Comment installer un support photovoltaïque dans une zone de sol gelé?
Comment installer un support photovoltaïque dans une zone de sol gelé?
Le soulèvement et le soulèvement inégaux du gel de la fondation de support photovoltaïque est le point central et la difficulté du développement et de la construction de projets photovoltaïques dans les zones de sol gelé. Cet article combine le schéma de conception de la fondation de support de panneau solaire d'un projet photovoltaïque dans la zone nord-est dans des conditions de sol gelé, à travers l'ion du type de fondation, la réduction de la force tangentielle de soulèvement par le gel de la fondation et la conception du Support réglable en hauteur de type cerceau. La recherche a résolu le problème des dommages causés aux modules photovoltaïques par le soulèvement irrégulier du gel et le soulèvement de la fondation de soutien, et a proposé un ensemble de schémas de conception de base réalisables pour empêcher le soulèvement irrégulier du gel et le soulèvement de la fondation de support photovoltaïque dans les zones de sol gelé.
Les sols gelés présentent généralement les caractéristiques climatiques et géologiques suivantes:
1) La température en hiver est basse, généralement la température la plus basse est inférieure à -20 ℃;
2) La qualité du sol est un sol fort soulèvement par le gel ou un sol très fort soulevant le gel, comme l'argile, l'argile limoneuse, etc.
3) Les eaux souterraines sont abondantes et le niveau d'eau est élevé. Dans des conditions d'eau souterraine abondante et de niveau d'eau élevé, il est difficile de construire des fondations en béton indépendantes, des fondations sur pieux en béton et des fondations sur pieux microporeux coulés en place qui nécessitent le coulage du béton, et la température hivernale dans les sols gelés est extrêmement basse. Et la qualité de la maintenance est difficile à garantir. La fondation en bandes de béton est plus adaptée aux zones avec des sites plats et des niveaux d'eau souterraine bas (comme les déserts). Dans les sols gelés, ces fondations sont sujettes à un soulèvement et une inclinaison inégaux. Le coût de la fondation sur pieux en tube d'acier en spirale est relativement élevé et ne convient pas à un environnement corrosif fort et à un sol limoneux fluide.
En résumé, dans des conditions de sol gelé, compte tenu de l'économie et de la commodité de la construction, et en prenant la réduction nécessaire de la longueur des pieux pour éviter le soulèvement du gel, la fondation PHC est une fondation de support photovoltaïque plus appropriée [2]. Ce qui suit prend un projet photovoltaïque dans le nord-est de la Chine comme exemple pour analyser la force de la fondation PHC dans des conditions de sol gelé, et des mesures pour empêcher le soulèvement et le soulèvement inégaux du gel.
2 Analyse de la force de la fondation PHC dans des conditions de sol gelé
Sous l'action du soulèvement par le gel, la fondation PHC supporte principalement des charges permanentes dans le sens de la longueur du pieu (le poids du support supérieur du PHC, le poids des composants et le poids du PHC, etc.), le soulèvement tangentiel du gel force du sol gelé sur le PHC, et du sol sous la couche de sol gelé sur le PHC La force d'ancrage. Du point de vue de l'analyse des contraintes, il n'est pas rentable de se fier uniquement à l'ancrage PHC pour éviter un soulèvement inégal par le gel lorsque la profondeur maximale du gel est profonde dans les zones à fort soulèvement par le gel ou au sol extrêmement fort.
