电站发电效率高。在沙漠地区风积沙场地，太阳能光伏板的遮阴作用以及清洗太阳能光伏板的水可以为植物提高生长所需的水分，为耐荫性植物的生长创造条件。大面积覆盖的光伏板会吸收太阳辐射并将其转换成电能，减少地表大量的太阳直接辐射，有利于转化和消耗沙漠地区沙尘暴的动力源。光伏阵列具有机械沙障阻挡风沙的作用，能够抑制和减少沙尘暴的发生频率和强度。在沙漠地区建设的集中式地面光伏电站对局部小气候具有降温增湿的作用，有利于改善沙漠生态环境。利用闲置的大片沙漠建设集中式地面光伏电站，具有良好的经济效益和生态效益。

在沙漠中建设集中式地面光伏电站，在沙漠地区的集中式地面光伏电站工程建设中，不可避免地会遇到风积沙这一特殊地基。在这种环境下，螺旋钢桩与传统钢筋混凝土桩基础形式相比，具有施工速度快、节约投资、环境影响小、可拆除可回收的优点。

就地基条件而言，风积沙松散的微观结构造成其地基承载力低，对桩的约束能力较差。就光伏支架桩基础的受力特点而言，上部结构传来的水平力和上拔力较大，竖向下压力较小。

现有螺旋钢桩不利于充分发挥桩体钢材的材料性能。桩与土作用获得的承载能力和抗变形能力，由周围土体强度和桩的形状特征决定。一方面，风积沙松散的结构，与桩的钢材强度相比，桩自身受力较小，桩体材料使用效率较低。另一方面，从桩的形状特征考虑，螺旋钢桩的螺旋翼片在桩竖直向的投影很大，为桩的截面积和螺旋翼片的平面投影。相对地，在桩的侧向即水平向投影很小，由桩的中间钢管的侧面和螺旋翼片的厚度构成。投影的面积决定受力面积。竖向投影大，螺旋钢桩抗竖向力抗压和抗拔能力强；侧向投影小，抗水平力能力差。在工程中一般采用增大桩长或桩径的方式来提高桩的抗水平力能力，桩体材料的使用效率较低。

发明内容

为了克服现有抗水平力能力差及桩体材料的使用效率较低的问题，本发明提供一种上部具有竖向翼片结构的光伏支架螺旋桩及使用方法，本发明通过加在螺旋钢桩钢管上部增加的竖向翼片结构，提高了螺旋钢桩的水平承载力，减小了水平荷载作用下的桩顶位移。可以达到减小桩长的目的，提高了建筑材料的效率、降低了造价、提高了经济性。

本发明采用的技术方案为：

一种上部具有竖向翼片结构的光伏支架螺旋桩，包括竖向翼片结构、钢套管、螺旋钢桩钢管和螺旋钢桩叶片，所述的螺旋钢桩钢管上设有多个螺旋钢桩叶片，所述的钢套管套设在螺旋钢桩钢管上部外侧，钢套管位于最上端的螺旋钢桩叶片的上方；所述的竖向翼片结构设在在钢套管上。

所述的竖向翼片结构包括多个竖向翼片，多个竖向翼片均匀分布在钢套管的圆周侧壁上。

所述的竖向翼片为长方形状或直角梯形状，直角梯形状的竖向翼片上端长于下端。

所述的竖向翼片焊接在钢套管上。

所述的竖向翼片厚度为6mm或8mm的钢板。

所述的竖向翼片的长度与钢套管的长度相匹配；所述的竖直翼片自钢套管径向外伸的长度为50~150mm。

所述的钢套管长为100~300mm。

所述的螺旋钢桩钢管下端为尖端。