Rammpfahl-Solar-Bodenmontage – Kohlenstoffstahl

Aufgrund von Unterschieden in der Fundamentart und der Konstruktion können bodenmontierte Photovoltaik-(PV)-Pfahlsysteme in folgende Haupttypen eingeteilt werden:

▪ Spiralpfahlsystem:

Dieses System verwendet Stahlrohrpfähle mit spiralförmigen Blättern, die mithilfe spezieller Maschinen in den Boden geschraubt werden. Vibrationen oder Hämmern sind nicht erforderlich, wodurch die Bodenbearbeitung minimal ist. Es eignet sich für Wüsten, Grasland, Wattflächen, Permafrost und die Wüste Gobi und ist besonders geeignet für trockene, harte Böden (Felsböden, Permafrost, Kiesböden usw.). Die Spiralpfähle sind wiederverwendbar und somit umweltfreundlich.

▪ Stahl-Einsäulen-Pfahlsystem:

Dieses System nutzt einen einzelnen verzinkten Stahlpfahl als Fundament. Seine einfache Konstruktion und die Ein-Säulen-Bauweise verkürzen die Rammzeit erheblich und verbessern die Effizienz der Fundamentarbeiten. Es eignet sich für unebenes Gelände, da die Stützhöhe an die Geländebeschaffenheit angepasst werden kann, was insbesondere bei Großprojekten erhebliche wirtschaftliche Vorteile bietet.

▪ Doppelpfahlsystem aus Stahl:

Dieses System zeichnet sich durch eine Doppelsäulenkonstruktion aus, deren Kopf in drei Richtungen um große Winkel schwenkbar ist. Es eignet sich für komplexes Gelände wie Hänge und unebene Flächen. Die Doppelsäulenkonstruktion bietet eine höhere Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen seitliche Belastungen und ist daher besonders für windreiche Gebiete geeignet. Das System mit vorgefertigten Betonrohrpfählen (PHC-Pfählen) verwendet vorgespannte, hochfeste Betonrohrpfähle, die in den Boden gerammt werden. Am oberen Ende befindet sich eine vorinstallierte Stahlplatte oder Bolzen zur Verbindung mit der oberen Stütze. Es eignet sich für Bereiche mit hohen Durchfahrtshöhen, Überschwemmungsgebiete, Wattflächen und weiche Böden. Betonrohrpfähle können in Fabriken vorgefertigt und in Serie produziert werden, was eine gleichbleibende und zuverlässige Qualität gewährleistet.

▪ Statisches Druckpfahlsystem:

Dieses System nutzt einen hydraulischen Rammbock, um vorgefertigte Pfähle (meist PHC-Rohrpfähle oder Stahlpfähle) in den Boden zu pressen. Es zeichnet sich durch geringe Lärmbelastung und Vibrationsfreiheit aus. Es eignet sich besonders für lärm- und vibrationssensible Bereiche wie Stadtränder und ist für Böden mit hoher Tragfähigkeit anwendbar.

▶ Wichtige geologische Vor-Ort-Untersuchung:

Vor Baubeginn muss eine professionelle geologische Untersuchung in Auftrag gegeben werden, um die Bodenart und die Tragfähigkeit (≥ 120 kPa in typischen Fällen) zu bestimmen. Eine geotechnische Untersuchung ist Voraussetzung für die Auswahl des geeigneten Pfahltyps und die Bestimmung der Rammtiefe; ein Bauen ohne vorherige Planung, basierend auf Erfahrungswerten, ist strengstens untersagt.

▶ Präzise Anordnung der Pfahlpositionen:

Vor dem Rammen der Pfähle müssen gemäß den Konstruktionszeichnungen Messungen durchgeführt werden, um die genauen Koordinaten jeder Pfahlposition zu bestimmen. Mithilfe eines Drahtseil-Positionierverfahrens lassen sich Abweichungen der Pfahlpositionen präzise kontrollieren, sodass der Abstand und die Höhe der Pfähle auf der gesamten Baustelle den Konstruktionsvorgaben entsprechen.

▶ Auswahl der Baumethode und Prozesssteuerung:

Schraubpfähle sollten mittels Drehbohren eingebracht werden; das Einbringen eines Rammhammers ist strengstens untersagt, um Beschädigungen der Wendel zu vermeiden. Stahlpfähle und Fertigbetonpfähle sollten vorzugsweise mit einem hydraulischen Vibrationshammer mit Klemmvorrichtung eingebracht werden; alternativ kann auch das Einbringen eines Rammhammers erfolgen. Die Rammtiefe muss gemäß den Bemessungsvorgaben genau eingehalten werden; die Kontrolle der Pfahlhöhe und der Pfahlpositionsabweichung ist ein zentraler Bestandteil der Bauqualitätskontrolle.

▶ Sonderbehandlung für Bauarbeiten in der Winter-/Regenzeit:

Bei Bauarbeiten im Winter muss die Tiefe der Pfahlgründung an die Frosttiefe angepasst werden. In Gebieten mit hohem Grundwasserspiegel sind Rammpfähle Ortbetonpfählen vorzuziehen (letztere sind im Winter schwierig zu errichten und instand zu halten).

▶ Korrosionsschutz:

Die feuerverzinkte Korrosionsschutzbeschichtung darf bei der Gerüstmontage nicht beschädigt werden. In Gebieten mit stark korrosiven Böden sind weitergehende Korrosionsschutzmaßnahmen erforderlich (z. B. eine Erhöhung der Verzinkungsdicke oder die Verwendung einer Epoxidbeschichtung); herkömmliche feuerverzinkte Stahlpfähle dürfen nicht direkt verwendet werden.

▶ Kontrolle der Installationsgenauigkeit:

Bei der Montage ist darauf zu achten, dass die Vertikalität der Stützen (Vertikalität ≤ 1 mm), die Horizontalität der Träger und der Gesamtneigungswinkel des Gerüstsystems den Konstruktionsvorgaben entsprechen. Die horizontale Abweichung in Ost-West-Richtung (auf gleicher Höhe) darf 10 mm nicht überschreiten. Die Abnahme der Gerüstmontage muss den einschlägigen Bestimmungen der Norm GB 50205 „Norm für die Abnahme der Bauqualität von Stahlkonstruktionen“ entsprechen.

▶ Lastprüfung:

In Gebieten mit hohen Wind- und Schneelasten ist eine fachliche statische Berechnung erforderlich. Die Wind- und Schneelasten sind anhand von Werten mit einer Wiederkehrperiode von 25 Jahren zu berechnen. Der Formfaktor für die Windlast auf das Fundament sollte ±1,3 betragen.

▶ Überprüfung der Testpfähle:

Vor Baubeginn wird empfohlen, Probepfähle zu prüfen, um die Tragfähigkeit der einzelnen Pfähle (einschließlich Druck-, Zug- und Horizontaltragfähigkeit) zu testen und so die Sinnhaftigkeit und Zuverlässigkeit der Planung zu überprüfen.

▶ Schutz des Geländes und Wiederherstellung der Umwelt:

Nach Abschluss der Bauarbeiten sollten die temporären Baustelleneinrichtungen umgehend abgebaut und gereinigt werden, und die betroffene Oberflächenumgebung sollte wiederhergestellt werden, um Schäden an der ökologischen Umwelt des Standorts zu minimieren.