浅谈混凝土灌注桩和螺旋钢桩的施工特点及质量控制

摘要：我国是太阳能资源丰富的国家，全国辐射总量在 3300～8400MJ/㎡·年之间，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000 小时，具

有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件。而山地光伏受制于天气、交通、水源等因素制约，需要寻找出更方便施工、效率更高的方案和方法。本文针对支架基础部分，以大渡河石棉竹马100MW光伏发电项目为例，浅谈一下混凝土灌注桩和螺旋钢桩的施工特点及质量控制。

关键词：混凝土灌注桩、螺旋钢桩、山地光伏、支架基础

0、引言

随着世界各国对新能源越来越重视，光伏电站越来越受到大家的关注，各国对该光伏项目的投入越来越多。因四川省地跨青藏高原、横断山脉、云贵高原、秦巴山地、四川盆地等几大地貌单元，地形复杂多样，对光伏支架基础的改进和研究也越来越有必要。

1、情况概述

大渡河石棉竹马100MW光伏发电项目位于石棉县回隆乡竹马村，项目建设规模100MW，由30个3300kW子方阵与1个1000kW方阵构成，共计230460块545Wp单晶双面双玻组件，直流侧容量125.6MWp，交流侧容量100MW。每个3300kW子方阵采用30串+253并联方案，设置11台300kW逆变器，每个逆变器接入23串，逆变器输入功率4136.55kWp，输出功率3300kW，容配比1.25。1000kW子方阵采用30串+69并联方案，设置4台300kW逆变器，每个逆变器接入23串，逆变器输入功率1504.2kW，输出功率1200kW，容配比1.25，光伏所发电能经35kV美式箱变升压后通过35kV电缆集电线路输送至新建的110kV升压站。

如图1所示，本项目光伏组件为2x15竖向布置，光伏组件倾角28°，桩基基础分为前桩和后桩。本项目的支架基础选用混凝土灌注桩（φ76mm）和螺旋钢桩（φ76mm），其中螺旋钢桩占比80%以上。通过对比本项目支架基础的施工情况，浅谈一下混凝土灌注桩和螺旋桩的施工特点和质量控制。

2、混凝土灌注桩施工特点及质量控制

1）混凝土灌注桩详图如下图所示，混凝土强度等级为C30，地面以上桩长可根据地形进行细微调整，桩位放线偏差小于±10mm，同一光伏支架桩顶标高需位于同一直线上。在施工过程中，需要严格控制基础施工质量，尤其对风口及子方阵外缘处的桩基，要加强施工质量控制。钻进过程中应随时清理孔口积土，成孔达到设计深度后孔口应及时保护，混凝土灌注前应再次测量孔深，孔内虚土厚度不应超过20mm，确保桩端深入持力层深度。

2）桩基检测要求

桩基础质量检验应符合《太阳能电站支架基础技术规范》。前桩桩基设计抗压承载力特征值为12.363kN，抗拔承载力特征值为10.684kN，水平承载力特征值为3.22kN；后桩桩基设计抗压承载力特征值为17.621kN，抗拔承载力特征值为16.755kN，水平承载力特征值为4.83kN。

3、螺旋钢桩的施工特点及质量控制

1）螺旋钢桩详图如图3所示，钢桩的规格尺寸为φ76x4.0，材质为Q355B，叶片规格尺寸为φ176x5.0，材质为Q355B，防腐镀层为平均厚度不小于85μm的热镀锌层。地面以上桩长可根据地形进行细微调整，桩位放线偏差小于±10mm，同一光伏支架桩顶标高需位于同一直线上。

2）成品镀锌钢管桩进入施工现场后，应按规格分类堆码整齐，并按图纸设计规格尺寸及规范要求进行抽样质量检验，并核查产品实体是否与质量检验，并核检查产品实体是否与质量证明材料相符。重点检查：直径、长度、直度、壁厚、镀锌层、螺旋叶片及焊接质量等外观质量。

3）桩基检测要求

螺旋钢桩的质量检验标准与混凝土灌注桩相同，前桩桩基设计抗压承载力特征值为12.363kN，抗拔承载力特征值为10.684kN，水平承载力特征值为3.22kN；后桩桩基设计抗压承载力特征值为17.621kN，抗拔承载力特征值为16.755kN，水平承载力特征值为4.83kN。

4、混凝土灌注桩和螺旋钢桩优势对比

1）本项目平均海拔高度基本介于 2198～3034m，冬天雨雪天气较多，常导致施工现场进场道路被雨雪阻断，天气寒冷，混凝土不易养护。相对于混凝土灌注桩，螺旋钢桩更易于施工，无需远距离运送混凝土，施工完成后亦无需混凝土养护，便于支架基础的质量控制，大大节省了工期。

2）螺旋钢桩施工效率快、无养护期，效率高，平均2分钟能完成一根螺旋钢桩的施工，螺旋钢桩安装完成后即可进行下步的支架安装工作，极大地缩短了山地光伏项目的施工工期。以大渡河石棉竹马100MW光伏发电项目为例，一个方阵约3.3MW，2530根支架基础，每台打桩机每天能完成300根桩，在理想的情况下，5台打桩机同时施工，不到2天能完成一个方阵的桩基施工。

3）混凝土灌注桩施工需要挖孔，桩基与地面接触较大，而螺旋钢桩无需挖孔，桩基直接打入地表，对植被破坏较小，最大限度地减少水土流失，更符合环保、水保的要求。

4）因山地光伏项目占地较大，不可避免会存在部分岩石层区域，螺旋钢桩无法施工，这时则需要采用混凝土灌注桩。在岩石层上钻孔，采用的合金钻头和钻孔深度都需要满足设计要求。打孔完成后采用空压机清理孔内灰尘，将钢筋笼放入孔内，然后将混凝土灌入，用震动

棒将混凝土振匀，混凝土的配合比、灌注深度需要满足设计要求。

5、结语

光伏项目是我国实现碳中和的关键手段，因我国的地势复杂，山地光伏在众多光伏项目中又占据着较大的比重。山地光伏项目一般布置在有坡度的山体上，自然坡度在0～30°之间，施工道路运输困难，且易于发生各种安全、质量事故。通过对各种光伏支架基础的研究对比，选出工期更短、更易于施工、质量更好、成本更低的支架基础施工方式，对后续的项目施工有着重要的意义，而混凝土灌注桩、螺旋钢桩的互补施工（一般情况下，混凝土灌注桩占20%，螺旋钢桩占80%），能较为有效地实现这一目的。

参考文献

[1]刘洋，李文军，浅谈螺旋桩、灌注钢管桩在山地光伏电站运用中的几点优势，水电站机电技术，2016年11月

[2]王艳国，山地光伏电站设计及施工特点，太阳能，2019年9月

作者简介

杨华培（1992-），男，广西钦州人，工程师，研究方向为工程管理

赵泽涛（1993-），男，山西晋城人，工程师，研究方向为工程管理

胡华毅（1985-），男，浙江淳安人，助理工程师，研究方向为电气及工程管理

田杏（1991-），男，重庆酉阳人，助理工程师，研究方向为电气及工程管理