本發(fā)明涉及新能源基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是涉及一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工方法。
背景技術(shù)：
1、在煤矸石堆積地區(qū)，由于煤矸石材料本身的不穩(wěn)定性和長期自然沉降特性，傳統(tǒng)的建筑基礎(chǔ)難以提供足夠的穩(wěn)定性和承載力。這些基礎(chǔ)通常設(shè)計用于地質(zhì)條件相對穩(wěn)定的區(qū)域，面對煤矸石區(qū)域特有的不均勻沉降問題時，往往無法有效保證建筑物特別是光伏支架等輕型鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2、為了應(yīng)對煤矸石地區(qū)的特殊地質(zhì)條件，當(dāng)前一些工程采用了更為復(fù)雜的基礎(chǔ)形式，例如深樁基礎(chǔ)或多層復(fù)合地基處理方法。然而，這些方法不僅施工難度大、成本高，而且施工周期長，極大地限制了其廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)計方案大多沒有考慮到對基礎(chǔ)及支撐結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)控的需求，尤其是在容易發(fā)生局部沉陷的煤矸石區(qū)域，缺乏有效的應(yīng)力監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)可能導(dǎo)致基礎(chǔ)或支撐結(jié)構(gòu)在早期出現(xiàn)損壞跡象時未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，從而增加了后期維護成本甚至導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的安全隱患。
3、因此，亟需一種新型復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，來解決現(xiàn)有的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述難題，本發(fā)明提供一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工方法，通過錨桿擴底工藝、可拆卸節(jié)點組件及煤矸石骨料混凝土協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)抗拔性能提升、沉降實時監(jiān)控、資源循環(huán)利用與施工效率提升，以適配煤矸石地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)需求。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括通過可拆卸節(jié)點組件與支撐結(jié)構(gòu)活動連接的擴底錨桿基礎(chǔ)組件，擴底錨桿基礎(chǔ)組件包括錨桿和設(shè)置在錨桿周圍的注漿體結(jié)構(gòu)，錨桿的底端設(shè)置有鋼板，鋼板圍繞錨桿旋轉(zhuǎn)形成擴底段，擴底段的上方有桿體段，錨桿的中心處設(shè)置有錨孔，錨孔中設(shè)置注漿管，可拆卸節(jié)點組件包括防腐夾板和高強度螺栓，支撐結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在支撐梁上的柱腳底板，柱腳底板的上方中點處設(shè)置有鋼柱，柱腳底板的兩端與高強度螺栓連接，支撐梁的下方與防腐夾板連接。
3、優(yōu)選的，防腐夾板的內(nèi)部與高強度螺栓垂直對應(yīng)處嵌設(shè)有應(yīng)力傳感器，應(yīng)力傳感器與無線傳輸模塊連接，柱腳底板、支撐梁和防腐夾板的兩端均設(shè)置有通孔，錨桿穿過通孔與高強度螺栓連接。
4、優(yōu)選的，支撐梁為預(yù)制構(gòu)件，支撐梁內(nèi)部填充經(jīng)過破碎、磁選去除金屬雜質(zhì)并篩選顆粒活化處理后的煤矸石骨料、水泥、沙和外加劑，活化處理為硅烷溶液浸泡煤矸石骨料，煤矸石骨料與水泥、沙和外加劑按照比例混合成混凝土，混凝土內(nèi)還添加有抗裂劑。
5、優(yōu)選的，鋼板設(shè)置為梯形結(jié)構(gòu)，鋼板通過鉆頭控制錨桿進行旋轉(zhuǎn)，形成倒圓臺結(jié)構(gòu)，錨桿的表面設(shè)置有防腐涂層。
6、一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法包括以下步驟：
7、s1：采用專業(yè)鉆孔設(shè)備在預(yù)定位置垂直向下鉆孔，鉆孔達到設(shè)計深度后進行超鉆操作，超鉆的深度設(shè)置為50cm；
8、s2：將連接有鋼板的錨桿插入鉆孔的孔底，通過鉆頭旋轉(zhuǎn)使錨桿順時針旋轉(zhuǎn)360°，形成倒圓臺結(jié)構(gòu)的擴底段；
9、s3：通過錨孔插入注漿管，向錨孔內(nèi)高壓注入摻有外加劑的注漿體，注漿體內(nèi)添加外加劑，注漿完成后進行養(yǎng)護，使注漿體達到設(shè)計強度；
10、s4：施工完成并達到一定強度后，進行可拆卸節(jié)點的安裝，應(yīng)力傳感器的導(dǎo)線連接至無線傳輸模塊；
11、s5：可拆卸節(jié)點的安裝過程中，將錨桿穿過防腐夾板的通孔；
12、s6：制備支撐梁，將制備好的混凝土澆筑至預(yù)先設(shè)計好的鋼筋網(wǎng)模具中，澆筑完成后進行養(yǎng)護，使支撐梁達到設(shè)計強度；
