收稿日期：2023-12-02

基金項(xiàng)目：中國(guó)水利水電第九工程局有限公司“西藏超高海拔牧光互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究”（SDKJ-2023/03-02）

通信作者：金愛(ài)云（1994—），男，博士、工程師，主要從事水利水電工程施工技術(shù)方面的研究。731387969@qq.com

DOI： 10.19911/j.1003-0417.tyn20231202.01 文章編號(hào)：1003-0417（2024）02-17-12

摘 要：西藏自治區(qū)超高海拔牧區(qū)的氣候環(huán)境、地質(zhì)條件、環(huán)保要求等與內(nèi)地的不同，因此在此類(lèi)地區(qū)建設(shè)光伏電站時(shí)，光伏支架樁基礎(chǔ)施工時(shí)需要考慮的因素，以及設(shè)備、材料等的選擇也存在很大差異。以西藏山南曲松羅布沙850 MW牧光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目中光伏支架樁基礎(chǔ)的施工為例，對(duì)西藏自治區(qū)超高海拔牧區(qū)光伏支架樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量控制開(kāi)展研究。首先結(jié)合項(xiàng)目所在地的地質(zhì)條件和環(huán)保要求，選擇出最合適的樁基礎(chǔ)類(lèi)型；其次對(duì)光伏場(chǎng)區(qū)內(nèi)3種施工設(shè)備的施工效率、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、環(huán)保性進(jìn)行了比較；最后通過(guò)嚴(yán)格落實(shí)施工工藝及采用鋼絲繩定位的方式確保了樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。研究結(jié)果表明：此類(lèi)地區(qū)的光伏支架樁基礎(chǔ)采用“以螺旋鋼樁基礎(chǔ)為主、微孔灌注樁基礎(chǔ)為輔”的方案，能同時(shí)滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)、施工效率和力學(xué)性能的要求；為確保施工進(jìn)度，施工設(shè)備可選擇240型普通挖改鉆機(jī)；介紹的螺旋鋼樁基礎(chǔ)和微孔灌注樁基礎(chǔ)的施工工藝及施工質(zhì)量控制措施效率高、效果明顯，能確保樁基礎(chǔ)施工后的力學(xué)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。研究結(jié)果為其他同類(lèi)型光伏發(fā)電項(xiàng)目樁基礎(chǔ)的施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電項(xiàng)目；光伏支架；樁基礎(chǔ)；超高海拔牧區(qū)；施工質(zhì)量；螺旋鋼樁；微孔灌注樁

中圖分類(lèi)號(hào)：TM615/TU744 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0" 引言

太陽(yáng)能屬于清潔能源，而光伏發(fā)電是其主要利用方式之一。光伏電站與傳統(tǒng)水電站和火電站相比，在施工環(huán)保性、項(xiàng)目建設(shè)周期和能量轉(zhuǎn)化率等方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，修建光伏電站、大規(guī)模利用太陽(yáng)能是實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要途徑[1]。西藏自治區(qū)作為中國(guó)清潔能源最豐富地區(qū)之一，除擁有豐富的水能資源外，其太陽(yáng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量高達(dá)7億kW，年日照時(shí)數(shù)高達(dá)2900～3400 h，年太陽(yáng)總輻射量在4820～8400 MJ/m2之間；再加上該地區(qū)地廣人稀，具備大規(guī)模修建光伏電站的優(yōu)勢(shì)條件。然而，在光伏電站建設(shè)的實(shí)際施工中通常面臨以下幾方面的困難：

1）合適的光伏電站選址區(qū)域大多位于海拔3000 m以上的山頂牧區(qū)，海拔高，屬于高寒氣候條件，冬歇期長(zhǎng)，冬季草地受凍無(wú)法進(jìn)行光伏支架樁基礎(chǔ)的施工，因此全年可施工時(shí)間短；

2）由于山頂牧區(qū)的生態(tài)環(huán)境脆弱，因此施工中不能對(duì)地表植被造成嚴(yán)重破壞，對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求極高；

3）由于氣候環(huán)境惡劣，人工降效嚴(yán)重，必須從各方面采取措施來(lái)提升施工效率，提高施工質(zhì)量，避免頻繁返工，以確保工期目標(biāo)按時(shí)完成。

在光伏電站建設(shè)過(guò)程中，光伏支架樁基礎(chǔ)的施工是最先進(jìn)行的施工作業(yè)，其施工進(jìn)度和質(zhì)量直接關(guān)系到后期光伏支架與光伏組件安裝能否順利進(jìn)行，因此，選擇合適的光伏支架樁基礎(chǔ)類(lèi)型、施工機(jī)械設(shè)備，并采取有效的施工質(zhì)量控制措施顯得至關(guān)重要[2]?；诖?，本文以西藏山南曲松羅布沙850 MW牧光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目（下文簡(jiǎn)稱(chēng)為“羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目”）中光伏支架樁基礎(chǔ)的施工為例，對(duì)西藏自治區(qū)超高海拔牧區(qū)光伏支架樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量控制開(kāi)展研究。首先，結(jié)合項(xiàng)目所在地的地質(zhì)條件和環(huán)保要求，選擇出最合適的樁基礎(chǔ)類(lèi)型；其次，對(duì)光伏場(chǎng)區(qū)內(nèi)3種施工設(shè)備的施工效率、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、環(huán)保性進(jìn)行比較；最后，通過(guò)嚴(yán)格落實(shí)施工工藝及采用鋼絲繩定位的方式確保樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

