Làm thế nào để cài đặt hỗ trợ quang điện trong khu vực đất đóng băng?
Làm thế nào để cài đặt hỗ trợ quang điện trong khu vực đất đóng băng?
Sự phập phồng và nâng lên của nền tảng hỗ trợ quang điện không đồng đều là trọng tâm và khó khăn của việc phát triển và xây dựng các dự án quang điện ở các khu vực đất đóng băng. Bài viết này kết hợp sơ đồ thiết kế nền tảng hỗ trợ bảng điều khiển năng lượng mặt trời của một dự án quang điện ở khu vực đông bắc trong điều kiện đất đóng băng, thông qua ion của loại móng, việc giảm lực đẩy sương tiếp tuyến của nền và thiết kế của hỗ trợ điều chỉnh độ cao kiểu vòng. Nghiên cứu đã giải quyết vấn đề hư hỏng đối với các mô-đun quang điện do sương giá không đồng đều và sự nâng lên của nền tảng hỗ trợ, đồng thời đưa ra một loạt các phương án thiết kế khả thi cơ bản để ngăn chặn sương giá không đồng đều và nâng cao nền tảng hỗ trợ quang điện trong các khu vực đất đóng băng.
Các khu vực đất bị đóng băng thường có các đặc điểm khí hậu và địa chất sau:
1) Nhiệt độ vào mùa đông thấp, nhìn chung nhiệt độ thấp nhất dưới -20 ℃;
2) Chất lượng đất là đất có sương giá mạnh hoặc đất có sương giá cực mạnh, chẳng hạn như đất sét, đất sét pha bùn, v.v.;
3) Nguồn nước ngầm dồi dào và mực nước cao. Trong điều kiện nguồn nước ngầm dồi dào và mực nước dâng cao, rất khó để thi công móng bê tông độc lập, móng cọc bê tông và móng cọc đúc tại chỗ vi sinh cần phải đổ bê tông, và nhiệt độ mùa đông ở những vùng đất đóng băng là cực kỳ thấp. Và chất lượng bảo trì khó được đảm bảo. Nền móng dải bê tông phù hợp hơn cho các khu vực có địa điểm bằng phẳng và mực nước ngầm thấp (chẳng hạn như sa mạc). Ở những khu vực đất đóng băng, nền móng như vậy dễ bị nâng và nghiêng không đồng đều. Giá thành của móng cọc ống thép xoắn tương đối cao, không thích hợp với môi trường ăn mòn mạnh và đất phù sa lỏng.
Tóm lại, trong điều kiện nền đất bị đóng băng, xét về tính kinh tế và sự thuận tiện khi thi công, đồng thời lấy việc giảm chiều dài cọc cần thiết để ngăn chặn sương giá thì móng PHC là loại móng hỗ trợ quang điện phù hợp hơn [2]. Phần dưới đây lấy một dự án quang điện ở Đông Bắc Trung Quốc làm ví dụ để phân tích lực của nền PHC trong điều kiện đất đóng băng, và các biện pháp để ngăn chặn sương giá không đồng đều và nâng lên.
2 Phân tích lực của nền PHC trong điều kiện đất đóng băng
Dưới tác động của sương giá, nền PHC chủ yếu chịu tải trọng vĩnh viễn theo hướng chiều dài cọc (trọng lượng của khung trên của PHC, trọng lượng của các cấu kiện và trọng lượng của PHC, v.v.), sương giá tiếp tuyến. lực của đất đóng băng trên PHC, và đất bên dưới lớp đất đóng băng trên PHC Lực neo. Từ quan điểm phân tích ứng suất, sẽ không kinh tế nếu chỉ dựa vào neo PHC để tránh sự nâng lên không đồng đều của băng giá khi độ sâu sương giá tối đa sâu nhất ở những khu vực có đất băng giá mạnh hoặc đất có băng giá cực mạnh.
