太阳能发电站支架基础技术规范 GB51101-2016
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3 基本规定

3.0.1  支架基础设计前应获得场地的岩土工程勘察文件、阵列总平面布置图、支架结构类型、使用条件及对基础承载力和变形的要求、施工条件、施工周期等资料。

3.0.2  支架基础应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

3.0.3  支架基础设计安全等级不应小于上部支架结构设计安全等级,结构重要性系数对于光伏发电站支架基础不应小于0.95,对于光热发电站支架基础不应小于1.0。

3.0.4  支架基础设计使用年限不应小于电站设计使用年限,且不应小于25年。

3.0.5  支架基础设计和施工应考虑电站全寿命周期对环境的影响,符合当地环境保护和水土保持要求,应减少土石方挖填,减少对地表植被和表层土的破坏。

3.0.6  支架基础的设计和施工在满足安全性和可靠性的同时,宜采用新技术、新工艺、新材料。当场地地形起伏大、不宜大规模挖填、对生态恢复要求高或当冬季施工、施工工期紧时宜采用螺旋桩、型钢桩等基础。

3.0.7  对于桩基础、锚杆基础宜选择有代表性的区域进行现场试验,确定施工工艺的可行性和设计参数的可靠性。

3.0.8  支架基础结构混凝土强度等级不应低于C25;结构钢筋宜选用HRB400钢筋,也可选用HPB300钢筋;结构钢材宜选用Q235钢、Q345钢。

3.0.9  支架基础结构所用的原材料及成品构件进场时应对品种、规格、外观和尺寸进行验收,应有产品合格证书及相关性能的检验报告,并应对必要的性能指标现场取样进行复验。原材料和成品构件进场后应分类保管,钢材、水泥等材料应储存在干燥场所,并应做好防护措施。

条文说明

3.0.1  岩土工程条件和上部支架结构对基础的要求是基础设计前应取得的基本资料,场区的运输条件、材料供应、施工季节、工期要求等也会影响基础设计方案的选择。另外,支架基础的设计宜借鉴附近类似工程地质条件下以往工程的经验,有条件时应收集相关资料。

3.0.3  本条为强制性条文,必须严格执行。条文中明确了支架基础设计安全等级的确定原则,并区分光伏和光热发电站对支架基础的结构重要性系数进行了规定。支架基础起到支撑上部支架的作用,因此其设计安全等级不应小于上部支架结构的设计安全等级。根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定,支架基础的设计等级按照基础设计的复杂性和技术难度确定,并应考虑由于地基基础问题对支架结构及其附着物的安全和正常使用可能造成影响的严重程度等因素。由于光伏发电站的支架结构较为简单,荷载明确,其基础设计的难度一般不大,且由于地基基础的问题对支架结构的安全性和正常使用不致造成严重后果,因此无特殊要求时可将光伏发电站支架基础的设计安全等级确定为丙级,这与现行国家标准《光伏发电站设计规范》GB 50797规定光伏支架的安全等级为三级是相适应的。对于特殊的光伏发电站支架基础以及光热发电站支架基础,其设计安全等级应根据实际情况另行确定。

3.0.4  现行国家标准《光伏发电站设计规范》GB 50797规定,一般光伏组件支架的设计使用年限为25年,相应的本规范规定光伏支架基础的设计使用年限不应小于25年。对于采用特殊光伏组件的以及太阳能光热发电站支架基础的设计使用年限应根据电站的设计使用年限确定。

3.0.5  本条从环境保护和水土保持的角度对支架基础的设计和施工提出要求。土石方的挖填是太阳能发电站建设中最重要的潜在环境影响因素之一,应减少土石方工程的施工。地表植被和表层土对防止水土流失和防风固沙起着至关重要的作用,西北戈壁地区的表层一般分布有一层板结状态的土,是经过多年物理、化学、生物作用形成的,一旦被破坏,恢复相当困难,应注重保护。一般太阳能发电站支架设计使用年限较短,支架基础的设计和施工应着眼于电站的全寿命周期,不但要考虑建设期对环境的保护,还要考虑可能给运营期带来的不良影响,考虑运营期结束后场地恢复再利用的需要,包括场地恢复的技术难度、经济成本、环境代价等。

3.0.6  规范鼓励采用新技术、新工艺、新材料与现行国家标准《光伏发电站设计规范》GB 50797的原则是一致的。通过采用新技术、新工艺和新材料等技术进步的手段可以更好地实现对环境的保护,提高施工效率,缩短施工工期,解决特殊地形、地质条件下基础施工困难等难题。在太阳能发电站中采用常规的基础形式,如混凝土扩展式基础,存在以下三方面的不利因素:①无论是混凝土材料的生产还是施工过程中的土方开挖,都不可避免地对环境造成大量的破坏,在一些生态脆弱地区甚至会影响生态的恢复;②现浇混凝土基础施工工序多,需养护,不利于施工质量和工期的控制;③电站运营期结束之后进行场地恢复时的二次开挖和废弃混凝土基础的处理势必会增加额外的环境和经济代价。因此在太阳能发电站项目中应尽可能地减少混凝土基础的使用。螺旋桩和打(压)入式型钢桩的施工无须开挖土方,无须养护,具有绿色环保、施工便捷的特点,场地恢复时只需反向拧出或拔出即可,不会对环境造成破坏,且废旧钢材仍具有可观的回收价值,因此特别适用于作为太阳能发电站支架的基础。近年来,国内光伏发电站中已广泛采用螺旋桩基础,积累了大量的工程经验,取得了很好的经济和社会效益。打(压)入式型钢桩,可以做到立柱与基础一体化,施工更为便捷,占地更小,结构性能也更优,在国外已被广泛采用,具有很好的推广价值。

3.0.7  基础工程涉及岩土工程的范畴,应遵循理论导向的指导原则,但又不能单纯依靠理论计算,工程实践经验或工程实体试验资料是非常重要的。因此,本条规定,对于桩基础和锚杆基础,正式施工前宜进行现场试验。本条所提的“现场试验”是指现场实体性的试验,即尺寸与工程原型基本相同的试验,不是指常规勘察中的原位测试。由于太阳能发电站一般占地面积较大,场区内的岩土工程条件可能存在较大的区别,因此现场试验的地点应具有代表性。

3.0.8  规定支架基础结构用混凝土强度等级不应低于C25,是根据现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476规定设计使用年限为30年的满足耐久性要求的混凝土最低强度等级为C25的要求确定的。

3.0.9  支架基础结构采用的原材料和成品构件在进场时均应按现行国家、行业相关标准和本规范的要求进行验收,以防止不合格材料混入工程建设中。为防止已经验收合格的建筑材料在仓储过程中发生性能改变,需要根据建筑材料的性质来确定防雨、防潮、防刮、防撞、防锈措施。

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