Selon le rapport d'enquête géologique, la profondeur de gel standard pour un projet photovoltaïque dans le nord-est de la Chine est de 2,0 m. Dans la plage de profondeur de gel standard, les couches de sol sont du sol cultivé en surface, de l'argile et de l'argile limoneuse de haut en bas, qui sont toutes de fortes poussées de gel. Sol ou sol très fort soulageant du gel; le niveau des eaux souterraines sur le site du projet est de -1,0 ~ -0,5 m. Le projet a initialement conçu des PHC d'un diamètre de pieu de 300 mm comme base du support photovoltaïque. En conditions hivernales, afin de résister à la force de soulèvement du soulèvement par le gel, selon JGJ118-2011 «Code de conception des fondations dans les zones de sol gelé» [3], la stabilité de la fondation sur pieux est vérifiée:
Dans la formule, τdk, i est la valeur standard de l'unité de force tangentielle de soulèvement par le gel dans la i-ème couche de sol, kPa; elle peut être mesurée en encastrant une jauge de contrainte sur le côté du corps du pieu, ou peut se référer à la valeur spécifiée dans le tableau C.1.1 de l'annexe C du Code; Dans la même catégorie de sol gelé, plus la teneur en eau est élevée, plus la valeur est élevée; cet article est pris selon les spécifications. Aτ, i est la surface de la pile gelée avec la i-ème couche de sol, ㎡; Gk est la valeur standard de la charge permanente agissant sur la fondation sur pieux, kN, y compris le poids de la fondation sur pieux, le poids du composant supérieur, le poids du support, etc., si la fondation sur pieux Dans les eaux souterraines, le poids de flottabilité est pris;
Pour la fondation saisonnière de sol gelé dans ce projet, le Rta entre le côté de la fondation PHC et le sol gelé est en fait la résistance au frottement. Vous pouvez vous référer à C dans JGJ 118-2011 "Code de conception des fondations et des fondations pour les bâtiments dans les zones de terre gelée" [3] .1.1-2 Effectuer des calculs,
qsa, i est la valeur caractéristique de la résistance au frottement entre le sol et la surface latérale du pieu dans la i-ième couche, en kPa, qui est prise en fonction de l'état de compression de la fondation sur pieux. En l'absence de données d'essai, il peut être conforme à JGJ 94-2008 «Spécifications techniques pour les fondations sur pieux de construction» [4] Les règlements sont déterminés; Aq, i est la surface latérale de la pile dans la i-ème couche de sol, m2. Ce projet est calculé selon la formule ci-dessus, et la profondeur enfouie de la fondation PHC du support photovoltaïque sous la surface du sol doit être d'au moins 7 m, ce qui est très coûteux pour un projet photovoltaïque. Pendant la saison non gelée, lorsque la charge de contrôle (charge du vent) est satisfaite, la profondeur enfouie de la fondation PHC sous la surface du sol n'est que de 2 m.
3 Mesures pour éviter le soulèvement irrégulier du gel et le soulèvement de la fondation PHC
3.1 Principales mesures pour éviter le soulèvement irrégulier du gel et le soulèvement des fondations SSP
La réduction de l'effet de la force tangentielle de soulèvement par le gel sur le pieu est la clé pour empêcher la fondation PHC de se soulever en raison du soulèvement par le gel. Des mesures peuvent être prises pour éviter le contact direct entre la fondation PHC et le sol gelé extra-fort dans la plage de profondeur de gel de conception, afin de réduire la force de soulèvement tangentielle du sol gelé sur le pieu. Grâce à la pratique, ce projet a révélé que le remblayage de sable moyennement grossier soulevant du gel faible autour du tas dans la couche de sol gelé comme couche d'isolation peut réduire la force de soulèvement tangentielle du sol autour du tas sur le corps du tas.
Après d'autres calculs, on constate que les pieux situés à environ 2,0 m sous la surface du sol de ce projet sont d'abord introduits puis remblayés avec un milieu de soulèvement par le gel faible et du sable grossier. La longueur de pieu requise est la plus courte, et la longueur de pieu sous la surface du sol peut répondre aux exigences de conception. Prétendre. La méthode de construction spécifique est la suivante: utilisez d'abord une perceuse pour diriger le trou, le foret est 10-20 cm plus grand que le diamètre du pieu, puis utilisez un marteau statique pour enfoncer le PHC enduit d'asphalte à l'élévation de conception après le le trou de plomb est terminé. Afin d'éviter l'effondrement du trou, immédiatement après l'enfoncement du pieu, la zone autour du pieu doit être remblayée avec du sable grossier moyen jusqu'à un état dense, et le coefficient de compactage ne doit pas être inférieur à 0,94. Si nécessaire,
3.2 Autres mesures pour résoudre le soulèvement et le soulèvement inégaux par le gel de la fondation SSP
Prendre les mesures de soulèvement antigel du remblayage de sable moyen à gros et de la peinture de l'asphalte peut fondamentalement résoudre le problème du soulèvement irrégulier du gel et du soulèvement de la fondation PHC sur une grande surface. Cependant, pour certaines zones présentant de grands changements géologiques, certains PHC peuvent encore subir une petite quantité de soulèvement et de soulèvement irréguliers par le gel, ce qui entraînera une déformation du support et des composants. Pour ce type de problème, des mesures peuvent être prises pour réduire le nombre de bases PHC dans chaque groupe de supports et pour adopter des supports réglables en hauteur.