Theo báo cáo khảo sát địa chất, độ sâu băng giá tiêu chuẩn cho một dự án quang điện ở Đông Bắc Trung Quốc là 2,0 m. Trong phạm vi độ sâu sương giá tiêu chuẩn, các lớp đất là đất canh tác trên bề mặt, đất sét và đất sét bột từ trên xuống dưới, tất cả đều là những vùng sương giá mạnh. Đất phập phồng sương giá cực mạnh; mực nước ngầm tại khu vực dự án là -1,0 ~ -0,5 m. Dự án ban đầu xây dựng PHC với đường kính cọc 300 mm làm nền tảng của giá đỡ quang điện. Trong điều kiện mùa đông, để chống lại lực nâng của sương giá, theo JGJ118-2011 "Code for Design of Foundations in Frozen Soil Areas" [3], độ ổn định của móng cọc được kiểm tra:
Trong công thức, τdk, i là giá trị tiêu chuẩn của đơn vị lực đẩy sương tiếp tuyến trong lớp đất thứ i, kPa; nó có thể được đo bằng cách nhúng máy đo ứng suất vào mặt bên của thân cọc, hoặc có thể tham khảo giá trị quy định tại Bảng C.1.1 trong Phụ lục C của Quy chuẩn; Trong cùng một loại đất phập phồng sương giá, hàm lượng nước càng cao thì giá trị càng lớn; mặt hàng này được thực hiện theo các thông số kỹ thuật. Aτ, i là diện tích bề mặt của đống được đóng băng với lớp đất thứ i, ㎡; Gk là giá trị tiêu chuẩn của tải trọng vĩnh viễn tác dụng lên móng cọc, kN, bao gồm trọng lượng móng cọc, trọng lượng cấu kiện bên trên, trọng lượng gối tựa, v.v ..., nếu móng cọc trong nước ngầm thì trọng lượng nổi là Lấy;
Đối với nền đất đóng băng theo mùa trong dự án này, Rta giữa mặt bên của nền PHC và đất đóng băng thực sự là lực cản ma sát. Bạn có thể tham khảo C trong JGJ 118-2011 "Mã thiết kế nền và móng cho các tòa nhà ở các khu vực Trái đất bị đóng băng" [3] .1.1-2 Thực hiện các phép tính,
qsa, i là giá trị đặc trưng của sức kháng ma sát giữa đất và mặt bên của cọc ở lớp thứ i, tính bằng kPa, lấy theo trạng thái nén của móng cọc. Trong trường hợp không có dữ liệu thử nghiệm, nó có thể phù hợp với "Đặc điểm kỹ thuật cho xây dựng móng cọc" của JGJ 94-2008 [4] Các quy định được xác định; Aq, i là diện tích mặt bên của cọc trong lớp đất thứ i, m2. Dự án này được tính theo công thức trên, và độ sâu chôn của móng PHC của giá đỡ quang điện dưới mặt đất ít nhất phải là 7 m, rất tốn kém cho một dự án quang điện. Vào mùa không đóng băng, khi tải trọng khống chế (tải trọng gió) thỏa mãn, độ sâu chôn của móng PHC dưới mặt đất chỉ là 2 m.
3 Các biện pháp ngăn chặn sương giá không đồng đều và nâng nền PHC
3.1 Các biện pháp chính để ngăn chặn sương giá không đồng đều và nâng cao nền PHC
Giảm ảnh hưởng của lực đẩy sương tiếp tuyến lên cọc là chìa khóa để ngăn nền PHC bị nâng lên do sương giá. Có thể thực hiện các biện pháp để tránh tiếp xúc trực tiếp giữa nền PHC và đất đóng băng cực mạnh trong phạm vi độ sâu sương giá thiết kế, để giảm lực đẩy sương tiếp tuyến của đất đóng băng lên cọc. Qua thực tế, dự án này nhận thấy rằng việc đắp lớp cát thô trung bình yếu bám xung quanh cọc trong lớp đất đông lạnh làm lớp cách ly có thể làm giảm lực đẩy sương tiếp tuyến của đất xung quanh cọc lên thân cọc.
Sau khi tính toán thêm, người ta thấy rằng các cọc khoảng 2,0 m dưới bề mặt đất của dự án này được đưa vào đầu tiên và sau đó được lấp lại bằng cát thô và cát trung bình có sương giá yếu. Chiều dài cọc yêu cầu là ngắn nhất, chiều dài cọc dưới mặt đất đáp ứng yêu cầu thiết kế. Yêu cầu. Biện pháp thi công cụ thể như sau: đầu tiên dùng máy khoan dẫn lỗ, mũi khoan lớn hơn đường kính cọc từ 10 - 20 cm, sau đó dùng búa tĩnh để nhấn chìm PHC tráng nhựa đường đến cao trình thiết kế sau đó. lỗ dẫn được hoàn thành. Để tránh sạt lở hố, ngay sau khi hạ cọc xong, khu vực xung quanh cọc phải được lấp lại bằng cát thô vừa đến đặc, hệ số đầm nén không nhỏ hơn 0,94. Nếu cần,
3.2 Các biện pháp khác để giải quyết tình trạng băng giá không đồng đều và nâng cao nền PHC
Thực hiện các biện pháp chống băng giá như đắp cát thô vừa và sơn nhựa đường về cơ bản có thể giải quyết được vấn đề sương giá không đồng đều và nâng cao nền PHC trên diện rộng. Tuy nhiên, đối với một số khu vực có sự thay đổi địa chất lớn, một số PHC vẫn có thể trải qua một lượng nhỏ sương giá bốc lên và nâng lên không đồng đều, điều này sẽ dẫn đến biến dạng khung và các cấu kiện. Đối với dạng vấn đề này, có thể thực hiện các biện pháp để giảm số lượng đế PHC trong mỗi nhóm giá đỡ và sử dụng giá đỡ có thể điều chỉnh độ cao.
