5.3、基础设计5,3。1 从控制基础沉降变形的角度、本条对支架基础的地基持力层提出了要求,在电站建设中不可避免地会因为场地平整或是为了节约用地而涉及填土地基，设计时应根据填土的性质，堆填年限、现场条件等因素提出具体的处理方案,对于杂填土和耕土。由于其成分不均,常含有有机质，未经处理时，均为欠固结土。不能作为支架基础的地基持力层。对于未经处理的新近填土层、由于其自重固结一般未完成.也不应作为支架基础的地基持力层 对于堆填时间较长的填土，其自重固结一般已完成。经过检验查明符合设计要求的可作为地基持力层，对于场地平整形成的回填土应按设计要求分层进行处理 并经检验合格后方可作为地基持力层,5 3。2。本条对填土地基的填料及施工质量作出了规定,由于耕土 冻土，膨胀土以及有机质含量大于5,的土。其土质性能不稳定，不能作为填料，采用砂、碎石作为填料的,为保证碾压密实、应保证级配良好，并限制其最大粒径。从后续基础施工便利的角度、回填碎石的粒径也不宜过大,采用粉质黏土。粉土作为填料时 含水量对压实质量的影响至关重要.在一定的压实功下,填料在最优含水量时。干密度可达最大值,压实效果最好，填料的含水量太大时.应将其适当晾干处理，含水量过小时.则应将其适当增湿,5。3。3。当利用填筑塘，沟。积水洼地等作为建设场地时。应注意两方面的问题 塘底，沟底原有软弱土层的处理和排水设计 塘，沟，积水洼地底部一般分布有软弱淤泥，压缩性高 排水性差 在上部填土的作用下产生的固结压缩沉降量往往较大.如处理不当会造成地基的整体沉降,填方设计应根据底层软弱土体的分布范围.厚度,周边地形条件采取清淤.地基处理等合适的处理方法，当填土阻碍原地下水和地表水的畅通排泄时。应尽可能在排水层采用粗颗粒填料并根据地形修筑盲沟,截水沟或其他排水设施。以防止土颗粒流失造成场地失稳,5.3。4 5、3。5、对于锚杆基础，基底持力层为中风化.未风化的岩石、抗压承载力一般都会满足要求,只需考虑抗拔承载力,5。3,6，现行国家行业标准 建筑桩基技术规范.JGJ，94给出了桩基础各类承载力的确定方法、除微型短桩外、本标准所涵盖的所有桩型的承载力的确定均应按此标准执行、太阳能发电站支架基础所涉及的桩基础、大多数为微型短桩，在使用桩基规范时存在两方面的问题、缺乏短桩的经验参数。缺乏如螺旋桩等新型桩基的计算方法.本规范对微型短桩的计算作出了相应的补充规定 条文中强调 微型短桩的承载力应通过单桩静载荷试验确定.是基于以下两方面的考虑 在目前对于桩基础承载力的计算受土强度参数。成桩工艺、计算模式不确定性影响的可靠度分析仍处于探索阶段的情况下,桩基础承载力仍以原位原型试验为最可靠的确定方法 采用桩基础的项目。正式施工前进行试桩检测已基本成为一种惯例 对于复杂场地 由于静载试验数量一般较少。难以覆盖场区所有的地层条件,因此在确定单桩承载力时应把握两点。一是以单桩静载试验测试结果为主要依据,二是通过计算复核,并结合现场条件和类似工程经验进行综合判定 5、3 7 对于微型短桩的竖向极限承载力计算，规范推荐了通用的估算公式5,3,7。即采用端阻力加侧阻力的计算模式 采用该模式的核心在于确定土的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值的经验值 现行国家标准，建筑地基基础设计规范。GB.50007强调上述两个计算参数的取值应由当地静载荷试验结果统计分析算得。现行行业标准,建筑桩基技术规范.JGJ、94通过对645根试验桩的资料进行分析试算,给出了对应于不同桩型土的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值的经验值。如无当地经验 可根据土层的物理力学指标按现行行业标准 建筑桩基技术规范.JGJ，94查表选取。为适应微型短桩的计算需要,条文中给出了除打入。压入式预制桩外、包括螺旋桩.灌注桩的极限端阻力标准值的取值方法 5，3，8.抗拔系数具有长桩高于短桩、灌注桩高于预制桩.