引言

光伏支撑基础是将放置光伏组件的支撑组件所承担的功能传递到地板上的结构组件。与建筑构件基本相比，光伏电站支撑基本承受的施工负荷相对较小。虽然设计和施工难度不大，但由于数量巨大，其安全性和经济效益对整体施工质量也有很大影响。因此，支撑的基本选择和设计应充分考虑工程地貌要求、地质特征要求、上支撑构件形式、施工负荷要求、施工工艺等，并根据工期特点和当地经验进行优化和部署。

1支架基础形式

光伏支架基础可根据不同的地质要求有多种类型。

1.1扩展式基础

拓展型基石主要有两种:独立基础和条形基础。拓展型基石通常采用现浇混凝土，但如果现场施工麻烦或冬季施工，也可以选择采用工厂制造的方法，减少现场风湿作业和维护。由于拓展型基底体积大，地基压力小，强度大，稳定性好，对地面沉降变化适应性好，用于弹性模量小、承载力低的软土区域，以及采面塌陷收缩区、黄土湿陷区等特殊地质条件，以及新回填的欠胶结地[1]。但由于扩展型基需要大量土地建设，工作量大，成本高；对土壤表面植被和地貌的损害不利于生态；在地下水位较高的地区，施工难度较大。因此，光伏电站基础设计的应用越来越少。

1.2桩基础

桩基类型包括水泥灌注桩基础、水泥预备桩基础施工、钢桩承重台等，是我国最常用的基本支撑类型。光伏支架使用桩基架使用桩基时，通常没有支撑平台，而支撑柱以插入、焊接、预埋锚栓、法兰等形式与基座连接，或干脆与桩柱一体化。

灌浆桩基本采用机械化打孔，施工工艺简单，人工消耗少，对地面土壤的破坏和干扰少，可渗入硬土层。根据地形变化，可以调整地基顶部的高度。由于灌注桩直径小，一般在干工作土壤中钻孔，以满足钻孔施工时不易坍塌的需要。因此，不宜用于土壤薄弱、砂土松散、岩石破碎、地下水位差大的地方。而且灌注桩还需要现场浇筑水泥，冬季施工现场维护困难，不能使用。

准备好的桩基可在工厂制造，批量生产小，现场无需开挖，浇筑速度快，冬季浇筑时无需维护。成桩后，桩身质量优良，桩身高度可根据基础高度调整。在生产过程中，可根据需要添加防锈添加剂，耐久性更好。适用于粘土、粉土等。如果遇到砂土层，很难沉桩，容易发生偏心或断裂，不宜使用。同时也应用于近海潮滩、渔光互补、农光互补等水面光伏电站。混凝土预制桩施工技术主要依靠打桩或压桩机，适用于平稳区域，但不适用于山区光伏电站。在偏远地区，还应考虑运输成本。

1.3锚杆基础

锚索基础是由设置在岩石中的锚索、混凝土支撑基础和型钢承压板组成的基础设施。岩石地面主要有两种锚索基础:一种是植筋锚索基础，在岩层中钻小孔，然后植筋，然后注入粘结剂锚定在岩层中；另一种是岩锚柱，通过在掘进机械的土壤中打开一个洞，然后注入水泥或细石水泥固定。对于埋较浅或地表暴露的场地，采用锚柱基法，其风化程度要求为中度~无风化，结构完整，有地下水时不宜使用。

2.支架基础设计要点

支撑技术基础的选择、应力分析和设计都与上支撑光伏组件的支撑类型有关。目前，使用较多的支撑形式一般为水平稳定型、倾角可调型、水平单轴跟随型、倾斜单轴跟随型等[2]。固定支撑可以选择两种类型：双柱和单柱，而其他支撑通常选择单柱类型。由于相互作用于支撑的负荷一般为永久负荷、风负荷和雪负荷，在传导到基本顶面时一般为垂直负荷、水平负荷和弯矩。因此，支撑的基本设计应注意以下几点：

1）各类基础应采用垂直强度估算。垂直荷载是指相互作用于基础的重要荷载，直接影响扩展基础的底面积、桩的基本直径和长度、锚杆基础的最大截面积和直径，对工期影响较大。

2）基石顶面相互作用的水平负荷大多是由风荷载形成的。当使用驱动轴承跟踪支撑基石时，还需要承受很大的水平驱动力。对于桩承台，散射截面长度通常受水平强度的限制，单桩的水平强度可以通过m法计算。使用单柱单桩承台时，桩承台应作为弯曲构件，其弯曲强度承载力应根据桩的最大弯矩计算。

3)为了保护环境，减少土地开挖工作量，光伏区域一般不做高平面，因此地形经常起伏。对于没有高度可调功能的上部支架，对基础顶部高度也有严格的规定。此时，为了保证支架的顺利放置，基础的实际出口标高会与理想水平基础测量的实际标高发生变化，力的作用点也会发生变化。在测量过程中，应充分考虑这些影响，并在初步设计文件中标明基础顶面允许的范围。

典型光伏电站支架基础设计

3.1山地光伏电站

光伏组件布置方式有垂直排列2(排)×13(块)和2(排)×16(块)两种类型均采用固定倾斜度为36°，支撑基础为固定支撑，前后双柱布局。但鉴于我国山区地形起伏，坡度不同，太阳能光伏发电系统单列布局采用坡度，支撑基础必须具有相应的高度调整能力，使支撑基础适应山区变形，实现设计倾角。为此，预埋钢管桩基础是本工程的选型。灌注桩管径为180mm，根据不同地区的土层厚度，采用估计法确定入土深度，采用1~1.8m深度不等，出地0.1m。混凝土的强度等级C30。管壁厚4.0mm，总长0.6m，共埋灌注桩0.45m，露出桩顶0.15m。钢管顶部设有对穿螺栓孔和四个锁紧螺钉孔，底部连接钢笼。安装时，支撑柱的外径略小于预埋管的内径。将支柱连接到管道后，选择正确的排孔部分，组装定位螺钉，然后用锁紧螺钉固定，安装后涂防锈涂料。在不同的地形条件下，可以调整立柱在预埋管道中的深度。

3.荒漠戈壁光伏电站

太阳能发电站之一位于祁连山西南部，地势平坦，地势平坦，地势平坦，是戈壁沙漠。地表海拔约3000-3150米。大多数基础土壤都是6.0~7.8米厚的第四系角砾岩（Q4al+pl）组成。勘探现场未发现地下水。

光伏组件的结构布置主要采用固定支撑和单轴跟踪支撑。固定支撑采用预埋钢管灌注桩。平单轴跟踪支撑柱间隙较大，稳定基础的负荷超过双柱稳定支撑基础。靠近驱动轴的柱基座也必须承受很大的水平负荷。由于平单轴组件离地面较高，需要达到±45°倾角不得低于0.5m，因此，桩承台的出土高程约为1m。考虑到地质条件、支撑构件类型和施工要求，干作业土中成孔灌注桩选用平单轴支撑基础。桩直径为300mm，入土水深为2m，出地面1m。地面部分钢筋混凝土的基本应力条件与弯曲结构相似。桩纵筋的配置应等于桩体的最高扭矩，并配有螺旋箍筋，以抵消桩体的剪力强度。桩顶预埋钢管，与支撑柱连接。

4结语

在支架基础工程设计中，根据上支架结构形式和地质条件，根据施工要求做出正确的选择。同时，必须充分考虑场地的实际情况，根据支架基础的实际应力情况制定设计模式，在保证安全的前提下进行科学合理的结构优化设计。