5.4 构造规定

5.4.1  对于螺旋桩，条文中的桩身直径指桩杆直径。

5.4.2  为了安装支架的方便，实际工程中桩顶一般露出地面一定高度，桩长与常规意义上的桩长有所区别，从确保承载力的角度而言，条文中强调了基桩进入土层的有效长度。

5.4.3  螺旋桩叶片直径的大小与其承载力和施工性能有直接的关系，叶片直径越大，所能获得的承载力越大，但叶片直径过大也增加了施工的难度，甚至会造成旋拧过程中桩体的损坏。根据诺斯曼能源科技(北京)股份有限公司的经验，叶片直径控制在桩杆直径的2倍～4倍为宜。为研究螺旋桩的叶片间距对承载力的影响，诺斯曼公司对工程中常用的叶片直径为176mm和236mm的两种螺旋桩进行了现场静载荷试验，叶片间距与承载力关系的试验结果见图2。图2中的承载力归一化值指的承载力测试值与同桩长、同叶片直径桩中的最大的承载力测试值的比值。图2表明对于承载力而言，螺旋桩存在最优叶片间距比的问题。根据试验结果，本规范规定螺旋桩的叶片间距比宜为3～4。

图2  叶片间距与承载力关系的试验结果

5.4.4  热浸镀锌是目前工程中钢桩常用的一种防腐措施。根据现行国家标准《金属覆盖层  钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》GB/T 13912的规定，对于常规规格的钢桩(其壁厚满足3mm≤钢厚度＜6mm的条件)，镀层局部厚度的最小值为55μm，平均厚度的最小值为70μm。考虑到钢桩的施工方式、使用环境，条文中对钢桩的镀锌层厚度作出了规定，当地基为密实的砂卵石层时，镀锌层在施工过程中的磨损量会加大，设计时可根据地层的腐蚀程度调整镀锌层的厚度要求。

5.4.5  受施工场地场平标高和施工工艺的限制，桩基础桩顶标高往往不易控制，而且对于预制桩而言，需控制桩基础的入土深度，如施工面存在高差，则桩顶标高势必不一致，为保证支架的安装高度和倾角，桩基础与上部支架的连接需采取具有高度可调节功能的设计，通过调节立柱高度来控制支架的安装标高。钢管螺旋桩、钢管灌注桩、预埋钢管的扩展式基础配以钢管立柱可实现这一功能。当通过调节支架立柱高度来控制支架的安装标高时，应在支架结构设计中明确立柱高度的可调节范围。

5.4.6  为与上部立柱连接，在工程实践中，往往采用钢管作为灌注桩的加筋体，或是上部采用钢管，下部焊接钢筋。对灌注桩最小配筋率的要求沿用了现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。由于支架基础一般都承受一定的水平荷载和弯矩作用，灌注桩的主筋不应小于310，以保证受拉区有钢筋。同桩基规范相比，本规范将微型桩主筋的最小配筋率由610调整为310，主要是考虑到光伏支架基础中有大量采用直径150mm左右的灌注桩，采用6根主筋施工困难且没有必要，实际工程中多采用3根，经检测也未发现因主筋配筋不足导致桩身承载力不满足要求的情况。对于直径超过150mm的微型桩，在符合本规范最小配筋率要求的基础上，应根据桩顶荷载的要求考虑主筋的配置。当桩径较小，主筋的配置不易满足条文规定时，宜采用钢管作为加筋体。

5.4.7  桩身混凝土强度应根据环境类别、地下水土的腐蚀性、桩基的使用年限、施工工艺进行选择，但不应低于条文中对最低强度的规定。对于微型桩规定采用细石混凝土或是水泥砂浆，主要是考虑可灌性的要求。国外微型桩也有采用水泥浆作为桩身材料的，为避免桩头开裂，需在桩顶一定范围内采用钢套管包裹水泥浆，从造价及施工的便利性等角度，本规范未推荐使用。

5.4.8  根据太阳能发电站建设的特点，支架基础不宜采用泥浆护壁水下灌注桩。如遇水下灌注的情况，灌注桩主筋的混凝土保护层厚度应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定，不得小于50mm。

