馬金花

（甘肅水利機械化工程公司,甘肅蘭州730600）

格爾木光伏電站工程支架基礎(chǔ)方案的思考

馬金花

（甘肅水利機械化工程公司,甘肅蘭州730600）

隨著我國新能源風(fēng)電場、太陽能光伏電站建設(shè)高峰的到來，面對競爭日益激烈、利潤逐漸透明的行業(yè)市場，本文論述了加強精細管理，以高效適宜的科學(xué)技術(shù)手段和施工方案提高效率，保障施工綜合效益，以實現(xiàn)預(yù)期的質(zhì)量安全和進度目標，為企業(yè)保本盈利、創(chuàng)效雙贏的措施策略。

小型灌注樁基礎(chǔ)施工方案；比較；應(yīng)用

1.前言

小型灌注樁基礎(chǔ)作為光伏電站基礎(chǔ)設(shè)施項目中的主要工程內(nèi)容，因工序少、數(shù)量多、占合同金額比例大，成為我們控制的一個主要內(nèi)容。光伏電站基礎(chǔ)有很多種類型，常采用的有：獨立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、灌注樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。質(zhì)量求生存，進度是效益，如何因地制宜的選定一套經(jīng)濟、適宜滿足施工質(zhì)量和安全要求的方案，實現(xiàn)預(yù)期目標，已成為我們應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，堅持科學(xué)發(fā)展觀，以提高先進生產(chǎn)力來增強企業(yè)競爭能力的關(guān)鍵。

2.工程概況

青海格爾木光伏電站擬建在青海省格爾木市。距格爾木市區(qū)約35km，距西寧市約800km。青海格爾木光伏電站工程總裝機容量為200MWp，工程的主要任務(wù)是發(fā)電。場址區(qū)位于格爾木市城東北約35km處，109國道以北，場址海拔高程在2780m左右。場址區(qū)地形開闊、地勢較為平坦、地面植被稀少，輻射量大，有利于大型光伏電站布置。場址區(qū)附近公路發(fā)達，109國道及青藏鐵路在附近交匯，交通便利，運輸方便。

第Ⅴ標段的土建施工，主要工程項目有25MWp電站的電池陣列、逆變器室、箱式變、電纜溝、場區(qū)道路等。支架基礎(chǔ)有獨立基礎(chǔ)或灌注樁兩種方案，工程量為42914個，灌注樁幾何尺寸為直徑0.25米的圓柱體，灌注樁柱長約為1.6米，獨立基礎(chǔ)為0.6米×0.6米×0.3米放大基礎(chǔ)，上為直徑0.3米高不小于1.2米圓柱體，由于地基持力層位于地表1米以下，所以獨立基礎(chǔ)埋深不小于1米。

3.施工難度及科學(xué)管理組織

3.1 施工難度分析

本工程電池組件支架基礎(chǔ)數(shù)量大，工期短，施工區(qū)位于沙漠區(qū)，材料運輸困難，環(huán)境艱苦。

a光伏電站的施工材料設(shè)備人員組織。光伏電站施工期間，大量的施工機械、人員、材料進入施工現(xiàn)場，如何確保施工正常進行，難度較大。在施工現(xiàn)場布置階段，充分考慮在強化人員、機械管理，車輛管理等方面設(shè)立專門的管理機構(gòu)，及時與工程部門溝通，及時了解人、材、機對施工影響的反饋，并及時調(diào)整。

b工期要求緊、質(zhì)量要求高。本工程建設(shè)開工日期為2011年6月15日，土建工程竣工日期為2011年8月15日，工期只有60天，工期較短。本工程為電力建設(shè)項目，技術(shù)、質(zhì)量要求高，影響進度的因素多，在規(guī)定的工期內(nèi)高質(zhì)量完成本工程難度較大。

c混凝土樁基礎(chǔ)工程量大。本工程光伏電池組件支架基礎(chǔ)多，砼工程量大，砼澆筑分散，需要投入大量的機械、材料和勞動力，利用公司各方面的資源，合理組織施工，確保工程按期竣工。

3.2 施工重點

根據(jù)本項目工程工期目標要求以及工程的施工特點，將電池組件支架基礎(chǔ)開挖、混凝土拌合入倉工程作為本工程的重點項目，在施工部署中進行重點考慮。

3.3 確定光伏電站基礎(chǔ)形式的前提

在保證質(zhì)量安全的前提下，進度就是效益，盡可能保證在發(fā)揮所用開挖機具價值和工效的前提下動態(tài)管理，合理應(yīng)用龍頭設(shè)備與其協(xié)作資源的系統(tǒng)聯(lián)動價值，保證高效實施光伏電站基礎(chǔ)施工。