1" 工程概況

1.1" 工程簡(jiǎn)介

羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目位于西藏自治區(qū)山南市曲松縣北面，距離曲松縣城約6～8 km，位于S306省道北側(cè)約8 km處，場(chǎng)區(qū)中有鄉(xiāng)道穿過(guò)，交通較為便利，具備較好的場(chǎng)地和運(yùn)輸條件。該項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)中心的地理坐標(biāo)為29°17′N(xiāo)、92°20′E，場(chǎng)區(qū)海拔高度為4400～4800 m，地形坡度以10°～30°為主，屬于山地地貌。

該項(xiàng)目擬分4期建設(shè)，其中1期建設(shè)規(guī)模為200 MW，分兩個(gè)標(biāo)段（即I標(biāo)段和II標(biāo)段），共包含64個(gè)3.15 MW光伏方陣，1期已于2023年6月開(kāi)工，計(jì)劃于2024年6月底完工。

1.2" 氣象水文和工程地質(zhì)條件

羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目的場(chǎng)區(qū)位于超高海拔的山頂牧區(qū)，氣候特征為：

1）屬于高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，冬季、春季常刮大風(fēng)，最大風(fēng)力可達(dá)7級(jí)；

2）夏季雨水集中，降水多集中在夜間，年均降水量為470 mm；

3）高海拔導(dǎo)致太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，早晚溫差較大；

4）光照充足，年日照時(shí)數(shù)可達(dá)3070 h；

5）冬季低溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，年無(wú)霜期為110天左右。

根據(jù)區(qū)域資料和勘探情況，該光伏場(chǎng)區(qū)的凍土層厚度約為60 cm，主要巖土層組成按埋深由淺到深依次為：

1）根植土層。層厚為0.2～0.8 m，稍濕，較松散；一般植物根系在該層發(fā)育，是牧區(qū)植被的覆蓋區(qū)和生長(zhǎng)區(qū)。

2）含碎石粉質(zhì)砂土層。層厚為1.10～4.80 m，稍濕，呈稍密-中密狀，成分以石英、長(zhǎng)石為主，含較多黏粉粒，含10%～15%碎石（分布不均勻），碎石母巖成分以板巖為主，粒徑一般為0.5～10.0 cm不等。

3）含角礫粉質(zhì)砂土層。層厚為2.40～6.20 m，濕，呈稍密-中密狀，成分以石英、長(zhǎng)石為主，含較多黏粉粒，含10%～15%角礫（分布不均勻），角礫母巖成分以板巖為主，多呈強(qiáng)～中風(fēng)化狀。

4）強(qiáng)風(fēng)化板巖層。變余結(jié)構(gòu)，為板狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙很發(fā)育，巖質(zhì)為局部夾炭質(zhì)，巖芯多呈塊狀和土夾塊狀，塊徑一般為1～8 cm。

5）中風(fēng)化板巖層。變余結(jié)構(gòu)，為板狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，巖芯多呈柱狀和短柱狀。

光伏場(chǎng)區(qū)各巖土層的主要力學(xué)參數(shù)如表1所示。

從表1可以看出：根植土層的承載力較低，含較多根莖，基本位于凍土層范圍內(nèi)，不宜作為光伏場(chǎng)區(qū)中建（構(gòu)）筑物的天然基礎(chǔ)持力層；含碎石粉質(zhì)砂土層和含角礫粉質(zhì)砂土層具有一定的承載力，可作為光伏場(chǎng)區(qū)中建（構(gòu)）筑物的天然基礎(chǔ)持力層；強(qiáng)風(fēng)化板巖層、中風(fēng)化板巖層的承載力較高，可作為光伏場(chǎng)區(qū)中建（構(gòu)）筑物的天然基礎(chǔ)持力層。

根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)目光伏場(chǎng)區(qū)的光伏支架樁基礎(chǔ)長(zhǎng)度不宜超過(guò)2 m，且主要位于含碎石粉質(zhì)砂土層中。

2" 樁基礎(chǔ)選型

2.1" 常用的樁基礎(chǔ)形式

現(xiàn)階段光伏發(fā)電項(xiàng)目中，常用的樁基礎(chǔ)形式包括鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)、型鋼靜壓樁基礎(chǔ)、螺旋鋼樁基礎(chǔ)和微孔灌注樁基礎(chǔ)等[3]，下文進(jìn)行具體分析。

2.1.1" 鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)成熟，適用性較為廣泛，鋼筋加工制作方便，制造成本較低。本項(xiàng)目光伏場(chǎng)區(qū)中光伏支架樁基礎(chǔ)所在的天然基礎(chǔ)持力層具有一定的承載力，能夠滿(mǎn)足光伏支架和光伏組件的荷載要求，但是該樁基礎(chǔ)形式需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼筋綁扎、支模、混凝土澆筑等作業(yè)，對(duì)環(huán)境影響較大，因此對(duì)本項(xiàng)目而言不是較好的選擇。

