复杂地层光伏支架灌注桩基础施工技术

复杂地层光伏支架灌注桩基础施工技术

任亮

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

摘要：本文介绍了复杂地层光伏支架灌注桩基础施工技术的关键步骤和要点。涵盖了地面准备、钻孔与灌注、桩顶水平调整以及质量控制与安全管理等多个方面。详细讨论了在复杂地质条件下，如何选择合适的桩类型、实施有效的桩顶水平调整，并强调了施工质量检查和安全管理在工程实施中的重要性。通过系统的施工流程和全面的质量与安全管理，本文旨在为复杂地层光伏支架灌注桩基础的顺利施工提供指导。

关键词：光伏支架；桩基础施工；施工技术

引言：随着光伏发电技术的迅速发展，光伏支架的基础建设成为确保光伏系统长期稳定运行的关键因素之一。然而，在复杂地层条件下，如软土、岩石地层等，基础施工面临着一系列挑战。本文旨在探讨在复杂地质条件下，特别是光伏支架灌注桩基础施工技术的关键步骤和要点。地面准备是基础施工的起始阶段，涉及地面清理、平整和基准线标定等步骤。接着，在钻孔与灌注阶段，桩的类型选择、灌浆材料的选用成为关键决策，直接影响基础的稳固性。桩顶水平调整阶段，实时监测与调整以及高度与水平度的控制成为保障基础准确性的重要手段。最后，质量控制与安全管理涵盖了桩的质量验收标准、监测与记录，以及施工现场安全措施和紧急情况处理流程等方面。通过全面讨论这些关键步骤，本文旨在为复杂地层光伏支架灌注桩基础的施工提供清晰的指导，确保基础在复杂地质条件下能够安全、稳固地支持光伏设备的运行。

一、复杂地层对基础施工的挑战

在复杂地层条件下进行光伏支架灌注桩基础施工面临着一系列挑战。地层的复杂性主要体现在地质特征的多样性，包括但不限于土壤类型、地下水位和地下岩层的分布。这些因素使得基础施工过程更为复杂和具有挑战性。地质勘测需要准确地了解地下情况，以便合理评估基础承载力。复杂地层可能导致地下水位波动较大，需要更加细致的水文地质调查，以确保基础设计满足实际工程需求。灌注桩的设计与选型要考虑地层的多样性。不同类型的地层可能需要采用不同的桩型和尺寸，以满足光伏支架的承载需求。这需要在设计阶段对地质特征有深入的认识，以确保选择合适的灌注桩方案。施工过程中，复杂地层对钻孔和灌注过程提出了更高的要求。特殊的地质条件可能需要采用特殊的灌浆材料，并对施工现场进行更为严格的监测与控制，以确保灌注桩的质量和稳定性。

二、 灌注桩设计与选型

（一）桩的类型

在灌注桩的设计与选型中，两种常见的桩类型是钻孔灌注桩和钢管灌注桩。它们在不同的工程背景和地质条件下展现出独特的优势。它的施工过程涉及在地下形成孔洞，然后将混凝土灌注至孔洞中，形成桩体。这种桩类型适用于多种地质条件，包括软土、砂土和岩石层。由于其施工过程相对简单，钻孔灌注桩在许多工程项目中得到广泛应用。在面对需要穿越坚硬岩石层或需要更高承载能力的情况时，钢管灌注桩是一种理想选择。通过调整钢管的直径和采用不同的灌浆材料，可以根据具体的地质条件提供可靠的承载力。在实际工程中，桩的类型的选择取决于多个因素，包括地质特征、工程要求以及经济性考虑。通过仔细评估这些因素，工程师可以选择最适合特定项目需求的桩类型，确保基础在复杂地质条件下能够稳固可靠地支持结构的建设。
（二）桩的尺寸与间距

