光伏电站组件支架基础灌注桩施工技术和质量控制

摘要：桩基是光伏电站组件支架基础极为重要的结构体系，灌注桩是桩基础中采用最多的桩基类型之一，它具有沙地成孔难、效率低、隐蔽性强、灌注桩定位精度控制难、质量难以保证等特点。因此在施工的过程中一定要熟练掌握施工技术，以此确保工程的质量。

关键词：灌注桩；施工技术；质量控制

1 施工工艺、技术要点

1.1 施工准备

1.1.1 场地平整

造孔设备进场前必须先对施工场地进行清理、平整，以便于设备进场就位及必要的测量、放线工作，该项工作一般在进场前均由业主方完成，即所谓的“三通一平”。

1.1.2 桩位放线

在工程开工前，首先根据设计图纸提供的坐标用全站仪放出每个组件支架基础的平面位置和高程控制点，将其向两侧引出50cm。然后采用挂铅丝控制每个组件支架基础的纵横轴线，水准仪控制每个组件支架基础的高程。

1.1.3 造孔设备就位

根据施工现场的地质条件选用造孔设备，如果施工现场为荒漠沙地，可采用采用汽油机驱动螺旋钻，如施工现场地质结构较为坚硬，可选用大型机械造孔设备。造孔设备就位后，必须保证造孔平台平稳，并对桩心进行复核，确保桩中心准确无误后，调整造孔设备使中心与桩中心一致，并对水平和垂直度进行复核。

1.2 造孔

1.2.1 准备

为了避免在沙地中造孔出现塌孔，在造孔前1小时对孔周围进行浸水，保证砂土湿润固结，以便增加成孔率。

1.2.2 造孔

造孔时将钻头的中心对准孔心，用垂球分别从不同的角度控制钻机的垂直度。待钻机校正垂直后，开始造孔。造孔过程中要严格控制其垂直度和深度，如发现孔斜或孔偏，及时进行校正，必要时进行扩孔。如采用手扶式汽油机螺旋钻机造一个孔平均用时约为2min，如采用大型造孔设备，由于其就位相对较为困难，故造孔时间约为3min。在地质条件允许的情况下，建议选用手扶式汽油机螺旋钻机，2人操作1台手扶式汽油机螺旋钻机造孔日完成200根以上，如此约15人每天可完成1MWp光伏电站组件基础造孔工作。另外钻机造孔时对钻出的砂土应远离孔边，避免钻杆提出后周围砂土受震动影响塌入孔内，造成孔深不够。

1.2.3 清孔

桩孔钻至设计深度后，采用改装的人工清孔装置进行清孔，确保设计深度，并对孔底洒水湿重，同时下放套管并对该孔孔顶进行防护，避免风沙飞扬影响孔深，造成后期浇筑再次清孔。。

1.3 钢筋笼制安

钢筋笼制作前首先要检查钢材的出厂合格证书，对钢筋的材质进行物理力学性能试验和焊接质量试验。钢筋笼制安重点控制如下环节：首先，要对现场加工的钢筋笼进行逐节检查，重点检查主筋、螺旋筋的直径、长度、规格、数量和间距等必须符合设计要求；其次，钢筋笼采用小型工程车自钢筋加工厂拉运至现场，拉运过程中必须保证钢筋笼不受损伤变形，且在安装钢筋笼时应对钢筋笼二次检查，如发现钢筋笼变形，应进行现场调整；均符合要求后，钢筋笼由人工放入孔，避免碰撞孔壁，如遇阻碍，应立即查明原因，严禁强行冲击下放。钢筋笼安装位置应保证距离护壁套管2.5cm，如在浇筑过程中发现钢筋笼安装位置有偏移现象，应在浇筑过程中及时进行人工调整。