2.1.2" 型鋼靜壓樁基礎(chǔ)

型鋼靜壓樁基礎(chǔ)的施工方式主要是由液壓機(jī)械夾持型鋼靜壓樁，然后將型鋼靜壓樁垂直于地面向下施力壓沉。該樁基礎(chǔ)的施工依靠液壓機(jī)械，自動(dòng)化程度高，噪聲較小，振動(dòng)較??；并且不會(huì)對(duì)場(chǎng)地的土體造成開(kāi)放性破壞，幾乎不產(chǎn)生揚(yáng)塵，環(huán)保程度高。但在碎石含量較高、粒徑較大的土層中，樁身周?chē)姆栏瘜尤菀妆黄茐?。因此，型鋼靜壓樁基礎(chǔ)適用于覆蓋層較厚、土層礫石粒徑較小的場(chǎng)地。

2.1.3" 螺旋鋼樁基礎(chǔ)

螺旋鋼樁基礎(chǔ)的施工速度快，無(wú)需場(chǎng)地平整，無(wú)土方開(kāi)挖量，無(wú)鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)中的預(yù)埋件或預(yù)埋螺栓工程量，方便調(diào)節(jié)上部光伏支架，可隨地勢(shì)調(diào)節(jié)光伏支架高度；對(duì)環(huán)境影響較小，所需人工少，因此適合在高海拔地區(qū)應(yīng)用。另外，未來(lái)針對(duì)該樁基礎(chǔ)進(jìn)行回收時(shí)，可視情況對(duì)其進(jìn)行二次利用。

螺旋鋼樁基礎(chǔ)的施工工序?yàn)椋憾ㄎ弧獙?duì)樁—下旋—成樁。工程應(yīng)用中，螺旋鋼樁基礎(chǔ)受巖土層的影響較大，當(dāng)巖土層中存在較多碎（卵）石或基巖時(shí)，螺旋鋼樁基礎(chǔ)難以穿透巖土層，施工時(shí)會(huì)造成其葉片損傷，且樁基礎(chǔ)表面的防腐層易被損壞；樁成孔工藝容易導(dǎo)致樁體與巖土之間存在間隙，影響樁基礎(chǔ)的水平承載力及抗拔承載力，且雨、雪進(jìn)入間隙還會(huì)影響樁基礎(chǔ)的耐久性。

2.1.4" 微孔灌注樁基礎(chǔ)

微孔灌注樁基礎(chǔ)結(jié)合了鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)和螺旋鋼樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)適用于較為堅(jiān)硬的地基。微孔灌注樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)包括材料加工方便，鉆孔難度小，施工工序簡(jiǎn)易；無(wú)需大規(guī)模的土地平整，與環(huán)境的兼容性較好；樁基礎(chǔ)的混凝土用量少，混凝土不外露；地下鋼筋含量少。但混凝土運(yùn)輸和澆筑過(guò)程可能對(duì)草場(chǎng)生態(tài)及自然風(fēng)貌造成一定的破壞，需要嚴(yán)格做好現(xiàn)場(chǎng)管理。

2.2" 樁基礎(chǔ)形式比選

在羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)形式比選中，主要考慮樁基礎(chǔ)的地質(zhì)適用性、結(jié)構(gòu)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、施工進(jìn)度、環(huán)保這5個(gè)方面，綜合選擇經(jīng)濟(jì)環(huán)保、穩(wěn)固耐用、施工簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)的樁基礎(chǔ)形式。不同樁基礎(chǔ)形式的對(duì)比結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出：螺旋鋼樁基礎(chǔ)在環(huán)保、施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)性3個(gè)方面均為最好，結(jié)構(gòu)可靠性也較好，唯一的缺點(diǎn)是地質(zhì)適用性一般，在地層存在較多碎（卵）石或基巖時(shí)施工較為困難。通過(guò)試樁和地質(zhì)鉆探得知，本項(xiàng)目施工范圍內(nèi)絕大部分場(chǎng)區(qū)含碎石粉質(zhì)砂土層的含碎石量和碎石粒徑都較小，適宜螺旋鋼樁基礎(chǔ)的施工，因此選擇螺旋鋼樁基礎(chǔ)為本項(xiàng)目主要樁基礎(chǔ)形式。本項(xiàng)目的地質(zhì)條件也可以滿(mǎn)足型鋼靜壓樁基礎(chǔ)的施工條件，但與螺旋鋼樁基礎(chǔ)相比，該樁基礎(chǔ)的制造成本較高，因此不作為本項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)形式。在碎石含量較大的部分區(qū)域，螺旋鋼樁基礎(chǔ)與型鋼靜壓樁基礎(chǔ)都難以施工，考慮到此區(qū)域涉及的樁基礎(chǔ)數(shù)量不多，從環(huán)保和施工進(jìn)度的角度分析，此區(qū)域的樁基礎(chǔ)選擇微孔灌注樁基礎(chǔ)。綜上所述，羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)形式以螺旋鋼樁基礎(chǔ)為主，微孔灌注樁基礎(chǔ)為輔。