1) Giảm số lượng nền PHC của mỗi nhóm stent, do đó giảm xác suất nâng lên không đều do sương giá của nền PHC. Trong trường hợp 20 mô-đun cho mỗi chuỗi, sẽ tiết kiệm hơn nếu sử dụng 4 PHC làm cơ sở, và xác suất tăng và nâng không đều của sương giá cũng thấp. Cũng có thể sử dụng 2 nhóm hỗ trợ độc lập và chuỗi hỗ trợ cơ bản, tức là cứ 10 thành phần được hỗ trợ bởi 2 nền PHC, điều này có thể làm giảm hơn nữa xác suất nâng và nâng lên của mỗi nền PHC. Tuy nhiên, kế hoạch này sẽ làm tăng một lượng kỹ thuật hỗ trợ nhất định và quy mô của sự gia tăng cần được xem xét và xác định tùy theo tình hình cụ thể.
2) Sử dụng giá đỡ bảng điều khiển năng lượng mặt trời có thể điều chỉnh độ cao, tức là giá đỡ được thiết kế để cố định vào vòng cọc. Khi các cọc riêng lẻ trải qua quá trình phập phồng trong sương giá, chiều cao của giá đỡ có thể được điều chỉnh để cân bằng giá đỡ và các bộ phận để tránh biến dạng và hư hỏng của giá đỡ và các bộ phận.
4. Kết luận
Qua phân tích thiết kế móng của giá đỡ quang điện ở vùng đất đóng băng, thấy rằng phương pháp đắp đất xung quanh cọc ở độ sâu đông kết bằng cát vừa và thô có thể làm giảm lực đẩy sương tiếp tuyến của vật đông. đất trên nền PHC, do đó làm giảm đáng kể PHC Chiều dài của thiết kế có thể tiết kiệm chi phí kỹ thuật. Ngoài ra, bằng cách kiểm soát số lượng nền PHC của mỗi nhóm giá đỡ và sử dụng giá đỡ có thể điều chỉnh độ cao kiểu vòng, nó có thể giải quyết thêm vấn đề sương giá không đồng đều và nâng lên của một số nền PHC và hư hỏng các bộ phận.
Việc tính toán lực đẩy sương tiếp tuyến của cát thô vừa đến thân cọc sau khi lấp đất trong bài báo này đề cập đến giá trị tiêu chuẩn của lực đẩy sương tiếp tuyến trong bảng phụ lục C.1.1 của JGJ 118-2011 "Quy phạm thiết kế nền móng đối với các tòa nhà trong khu vực đất băng giá "[3] Giá trị của đất sương giá yếu, do một số khác biệt giữa mô-đun quang điện và nền của tòa nhà, độ lớn của lực đẩy sương tiếp tuyến của cát thô trung bình trên đất xung quanh cọc cần được xác định thông qua thí nghiệm để chính xác hơn theo hiện trạng thực tế của công trình. Qua quá trình thử nghiệm sơ bộ của dự án, lực đẩy sương tiếp tuyến của lớp cát lấp trung bình thô lên cọc có liên quan đến đường kính lỗ của lớp bồi lấp,
Đối với nền tảng hỗ trợ bảng điều khiển năng lượng mặt trời, với tiền đề đảm bảo rằng lực đẩy sương giá giảm đáng kể, sơ đồ phải tiết kiệm và thuận tiện cho việc xây dựng. Do đó, ion của vật liệu đắp khi giảm lực đẩy sương tiếp tuyến của thân cọc vẫn có thể được phân tích và nghiên cứu thêm. Các thử nghiệm cho thấy rằng vật liệu với 1 ~ 2 cm nhựa đường rải xung quanh cọc cũng có thể làm giảm lực đẩy sương tiếp tuyến. Chiều dày nhựa đường cụ thể cần được xác định theo các điều kiện địa chất công trình và nhiệt độ môi trường khác nhau.