黏性土高于砂土的特点、本标准参考现行行业标准、建筑桩基技术规范、JGJ，94关于抗拔桩的计算和现行国家标准。建筑地基基础设计规范 GB、50007关于岩石锚杆的计算经验参数给出了微型短桩抗拔承载力计算采用的抗拔系数值。对于砂土层中的灌注桩,当成桩质量有保证时，抗拔系数可适当提高。5、3，9,5、3，10，螺旋桩承载力的计算模式参考了国内外有关螺旋桩的研究成果,同时也结合了现行行业标准 建筑桩基技术规范,JGJ,94中对扩底桩承载力计算的一些规定。在国外。螺旋桩的计算方法主要有.单盘承载力叠加法 和,连续剪切筒法，这两种.如图1所示。所谓的，单盘承载力叠加法.即认为单桩极限承载力为每道叶片在深基础破坏模式下的极限承载力之和 叶片间中轴与土的侧摩阻力不再考虑.上部无叶片段的中轴如直径较大且长度较长时 该段的侧摩阻力可以考虑，这一计算模式的先决条件是叶片之间应有足够大的间距，以免各道叶片破坏应力区的重叠、工程实践和理论分析揭示，超过3倍叶片直径的间距可避免各道叶片之间的相互影响 连续剪切筒法。假定在上下叶片之间形成一个圆柱形的剪切面。单桩承载力由叶片之间形成的竖向剪切面土体的抗力和上段杆体与土体的侧摩阻力组成.一般认为当叶片之间的间距小于叶片直径的3倍时可采用连续剪切筒法计算模式.我国工程界习惯采用侧摩阻力,端阻力的模式计算单桩承载力,也相应地积累了较多的经验参数。因此本规范采用、连续剪切筒法、作为螺旋桩承载力计算的基本模式、类似于扩底桩，抗压时叶片以上1D长度范围内不计侧阻力,抗拔时第一道叶片以上2D范围内的破裂柱体直径增大至叶片直径，超过该范围以上部分.破裂面缩小至桩土界面.按照上述计算模式，规范给出了螺旋桩承载力计算时的桩周计算周长ui的取值.图1，螺旋桩计算模式5。3.11,当按现行行业标准.建筑桩基技术规范。JGJ,94的相关规定估算桩基础的水平承载力特征值时.应注意以下三方面的问题、桩基规范中参与统计的试桩桩径d在300mm，1000mm之间。而太阳能发电站常用的桩基桩径一般都小于300mm，如继续套用桩基规范中对桩身计算宽度的计算公式.计算结果偏于不安全，规范规定螺旋桩可按桩径为d的等截面桩估算水平承载力、实际上是忽略了叶片对水平承载力的贡献 计算结果偏保守,当叶片直径较大且靠近上部时、应计入叶片的影响 计算单桩水平承载力时.桩顶约束一般是按自由状态考虑、现场对比试验发现,当安装完支架后，桩基础的水平承载力有较大的提高.因此在按桩基规范估算桩基础的水平承载力时。可适当考虑支架刚度对桩基础水平承载力的提高作用、5、3 12，桩身承载力应满足施工和使用两种工况的需要。螺旋桩在施工过程中承受较大的扭矩。应验算在此施工扭矩作用下 桩身的抗扭承载力，5 3 14，填土压实处理应满足本规范第5 3、2条的规定、当不满足大面积压实的条件时,填土地基的基础宽度的地基承载力修正系数取0.基础埋置深度的地基承载力修正系数取1,0。5、3,15。5,3，17.此三条是针对扩展式基础有可能滑动或倾覆所进行的抗滑移稳定性验算及抗倾覆稳定性验算的规定。当基础埋深较浅。在水平荷载作用下 基础有可能沿基底滑动、稳定安全系数采用抗滑力与滑动力的比值 对于沿支架阵列前后方向布置的条形基础和单 排。立柱柱下独立基础有可能发生倾覆时、稳定安全系数为抗倾覆力矩与倾覆力矩的比值 对于双 多排立柱柱下独立基础或是沿阵列长度方向布置的条形基础、有可能发生绕前立柱柱下基础的倾覆，稳定安全系数采用基础自重与竖向拔力的比值。抗滑移与抗倾覆安全系数参考现行国家标准,建筑地基基础设计规范.GB,50007进行了规定。抗拔安全系数规定为1 6、与抗倾覆安全系数取为1，6在安全储备上是一致的。上述各有关作用力的计算均应按本规范第5 1，3条 第5 1,5条的规定进行.条文中的 支架前后方向、是指与倾覆趋势一致的方向.支架长度方向 则是与之垂直的方向.5，3。18。太阳能发电站尤其是光伏发电站支架基础所承受的荷载一般不大 因此当满足本规范对材料强度和构造的相关要求时。