本發(fā)明涉及新能源基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是涉及一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工方法。
背景技術(shù)：
1、在煤矸石堆積地區(qū)，由于煤矸石材料本身的不穩(wěn)定性和長(zhǎng)期自然沉降特性，傳統(tǒng)的建筑基礎(chǔ)難以提供足夠的穩(wěn)定性和承載力。這些基礎(chǔ)通常設(shè)計(jì)用于地質(zhì)條件相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，面對(duì)煤矸石區(qū)域特有的不均勻沉降問(wèn)題時(shí)，往往無(wú)法有效保證建筑物特別是光伏支架等輕型鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2、為了應(yīng)對(duì)煤矸石地區(qū)的特殊地質(zhì)條件，當(dāng)前一些工程采用了更為復(fù)雜的基礎(chǔ)形式，例如深樁基礎(chǔ)或多層復(fù)合地基處理方法。然而，這些方法不僅施工難度大、成本高，而且施工周期長(zhǎng)，極大地限制了其廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案大多沒(méi)有考慮到對(duì)基礎(chǔ)及支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，尤其是在容易發(fā)生局部沉陷的煤矸石區(qū)域，缺乏有效的應(yīng)力監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)可能導(dǎo)致基礎(chǔ)或支撐結(jié)構(gòu)在早期出現(xiàn)損壞跡象時(shí)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，從而增加了后期維護(hù)成本甚至導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全隱患。
3、因此，亟需一種新型復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，來(lái)解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述難題，本發(fā)明提供一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工方法，通過(guò)錨桿擴(kuò)底工藝、可拆卸節(jié)點(diǎn)組件及煤矸石骨料混凝土協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)抗拔性能提升、沉降實(shí)時(shí)監(jiān)控、資源循環(huán)利用與施工效率提升，以適配煤矸石地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)需求。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括通過(guò)可拆卸節(jié)點(diǎn)組件與支撐結(jié)構(gòu)活動(dòng)連接的擴(kuò)底錨桿基礎(chǔ)組件，擴(kuò)底錨桿基礎(chǔ)組件包括錨桿和設(shè)置在錨桿周圍的注漿體結(jié)構(gòu)，錨桿的底端設(shè)置有鋼板，鋼板圍繞錨桿旋轉(zhuǎn)形成擴(kuò)底段，擴(kuò)底段的上方有桿體段，錨桿的中心處設(shè)置有錨孔，錨孔中設(shè)置注漿管，可拆卸節(jié)點(diǎn)組件包括防腐夾板和高強(qiáng)度螺栓，支撐結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在支撐梁上的柱腳底板，柱腳底板的上方中點(diǎn)處設(shè)置有鋼柱，柱腳底板的兩端與高強(qiáng)度螺栓連接，支撐梁的下方與防腐夾板連接。
3、優(yōu)選的，防腐夾板的內(nèi)部與高強(qiáng)度螺栓垂直對(duì)應(yīng)處嵌設(shè)有應(yīng)力傳感器，應(yīng)力傳感器與無(wú)線傳輸模塊連接，柱腳底板、支撐梁和防腐夾板的兩端均設(shè)置有通孔，錨桿穿過(guò)通孔與高強(qiáng)度螺栓連接。
4、優(yōu)選的，支撐梁為預(yù)制構(gòu)件，支撐梁內(nèi)部填充經(jīng)過(guò)破碎、磁選去除金屬雜質(zhì)并篩選顆?；罨幚砗蟮拿喉肥橇?、水泥、沙和外加劑，活化處理為硅烷溶液浸泡煤矸石骨料，煤矸石骨料與水泥、沙和外加劑按照比例混合成混凝土，混凝土內(nèi)還添加有抗裂劑。
5、優(yōu)選的，鋼板設(shè)置為梯形結(jié)構(gòu)，鋼板通過(guò)鉆頭控制錨桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，形成倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，錨桿的表面設(shè)置有防腐涂層。
6、一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法包括以下步驟：
7、s1：采用專業(yè)鉆孔設(shè)備在預(yù)定位置垂直向下鉆孔，鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后進(jìn)行超鉆操作，超鉆的深度設(shè)置為50cm；
8、s2：將連接有鋼板的錨桿插入鉆孔的孔底，通過(guò)鉆頭旋轉(zhuǎn)使錨桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)360°，形成倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)底段；
9、s3：通過(guò)錨孔插入注漿管，向錨孔內(nèi)高壓注入摻有外加劑的注漿體，注漿體內(nèi)添加外加劑，注漿完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使注漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度；
10、s4：施工完成并達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行可拆卸節(jié)點(diǎn)的安裝，應(yīng)力傳感器的導(dǎo)線連接至無(wú)線傳輸模塊；
11、s5：可拆卸節(jié)點(diǎn)的安裝過(guò)程中，將錨桿穿過(guò)防腐夾板的通孔；
12、s6：制備支撐梁，將制備好的混凝土澆筑至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋼筋網(wǎng)模具中，澆筑完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使支撐梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度；
