农光互补光伏支架基础微孔灌注桩施工关键技术

引言

随着全球对清洁能源需求的不断增长，光伏发电作为一种绿色、可持续的能源形式，得到了广泛应用。农光互补项目将光伏发电与农业生产有机结合，实现了土地资源的高效利用，既满足了能源需求，又保障了农业生产，具有显著的经济效益和社会效益。在农光互补项目中，光伏支架基础的施工质量直接影响到光伏电站的稳定性和使用寿命，同时也对农业生产的正常开展有着重要影响。微孔灌注桩作为一种新型的基础施工技术，具有施工速度快、对环境影响小、承载能力强等优点，在农光互补光伏支架基础施工中展现出良好的应用前景。

1 工程概况

某项目位于云南省昆明市禄劝县翠华镇，场址中心距翠华镇直线距离约 6.1km ，场址距禄劝县城直线距离约 18.5km ，距昆明市中心84.7km ，距昆明长水机场 65.4km, 。场址区整体上属于中山缓坡侵蚀、剥蚀地貌，地势在南北方向上呈现南低北高。区内物理地质现象以岩体风化为主，局部存在滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象，自然山坡稳定，场地工程地质条件较好 , 但地势变化较大。项目整体交流侧装机容量200MW，直流侧为 240MWp 。光伏场区分为64 个光伏发电方阵，地面光伏支架基础采用单立柱微孔灌注桩和双立柱微孔灌注桩。光伏支架均采用固定形式，光伏组件倾角为5°和 24^∘ ，最低点离地 2.5m 。

2 农光互补光伏支架基础微孔灌注桩施工关键技术

2.1 施工前准备工作

工程队伍根据勘测结果和设计图，成立了专项小组，制定了《微孔灌注桩专项施工方案》。针对场地内超过 25^∘ °的陡坡区域，采用" 分级削坡 + 挡土墙支护 " 的方法，即采用挖土机削坡，然后采用浆砌石或混凝土修筑挡土墙，以保证工程的安全性。

对材料进行“三检一验”。采用 HRB400E 级钢筋，屈服强度⩾400MPa ，抗拉强度 ⩾540MPa ；水泥为 P.O42.5 普通硅酸盐水泥，其3 天抗压强度不低于 17.0MPa ；对砂石骨料的颗粒级配和含泥量要求较高，其中碎石的含泥量应小于 1% ，砂的细度模数为 2.3～3.0 。要对所有的物料进行自检、互检、专检和第三方复检，检验合格后才能投入后续的施工[1]。

在装备配置上，为适应各种地质情况，引进了小型旋挖钻机12 台，长螺旋钻机 8 台；配置 4 台可循环利用泥浆的泥浆净化器；6 个混凝土输送泵，保证了施工中灌注的效率。在施工之前，对所有的机械进行了全面的检查和试运转，保证每小时 3-5m 的钻井速率，以及确保泥浆泵的压力满足护壁的要求。

2.2 测量放线与桩位定位

测量人员利用 TrimbleS9 全站仪对光伏厂区布置了 16 个一级控制点和64 个二级控制点，其中间距控制在 50m 以内，建立高精度的控制网。桩位放样采用“极坐标法 + 全站仪复核”的方法，通过 CAD 提取桩位的坐标后并进行了现场放样，其测量结果的误差控制在 ±10mm 。对于坡度大于 15^∘ 的区域，可采取" 分段测设 + 高程校正" 的方法，放样完成后，用钢钉和石灰进行桩位的标记，每天进行复测，通过精准地测量放线与桩位定位，为后续钻孔施工提供准确的位置依据。

​2.3 钻孔施工技术

根据地质情况的不同，要采取不同的成孔技术。比如长螺旋钻机适用于在耕植土和粉质黏土层中进行钻孔作业，在钻孔时，钻进速率为 0.8～1.2m/min ，采用深度计数器和垂直度监控设备，保证钻孔深度达标，垂直度偏差不超过 0.5% 。在钻进强风化砂岩层之后，改用小的旋挖钻机，利用泥浆护壁法钻孔 [2]。泥浆比重要控制在 1.1～1.2g/cm³ 、黏度18~22s、砂含率不超过 2% ，采用净化器进行处理进行循环使用。