桩的尺寸首先需要根据光伏支架的负荷计算来确定。这包括考虑光伏设备、支架结构和其他附加荷载的重量。通过精确计算光伏系统的静载荷和动载荷，工程师可以确定每个桩需要承受的荷载大小，从而合理设计桩的尺寸。地层条件对桩的尺寸和间距具有直接的影响。不同地质条件下，土壤的承载能力和变形特性各异。在软土地层，可能需要更大直径的桩来提供足够的承载力，而在岩石地层，桩的设计可能更注重于对岩层的穿透和稳固性。地质勘测结果将直接指导桩的设计，确保桩足够深入到具有足够承载能力的地层。此外，地层条件也会影响桩的间距。在某些地质条件下，可能需要增加桩的密度以分担更大的荷载，而在一些较坚硬的地层中，间距可以适度增大。地层对桩的影响需要全面考虑，确保桩基础在复杂地质条件下能够充分发挥其承载和稳定的作用。因此，桩的尺寸与间距的确定需要综合考虑光伏支架的负荷计算和地层条件的影响，以确保基础在复杂地层中具有优越的稳定性和可靠性。

三、施工工艺流程

（一）地面准备

施工工艺流程的第一阶段是地面准备，该阶段的关键步骤包括地面清理与平整以及基准线的标定。1. 地面清理与平整： 在进行灌注桩基础施工之前，必须对工地进行彻底的清理与平整。清理包括清除地表上的杂物、植被和其他障碍物，确保施工区域的干净整洁。平整工作则旨在确保工地表面平坦，以便后续的施工作业。平整的地面可以提高机械设备的运行效率，确保施工过程中的稳定性和安全性。2. 基准线的标定： 在地面清理完成后，需要标定基准线，这是确保灌注桩布置准确的关键步骤。基准线通常是根据工程设计要求确定的参考线，用于确定灌注桩的位置和方向。标定基准线时，需要使用高精度的测量仪器，如全站仪或激光仪，确保基准线的准确性和可靠性。准确的基准线有助于保持整个光伏支架系统的水平度和垂直度，确保最终建造的基础符合设计要求。在地面准备阶段，精心的清理与平整以及准确的基准线标定为后续的灌注桩基础施工奠定了坚实的基础。这些步骤的仔细执行有助于提高整个施工过程的效率，并确保最终基础的稳定性和可靠性。

（二）钻孔与灌注

在光伏支架灌注桩基础施工技术的第二阶段——钻孔与灌注中，关键的两个步骤是钻孔机械的选择和灌浆材料的选用。1. 钻孔机械的选择： 钻孔机械的选择直接影响施工的效率和钻孔质量。在复杂地层条件下，应根据具体的地质特征选择合适的钻孔机械。例如，在软土地层，可能需要选择振动钻或螺旋钻，以便更好地穿越松软土壤。而在岩石地层，可能需要选择岩心钻机以确保能够有效地穿透坚硬的岩石。2. 灌浆材料的选用： 灌浆材料的选择对于灌注桩的质量至关重要。不同的地层条件和工程要求可能需要使用不同类型的灌浆材料。通过合理选择钻孔机械和灌浆材料，可以确保在复杂地层条件下实现高效且质量可控的钻孔与灌注过程。这些选择需要根据具体的地质条件、工程要求和施工经验进行综合考虑，以确保基础施工的顺利进行和最终的基础质量。
（三）桩顶水平调整

1. 实时监测与调整： 在桩顶水平调整阶段，实时监测是必不可少的。使用精密的测量设备，如全站仪或激光测距仪，对桩顶的水平度和高度进行实时监测。通过实时监测，可以及时发现任何桩顶水平度和高度偏差，以便进行及时的调整。这种实时调整能够确保整个光伏支架系统在安装过程中始终保持水平和垂直的状态，有助于提高光伏设备的性能。

2. 高度与水平度的控制： 桩顶水平调整过程中，高度和水平度的控制是关键的质量控制步骤。通过调整桩顶的高度，确保每个桩都达到设计要求的高程。同时，水平度的控制保证整个基础系统的水平面保持一致。这可以通过在桩顶使用水平仪或其他测量工具进行准确测量和调整来实现。保持桩顶在水平和垂直方向上的一致性对于后续光伏支架的安装和运行至关重要。通过实时监测与调整以及高度与水平度的精准控制，确保桩基础在施工过程中达到设计要求的水平和垂直状态。这有助于提高光伏支架的安装准确性，保障整个光伏系统的性能和稳定性。

