基于國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的光伏灌注樁穩(wěn)定性對(duì)比分析

馬艷

中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 海外事業(yè)部/國(guó)際工程公司 陜西 西安 710065

引言

風(fēng)荷載通過光伏支架傳遞給混凝土灌注樁。風(fēng)荷載的大小由基本風(fēng)速?zèng)Q定，不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其定義存在差異。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇的10min最大風(fēng)速，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇的3s陣風(fēng)風(fēng)速，日本標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇的10min最大風(fēng)速。

由相關(guān)文獻(xiàn)[1]可知，3s陣風(fēng)風(fēng)速與10min的最大風(fēng)速比v3s：v10min=1.42:1.00,50年和100年重現(xiàn)期的風(fēng)速比v100：v50=1.05:1.00。由此，基于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的基本風(fēng)速v=30m/s，推算出美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與日本標(biāo)準(zhǔn)的基本風(fēng)速分別為42.6m/s和31.5m/s。

1 風(fēng)荷載計(jì)算

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（B50009-2012）》中，風(fēng)荷載計(jì)算公式如下：

式中：

日本標(biāo)準(zhǔn)《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)后的設(shè)計(jì)與施工》中，風(fēng)荷載計(jì)算公式如下：

式中：

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASCE7-10 Minimum Design Loads for buildings and other Structures中，風(fēng)荷載計(jì)算公式如下：

式中：

經(jīng)計(jì)算，得出三種標(biāo)準(zhǔn)下的風(fēng)荷載，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 風(fēng)荷載

2 光伏灌注樁的穩(wěn)定計(jì)算分析

根據(jù)《太陽(yáng)能發(fā)電站支架基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（GB51101-2016）》，灌注樁的抗壓及抗拔穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：

根據(jù)EM1110-2-2906 Design of pile foundations，灌注樁的抗壓及抗拔穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：

由此可知，不同標(biāo)準(zhǔn)下灌注樁的穩(wěn)定計(jì)算公式形式是一樣的。

本文采用灌注樁的樁長(zhǎng)2.8m，樁徑0.3m，入土深度2.5m，外露0.3m。光伏支架傾角±45°，樁間距7.5m。樁側(cè)阻力30kPa，樁端阻力600kPa。由此，得出三種標(biāo)準(zhǔn)下灌注樁的穩(wěn)定安全系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表2[5]。

表2 穩(wěn)定安全系數(shù)

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)光伏系統(tǒng)處于迎風(fēng)狀態(tài)時(shí)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與日本標(biāo)準(zhǔn)的樁基穩(wěn)定安全系數(shù)較為接近，均大于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)光伏系統(tǒng)處于背風(fēng)狀態(tài)時(shí)，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與日本標(biāo)準(zhǔn)的樁基穩(wěn)定安全系數(shù)較為接近，均小于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。