5.4.9  本条对扩展式基础的最小埋置深度提出要求，主要是从对基底持力层的要求、稳定性、防冲刷、动植物的影响等方面提出的。季节性冻土区基础的埋置深度宜大于场地冻结深度，对于深厚季节冻土地区，当基础底面土层为不冻胀、弱冻胀、冻胀土时，基础埋深可以小于场地的设计冻深。基础底面下允许冻土层最大厚度应根据当地经验并根据支架结构对地基变形的适应程度进行确定。

5.4.10  对于预制扩展式基础，为确保基底与地基接触良好，必须设置一定厚度的混凝土垫层。本条对垫层混凝土强度的规定高于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定，依据的是现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010对混凝土最低标号的调整。

5.4.11  条文中对无筋扩展式基础混凝土强度等级的要求比现行国家规范《建筑地基基础设计规范》GB 50007的要高，是考虑到支架基础需承受一定的上拔、倾覆荷载作用，所以除了对无筋扩展式基础的截面形状进行要求以满足压应力的扩散外，还要求基础混凝土材料本身具有一定的抗裂能力。当基础高度不满足条文中的要求时，为保证基础的抗弯和抗裂能力，宜采用配筋扩展式基础。

5.4.12  本条基本沿用了现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的相关构造规定，考虑到支架柱距一般较近，条形基础的高度与柱距的比值略作了调整。

5.4.13  现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定扩展基础受力钢筋的最小配筋率为0.15％，与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中规定对卧置于地基上的混凝土板受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.15％是一致的，本规范沿用了此规定。由于支架基础所承受的荷载一般较小，按计算确定的受力钢筋数量往往低于按0.15％配筋率确定的数量。通过调研也发现，多个已建光伏发电站项目中支架条形基础的配筋率也未达到0.15％，因此本条规定当基础受力钢筋实际配筋量比计算所需多1/3以上时，可不受本条最小配筋率的限制，但必须满足本规范其他构造要求。

5.4.15  混凝土立柱中的纵向受力钢筋、预埋锚栓或是钢立柱在混凝土基础中的锚固长度可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的相关规定进行计算。为避免受拉时混凝土出现受拉破坏，应满足条文中对最小竖向锚固长度的规定。钢管内外壁均与混凝土接触可有效地提高其锚固强度，因此条文中对管内混凝土的最小高度提出了相应的要求。

5.4.16  本条规定了岩石地层中锚杆的锚固深度和间距。一般原则是，中等风化岩石中的锚固深度和间距宜大于微风化和未风化的。对于植筋锚杆锚固长度的规定主要是参照了相关的一些国家和行业标准的规定。根据现行行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2004提供的化学植筋抗拔试验资料(基材混凝土强度为C25～C30)，当有效锚固深度小于9倍锚杆筋体直径时，主要表现为混凝土锥体与钢筋拔出之混合型破坏(带锥拔出)，当有效锚固深度超出9倍锚杆筋体直径时，则多表现为钢筋拉断。当充分利用钢筋的抗拉强度，并假定基材强度等级与C25混凝土相当，根据现行国家规范《混凝土结构加固设计规范》GB 50367计算的基本锚固深度对于HRB335钢筋为22.2d，对于HRB400钢筋为26.7d。由于一般情况下支架基础所承受的荷载不大，在极限荷载作用下，锚杆筋体被拉断的可能性较小，如一根10的HRB335钢筋，其抗拉承载力可达到23.6kN，已足够承担一般光伏发电站固定式支架基础的上拔荷载。当按构造要求植筋时，现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367规定最小的锚固长度不应小于0.3倍的基本锚固深度，且不应小于10d和100mm。综合上述规范的规定，并考虑到同混凝土相比，岩石质量的变异性较大，本规范规定岩石植筋锚杆的有效锚固长度不应小于20倍的锚杆筋体直径。锚杆间距和边距，系参照现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367制订的。岩石锚杆的构造要求主要是参考了现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《电力工程高压送电线路设计手册(第二版)》的相关规定。

5.4.17  条文中对支架基础顶标高的规定主要是考虑上部支架安装施工的需要。