格尔木光伏电站工程支架基础方案的思考

马金花

（甘肃水利机械化工程公司,甘肃兰州730600）

格尔木光伏电站工程支架基础方案的思考

马金花

（甘肃水利机械化工程公司,甘肃兰州730600）

随着我国新能源风电场、太阳能光伏电站建设高峰的到来，面对竞争日益激烈、利润逐渐透明的行业市场，本文论述了加强精细管理，以高效适宜的科学技术手段和施工方案提高效率，保障施工综合效益，以实现预期的质量安全和进度目标，为企业保本盈利、创效双赢的措施策略。

小型灌注桩基础施工方案；比较；应用

1.前言

小型灌注桩基础作为光伏电站基础设施项目中的主要工程内容，因工序少、数量多、占合同金额比例大，成为我们控制的一个主要内容。光伏电站基础有很多种类型，常采用的有：独立基础结构、灌注桩基础结构、钢结构。质量求生存，进度是效益，如何因地制宜的选定一套经济、适宜满足施工质量和安全要求的方案，实现预期目标，已成为我们应用科学技术，坚持科学发展观，以提高先进生产力来增强企业竞争能力的关键。

2.工程概况

青海格尔木光伏电站拟建在青海省格尔木市。距格尔木市区约35km，距西宁市约800km。青海格尔木光伏电站工程总装机容量为200MWp，工程的主要任务是发电。场址区位于格尔木市城东北约35km处，109国道以北，场址海拔高程在2780m左右。场址区地形开阔、地势较为平坦、地面植被稀少，辐射量大，有利于大型光伏电站布置。场址区附近公路发达，109国道及青藏铁路在附近交汇，交通便利，运输方便。

第Ⅴ标段的土建施工，主要工程项目有25MWp电站的电池阵列、逆变器室、箱式变、电缆沟、场区道路等。支架基础有独立基础或灌注桩两种方案，工程量为42914个，灌注桩几何尺寸为直径0.25米的圆柱体，灌注桩柱长约为1.6米，独立基础为0.6米×0.6米×0.3米放大基础，上为直径0.3米高不小于1.2米圆柱体，由于地基持力层位于地表1米以下，所以独立基础埋深不小于1米。

3.施工难度及科学管理组织

3.1 施工难度分析

本工程电池组件支架基础数量大，工期短，施工区位于沙漠区，材料运输困难，环境艰苦。

a光伏电站的施工材料设备人员组织。光伏电站施工期间，大量的施工机械、人员、材料进入施工现场，如何确保施工正常进行，难度较大。在施工现场布置阶段，充分考虑在强化人员、机械管理，车辆管理等方面设立专门的管理机构，及时与工程部门沟通，及时了解人、材、机对施工影响的反馈，并及时调整。

b工期要求紧、质量要求高。本工程建设开工日期为2011年6月15日，土建工程竣工日期为2011年8月15日，工期只有60天，工期较短。本工程为电力建设项目，技术、质量要求高，影响进度的因素多，在规定的工期内高质量完成本工程难度较大。

c混凝土桩基础工程量大。本工程光伏电池组件支架基础多，砼工程量大，砼浇筑分散，需要投入大量的机械、材料和劳动力，利用公司各方面的资源，合理组织施工，确保工程按期竣工。

3.2 施工重点

根据本项目工程工期目标要求以及工程的施工特点，将电池组件支架基础开挖、混凝土拌合入仓工程作为本工程的重点项目，在施工部署中进行重点考虑。

3.3 确定光伏电站基础形式的前提

在保证质量安全的前提下，进度就是效益，尽可能保证在发挥所用开挖机具价值和工效的前提下动态管理，合理应用龙头设备与其协作资源的系统联动价值，保证高效实施光伏电站基础施工。

目前建筑工程相对工期紧、任务重，不可预测的干扰因素多，工程环境地处沙漠，风沙大且蚊子比较多，必须以“顾客满意”为前提，围绕建设单位要求目标实施，不断修整进度计划安排，通过工艺、技术手段提高企业竞争能力，赢得市场。

4.本工程光伏电站基础形式的比较与应用

由于钢结构，即钢管直接嵌入地下，原地基为沙漠沙土，达不到锚固摩擦设计要求，故此方式直接取消。原计划采用大开挖独立基础施工为主，以部分地方实行小型灌注桩基础为辅的方法。本工程面积大，基础数量多，在考虑建设单位对总工期目标的要求和实际影响因素后，计划对两种方式进行试验对比。

4.1 大开挖独立基础施工方案

4.1.1 独立基础施工工艺流程

测量放线——土方开挖——支架基础制作（钢筋制安、模板安装、混凝土浇筑、养护）——基础回填4.1.2 施工测量

施工测量分为四级测量，一级测量控制阵列，二级测量控制方阵，三级测量控制子方阵支架单元，四级控制单个支架基础，主要控制项目为支架基础的轴线和高程。

4.1.3 土方开挖

待测量控制轴线确定后，进行土方基础开挖，土方开挖以反铲挖掘机开挖为主，ZL50装载机配合，以组串作为开挖单元，进行条形开挖，开挖完成的基础其压实度符合要求。

4.1.4 支架基础制作

基础开挖完成后，进行定位放线，确定其支架基础位置（轴线、高程）。

4.1.5 强度分析

土方开挖，每8个基础为一组，设计要求这8个桩的桩顶必须在同一高程，且埋深不小于1米，桩总数量42624个。开挖工程量，独立基础钢筋混凝土设计尺寸为0.6米×0.6米×0.3米放大基础，上为直径0.3米高不小于1.2米圆柱体，由于地基持力层位于地表1米以下，所以独立基础埋深不小于1米。故每桩C25混凝土为0.157m3，钢筋7.252kg，桩顶预埋钢板1.413kg；总量为6692m3，309.109t，桩顶预埋钢板60.228t，土方开挖量106560m3，土方回填量106560m3。