1) Réduisez le nombre de fondations PHC de chaque groupe de stents, réduisant ainsi la probabilité d'un soulèvement irrégulier par le gel de la fondation PHC. Dans le cas de 20 modules par chaîne, il est plus économique d'utiliser 4 PHC comme base, et la probabilité d'un soulèvement et d'un soulèvement irréguliers par le gel est également faible. Il est également possible d'utiliser 2 groupes de supports indépendants et de chaînes de support de base, c'est-à-dire que tous les 10 composants sont supportés par 2 fondations PHC, ce qui peut réduire davantage la probabilité de soulèvement et de soulèvement inégaux par le gel de chaque fondation PHC. Cependant, ce plan augmentera une certaine quantité d'ingénierie de soutien, et la taille de l'augmentation doit être revue et déterminée en fonction de la situation spécifique.
2) Adoptez un support de panneau solaire réglable en hauteur, c'est-à-dire que le support est conçu pour être fixé au cerceau de pile. Lorsque des pieux individuels subissent un soulèvement par le gel, la hauteur du support de cercle peut être ajustée pour niveler les supports et les composants afin d'éviter la déformation et l'endommagement des supports et des composants.
4. Conclusion
Grâce à l'analyse de la conception de la fondation du support photovoltaïque dans la zone de sol gelé, il a été constaté que la méthode de remblayage du sol autour du pieu dans la plage de profondeur gelée avec du sable moyen et grossier peut réduire la force de soulèvement tangentielle du gel du gel. sol sur la fondation PHC, réduisant ainsi considérablement le PHC La longueur de la conception peut réduire les coûts d'ingénierie. De plus, en contrôlant le nombre de fondations PHC de chaque groupe de supports et en adoptant un support à hauteur réglable de type cerceau, il peut encore résoudre le problème du soulèvement et du soulèvement inégaux du gel de certaines fondations PHC et des dommages aux composants.
Le calcul de la force tangentielle de soulèvement par le gel du sable moyen-gros au corps du pieu après le remblayage dans cet article se réfère à la valeur standard de la force de soulèvement tangentielle par le gel dans le tableau annexe C.1.1 de JGJ 118-2011 "Code de conception des fondations pour les bâtiments dans les zones de sol gelé "[3] La valeur du sol à faible soulèvement par le gel, en raison de certaines différences entre les modules photovoltaïques et la fondation du bâtiment, l'ampleur de la force de soulèvement tangentielle du sable moyen-grossier sur le sol autour du La pile doit être déterminée par des expériences pour être plus précise en fonction de la situation réelle du projet. Grâce à l'essai préliminaire du projet, la force tangentielle de soulèvement par le gel du remblai de sable moyen à gros sur le pieu est liée au diamètre du trou du remblai
Pour la fondation de support de panneau solaire, dans le but de garantir que la force de soulèvement par le gel est considérablement réduite, le système doit être économique et pratique pour la construction. Par conséquent, l'ion des matériaux de remblai lors de la réduction de la force tangentielle de soulèvement par le gel du corps de pieu peut encore être analysé et étudié. Les tests montrent que le matériau avec 1 ~ 2 cm d'asphalte appliqué autour du pieu peut également réduire la force de soulèvement tangentielle du gel. L'épaisseur spécifique de l'asphalte doit être déterminée en fonction des différentes conditions géologiques techniques et de la température ambiante.
