基于國內外標準的光伏灌注樁穩定性對比分析

馬艷

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司 海外事業部/國際工程公司 陜西 西安 710065

引言

風荷載通過光伏支架傳遞給混凝土灌注樁。風荷載的大小由基本風速決定，不同標準對其定義存在差異。中國標準采用50年一遇的10min最大風速，美國標準采用50年一遇的3s陣風風速，日本標準采用100年一遇的10min最大風速。

由相關文獻[1]可知，3s陣風風速與10min的最大風速比v3s：v10min=1.42:1.00,50年和100年重現期的風速比v100：v50=1.05:1.00。由此，基于中國標準的基本風速v=30m/s，推算出美國標準與日本標準的基本風速分別為42.6m/s和31.5m/s。

1 風荷載計算

中國標準《建筑結構荷載規范（B50009-2012）》中，風荷載計算公式如下：

式中：

日本標準《太陽能光伏發電系統后的設計與施工》中，風荷載計算公式如下：

式中：

美國標準ASCE7-10 Minimum Design Loads for buildings and other Structures中，風荷載計算公式如下：

式中：

經計算，得出三種標準下的風荷載，計算結果見表1。

表1 風荷載

2 光伏灌注樁的穩定計算分析

根據《太陽能發電站支架基礎技術規范（GB51101-2016）》，灌注樁的抗壓及抗拔穩定安全系數計算公式如下：

式中：

根據EM1110-2-2906 Design of pile foundations，灌注樁的抗壓及抗拔穩定安全系數計算公式如下：

式中：

由此可知，不同標準下灌注樁的穩定計算公式形式是一樣的。

本文采用灌注樁的樁長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。樁側阻力30kPa，樁端阻力600kPa。由此，得出三種標準下灌注樁的穩定安全系數，計算結果見表2[5]。

表2 穩定安全系數

3 結束語

當光伏系統處于迎風狀態時，中國標準與日本標準的樁基穩定安全系數較為接近，均大于美國標準；當光伏系統處于背風狀態時，美國標準與日本標準的樁基穩定安全系數較為接近，均小于中國標準。