3" 樁基礎(chǔ)施工及質(zhì)量控制措施

3.1" 施工設(shè)備

羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目施工過(guò)程中使用了3種不同的打樁設(shè)備，分別為240型普通挖改鉆機(jī)、240型帶固定器挖改鉆機(jī)和履帶式露天潛孔鉆車(chē)。其中，240型普通挖改鉆機(jī)和240型帶固定器挖改鉆機(jī)均由240型挖掘機(jī)改裝而成，改裝過(guò)程無(wú)需更改挖掘機(jī)油路系統(tǒng)，只需卸掉挖掘機(jī)鏟斗后，將專(zhuān)用螺旋鉆機(jī)連接至挖掘機(jī)破碎錘回油管路即可，改造過(guò)程方便快捷，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)改造。240型帶固定器挖改鉆機(jī)在240型普通挖改鉆機(jī)的基礎(chǔ)上增加了豎向固定軌道，履帶式露天潛孔鉆車(chē)同樣具備豎向固定軌道，用于控制豎向鉆進(jìn)的路徑，并減少鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿的擺動(dòng)幅度。3種打樁設(shè)備的實(shí)物圖如圖1所示，特性對(duì)比如表3所示。

從表3可以看出：240型普通挖改鉆機(jī)和240型帶固定器挖改鉆機(jī)的環(huán)保性不如履帶式露天潛孔鉆車(chē)，這是因?yàn)檫@兩種打樁設(shè)備的自重和履帶尺寸均大于履帶式露天潛孔鉆車(chē)，因此在機(jī)械行走、轉(zhuǎn)彎、掉頭等過(guò)程中對(duì)牧區(qū)草地的碾壓范圍和力度更大，破壞性更強(qiáng)。但通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，只要嚴(yán)格規(guī)定這兩種打樁設(shè)備的行進(jìn)路徑、禁止原地掉頭和橫移，就能有效控制其對(duì)草地的破壞程度，正常碾壓情況下草皮均能恢復(fù)。由于240型普通挖改鉆機(jī)無(wú)豎向固定軌道，因此其穩(wěn)定性不如240型帶固定器挖改鉆機(jī)和履帶式露天潛孔鉆車(chē)。但也正因如此，240型普通挖改鉆機(jī)更加靈活，喂樁更加迅速，鉆機(jī)就位時(shí)不用考慮豎向固定軌道，能快速找準(zhǔn)鉆進(jìn)位置，鉆進(jìn)效率大幅提高，只要鉆進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)控樁身垂直度和間距，施工速度便能比另外兩種打樁設(shè)備的快。

雖然羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)施工時(shí)用到了以上3種打樁設(shè)備，但考慮到項(xiàng)目施工時(shí)間短及節(jié)約成本，施工時(shí)主要以240型普通挖改鉆機(jī)為主，并采取管理手段來(lái)克服其穩(wěn)定性和環(huán)保性方面的不足。

3.2" 樁基礎(chǔ)施工工藝及施工質(zhì)量控制措施

羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目采用雙樁固定式光伏支架結(jié)構(gòu)形式，支架固定角度為26°，東西方向沿地形坡度起伏設(shè)置。每組固定式光伏支架上布置24塊雙面光伏組件，采用橫向兩排、縱向12列的方式布置。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，每組固定式光伏支架由4根橫向檁條及4根縱向斜梁組成；光伏支架立柱縱向設(shè)置柱間斜拉桿，每榀框架由前立柱、后立柱、斜梁及斜撐組成；立柱均采用圓鋼管，由螺栓將其與樁基礎(chǔ)頂部固定連接。每組固定式光伏支架所在范圍內(nèi)橫向布置兩排樁基礎(chǔ)，每排4根；同一排內(nèi)相鄰兩根樁基礎(chǔ)的間距為4 m；前后排的樁基礎(chǔ)需要一一對(duì)齊，二者間距為2.8 m。樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量控制設(shè)計(jì)要求為：縱橫向間距偏差不大于±30 mm，中心偏移不大于20 mm；樁基礎(chǔ)入土深度（或外露長(zhǎng)度）偏差不超過(guò)±50 mm。單組固定式光伏支架安裝及樁基礎(chǔ)點(diǎn)位示意圖如圖2所示。

3.2.1" 螺旋鋼樁基礎(chǔ)的施工工藝

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，本項(xiàng)目的螺旋鋼樁基礎(chǔ)選擇長(zhǎng)為1900 mm、直徑為78 mm、厚度為4 mm的鍍鋅螺旋鋼管樁，樁身設(shè)計(jì)有兩處全螺旋葉片；樁基礎(chǔ)的入土深度為1600 mm，露出地面的部分為300 mm，如圖3所示。圖中：M與數(shù)字的組合均代表螺栓型號(hào)（下文同此）；R為全螺旋葉片弧形外輪廓的半徑。