在施工中，使用钻机陀螺仪对钻孔的垂直度进行实时监测，对出现的超差处，采取“回填纠偏”的方法，将原土回填 50cm 后再进行钻孔。钻孔完成后，用测绳、探孔器和沉渣测量仪对钻孔深度、孔径及沉渣厚度进行检查，对不符合要求的孔位进行返工，以保证钻孔的质量。

2.4 钢筋笼制作与安装

钢筋笼的制作采取了“工厂内预制 + 工地拼接”的方式。钢筋工根据图纸进行下料，采用滚焊机将 14mm 的主筋和 8mm 的箍筋进行单侧搭接焊连接，焊缝的厚度大于主筋直径的 30% 。焊接完成后，要对其进行检测，确保焊接质量合格。如发现不合格，需进行返工，再进行二次检测，直至完全合格。

在安装过程中，使用25t 吊“三点吊装法”，并在顶端设置扶正器，以保证钢筋笼与桩孔的中心偏差不超过 20mm ，水准仪监测笼顶标高误差 ±30mm^[3] 。为了保证保护层的厚度，提高桩与土的结合能力，施工人员还在钢筋的主筋的周围，按 2m 的间距设置4 个高强混凝土垫块。

2.5 混凝土灌注施工

混凝土采用 C30 商品混凝土，严格控制配合比：水泥 380kg/m³ 、粉煤灰 80kg/m³ 、砂率 42% 、水胶比 0.45 。搅拌站逐车检测坍落度，控制在 180±20mm ，17 车不合格混凝土退回处理。

灌注采用导管法， 250mm 钢导管使用前经水密性与抗拉试验。灌注时导管底口距孔底 30～50cm ，埋深保持 2～6m ，遵循“勤提勤拆”原则。接近设计标高时，水准仪监测灌注高度，超灌 0.8～1.0m ，混凝土充盈系数由1.1 提升至1.15，保障桩体密实。

2.6 后注浆加固

在混凝土灌注 7 天后，再进行灌浆。2 个 Φ25mm 的 PVC 灌浆管道在钢筋笼中堆成排列，并在其下方设置了单向阀。选用 P.O42.5 水泥浆，水灰比为 0.5~0.6，以“间歇注浆”方式进行灌浆，初压为 1～2MPa ，结束时为 3～4MPa 。在灌注量达到设计的 80% ，并且结束压力持续维持3min 后停止灌注，如此可以提升单桩的承载力。

2.7 养护与检测

混凝土灌注完成后，及时对桩体进行养护。桩头采取“塑料薄膜 + 土工布”双重湿润养护，确保混凝土强度正常增长。每天由专人浇水3～4次，持续14 天。养护期满后，对微孔灌注桩进行质量检测。要通过“低应变法 + 静载荷测试”的方法，对桩身进行质量检测。对检测不合格的桩体，及时采取补救措施，确保桩体质量满足设计要求。

3 结语

在昆明市禄劝县项目中，微孔灌注桩施工技术实现了工程质量与土地保护的平衡。施工过程通过工艺优化，减少 70% 耕作层扰动，单桩成本降低 15% ，承载性能显著提升。但复杂地质下钻孔效率波动、注浆参数优化等问题仍需关注。未来应加强智能化监测应用，推动该技术在农光互补项目中更高效发展，助力能源与农业协同进步。

参考文献

[1] 郭永锋 , 闫云峰 . 山地光伏项目中微孔灌注桩施工质量控制措施 [J]. 山西建筑 ,2016,42(26):116-117.

[2] 郭敏敏 , 蒋昊楠 . 山地光伏微孔灌注桩基础质量控制技术研究[J]. 红水河 ,2024,43(4):86-89..

[3] 钱羿臻 . 高海拔地区光伏支架微孔灌注桩基础快速施工工艺研究 [J]. 江西建材 ,2024(6):200-202.

中建八局科技研发立项项目(2024-3-21)