基于国内外标准的光伏灌注桩稳定性对比分析

马艳

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 海外事业部/国际工程公司 陕西 西安 710065

引言

风荷载通过光伏支架传递给混凝土灌注桩。风荷载的大小由基本风速决定，不同标准对其定义存在差异。中国标准采用50年一遇的10min最大风速，美国标准采用50年一遇的3s阵风风速，日本标准采用100年一遇的10min最大风速。

由相关文献[1]可知，3s阵风风速与10min的最大风速比v3s：v10min=1.42:1.00,50年和100年重现期的风速比v100：v50=1.05:1.00。由此，基于中国标准的基本风速v=30m/s，推算出美国标准与日本标准的基本风速分别为42.6m/s和31.5m/s。

1 风荷载计算

中国标准《建筑结构荷载规范（B50009-2012）》中，风荷载计算公式如下：

式中：

日本标准《太阳能光伏发电系统后的设计与施工》中，风荷载计算公式如下：

式中：

美国标准ASCE7-10 Minimum Design Loads for buildings and other Structures中，风荷载计算公式如下：

式中：

经计算，得出三种标准下的风荷载，计算结果见表1。

表1 风荷载

2 光伏灌注桩的稳定计算分析

根据《太阳能发电站支架基础技术规范（GB51101-2016）》，灌注桩的抗压及抗拔稳定安全系数计算公式如下：

式中：

根据EM1110-2-2906 Design of pile foundations，灌注桩的抗压及抗拔稳定安全系数计算公式如下：

式中：

由此可知，不同标准下灌注桩的稳定计算公式形式是一样的。

本文采用灌注桩的桩长2.8m，桩径0.3m，入土深度2.5m，外露0.3m。光伏支架倾角±45°，桩间距7.5m。桩侧阻力30kPa，桩端阻力600kPa。由此，得出三种标准下灌注桩的稳定安全系数，计算结果见表2[5]。

表2 稳定安全系数

3 结束语

当光伏系统处于迎风状态时，中国标准与日本标准的桩基稳定安全系数较为接近，均大于美国标准；当光伏系统处于背风状态时，美国标准与日本标准的桩基稳定安全系数较为接近，均小于中国标准。