螺旋鋼樁基礎(chǔ)的施工工藝為：施工定位放線(xiàn)—設(shè)備就位—喂樁—鉆進(jìn)[4-5]。

1）施工定位放線(xiàn)。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)部門(mén)提供的、經(jīng)圖紙會(huì)審后確認(rèn)的施工總平面圖，使用測(cè)量?jī)x器（例如全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量?jī)x）進(jìn)行測(cè)量放線(xiàn)，放線(xiàn)精度需要控制在7 mm之內(nèi)；根據(jù)螺旋鋼樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)圖紙放線(xiàn)結(jié)果，定出每個(gè)需要打樁的位置，對(duì)樁基礎(chǔ)點(diǎn)位進(jìn)行顯著標(biāo)識(shí)（可用彩旗、木方等）；定位結(jié)束后進(jìn)行二次測(cè)量復(fù)核，對(duì)與設(shè)計(jì)圖紙上規(guī)定位置不符的樁基礎(chǔ)點(diǎn)位進(jìn)行修正。

2）設(shè)備就位。挖改鉆機(jī)（或潛孔鉆車(chē)）沿著規(guī)劃路線(xiàn)行進(jìn)至樁基礎(chǔ)點(diǎn)位。

3）喂樁。兩名施工人員配合，將螺旋鋼樁基礎(chǔ)垂直放置于樁基礎(chǔ)點(diǎn)位上；挖改鉆機(jī)（或潛孔鉆車(chē)）司機(jī)操縱設(shè)備，將挖改鉆機(jī)或潛孔鉆車(chē)與螺旋鋼樁基礎(chǔ)頂部連接，并調(diào)整螺旋鋼樁基礎(chǔ)的垂直度。

4）鉆進(jìn)。鉆機(jī)鉆頭帶動(dòng)螺旋鋼樁基礎(chǔ)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并向下鉆進(jìn)，直至鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高，以螺旋鋼樁基礎(chǔ)外露長(zhǎng)度0.3 m為準(zhǔn)。

樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量關(guān)系著光伏支架及光伏組件是否能順利安裝，主要通過(guò)控制單樁垂直度和群樁間距來(lái)確保樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。螺旋鋼樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制關(guān)鍵措施包括：

1）控制相鄰樁間距。當(dāng)樁基礎(chǔ)點(diǎn)位定位準(zhǔn)確時(shí)，只要樁尖放置位置準(zhǔn)確，施工完畢時(shí)樁身垂直度滿(mǎn)足要求，即可保證橫向相鄰樁基礎(chǔ)的間距在4 m左右且誤差滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2）控制單樁垂直度。施工時(shí)，由兩名施工人員和1名挖改鉆機(jī)（或潛孔鉆車(chē)）司機(jī)配合施工，兩名施工人員分別站在樁基礎(chǔ)列的橫向和縱向，與樁基礎(chǔ)的連線(xiàn)呈90°夾角，便于觀察樁基礎(chǔ)在各個(gè)方位的偏移情況。鉆進(jìn)之前，用磁性水平儀貼在樁身側(cè)面校對(duì)該樁基礎(chǔ)的垂直度；鉆進(jìn)1/3設(shè)計(jì)深度時(shí)，施工人員檢查是否存在偏差，若存在偏差則進(jìn)行校正；鉆進(jìn)至1/2設(shè)計(jì)深度時(shí)，施工人員繼續(xù)檢查，校正偏差后鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度。若樁基礎(chǔ)入土深度超過(guò)1 m后發(fā)現(xiàn)其偏斜嚴(yán)重，則沿偏斜方向拔出后重新施打。打樁過(guò)程中，若出現(xiàn)樁體傾斜的情況，應(yīng)放慢速度，保持旋轉(zhuǎn)并調(diào)整水平方向位置，不允許在停止旋轉(zhuǎn)的情況下調(diào)整水平方向位置。

3）控制群樁間距。通過(guò)控制單樁垂直度，已確保橫向樁基礎(chǔ)的間距滿(mǎn)足要求，因此控制群樁間距實(shí)際是控制縱向兩根樁基礎(chǔ)的間距為2.8 m。實(shí)際施工時(shí)，采用鋼絲繩定位控制群樁間距，如圖4所示。單組固定式光伏支架的樁基礎(chǔ)為“2×4”的矩形陣列，首先進(jìn)行單組固定式光伏支架邊角處4根樁基礎(chǔ)的施工，確保其位置精準(zhǔn)，間距和垂直度均滿(mǎn)足要求；然后用鋼絲繩沿著這4根樁基礎(chǔ)的外沿繞一圈后收緊，在鋼絲繩圈出的范圍內(nèi)進(jìn)行該組固定式光伏支架其他樁基礎(chǔ)的施工。在保證單樁垂直度滿(mǎn)足要求的前提下，再確保施工完畢時(shí)所有樁基礎(chǔ)外邊緣與鋼絲繩接觸，即可保證縱向群樁間距滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

在地層碎石含量較多且粒徑較大的區(qū)域，螺旋鋼樁基礎(chǔ)無(wú)法鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)位置，此情況采用微孔灌注樁基礎(chǔ)作為替代。微孔灌注樁基礎(chǔ)由鍍鋅鋼管樁頭和鋼筋籠連接組成，樁徑為180 mm，樁體入土深度為1700 mm，外露長(zhǎng)度為300 mm；澆筑C30細(xì)石混凝土，澆筑面應(yīng)低于地面100 mm，以滿(mǎn)足環(huán)保、美觀要求。微孔灌注樁基礎(chǔ)示意圖如圖5所示。

