光伏支架基础微型灌注桩施工技术运用.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER21第 40卷第 1期0 引言近年来，随着我国新能源产业的快速发展，光伏发电作为可再生清洁能源成为国家发展战路的重要组成部分。其中山地光伏发电以土地利用率高占据非常重要的地位，微孔灌注桩作为一种新型的桩基1，在光伏工程中得到了广泛应用。然而目前尚未有比较全面地针对微孔灌注桩2的施工技术规程规范，大都按照现有建筑规范进行控制。以永仁麦冲河 125 MW 复合型光伏项目土建支架基础施工技术管理为例，对开挖、浇筑管理工作中的经验及教训进行总结。1 工程概况项目位于楚雄彝族自治州永仁县麦冲河片光伏支架基础微型灌注桩施工技术运用宇海源（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：光伏发电工程支架基础是光伏支架、组件的承载平台，其质量的好坏直接影响后续光伏支架、组件的安装质量和安装效率，甚至影响整个光伏发电系统安全运行和发电效率。光伏发电工程的支架结构基础应该与光伏支架的混凝士灌注桩基础、现张法预应力混凝土管桩基础等相互联系，优化地基基础结构稳定性与安全性。光伏支架基础的常用型式主要有钢筋混凝土独立基础、钢筋混凝土灌注桩基础、螺旋管钢单立柱桩基础、预应力双管桩基础等。工程 125 MW 光伏项目场区经现场踏勘，场址覆盖层为红黏土，且有灰岩出露。从经济性和施工可行性考虑，主要布置区域为果园，土质地基，推荐采用混凝土灌注桩基础。关键词：支架基础；微孔灌注桩；施工；新能源中图分类号：TU753.2文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0021-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.005Application of Micro Grouting Pile Construction Technology for Photovoltaic Bracket FoundationYU Haiyuan(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:The foundation of photovoltaic power generation engineering brackets is the load-bearing platform for photovoltaic brackets and components.Its quality directly affects the installation quality and efficiency of subsequent photovoltaic brackets and components,and even affects the safe operation and power generation efficiency of the entire photovoltaic power generation system.The support structure foundation of photovoltaic power generation engineering should be interconnected with the concrete cast-in-place pile foundation of photovoltaic supports,cast-in-place prestressed concrete pipe pile foundation,to optimize the stability and safety of the foundation structure.The common types of photovoltaic bracket foundations include reinforced concrete independent foundations,reinforced concrete cast-in-place pile foundations,spiral tube steel single column pile foundations,prestressed double tube pile foundations,etc.After on-site investigation of a 125MW photovoltaic project site,it was found that the covering layer of the site is red clay with exposed limestone.From the perspective of economy and construction feasibility,as the main layout area is orchard and soil foundation,it is recommended to use concrete cast-in-place pile foundation.Keywords:bracket foundation;micro grouting pile;construction;new energy收稿日期：2023-11-07作者简介：宇海源（1995-），男，云南保山人，助理工程师，主要从事新能源工程工作。