格爾木光伏電站工程支架基礎方案的思考

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）

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

小型灌注樁基礎施工方案；比較；應用

1.前言

小型灌注樁基礎作為光伏電站基礎設施項目中的主要工程內容，因工序少、數量多、占合同金額比例大，成為我們控制的一個主要內容。光伏電站基礎有很多種類型，常采用的有：獨立基礎結構、灌注樁基礎結構、鋼結構。質量求生存，進度是效益，如何因地制宜的選定一套經濟、適宜滿足施工質量和安全要求的方案，實現預期目標，已成為我們應用科學技術，堅持科學發展觀，以提高先進生產力來增強企業競爭能力的關鍵。

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，工程的主要任務是發電。場址區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。場址區附近公路發達，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、場區道路等。支架基礎有獨立基礎或灌注樁兩種方案，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，獨立基礎為0.6米×0.6米×0.3米放大基礎，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，所以獨立基礎埋深不小于1米。

3.施工難度及科學管理組織

3.1 施工難度分析

本工程電池組件支架基礎數量大，工期短，施工區位于沙漠區，材料運輸困難，環境艱苦。

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

b工期要求緊、質量要求高。本工程建設開工日期為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。本工程為電力建設項目，技術、質量要求高，影響進度的因素多，在規定的工期內高質量完成本工程難度較大。

c混凝土樁基礎工程量大。本工程光伏電池組件支架基礎多，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 確定光伏電站基礎形式的前提

在保證質量安全的前提下，進度就是效益，盡可能保證在發揮所用開挖機具價值和工效的前提下動態管理，合理應用龍頭設備與其協作資源的系統聯動價值，保證高效實施光伏電站基礎施工。

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

4.本工程光伏電站基礎形式的比較與應用

由于鋼結構，即鋼管直接嵌入地下，原地基為沙漠沙土，達不到錨固摩擦設計要求，故此方式直接取消。原計劃采用大開挖獨立基礎施工為主，以部分地方實行小型灌注樁基礎為輔的方法。本工程面積大，基礎數量多，在考慮建設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 大開挖獨立基礎施工方案

4.1.1 獨立基礎施工工藝流程

測量放線——土方開挖——支架基礎制作（鋼筋制安、模板安裝、混凝土澆筑、養護）——基礎回填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，主要控制項目為支架基礎的軸線和高程。

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，開挖完成的基礎其壓實度符合要求。

4.1.4 支架基礎制作

基礎開挖完成后，進行定位放線，確定其支架基礎位置（軸線、高程）。

4.1.5 強度分析

土方開挖，每8個基礎為一組，設計要求這8個樁的樁頂必須在同一高程，且埋深不小于1米，樁總數量42624個。開挖工程量，獨立基礎鋼筋混凝土設計尺寸為0.6米×0.6米×0.3米放大基礎，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，所以獨立基礎埋深不小于1米。故每樁C25混凝土為0.157m3，鋼筋7.252kg，樁頂預埋鋼板1.413kg；總量為6692m3，309.109t，樁頂預埋鋼板60.228t，土方開挖量106560m3，土方回填量106560m3。

4.2 灌注樁基礎施工

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，主要控制項目為支架基礎的軸線和高程。

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

4.2.2 土建工程特點

場址區地層至上而下分為2層，上部為粉質細沙層，位于季節性凍土帶內，含水量較小，季節性凍土對建筑物影響不大，由于該層結構松散到密室，經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。

4.2.3 設備支架基礎施工工藝

由于工程地質成孔條件較好，支架柱基礎采用灌注樁基礎形式，結構簡單，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——預埋件安裝——高程、主線復測——密封養護。

4.2.4 土方開挖

根據現場地質情況，表面為20—50cm的松散沙粒，根據圖紙提供的高程首先施工場平，達到設計要求的高程后，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

本工程采用樁基礎時工程量如下：（以25MWp為單位計算）

土方開挖，每8個基礎為一組，設計要求這8個樁的樁頂必須在同一高程，且埋深不小于1米，樁總數量42624個。開挖工程量，灌注樁鋼筋混凝土設計尺寸為直徑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，樁頂預埋鋼板1.413kg；總量為3367.3m3，334.513t，樁頂預埋鋼板60.228t，土方開挖量3367.3m3。

根據現場比較施工，由于地處沙漠，地下施工部分均為粉質沙礫，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備行走，澆筑完成后還要回填，易發生樁位偏移；且混凝土工程量比較大，增大成本費用；使用模板數量相應增大。方案二的缺陷主要在于如果地質發生變化，沙礫顆粒稍有增大就不利于挖坑機施工運轉。通過在現場試驗實地操作，確定地質變化不大，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，（汽油發動機型號1E40F-3，排量41.5ml，最大功率1.25KW，最大轉速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，根據現場試驗功率較小，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。

根據比對，最后選用方案二。

基礎開挖強度計算

根據以上工程量和地質條件，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機械數量。根據工期要求，平均每天需開挖完成42624÷55=775個孔，考慮不可預見因素的影響，按每天成孔800個孔計。根據現場實際挖孔情況，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，總人數為：15×2=30人

○3砼拌合、鋼筋制安、鋼板制安等工序按照常規配置。

5.結語

從格爾木光伏電站工程支架基礎方案的實施中得出以下經驗與思考：

a、選擇運用適宜的生產機具可以大大提高生產效率、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工作。

c、動態管理，做到人與機具、機與機具間的“真空”協作，流水線作業，最大限度地提高配套機具的系統能效，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，開挖方式和基礎類型的選擇，通過實踐，既實現了施工單位的工期和利潤目標，同時也實現了建設單位要求的工期目標，取得了“顧客滿意”。

TK514

A

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。