微孔灌注樁基礎(chǔ)的施工工藝為：施工定位放線(xiàn)—鉆孔—清孔—灌注墊層混凝土—鋼筋籠（樁）安裝—混凝土澆筑和振搗—成型和養(yǎng)護(hù)[6-7]。

1）施工定位放線(xiàn)。此步驟具體內(nèi)容與螺旋鋼樁基礎(chǔ)的相同。

2）鉆孔。人工輔助確認(rèn)鉆頭與設(shè)計(jì)樁孔接觸并對(duì)齊，鉆機(jī)稍用力鉆進(jìn)100～200 mm后，兩名施工人員分別在縱向、橫向觀察鉆桿的垂直度并及時(shí)校正，確保鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿始終保持垂直。若遇到地層中碎石尺寸較大難以鉆進(jìn)的情況，可考慮擴(kuò)孔。

3）清孔。成孔后用鋼卷尺檢查成孔凈深度并清理浮土。判斷孔底浮土厚度，若浮土厚度超過(guò)50 mm，則需要采用專(zhuān)門(mén)的掏土工具對(duì)孔底進(jìn)行清孔處理，以確保孔底無(wú)浮土。

4）灌注墊層混凝土。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，插入鋼筋籠（樁）前灌注約100 mm高的C30細(xì)石混凝土作為墊層，以避免鋼筋籠（樁）插入到底。

5）鋼筋籠（樁）安裝。人工將鋼筋籠（樁）安放入孔，確保其入孔深度、外露長(zhǎng)度、垂直度和中心偏差均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

6）混凝土澆筑和振搗。采用小型集料斗從罐車(chē)將混凝土運(yùn)送至澆筑孔位，人工將混凝土鏟入孔，澆筑過(guò)程中同步振搗。澆筑過(guò)程中始終有1名施工人員控制鋼筋籠（樁）的安裝位置，避免澆筑、振搗導(dǎo)致鋼筋籠（樁）位置偏移。

7）成型和養(yǎng)護(hù)。微孔灌注樁基礎(chǔ)的混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在8～12 h內(nèi)開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3天。由于超高海拔牧區(qū)的日照強(qiáng)烈，需避免陽(yáng)光直射，可采用塑料薄膜、草墊等對(duì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋，并灑水保濕養(yǎng)護(hù)；若氣溫驟降，則以保溫養(yǎng)護(hù)為主，可覆蓋橡塑海綿、棉被等進(jìn)行保溫，避免混凝土受凍而損壞。

微孔灌注樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量主要從樁基礎(chǔ)自身垂直度、間距等和混凝土澆筑質(zhì)量這兩個(gè)方面進(jìn)行控制，關(guān)鍵措施包括：

1）微孔灌注樁基礎(chǔ)自身垂直度可用磁性水平儀檢查并及時(shí)校對(duì)；其間距控制方法與螺旋鋼樁基礎(chǔ)間距控制方法相同，采用鋼絲繩進(jìn)行定位控制。

2）確?；炷翝仓|(zhì)量應(yīng)從施工工藝全過(guò)程進(jìn)行。①鉆桿要慢提，避免擾動(dòng)孔邊堆積的渣土，使渣土又落回孔中，導(dǎo)致重復(fù)清孔。在鉆孔完成、鉆桿提出后應(yīng)立即封閉孔口，清理孔邊渣土。②做好鋼筋籠（樁）進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、檢查、運(yùn)輸?shù)裙ぷ?，確保進(jìn)場(chǎng)鋼筋籠（樁）的規(guī)格、型號(hào)符合要求，且在安裝前未發(fā)生變形，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。鋼筋籠（樁）運(yùn)輸、存儲(chǔ)時(shí)都應(yīng)做到下墊上蓋，避免銹蝕。③混凝土澆筑必須在清孔完成30 min以?xún)?nèi)進(jìn)行，否則應(yīng)重新清孔。澆筑混凝土的塌落度和初凝時(shí)間必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，澆筑時(shí)保證環(huán)境溫度在5 ℃以上。④分層澆筑分次振搗，振搗時(shí)快插慢拔，振搗時(shí)間約控制在20 s，避免漏振和過(guò)振。⑤混凝土終凝前避免大型機(jī)械從已澆筑的微孔灌注樁基礎(chǔ)周?chē)? m范圍內(nèi)駛過(guò)，避免造成擾動(dòng)。

4" 施工質(zhì)量控制成效

4.1" 樁基礎(chǔ)的力學(xué)性能檢測(cè)