目前建筑工程相對工期緊、任務(wù)重，不可預(yù)測的干擾因素多，工程環(huán)境地處沙漠，風(fēng)沙大且蚊子比較多，必須以“顧客滿意”為前提，圍繞建設(shè)單位要求目標實施，不斷修整進度計劃安排，通過工藝、技術(shù)手段提高企業(yè)競爭能力，贏得市場。

4.本工程光伏電站基礎(chǔ)形式的比較與應(yīng)用

由于鋼結(jié)構(gòu)，即鋼管直接嵌入地下，原地基為沙漠沙土，達不到錨固摩擦設(shè)計要求，故此方式直接取消。原計劃采用大開挖獨立基礎(chǔ)施工為主，以部分地方實行小型灌注樁基礎(chǔ)為輔的方法。本工程面積大，基礎(chǔ)數(shù)量多，在考慮建設(shè)單位對總工期目標的要求和實際影響因素后，計劃對兩種方式進行試驗對比。

4.1 大開挖獨立基礎(chǔ)施工方案

4.1.1 獨立基礎(chǔ)施工工藝流程

測量放線——土方開挖——支架基礎(chǔ)制作（鋼筋制安、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護）——基礎(chǔ)回填4.1.2 施工測量

施工測量分為四級測量，一級測量控制陣列，二級測量控制方陣，三級測量控制子方陣支架單元，四級控制單個支架基礎(chǔ)，主要控制項目為支架基礎(chǔ)的軸線和高程。

4.1.3 土方開挖

待測量控制軸線確定后，進行土方基礎(chǔ)開挖，土方開挖以反鏟挖掘機開挖為主，ZL50裝載機配合，以組串作為開挖單元，進行條形開挖，開挖完成的基礎(chǔ)其壓實度符合要求。

4.1.4 支架基礎(chǔ)制作

基礎(chǔ)開挖完成后，進行定位放線，確定其支架基礎(chǔ)位置（軸線、高程）。

4.1.5 強度分析

土方開挖，每8個基礎(chǔ)為一組，設(shè)計要求這8個樁的樁頂必須在同一高程，且埋深不小于1米，樁總數(shù)量42624個。開挖工程量，獨立基礎(chǔ)鋼筋混凝土設(shè)計尺寸為0.6米×0.6米×0.3米放大基礎(chǔ)，上為直徑0.3米高不小于1.2米圓柱體，由于地基持力層位于地表1米以下，所以獨立基礎(chǔ)埋深不小于1米。故每樁C25混凝土為0.157m3，鋼筋7.252kg，樁頂預(yù)埋鋼板1.413kg；總量為6692m3，309.109t，樁頂預(yù)埋鋼板60.228t，土方開挖量106560m3，土方回填量106560m3。

4.2 灌注樁基礎(chǔ)施工

4.2.1 施工測量

施工測量分為四級測量，一級測量控制陣列，二級測量控制方陣，三級測量控制支架單元，四級控制單個支架基礎(chǔ)，主要控制項目為支架基礎(chǔ)的軸線和高程。

廈門港進港方向集裝箱船舶分布統(tǒng)計見圖8，廈門港出港方向集裝箱船舶分布統(tǒng)計見圖9。設(shè)置完成后，由MATLAB軟件運行進行計算。

4.2.2 土建工程特點

場址區(qū)地層至上而下分為2層，上部為粉質(zhì)細沙層，位于季節(jié)性凍土帶內(nèi)，含水量較小，季節(jié)性凍土對建筑物影響不大，由于該層結(jié)構(gòu)松散到密室，經(jīng)過灑水碾壓可以達到密實，成孔條件好，所以選為灌注樁基礎(chǔ)。

4.2.3 設(shè)備支架基礎(chǔ)施工工藝

由于工程地質(zhì)成孔條件較好，支架柱基礎(chǔ)采用灌注樁基礎(chǔ)形式，結(jié)構(gòu)簡單，施工工藝為：測量放線——挖孔機成孔——下護壁筒—安裝鋼筋籠——灌注樁澆筑——安裝模板——地面砼澆筑——預(yù)埋件安裝——高程、主線復(fù)測——密封養(yǎng)護。

4.2.4 土方開挖

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，表面為20—50cm的松散沙粒，根據(jù)圖紙?zhí)峁┑母叱淌紫仁┕銎剑_到設(shè)計要求的高程后，對整個施工面進行灑水浸潤，使地基達到成孔條件。