可不验算扩展式基础的结构承载力,5.3,19、本规范涉及两类岩石地层中的锚杆基础、一类是植筋锚杆基础,另一类是岩石锚杆基础 锚杆基础的承载力应由锚杆筋体强度 锚杆筋体与胶粘剂或灌浆料间的黏结强度.锚杆与岩石间的黏结强度，岩石的剪切强度中的最小值确定 虽然目前在太阳能发电站中采用植筋锚杆基础的工程经验不是太多.但在结构加固领域植筋技术已相当成熟.初步估算植筋锚杆基础的承载力时、可参照相关行业的标准，比如现行国家标准，混凝土结构加固设计规范,GB，50367中有关。植筋技术、的规定,并应考虑到钢筋混凝土与岩石之间的区别 岩石锚杆的承载力特征值可按本规范5、3。20条中的规定进行估算，在通过现场试验确定锚杆的抗拔承载力时 考虑到短期加载与长期受荷的区别，承载力设计取值应有一定的安全储备 5。3,20 大量的试验研究表明 岩石锚杆在15倍.20倍锚杆直径以深的部位已没有锚固力分布、只有锚杆顶部周围的岩体出现破坏后。锚固力才会向深部延伸，5.3、22.作为植筋所使用的钢筋 一般以普通热轧带肋钢筋锚固性能最好，光圆钢筋较差 所以规范强调采用带肋钢筋。同样的对于岩石锚杆、为增强锚杆筋体与混凝土或砂浆之间的握裹力、规定锚杆筋体宜采用热轧带肋钢筋。植筋锚杆的锚固性能很大程度上取决于胶粘剂,我国使用最广的胶粘剂是环氧基和改性乙烯基锚固胶、锚固胶的性能指标可参照现行国家标准.混凝土结构加固设计规范。GB。50367和现行行业标准 混凝土结构后锚固技术规程 JGJ。145执行。由于支架基础所处环境位于室外,设计中应根据其所在地的环境条件 对胶粘剂的耐候性提出要求、5。3、23.对支架基础变形的规定主要强调了应考虑上部支架结构对地基基础变形的适应能力和满足其使用功能的要求,因此要求设计上部支架结构时应根据所支撑的光伏组件、聚光集热器，定日镜等的使用要求，支架的结构形式以及运行使用中的其他要求对支架基础的变形提出相应的限值规定,设计无特别要求时,宜参考表5、3，23中的要求对支架基础的变形允许值作出规定 一般情况下、各类型支架对地基基础变形的适应能力从大到小依次为，双轴跟踪、塔式，蝶式支架最大，固定式支架次之,然后是固定可调式、单轴跟踪式支架,槽式.菲涅尔式支架最小。当有可靠工程经验时、应按实际情况确定基础变形的限值.例如对于薄膜组件等无边框组件。其上部支架结构平整度要求为2 据此应在表5、3,23的基础上降低支架基础的变形允许值 5，3.24,本条规定了支架基础沉降变形的确定方法，有关分层总和法 等效作用分层总和法，单向压缩分层总和法的具体计算规定应按照现行国家标准、建筑地基基础设计规范。GB，50007和现行行业标准。建筑桩基技术规范、JGJ，94执行.太阳能发电站中的桩基础以单桩基础居多。其沉降变形受相邻桩基的影响较小，因此本规范提出对于单桩基础可根据单桩原位静载荷试验结果预估在使用荷载作用下的沉降量。在具体应用时应考虑长期加载和短时加载的区别.5.3 25,钢材在土壤中的腐蚀速率与土壤的类型.地下水、pH值。电阻率等多种因素有关，一般情况下具有初期较快、后期逐渐衰减的规律。本条中钢桩的腐蚀速率数据沿用了现行行业标准,建筑桩基技术规范 JGJ,94的规定、镀锌层的腐蚀速率主要是参考了国外的一些研究成果 规范编制过程中、还收集到了国外有关规范中的一些资料。可供参考,欧洲标准EN.1993。5区分不同的土壤环境给出的钢材腐蚀量见表1，英国标准BS.8002 1994给出了不同的使用环境中钢桩的腐蚀速率为 未扰动的非工业污染土壤中0,015mm,年 侧、大气环境中0 035mm.年 侧,海洋环境中，位于海床以下为0。015mm.年。侧、常年浸泡在海水中为0 035mm。年.侧，潮汐段为0、035mm.年.侧。溅湿段为0、075mm。年、侧，美国联邦高速公路管理局的标准FHWA,SA,96.072针对电阻率.300hm,m 5,pH、10的土壤给出的腐蚀速率为,镀锌层最初两年为15μm,年，侧 之后为4μm，年，侧,碳钢12μm，年,侧，表1、欧洲标准EN。1993.5建议的钢材腐蚀量 mm。