羅布沙光伏發(fā)電項(xiàng)目Ⅰ標(biāo)段為48個(gè)光伏方陣，共計(jì)87936根樁基礎(chǔ)，平均每個(gè)光伏方陣為1832根樁基礎(chǔ)。為檢驗(yàn)樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，隨機(jī)抽取樁基礎(chǔ)進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)。按照抽檢率不低于1‰或6根（取二者最大值）選擇抽檢樣品，每個(gè)光伏方陣隨機(jī)抽檢6根樁基礎(chǔ)，則Ⅰ標(biāo)段共隨機(jī)抽檢288根樁基礎(chǔ)，分別進(jìn)行單樁豎向抗拔承載力檢測(cè)、單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)、單樁水平承載力檢測(cè)[8]。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，樁基礎(chǔ)的單樁豎向抗拔承載力極限值不小于30.0 kN，特征值不小于15.0 kN；單樁豎向抗壓承載力極限值不小于36.0 kN，特征值不小于18.0 kN；單樁水平承載力極限值不小于7.0 kN，特征值不小于3.5 kN。

4.1.1" 檢測(cè)方法

按照J(rèn)GJ 106—2014《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)，其中：?jiǎn)螛敦Q向抗拔靜載試驗(yàn)的首級(jí)荷載為6 kN，此后每級(jí)荷載增量為3 kN，加載至30 kN；單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)的首級(jí)荷載為7.2 kN，此后每級(jí)荷載增量為3.6 kN，加載至36 kN；單樁水平靜載試驗(yàn)的首級(jí)荷載為1.4 kN，此后每級(jí)荷載增量為0.7 kN，最多加載至水平位移達(dá)到30 mm。

試驗(yàn)均采用慢速維持荷載法，當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)停止加載：

1）達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載值、最大水平位移、最大上拔量或最大沉降量，則取對(duì)應(yīng)的荷載值作為單樁承載力極限值。

2）若樁身受載破壞，取上一級(jí)荷載作為單樁承載力極限值。

3）樁體的水平位移、上拔量、沉降量等指標(biāo)值發(fā)生突變且大于上一級(jí)荷載下該指標(biāo)值的數(shù)倍，則取荷載-位移圖上發(fā)生明顯拐點(diǎn)的上一級(jí)荷載作為單樁承載力極限值。

承載力特征值按承載力平均極限值的50%取值。

4.1.2" 檢測(cè)結(jié)果

對(duì)隨機(jī)抽取的288根樁基礎(chǔ)進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)，并對(duì)其檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體如表4所示。

從表4可以看出：檢測(cè)時(shí)，單樁豎向抗拔荷載和單樁豎向抗壓荷載加載到極限值（分別為30 kN和36 kN）時(shí)，288根樁基礎(chǔ)均未出現(xiàn)被破壞或位移突變的情況，因此取加載的最大荷載值為其承載力極限值，即單樁豎向抗拔承載力極限值為30.00 kN，特征值為15.00 kN；單樁豎向抗壓承載力極限值為36.00 kN，特征值為18.00 kN。單樁水平荷載持續(xù)加載，在水平位移等于30 mm時(shí)288根樁基礎(chǔ)均未被破壞，取當(dāng)次荷載值作為單樁水平承載力極限值，最大值為9.10 kN，最小值為8.40 kN，則平均極限值為8.75 kN，平均特征值為4.38 kN。結(jié)果顯示，所有樁基礎(chǔ)的3項(xiàng)承載力指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

以第48號(hào)光伏方陣中第91號(hào)樁基礎(chǔ)為例，該樁基礎(chǔ)為微孔灌注樁基礎(chǔ)，其力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出：未發(fā)現(xiàn)第48號(hào)光伏方陣中第91號(hào)微孔灌注樁基礎(chǔ)在某一級(jí)荷載有位移突變發(fā)生。

4.2" 樁基礎(chǔ)的縱向間距統(tǒng)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，縱向兩根樁基礎(chǔ)的間距應(yīng)為2.8 m，誤差在±30 mm之間，以便光伏支架能夠順利安裝。當(dāng)樁基礎(chǔ)按前文施工工藝和樁基礎(chǔ)間距控制方法施工完畢，選擇采用240型普通挖改鉆機(jī)施工的某個(gè)光伏方陣，測(cè)量50組尚未安裝光伏支架的樁基礎(chǔ)縱向間距（記為“未調(diào)整組”），再測(cè)量50組已安裝光伏支架的樁基礎(chǔ)縱向間距（記為“已調(diào)整組”），統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示，繪制得到的兩組樁基礎(chǔ)縱向間距分布概率密度曲線(xiàn)和區(qū)間分布情況對(duì)比如圖7所示。

從表5和圖7可以看出：當(dāng)樁基礎(chǔ)按前文施工工藝和樁基礎(chǔ)間距控制方法施工完畢，尚未安裝光伏支架時(shí)，未調(diào)整組的樁基礎(chǔ)縱向間距基本在277～283 cm區(qū)間，合格率為96%；其中，縱向間距不合格的2組樁基礎(chǔ)的偏差距離都為3 cm左右。從縱向間距整體分布情況來(lái)看，未調(diào)整組

的樁基礎(chǔ)間距相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樁基礎(chǔ)間距整體偏大，這可能是由于施工人員的個(gè)人判斷所導(dǎo)致。由于安裝光伏支架時(shí)，樁基礎(chǔ)間距偏差較大的無(wú)法安裝光伏支架，因此安裝光伏支架后，已調(diào)整組的樁基礎(chǔ)縱向間距均在合格范圍內(nèi)，且其平均值（280.12 cm）與標(biāo)準(zhǔn)值（280.00 cm）的偏差率僅為0.04%。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明：