13、s7：通過(guò)吊裝設(shè)備將支撐梁吊裝到位，將支撐梁的通孔與錨桿對(duì)齊，通過(guò)高強(qiáng)度螺栓固定；
14、s8：將錨桿與光伏支架的柱腳底板的通孔對(duì)齊后通過(guò)高強(qiáng)度螺栓固定在柱腳板上。
15、優(yōu)選的，在步驟s2中，擴(kuò)底段的倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)外徑比例及豎向高差根據(jù)地質(zhì)特性動(dòng)態(tài)適配，沙土地層采用平緩擴(kuò)徑比例，黏性地層采用陡擴(kuò)比例，倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的底面弧度與擴(kuò)底段的幾何參數(shù)匹配。
16、優(yōu)選的，在步驟s3中，高壓注入注漿體時(shí)注漿壓力根據(jù)地層條件進(jìn)行精確控制，確保注漿體能夠充分填充擴(kuò)底段以及錨桿周邊的空隙。
17、優(yōu)選的，在步驟s6中，支撐梁制備的步驟具體包括：
18、s61：將煤矸石骨料進(jìn)行破碎、磁選及篩分預(yù)處理后，去除其中的金屬雜質(zhì)，再通過(guò)浸泡硅烷溶液進(jìn)行表面活化處理；
19、s62：將表面活化處理后的煤矸石骨料與水泥、砂、外加劑按一定比例混合成用于填充支撐梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的混凝土；
20、s63：將制備好的混凝土澆筑至預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋼筋網(wǎng)模具中，在澆筑過(guò)程中確?；炷琳駬v密實(shí)。
21、因此，本發(fā)明采用上述一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工方法，具備以下有益效果：
22、(1)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置錨桿增大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗拔力，減少了傳統(tǒng)基礎(chǔ)的樁徑或數(shù)量；預(yù)制支撐梁結(jié)構(gòu)顯著降低了沉降差，簡(jiǎn)化了施工流程。
23、(2)本發(fā)明將錨桿與支撐梁設(shè)置為可拆卸連接實(shí)現(xiàn)了快速拆裝，大幅縮短維護(hù)周期；支撐梁采用含煤矸石骨料的混凝土，煤矸石骨料的應(yīng)用既降低了混凝土成本，又消納了工業(yè)廢棄物，具有環(huán)保效益。
24、(3)本發(fā)明中內(nèi)置的應(yīng)力傳感器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警功能。
25、(4)本發(fā)明在保證光伏支架穩(wěn)定性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了施工成本降低、資源循環(huán)利用及智能化運(yùn)維，適用于煤矸石堆場(chǎng)、采空區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)條件，具有廣泛的工程應(yīng)用價(jià)值。
26、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
1.一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括通過(guò)可拆卸節(jié)點(diǎn)組件與支撐結(jié)構(gòu)活動(dòng)連接的擴(kuò)底錨桿基礎(chǔ)組件，擴(kuò)底錨桿基礎(chǔ)組件包括錨桿和設(shè)置在錨桿周圍的注漿體結(jié)構(gòu)，錨桿的底端設(shè)置有鋼板，鋼板圍繞錨桿旋轉(zhuǎn)形成擴(kuò)底段，擴(kuò)底段的上方有桿體段，錨桿的中心處設(shè)置有錨孔，錨孔中設(shè)置注漿管，可拆卸節(jié)點(diǎn)組件包括防腐夾板和高強(qiáng)度螺栓，支撐結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在支撐梁上的柱腳底板，柱腳底板的上方中點(diǎn)處設(shè)置有鋼柱，柱腳底板的兩端與高強(qiáng)度螺栓連接，支撐梁的下方與防腐夾板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：防腐夾板的內(nèi)部與高強(qiáng)度螺栓垂直對(duì)應(yīng)處嵌設(shè)有應(yīng)力傳感器，應(yīng)力傳感器與無(wú)線傳輸模塊連接，柱腳底板、支撐梁和防腐夾板的兩端均設(shè)置有通孔，錨桿穿過(guò)通孔與高強(qiáng)度螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：支撐梁為預(yù)制構(gòu)件，支撐梁內(nèi)部填充經(jīng)過(guò)破碎、磁選去除金屬雜質(zhì)并篩選顆粒活化處理后的煤矸石骨料、水泥、沙和外加劑，活化處理為硅烷溶液浸泡煤矸石骨料，煤矸石骨料與水泥、沙和外加劑按照比例混合成混凝土，混凝土內(nèi)還添加有抗裂劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：鋼板設(shè)置為梯形結(jié)構(gòu)，鋼板通過(guò)鉆頭控制錨桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，形成倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，錨桿的表面設(shè)置有防腐涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：在步驟s2中，擴(kuò)底段的倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)外徑比例及豎向高差根據(jù)地質(zhì)特性動(dòng)態(tài)適配，沙土地層采用平緩擴(kuò)徑比例，黏性地層采用陡擴(kuò)比例，倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的底面弧度與擴(kuò)底段的幾何參數(shù)匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：在步驟s3中，高壓注入注漿體時(shí)注漿壓力根據(jù)地層條件進(jìn)行精確控制，確保注漿體能夠充分填充擴(kuò)底段以及錨桿周邊的空隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：在步驟s6中，支撐梁制備的步驟具體包括：