光伏发电工程桩基础施工及应用

光伏发电工程桩基础施工及应用

马浩荡

湖南湘安新能源科技有限公司 410000

【摘要】在科技和社会的发展中，能源急剧消耗，环境危机也逐步加重，人们逐渐将重心转到了清洁能源上，而光伏电站作为朝阳产业，其污染少、成本低、工期短等特点导致其被广泛应用。本文主要介绍了光伏电站工程的基础桩中几种基础形式，对其特点和应用场景加以分析。

【关键词】光伏电站；太阳能；基础桩

一、前言

在光伏电站的建设过程中，基础桩是光伏阵列支架的支撑和基石部分，其稳固状态是光伏电站安全正常运行的重要保障。支架基础需要具备的因素有：抗腐性、刚度强度、承载力、施工精度等，所谓千里之堤溃于蚁穴，如同地基之于高楼的重要性一样，基础桩也能直接影响到项目的成本和建设周期以及光伏发电的发电性能，这就直接由选桩时的精度选择等因素决定。所以针对现有的常见基础桩样式进行分析比较，探寻其各自的适应范围，就显得尤为重要。

二、光伏发电应用现状

光伏发电在资源可持续性和环境友好性方面优势明显，其发电形势不同于水力发电和风力发电具有较大的环境局限性，主要的发电来源就是光能，在能够接受到阳光时，设置的地方都具有广泛性，无论是荒漠还是平原都可以采用光能发电的方式，便捷而使用。光伏发电工程中，建设周期远远少于其他清洁能源的建设，从生产再到运输和安装，往往能在六个月内完成，并且安装过程也较为简便，主要是基础桩的选用和施工。

三、光伏电站常用基础桩及样式

（一）钢制螺旋地锚基础

钢制螺旋地锚基础是在钢管上上焊接一定数量和直径的叶片。其优势在于可行批量定制且具备广泛适用性，且植桩完成后不用再经历繁琐的其他工序，可以直接进行下一步的安装，以至于其施工效率较高，也不受季节和施工条件影响，操作过程也较为简单，参与施工的人员经过简单培训就能立刻上手。

（二）微孔灌注桩基础

微孔灌注桩基础主要是采取现场浇筑的方式，针对于粘性土、粉土等松散密碎可支撑性较差的环境，并且还需要采取一定的养护装置。在钻孔机完成打孔工作之后，要放入钢筋笼再实行混凝土浇筑，工艺的复杂度决定了其施工进度较为缓慢，器械以及人工投入较高，所以成本高、对环境的破坏程度也较大。

（三）机械成孔钢管地锚基础

机械成孔钢管地锚基础相较于上述的混凝土浇筑，直径较小，其采用素混凝土浇筑，用镀锌钢管买入其中，保证桩身的稳固度。该方式对地形和土壤的要求较小，可以适用于一些土质坚硬的地区。该方式由于采用基础成孔方式，直径和下埋深度也较低，并且工序也较为简单，与此同时还能减少对环境造成的伤害。机械成孔钢管地锚基础如图所示：

（四）预应力管桩基础

预应力管桩柱身承载力高，抗弯性能好。用先张法拉钢筋浇筑成型，使其拥有较强的抗压强度，主要适用于人工填土、粉砂等土质松软覆盖的地区，而且紧密耐打性能对相应的地质条件有较强的适应性。该工艺具有成熟的工艺体系，对于人力物力的消耗都较少，使用静压沉柱，环境噪音产生较少也对地形地表破坏较少，预应力管桩基础如图：

（五）钢筋混凝土独立基础

基础尺寸为0.6-1.0m，主要依靠混凝土基础和覆土自重，只适用于地基承载力高的地区，且开发土石方工程量大，步骤繁琐复杂，对施工和材料的各方面要求都较大，制力于环境情况，在雨雪等天气都无法正常开展进行，开挖和回填的难度和成本都较高，总体来说耗时多、成本高、对环境的影响也较大。

四、实际应用案例

（一）丘陵地区

在低山丘陵地区地貌中，膳食平缓，坡度较小，并有一些山间沟谷和凹地，地质条件主要是砂烁岩等岩石构造，决定了该地区的承重力和力学性质都较高。根据其实地考察的山地地形，具体呈现连绵起伏蜿蜒曲折的状态，因此，采取依山就势、顺坡布置的方式设置光伏发电装置。而因为蜿蜒的角度和防线都不一样，需要控制光热板的朝向偏角，确保其能最高效的吸收太阳光和热能。如何控制其铺设角度和倾角，都取决于基础桩的建设，需要通过基础桩的高低差来控制角度的形成，这就需要根据现实状况实时调节基础桩的高度，实现可调节性和灵活性。本工程的地质为坚硬的片岩和砂烁岩，难以用人工进行挖掘， 需要采取机械挖掘的方式，用机械成孔的方式打孔，而因为机械钻孔条件的有效性，直径过大的孔口会相当程度的影响事故效率和难度。并且机械钻孔需要对工作区域的角度有一定的要求，该丘陵地区的坡度为5-20，满足施工要求，所以在此地形下采取机械成孔钢管地锚基础。

（二）浅水地区

项目处于渔场中，施工范围基本为坑塘水面，要在这种地形中架设光伏电站，基础桩的工艺要求和施工难度较大。该类区域属于冲沟地锚，地面较为平坦，基础柱中所需用到的混凝土和钢筋都会被地表水微量腐蚀。在施工过程中，将鱼塘中的水全部排干之后进行地基清理工作。在清理取样分析时发现鱼塘底部土层的主要组成部分是淤泥和粉质黏土，地质过于松软且承载力不足，人工挖孔桩等基础桩都难以适用其条件。并且渔场地势较低，建造时为满足养殖和蓄水条件将排水条件设计的较差，导致现场浇筑方的不可行，综合研究之后决定采用高强预应力管桩基础桩。该基础桩的特性决定了其适应力强，而基础桩的长度可以根据实地考察和架设的地点逐步调整和搭配，能够保证在这种地势不平坦的地方假设出平坦美观且适用的光伏电站。

参考文献：

1. 明小燕, 奚泉, 周毅. 锚杆灌注桩基础在山地光伏电站光伏支架基础中的应用研究[J]. 太阳能, 2021(1):5.

2. 徐惠. 水上桩基固定式光伏电站雷电防护技术研究及应用[J]. 安装, 2020(6):3.

3. 赵海军. 山地农光互补光伏发电安装工程施工技术研究[J]. 山西建筑, 2021, 47(15):3.

4. 高飞. 阿尔及利亚光伏电站项目基础桩型选择分析[J]. 2022(15).

作者简介：马浩荡 1987年12月 男 安徽省临泉县 汉 本科 工程师 湖南湘安新能源科技有限公司 研究方向:建筑工程