1）設(shè)計(jì)要求的樁基礎(chǔ)縱向間距誤差限值（±3 cm） 較為準(zhǔn)確，施工時(shí)必須嚴(yán)格遵守并確保樁基礎(chǔ)縱向間距在此誤差范圍內(nèi)；

2）按本文介紹的樁基礎(chǔ)施工工藝能較好控制樁基礎(chǔ)間距，即便使用施工穩(wěn)定性相對(duì)較差的240型普通挖改鉆機(jī)進(jìn)行施工，也能保證約96%的合格率。

5" 結(jié)論

西藏自治區(qū)超高海拔牧區(qū)的氣候環(huán)境、地質(zhì)條件、環(huán)保要求等與內(nèi)地的不同，因此在此類(lèi)地區(qū)建設(shè)光伏電站時(shí)，光伏支架樁基礎(chǔ)施工時(shí)需要考慮的因素，以及設(shè)備、材料等的選擇也存在很大差異。本文以西藏山南曲松羅布沙850 MW牧光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目中光伏支架樁基礎(chǔ)的施工為例，對(duì)西藏自治區(qū)超高海拔牧區(qū)光伏支架樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量控制開(kāi)展了研究。在根據(jù)項(xiàng)目所在地的地質(zhì)條件和環(huán)保要求選擇出最合適的樁基礎(chǔ)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，對(duì)3種施工設(shè)備的施工效率、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、環(huán)保性進(jìn)行比較，并提出通過(guò)嚴(yán)格落實(shí)施工工藝及采用鋼絲繩定位的方式確保樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。研究得到以下結(jié)論：

1）對(duì)于西藏自治區(qū)超高海拔牧區(qū)而言，由于草地和其下方地層的巖性較軟，碎石含量不高且尺寸不大，鉆進(jìn)較為容易，因此光伏支架樁基礎(chǔ)以施工方便、制造成本低、環(huán)保性好的螺旋鋼樁基礎(chǔ)為主較為合適；

2）由于此類(lèi)地區(qū)冬歇期長(zhǎng)，可利用的施工時(shí)間較短，且光伏發(fā)電項(xiàng)目一般施工工期緊，因此施工設(shè)備可選擇240型普通挖改鉆機(jī)，以確保施工進(jìn)度；

3）經(jīng)實(shí)踐證明，本文介紹的螺旋鋼樁基礎(chǔ)和微孔灌注樁基礎(chǔ)的施工工藝及施工質(zhì)量控制措施實(shí)用有效，能確保樁基礎(chǔ)施工后的力學(xué)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，即便使用施工穩(wěn)定性相對(duì)較差的240型普通挖改鉆機(jī)進(jìn)行施工，樁基礎(chǔ)間距也能得到很好地控制。

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STUDY ON CONSTRUCTION QUALITY CONTROL OF PV BRACKET PILE FOUNDATION IN ULTRA-HIGH ALTITUDE PASTORAL

AREA IN XIZANG AUTONOMOUS REGION

Jin Aiyun，Meng Lingkun，Baima Nanmujia，Song Xinggui

（Sinohydro Bureau 9 Co.，Ltd.，Guiyang 550081，China）

Abstract：The climate environment，geological conditions，environmental protection requirements，etc. of the ultra-high altitude pastoral areas in the Xizang Autonomous Region are different from those in the mainland. Therefore，when building PV power stations in such areas，the factors to be considered in the construction of PV bracket pile foundation，as well as the selection of equipment and materials，are also very different. Taking the construction of PV bracket pile foundation in the Luobusha 850 MW pasture-PV complementary power generation project in Qusong County，Shannan City，Xizang Autonomous Region as an example，this paper studies the construction quality control of PV bracket pile foundation in ultra-high altitude pastoral areas in Xizang Autonomous Region. Firstly，based on the geological conditions and environmental protection requirements of the project location，select the most suitable type of pile foundation. Secondly，the construction efficiency，economy，stability，and environmental friendliness of the three types of construction equipment in the PV field area are compared. Finally，the construction quality of the pile foundation is ensured by strictly implementing the construction technology and using steel wire rope positioning. The research results show that the PV bracket pile foundation in such areas adopts a scheme of \"spiral steel pile foundation as the main method，supplemented by micro porous grouting pile foundation\"，which can simultaneously meet the requirements of environmental protection，construction efficiency，and mechanical properties. To ensure construction progress，the 240 type ordinary excavation and modification drilling rig can be selected as the construction equipment. The construction technology and quality control measures for the spiral steel pile foundation and micro porous grouting pile foundation introduced are highly efficient and effective，ensuring that the mechanical properties of the pile foundation after construction meet the design requirements. The research results provide valuable experience for the construction of pile foundations in other similar PV power generation projects.

Keywords：PV power generation projects；PV bracket；pile foundation；ultra-high altitude pastoral areas；construction quality；spiral steel piles；micro porous grouting pile