支架基礎(chǔ)開挖主要采用機械挖孔，人工修補為輔。

4.2.5 強度分析

本工程采用樁基礎(chǔ)時工程量如下：（以25MWp為單位計算）

土方開挖，每8個基礎(chǔ)為一組，設(shè)計要求這8個樁的樁頂必須在同一高程，且埋深不小于1米，樁總數(shù)量42624個。開挖工程量，灌注樁鋼筋混凝土設(shè)計尺寸為直徑0.25米高不小于1.2米圓柱體，由于地基持力層位于地表1米以下，所以基礎(chǔ)嵌入深度不小于1米。故每樁C25混凝土為0.079m3，鋼筋7.848kg，樁頂預(yù)埋鋼板1.413kg；總量為3367.3m3，334.513t，樁頂預(yù)埋鋼板60.228t，土方開挖量3367.3m3。

根據(jù)現(xiàn)場比較施工，由于地處沙漠，地下施工部分均為粉質(zhì)沙礫，方案一的缺陷主要在于開挖工程量大，而工地場地狹小，不利于運輸混凝土設(shè)備行走，澆筑完成后還要回填，易發(fā)生樁位偏移；且混凝土工程量比較大，增大成本費用；使用模板數(shù)量相應(yīng)增大。方案二的缺陷主要在于如果地質(zhì)發(fā)生變化，沙礫顆粒稍有增大就不利于挖坑機施工運轉(zhuǎn)。通過在現(xiàn)場試驗實地操作，確定地質(zhì)變化不大，不影響整體施工，主要挖孔機為河北廊坊的打孔機，機型WL-40A/B/c，（汽油發(fā)動機型號1E40F-3，排量41.5ml，最大功率1.25KW，最大轉(zhuǎn)速7000/分鐘，每千瓦時燃油最大消耗量610g），孔徑25cm，可鉆進深度1.2m，根據(jù)現(xiàn)場試驗功率較小，鉆進速度較慢，成孔時間為10分鐘，成孔較好，跟廠家聯(lián)系，加大汽油機的功率，提高鉆孔速度，在孔深大于1.2米時，人工用洛陽鏟開挖，對于偏空采取人工修補，保證灌注樁樁心的垂直度。

根據(jù)比對，最后選用方案二。

基礎(chǔ)開挖強度計算

根據(jù)以上工程量和地質(zhì)條件，以人工配合機械進行挖孔，其施工機械、人員強度計算如下：

○1機械數(shù)量。根據(jù)工期要求，平均每天需開挖完成42624÷55=775個孔，考慮不可預(yù)見因素的影響，按每天成孔800個孔計。根據(jù)現(xiàn)場實際挖孔情況，每臺WL-40A/B/c挖孔機成孔需15分鐘（包括挖孔機定位、鉆孔及移動），每臺挖孔機每天工作10小時，累計挖孔10× 60÷15=40個，如果完成800個孔，需要800/40=20臺挖孔機，為了保證施工足夠強度，將配置25臺挖孔機。

○2挖孔人工數(shù)量。按照每臺挖孔機配置4人進行施工，每天2班，其需配置20×4×2=160人。下護壁管、修孔單班配置15人，總?cè)藬?shù)為：15×2=30人

○3砼拌合、鋼筋制安、鋼板制安等工序按照常規(guī)配置。

5.結(jié)語

從格爾木光伏電站工程支架基礎(chǔ)方案的實施中得出以下經(jīng)驗與思考：

a、選擇運用適宜的生產(chǎn)機具可以大大提高生產(chǎn)效率、確保進度、保障綜合效益。

b、充分認知機械的運能功效，做好機具的專人維護保養(yǎng)工作。

c、動態(tài)管理，做到人與機具、機與機具間的“真空”協(xié)作，流水線作業(yè)，最大限度地提高配套機具的系統(tǒng)能效，全面提升效率。

d、改進后的挖坑機體型小，使用高效、方便移動、安全等綜合特點，減少了氣候等干擾因素所致的勞動強度增加。

整體上來說，開挖方式和基礎(chǔ)類型的選擇，通過實踐，既實現(xiàn)了施工單位的工期和利潤目標，同時也實現(xiàn)了建設(shè)單位要求的工期目標，取得了“顧客滿意”。

TK514

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1008-7508（2012）08-0034-02

2012-04-22

馬金花，女，在甘肅水利機械化工程公司從事工程管理工作，水利工程師。