四、质量控制与安全管理

（一）施工质量检查

在复杂地层光伏支架灌注桩基础施工技术中，质量控制是确保基础稳固可靠的关键环节。施工质量检查包括桩的质量验收标准和监测与记录两个重要方面。

1. 桩的质量验收标准： 在进行桩的质量验收时，需要制定明确的标准，以确保桩的质量符合设计和施工要求。这包括对桩的物理特性、尺寸、强度和灌浆质量等方面的检查。例如，桩的混凝土应具有足够的抗压强度，桩体应无裂缝、空洞等质量缺陷。验收标准的制定需要参考相关的国家或地区建筑规范以及工程设计文件，确保桩的质量达到可接受的水平。

2. 监测与记录： 实施监测与记录是质量控制的重要手段。通过实时监测施工过程中的关键参数，如桩的灌浆情况、桩顶高度和水平度等，可以及时发现潜在问题并进行纠正。监测数据的记录对于质量追溯和问题分析具有重要意义。建立完善的记录系统，记录施工过程中的关键数据和观测结果，为后续的质量评估提供依据。通过合理的施工质量检查，确保桩的质量符合标准，同时通过监测与记录手段实现质量的实时控制，有助于提高基础的稳定性和可靠性。这一系列的质量控制措施能够确保在复杂地层条件下的光伏支架灌注桩基础施工过程中达到设计和安全要求。
（二）安全管理

1. 施工现场安全措施： 在施工现场，应实施一系列安全措施以确保工人和设备的安全。这包括但不限于：明确标识施工区域，包括危险区域和安全通道。工人必须佩戴适当的个人防护装备，如安全帽、护目镜和防护鞋。确保使用的机械设备符合安全标准，进行定期检查和维护。监测施工现场的环境因素，如气象条件和地质情况，以及对可能的风险进行评估。

2. 紧急情况处理流程： 制定详细的紧急情况处理流程，以应对可能发生的意外事件。这包括：建立完善的应急预案，包括人员疏散、急救和紧急通讯等措施。对工地人员进行紧急情况的培训，并定期进行紧急情况演练，以提高应对突发事件的能力。确保施工现场与紧急救援部门的有效联络与通讯，以便及时获取支援。通过综合考虑安全措施和紧急情况处理流程，可以最大程度地降低施工过程中发生事故的概率，并确保在紧急情况下能够迅速、有序地采取行动，保障工作人员和工地设备的安全。安全管理的有效实施是保障复杂地层光伏支架灌注桩基础施工的重要保障。

五、结论

本文对复杂地层光伏支架灌注桩基础施工技术进行了全面而深入的探讨。通过详细讨论地面准备、钻孔与灌注、桩顶水平调整、质量控制与安全管理等多个关键步骤，本文旨在为这一特殊环境下的基础施工提供指导与启示。在地面准备阶段，通过清理与平整、基准线标定，为后续的施工奠定了坚实的基础。在钻孔与灌注阶段，选择适用的桩类型和灌浆材料成为确保基础稳固性的关键步骤。桩顶水平调整阶段通过实时监测与调整以及高度与水平度的控制，保障了光伏支架的安装准确性。质量控制与安全管理方面，制定桩的质量验收标准、实施监测与记录，并加强施工现场安全措施与紧急情况处理流程，是确保施工质量与工人安全的关键环节。通过这些措施的有机组合，我们可以有效地克服复杂地质条件带来的挑战，确保光伏支架灌注桩基础在安全、可靠的状态下投入运行。未来的工程实践中，可以根据具体项目的特点和地质条件进行灵活调整，以进一步优化施工流程，提高光伏系统的性能和稳定性。复杂地层光伏支架灌注桩基础施工技术的不断完善和创新将为可再生能源领域的可持续发展提供坚实的支持。

参考文献：

[1]李江渭,何铠岐,甘子牛等. 光伏支架微型灌注桩基础采用中美规范设计对比分析 [J]. 电力勘测设计, 2021, (S2): 45-49.

[2]吴龙生,关永明,石亚. 山地光伏支架基础灌注桩适应性选择探讨 [J]. 粘接, 2021, 48 (11): 145-148+153.

[3]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, (01): 73-77.

[4]买发军. 高强灌浆料在微孔锚杆灌注桩基础中的应用 [J]. 太阳能, 2018, (03): 60-61+59.

[5]林建宝,沈道军,罗易. 光伏灌注桩基础核算 [J]. 太阳能, 2016, (08): 49-51+61.