*22云南水力发电2024 年第 1 期区，海 拔 高 程 在 1 540 1 845 m 之 间，剔 除各敏感因素后可利用土地面积约 2.425 km2。光伏区块为山地地貌，坡度约 16，场区高程为1 500 1 845 m，场址内以非林地为主，不涉及基本农田、公益林、生态红线等敏感因素。每子方阵配置 11 或 14 台 225 kW 组串逆变器及 1 台 35 kV升压变压器，具体分布情况：西区为 18 个方阵，桩基 18 216 根；东区为 23 个方阵，桩基 22 472 根，桩基共计 40 688 根。光伏阵列支架基础拟采用钻孔灌注桩基础，桩径 250 mm，桩基埋深 2.2 m，出露长度 0.55 m，外露段桩径为 300/400 mm。2 工程地质情况项目场址地处云南红色高原北部边缘，地形上具有较明显“V”字形和“山”形特殊的结构特点，整体地势往西北看较高，往东南边则较低，中部地势平坦开阔。项目为山地光伏项目3，地势起伏较大，坡度约 16，场区高程为 1 500 1 845 m。场地现状为耕地、林地。现场勘察资料揭露及查询相关地质资料，拟建场区勘察深度内（Max=10 m）岩性主要为第四系全新统（Q4）残坡积土、黏土、砾岩层，上白垩统砂岩（K2j3）砂岩层。3 光伏微型桩基础成桩桩基础成孔采用潜孔钻机、挖改潜孔钻机及露天液压潜孔钻4，根据地段地质岩性，岩石地段采用潜孔钻成孔，土方地段采用长螺旋钻机成孔。该施工方法的具体流程是：平整光伏场区施工放样潜孔钻机设备到位场区桩基础钻进对基础底部虚土处理、检查质量制作好的成品钢筋笼吊放入孔灌注微型桩基础混凝土将预埋管安装并紧固检查成桩质量。3.1 光伏支架基础开挖3.1.1 施工准备施工前准备工作包括：挖机规格型号的选择、钻机种类、钻头的大小、支架基础场地平整等。微型桩长螺旋钻机5-6设备是钻孔光伏场区支架基础施工的主要设备，可根据勘察设计相关资料，以及现场实际踏勘的地形、地貌以及地下岩层发育状况和各种螺旋钻机设备的适用情景来确定具体使用何种规格型号的设备，只有这样在施工过程中才能更高效的完成相关工作。3.1.2 钻机的安装与定位在施工过程中会出现多种突发状况，潜孔长螺旋钻机在工作过程中如果场区未进行清表调整，潜孔设备无论在行驶还是施工中有较大的可能导致螺旋钻杆发生倾斜，会导致桩孔垂直度偏差较大，影响支架基础终孔质量，因此光伏场区的清表、平整地基、稳固结实的基础对螺旋钻机行进和工作都非常重要。对坡度较陡的地段（有的都超过40）施工难度较大且存在安全隐患时，可用小型挖机对较陡地段开挖整平，螺旋钻机在此基础上施工才能更好的保证施工质量。为避免桩基础施工过程中桩位出现不准确的状况，施工中要把桩孔中心位置和如何正确地安装钻孔机放在首要位置，成孔前，将钻杆移动大致定位，安排专人指挥检查，核对无误后，开始成孔，成孔过程中及时检查，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于 2 cm。3.1.3 钻孔钻机钻孔在成孔工艺流程中是一道至关重要工序，它影响到后续支架基础质量的高低。在施工过程中必须要求作业班组严格按照施工方案进行施工，这样支架基础的质量才得以保证。首先支架基础质量我们要放在第一位，为此在该过程中必须做好消除质量缺陷的相关对策，例如如何更准确的做好桩孔中线及垂直度等相关问题，作业人员还要时刻关注成孔是否出现偏差情况等。采用长螺旋钻机施工时，钻机附近的支架基础地层会因受到较大震动而影响邻孔的稳固质量，可能会出现塌孔情况，因此，成孔后要慢慢拔出钻头。为了保护好孔口，应采用钢管固孔固壁，并盖好孔口盖板，防止孔周围虚渣进入孔内。钻孔的先后顺序也应该按照施工方案提前安排，钻孔过程中相邻桩孔成孔时互不影响，也不会导致钻机因地块分离造成窝工浪费。3.1.4 清孔桩基础钻孔的孔深、孔径、中心点和桩孔垂直度直接关系到支架基础成桩质量。因此，作业班组不仅要在钻孔过程中时刻关注现场情况，还要在桩孔孔深达到设计图纸要求深度后，对孔的深度、孔的中心位置、孔的形状、孔的直径等逐宇海源 光伏支架基础微型灌注桩施工技术运用23一进行排查。在终孔后应对照设计图纸要求检查桩孔，如孔底出现虚土等不合格状况，应立即安排清理直到符合设计及规范要求。现场对不合格桩孔处理方法有很多，例如使用空气压缩机或掏勺等处理虚渣，其中使用空气压缩机清孔效果更好，所需设备没有那么复杂且清理虚渣也较完全，缺点就是不适宜在不稳定土质使用。需及时清孔，避免隔时过长以致土石、树根、杂草等杂物进入。3.1.5 钢筋笼制作钢筋运到现场后在加工前先进场验收，查看厂家提供的质量证明文件、出厂合格证书是否符合要求；其次要在监理的见证下对钢筋进行取样然后报送至试验室检测其相关性能，符合设计要求后才予用于此工程项目中；对照设计图纸要求来检查制作成型的钢筋笼的外观质量、不同规格型号的钢筋间距、绑扎效果等是否满足设计要求，更好的保证后续支架基础的成桩质量。