4.2 灌注桩基础施工

4.2.1 施工测量

施工测量分为四级测量，一级测量控制阵列，二级测量控制方阵，三级测量控制支架单元，四级控制单个支架基础，主要控制项目为支架基础的轴线和高程。

厦门港进港方向集装箱船舶分布统计见图8，厦门港出港方向集装箱船舶分布统计见图9。设置完成后，由MATLAB软件运行进行计算。

4.2.2 土建工程特点

场址区地层至上而下分为2层，上部为粉质细沙层，位于季节性冻土带内，含水量较小，季节性冻土对建筑物影响不大，由于该层结构松散到密室，经过洒水碾压可以达到密实，成孔条件好，所以选为灌注桩基础。

4.2.3 设备支架基础施工工艺

由于工程地质成孔条件较好，支架柱基础采用灌注桩基础形式，结构简单，施工工艺为：测量放线——挖孔机成孔——下护壁筒—安装钢筋笼——灌注桩浇筑——安装模板——地面砼浇筑——预埋件安装——高程、主线复测——密封养护。

4.2.4 土方开挖

根据现场地质情况，表面为20—50cm的松散沙粒，根据图纸提供的高程首先施工场平，达到设计要求的高程后，对整个施工面进行洒水浸润，使地基达到成孔条件。

支架基础开挖主要采用机械挖孔，人工修补为辅。

4.2.5 强度分析

本工程采用桩基础时工程量如下：（以25MWp为单位计算）

土方开挖，每8个基础为一组，设计要求这8个桩的桩顶必须在同一高程，且埋深不小于1米，桩总数量42624个。开挖工程量，灌注桩钢筋混凝土设计尺寸为直径0.25米高不小于1.2米圆柱体，由于地基持力层位于地表1米以下，所以基础嵌入深度不小于1米。故每桩C25混凝土为0.079m3，钢筋7.848kg，桩顶预埋钢板1.413kg；总量为3367.3m3，334.513t，桩顶预埋钢板60.228t，土方开挖量3367.3m3。

根据现场比较施工，由于地处沙漠，地下施工部分均为粉质沙砾，方案一的缺陷主要在于开挖工程量大，而工地场地狭小，不利于运输混凝土设备行走，浇筑完成后还要回填，易发生桩位偏移；且混凝土工程量比较大，增大成本费用；使用模板数量相应增大。方案二的缺陷主要在于如果地质发生变化，沙砾颗粒稍有增大就不利于挖坑机施工运转。通过在现场试验实地操作，确定地质变化不大，不影响整体施工，主要挖孔机为河北廊坊的打孔机，机型WL-40A/B/c，（汽油发动机型号1E40F-3，排量41.5ml，最大功率1.25KW，最大转速7000/分钟，每千瓦时燃油最大消耗量610g），孔径25cm，可钻进深度1.2m，根据现场试验功率较小，钻进速度较慢，成孔时间为10分钟，成孔较好，跟厂家联系，加大汽油机的功率，提高钻孔速度，在孔深大于1.2米时，人工用洛阳铲开挖，对于偏空采取人工修补，保证灌注桩桩心的垂直度。

根据比对，最后选用方案二。

基础开挖强度计算

根据以上工程量和地质条件，以人工配合机械进行挖孔，其施工机械、人员强度计算如下：

○1机械数量。根据工期要求，平均每天需开挖完成42624÷55=775个孔，考虑不可预见因素的影响，按每天成孔800个孔计。根据现场实际挖孔情况，每台WL-40A/B/c挖孔机成孔需15分钟（包括挖孔机定位、钻孔及移动），每台挖孔机每天工作10小时，累计挖孔10× 60÷15=40个，如果完成800个孔，需要800/40=20台挖孔机，为了保证施工足够强度，将配置25台挖孔机。

○2挖孔人工数量。按照每台挖孔机配置4人进行施工，每天2班，其需配置20×4×2=160人。下护壁管、修孔单班配置15人，总人数为：15×2=30人

○3砼拌合、钢筋制安、钢板制安等工序按照常规配置。

5.结语

从格尔木光伏电站工程支架基础方案的实施中得出以下经验与思考：

a、选择运用适宜的生产机具可以大大提高生产效率、确保进度、保障综合效益。

b、充分认知机械的运能功效，做好机具的专人维护保养工作。

c、动态管理，做到人与机具、机与机具间的“真空”协作，流水线作业，最大限度地提高配套机具的系统能效，全面提升效率。

d、改进后的挖坑机体型小，使用高效、方便移动、安全等综合特点，减少了气候等干扰因素所致的劳动强度增加。

整体上来说，开挖方式和基础类型的选择，通过实践，既实现了施工单位的工期和利润目标，同时也实现了建设单位要求的工期目标，取得了“顾客满意”。

TK514

A

1008-7508（2012）08-0034-02

2012-04-22

马金花，女，在甘肃水利机械化工程公司从事工程管理工作，水利工程师。