地面光伏支架系统中地面螺钉的应用

目前地面电站中光伏支架的基础，基本用的都是钢筋混凝土灌注桩基础，很少用到地面螺钉基础。但是当遇到特殊情况施工时如：当场地地下水位低、稳定持力层埋深大、冬季施工、地形起伏大或者对场地生态恢复要求高时，光伏支架的基础可采用地面螺钉桩。

一、地面螺钉的种类

地面螺钉是一种具有复杂几何表面的异型桩，由中心钢轴与若干个螺旋叶片连接组成。根据叶片布置形式一般分为分层叶片式地面螺钉和连续叶片式地面螺钉。

                  图一：双叶片桩                                                                  图二：连续叶片桩  

二、地面螺钉的优点

针对光伏支架传统的钢筋混凝土灌注桩基础须开挖土方、破坏环境、工期长、场地条件要求高、移除困难等缺点，螺旋桩具备以下优势：

(1)施工的速度快和经济性好。地面螺钉一般使用专用机械施工(如下图)，一根地面螺钉可在数分钟内完成，桩基在施工后可立即使用，没有混凝土的施工、养护问题，节约单个基础人员工资消耗。且施工设备具有很强的移动性，进出场快捷费用低，并可到达任何困难地形或在狭隘的空间施工。

                        图三：螺旋桩施工

(2)质量方便控制。地面螺钉全部在工厂生产，避免出现钢筋混凝土灌注桩施工中由于施工人员技术水平不同而造成基础工艺质量参差不齐。

(3)环境友好，回收性好。钢桩施工中无需土方开发，直接旋拧，也基本没有震动和噪音，对生态破坏最低。钢桩可以在使用后反转拔出，不遗留任何地下障碍物，场地可恢复。

(4)安装光伏支架的可调节性高。目前地面电站基本为山地光伏，地势多为不平坦区域，为保证光伏组件成最佳倾角，要求支架安装方便且可调节性强，因地面螺钉采用螺栓与支架直接连接，可调性相对混凝土预埋螺栓基础较大，减少光伏支架的安装难度。

四、地面螺钉的连接

地面螺钉主要通过螺栓、法兰盘等多种型式，可以很方便地实现与上部各类光伏支架的连接，并可伸缩调节立柱高度。地面螺钉的法兰盘由一定厚度的钢片制成，与中心钢轴焊接为一体。连接法兰盘上预留有螺栓孔，便于安装时与安装机械的动力头相连，也便于和上部支撑物相连。有些桩型无法兰盘，而是在上部预留螺栓孔，在安装时用螺栓通过螺栓孔与动力头连接，安装完后也可用于与上部支撑物连接。

                        图四：法兰盘连接                                                                           图五：螺栓连接

五、地面螺钉的结构可靠性

结构的可靠性是指结构的安全性、适用性和耐久性，下面小编就从这三个方面为大家介绍一下地面螺钉的结构可靠性。

(1)地面螺钉的安全性

即指地面螺钉的承载力问题，不发生破坏即为安全。根据有关文献指出，地面螺钉叶片间距比(叶片间距/叶片直径)的变化是影响钢桩极限抗拔和抗压承载力的一个重要因素。而地面螺钉的桩长和钢筋混凝土灌注桩长度一样，一般为2m左右。

(2)地面螺钉的适用性

即指地面螺钉的变形和裂缝问题。由于地面螺钉本身的强度比较高，且光伏支架系统对地面螺钉荷载作用并不是特别大，地面螺钉一般不会出现过大变形及裂缝问题。

(3)地面螺钉的耐久性

耐久性主要是指地面螺钉的防腐问题，目前光伏电站中金属构件防腐，一般都采用热镀锌防腐处理措施。