13、s7：通過吊裝設(shè)備將支撐梁吊裝到位，將支撐梁的通孔與錨桿對齊，通過高強度螺栓固定；
14、s8：將錨桿與光伏支架的柱腳底板的通孔對齊后通過高強度螺栓固定在柱腳板上。
15、優(yōu)選的，在步驟s2中，擴底段的倒圓臺結(jié)構(gòu)外徑比例及豎向高差根據(jù)地質(zhì)特性動態(tài)適配，沙土地層采用平緩擴徑比例，黏性地層采用陡擴比例，倒圓臺結(jié)構(gòu)的底面弧度與擴底段的幾何參數(shù)匹配。
16、優(yōu)選的，在步驟s3中，高壓注入注漿體時注漿壓力根據(jù)地層條件進行精確控制，確保注漿體能夠充分填充擴底段以及錨桿周邊的空隙。
17、優(yōu)選的，在步驟s6中，支撐梁制備的步驟具體包括：
18、s61：將煤矸石骨料進行破碎、磁選及篩分預(yù)處理后，去除其中的金屬雜質(zhì)，再通過浸泡硅烷溶液進行表面活化處理；
19、s62：將表面活化處理后的煤矸石骨料與水泥、砂、外加劑按一定比例混合成用于填充支撐梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的混凝土；
20、s63：將制備好的混凝土澆筑至預(yù)先設(shè)計好的鋼筋網(wǎng)模具中，在澆筑過程中確?；炷琳駬v密實。
21、因此，本發(fā)明采用上述一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及施工方法，具備以下有益效果：
22、(1)本發(fā)明通過設(shè)置錨桿增大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗拔力，減少了傳統(tǒng)基礎(chǔ)的樁徑或數(shù)量；預(yù)制支撐梁結(jié)構(gòu)顯著降低了沉降差，簡化了施工流程。
23、(2)本發(fā)明將錨桿與支撐梁設(shè)置為可拆卸連接實現(xiàn)了快速拆裝，大幅縮短維護周期；支撐梁采用含煤矸石骨料的混凝土，煤矸石骨料的應(yīng)用既降低了混凝土成本，又消納了工業(yè)廢棄物，具有環(huán)保效益。
24、(3)本發(fā)明中內(nèi)置的應(yīng)力傳感器實現(xiàn)實時監(jiān)控預(yù)警功能。
25、(4)本發(fā)明在保證光伏支架穩(wěn)定性的同時，實現(xiàn)了施工成本降低、資源循環(huán)利用及智能化運維，適用于煤矸石堆場、采空區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)條件，具有廣泛的工程應(yīng)用價值。
26、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
1.一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括通過可拆卸節(jié)點組件與支撐結(jié)構(gòu)活動連接的擴底錨桿基礎(chǔ)組件，擴底錨桿基礎(chǔ)組件包括錨桿和設(shè)置在錨桿周圍的注漿體結(jié)構(gòu)，錨桿的底端設(shè)置有鋼板，鋼板圍繞錨桿旋轉(zhuǎn)形成擴底段，擴底段的上方有桿體段，錨桿的中心處設(shè)置有錨孔，錨孔中設(shè)置注漿管，可拆卸節(jié)點組件包括防腐夾板和高強度螺栓，支撐結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在支撐梁上的柱腳底板，柱腳底板的上方中點處設(shè)置有鋼柱，柱腳底板的兩端與高強度螺栓連接，支撐梁的下方與防腐夾板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：防腐夾板的內(nèi)部與高強度螺栓垂直對應(yīng)處嵌設(shè)有應(yīng)力傳感器，應(yīng)力傳感器與無線傳輸模塊連接，柱腳底板、支撐梁和防腐夾板的兩端均設(shè)置有通孔，錨桿穿過通孔與高強度螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：支撐梁為預(yù)制構(gòu)件，支撐梁內(nèi)部填充經(jīng)過破碎、磁選去除金屬雜質(zhì)并篩選顆粒活化處理后的煤矸石骨料、水泥、沙和外加劑，活化處理為硅烷溶液浸泡煤矸石骨料，煤矸石骨料與水泥、沙和外加劑按照比例混合成混凝土，混凝土內(nèi)還添加有抗裂劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特征在于：鋼板設(shè)置為梯形結(jié)構(gòu)，鋼板通過鉆頭控制錨桿進行旋轉(zhuǎn)，形成倒圓臺結(jié)構(gòu)，錨桿的表面設(shè)置有防腐涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：在步驟s2中，擴底段的倒圓臺結(jié)構(gòu)外徑比例及豎向高差根據(jù)地質(zhì)特性動態(tài)適配，沙土地層采用平緩擴徑比例，黏性地層采用陡擴比例，倒圓臺結(jié)構(gòu)的底面弧度與擴底段的幾何參數(shù)匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：在步驟s3中，高壓注入注漿體時注漿壓力根據(jù)地層條件進行精確控制，確保注漿體能夠充分填充擴底段以及錨桿周邊的空隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種煤矸石地區(qū)光伏支架復(fù)合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：在步驟s6中，支撐梁制備的步驟具體包括：