3.2 光伏支架基础浇筑3.2.1 钢筋笼安装钢筋笼经作业人员制作成型后，需经过各方参建监督人员现场检查验收后方可投入使用，同时钢筋笼可以利用当地小型机具拉运至光伏场区，经各参建方同意后才能下放钢筋笼。在下放钢筋笼时应对其外观质量再次进行检查，如钢筋笼出现变形、扭曲等情况时，应由作业班组重新托运至钢筋笼制作区域进行调整校核使其满足要求。在安装钢筋笼时应在模板四周绑上垫块保证钢筋与模板之间保护层厚度在 2 cm 以上，同时在浇筑过程中如发现钢筋笼安装位置有偏移、四周保护层厚度不均现象，应在混凝土浇筑过程中及时调整，保证成桩质量。3.2.2 混凝土浇筑组件支架灌注桩基础的混凝土采用边浇筑混凝土边振捣的施工工艺。振捣混凝土时宜快插慢拔，不得出现漏振和过振现象，避免影响支架基础质量。地面以下考虑到混凝土浇筑时可能发生塌孔，在孔口上部放置 PVC 套管，随着混凝土的浇筑逐渐提升，然后再振捣，地面以上部分加工直径300 mm 的 PVC 管，用扣件固定，防止混凝土浇筑过程中产生漏浆导致支架基础出现烂根等质量缺陷。4 光伏项目微型桩成桩注意事项4.1 支架基础定位放样在微型桩桩位测量放线的准备工作中，应以可研报告、设计图纸为基础依据，认真校核。利用已经过校核和报审的 GPS 仪器进行施工放样，测量人员要充分理解后期支架安装工艺与桩位布置要求，确保微型桩纵向间距方向无误。在光伏支架基础施工过程中，大多采用制作完成的模具放样，施工放样完成后，更易于成孔机械作业。在微型桩基础施工过程中，螺旋钻机就位时必须对桩孔的垂直度和钻机施工过程中的位移采用质量预控7的方法进行控制。针对新能源8光伏工程组件支架基础数量多、布置密集、定位不易的特点，在进行打孔定位放样时，在各方阵中每个组串都放出 4 个控制点，再利用钢尺进行放线，利用多点控制从而保证工程质量。4.2 预埋件安装预埋件的加工必须按照设计图纸要求下料加工，加工完成后再次对照图纸要求进行校核。单个混凝土浇筑过程中，同时预埋 U 型螺栓预埋件。每次对组串预埋件螺栓中心间排距检验的同时，必须增加其对角线检验点。预埋件螺栓的高程控制采用水准控制。光伏电池组件按设计要求安装完成后，应随即清理覆盖在预埋件上部的混凝土，保证后续安装工作顺利进行。4.3 混凝土浇筑、振捣对原材料质量进行严格控制，对作业班组进行技术交底，更好的掌握振捣技能，保证振捣质量，同时提高全体管理人员、施工人员的质量意识。对施工现场各施工部位进行全方位的把控，实行 3级检查制度。在振捣过程中要求振捣设备按规格型号配备齐全，并增配备用设备以防现场出现突发状况，不漏振、不过振才能确保后期成型效果，减少蜂窝麻面等质量缺陷问题。4.4 成品保护微型桩基础施工完成后，由于施工的必要原因需引入机械设备，在此过程中如因意外造成成型微型桩基础受到碰撞而产生质量缺陷，且导致无法正常安装相关组件，则应在原孔位周边重新24云南水力发电2024 年第 1 期钻孔浇筑，且施工方应通知工地试验室到现场对成桩的质量进行检测，符合 75%以上的强度才能满足安装条件，较为繁琐。所以在微型桩基础施工完成后，在各方阵出入口处现场应悬挂警示标志，杜绝无关机械设备随意进入场区。并且在光伏组件安装前，必须保证混凝土强度。检查方法，在混凝土施工过程中按施工规范要求留置混凝土试块，并按要求送实验室进行检测，混凝土强度达到 75%以上才能满足安装条件。5 微型灌注桩施工技术运用效果经过对施工技术的研究，楚雄彝族自治州永仁县麦冲河光伏项目，在微型灌注桩施工过程中得到了有效验证。在西区 20 40 号方阵的微型灌注桩工期由原来的 120 d 缩短到 95 d，极大地缩短了施工时间，提高了工作效率。通过建设单位、监理单位、总承包单位、施工单位的联合验收，也很好地验证了研究成果是很成功的，微型灌注桩的验收合格率也由原来的 85%提高到现在的 96%。6 结束语光伏发电工程9支架基础是光伏支架、组件的承载平台，其质量的好坏直接影响后续光伏支架、组件的安装质量和安装效率，甚至影响整个光伏发电系统安全运行和发电效率，因此，支架基础施工质量至关重要。参考文献：1谢炜，王雨.山地农业光伏支架基础方案分析J.山西建筑，2017,43（1）:92-94.2 郭永锋，间云峰.山地光伏项目中微孔灌注桩施工质量控制措施.山西建筑，2013,42（26）:116-117.3卢强.浅谈山地光伏区施工难点及应对措施J.人民黄河，2023,45（S1）:175-177.4于云程,何开基.组合式可调潜孔钻机的研制J.电力建设，1994,（10）:36-37.5崔韶云.长螺旋钻孔灌注桩施工技术及质量控制要点J.房地产世界，2022,（7）:101-103.6桂少山，唐培硕，宁显力.微型桩支护施工技术在管网工程中的应用J.云南水力发电，2023，39（12）:98-101.7邓超荣.浅谈桩基础的现状与发展J.低碳世界，2019,9（7）:245-246.8马利杰.新能源光伏发电项目建设施工管理措施探究J.城市建设理论研究电子版），2023,（30）:124-126.9 周文.光伏电站发电技术研究及应用 J.科技风，2020,（26）:1-2.