1.4 混凝土浇筑

1.4.1原材料控制

组件支架基础混凝土所用水泥为普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5MP，水泥应有生产厂家的出厂质量证明书以及28天强度证明书，过期或受潮结块的水泥不得使用；粗骨料的最大粒径不应超过钢筋净间距的2/3，组件支架基础混凝土采用的粗骨料最大粒径不宜大于40mm；细骨料采用中砂（F.M=3.0-2.3）；粗细骨料的质量应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53-1992和《普通混凝土用砂质量标准检验方法》JGJ52-1992的规定；混凝土拌和与养护的用水必须满足饮用水标准。水质符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-1989中的规定。

1.4.2混凝土拌和

混凝土采用不小于JS350型的拌合机集中拌制，拌和现场必须有经检验合格的称量器具，拌制时严格按照试验室已批复使用的施工配合比进行拌制，重点控制好混凝土中四种材料用量之间三个对比关系（水灰比、砂率和骨浆比）。拌制时间控制在3分钟左右，保证混凝土质量中的各项技术指标。

1.4.3混凝土浇筑

组件支架灌注桩基础的混凝土采用拔管法浇筑方法，即地下部分混凝土充分振捣浇筑完毕后再行拔套管，确保地下灌注桩混凝土始终在套管里连续进行浇筑。地面外漏部分的桩柱采用壁厚不小于3mm的硬质PVC管做为模板继续进行浇筑，模板均为一次性投入，不允许周转。

混凝土浇筑时每层铺料厚度控制在30cm以内；振捣采用φ30软轴插入式振捣器振捣，振捣时要求插入下层混凝土深度不小于5cm，且保证振捣深度达到孔底。振捣时间控制在15s-20s，振捣按要求快插慢拔。不允许有漏振和过振现象出现，以免降低混凝土强度，影响混凝土质量。组件基础灌注桩浇筑完成后，必须及时进行轴线及标高的复测，若发现超标，立即进行处理。

1.4.4养护

组件支架灌注桩混凝土浇筑完毕后，6—18小时开始养护，高温季节根据混凝土凝固程度可提前1-2小时。为避免太阳光暴晒，采用塑料薄膜覆盖混凝土表面，并安排专人洒水养护，使混凝土表面经常保持湿润。

2 典型质量事故及控制措施

2.1 变径

变径一般指局部桩身直径大于设计要求。针对这一问题成孔时，首先应保证定位准确、造孔时应平衡稳定，提高成孔率，避免因定位误差、造孔装置不稳的原因造成孔径的增大。

2. 2 钢筋笼下降

在混凝土施工过程中钢筋笼下降现象时常出现，下降后将导致钢筋笼实际入桩长度达不到设计要求，使桩身水平抗剪能力降低。针对这一情况浇筑混凝土过程中，应注意严格控制钢筋埋深，安排1名施工人员，在浇筑过程中控制钢筋笼的位置，如因混凝土的注入导致钢筋笼的下降，应在振捣过程中，将钢筋笼缓慢提升至设计位置，保证钢筋笼的位置符合设计要求。

2.3 断桩

桩身混凝土不连续，中间被泥沙填充，导致桩身混凝土间断，严重影响桩身整体性，降低承载能力。针对这一情况，首先应注意钢筋笼下放过程中，破坏孔壁的结构，确保孔壁的稳定；其次在浇筑前应根据灌注桩设计规格制作导管（套管），混凝土的浇筑同导管（套管）的提升相协调，提升导管要准确可靠，应由专人负责随时观察导管埋深及管内外混凝土面的高差，并严格遵守操作规程，保证导管不被提出混凝土灌注面。混凝土浇筑过程应该连贯。

3 结 语

桩基是光伏电站组件支架基础极为重要的结构体系，灌注桩是桩基础中采用最多的桩基类型之一，它具有沙地成孔难、效率低、隐蔽性强、灌注桩定位精度控制难、质量难以保证等特点。因此在施工的过程中一定要熟练掌握施工技术，确保工程的质量。

参考文献：

[1] 中国建筑科学研究院. JGJ 94—2008 建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] 吴君清. 超长钻孔灌注桩的施工方法及质量控制[J]. 福建建设科技，2005（ 2） ：9.

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