植筋法在光伏電站土石基礎施工中的應用

李振新 朱立軍

摘要： “植筋加固”技術是一項較簡捷、有效的連接與錨固技術，在混凝土結構應用上已相對成熟，植筋法在包頭光伏電站土石基礎上應用尚數首次，本文從修改設計原因，到確定可行性實驗，到工藝流程及施工中的注意事項進行重點闡述，可對同類工程給予借鑒。

Abstract： The technology of "bar planting strengthening" is a simple and effective connection and anchoring technology. It has been relatively mature in the application of concrete structures. The application of the bar planting method to the earth and stone foundation of Baotou Photovoltaic Power Plant is the first time. This article expounds the reasons of design revision， to determine the feasible experiment， and focuses on the matters needing attention in the construction， which can be used for reference for similar projects.

關鍵詞： 植筋法；光伏電站；土石基礎

Key words： bar planting method；photovoltaic power station；earth and stone foundation

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）20-0186-02

0 引言

目前太陽能光伏發電站大量采用支架支撐光伏組件板的安裝方式，每一根支架柱下都需配置一個構件基礎，目前采用的大都是現場澆筑的方式。目前支架基礎現場施工方法存在造價較高、質量較差、施工管理較困難等問題。

植筋加固技術是一項針對混凝土結構的連接與錨固技術，具有簡捷、有效的特點，在建筑物的加固改造工程職工得到了廣泛應用，比如：上部結構擴跨、頂升對梁、柱的接長，構件加大截面加固的補筋，施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設計位置的補救，房屋加層接柱和高層建筑增設剪力墻的植筋等。對于一些沒有預埋鋼筋的工程而言，它是一種有效的補救方式。

光伏電站基礎施工采用樁基礎、擴展基礎、植筋錨桿基礎?，F澆混凝土基礎，無論是擴展式基礎還是樁基礎，在寒冷、嚴寒地區冬季施工由于養護的問題不宜采用。巖石地層中采用錨桿基礎必須確?；鶐r基本完好，且具有較大體量，能承擔對支架基礎的錨固和全部荷載。包頭光伏電站處于嚴寒地區，且由于山體坡度較大（大于30°），樁基施工時根據實際情況部分采用植筋基礎的施工方案?；A工程采用HPB400鋼，設計植筋深度1300mm，采用高強灌漿料進行施工。

1 包頭領跑者光伏電站介紹

“國家電投集團內蒙古包頭市一期100MWp 光伏領跑者項目工程”，總裝機容量116.573380MWp，同期建設1座 110kV升壓變電站以及辦公生活設施。本工程場址位于包頭石拐區境內，總體地勢較高，地形起伏較大，平均海拔高度在 1460m 左右。該項目位于內蒙古自治區西部，地處大青山北麓，內蒙古高原中部地帶。該區域屬中溫帶半干旱大陸性氣候，冬季漫長寒冷，春季干旱風沙多，夏季涼爽。寒暑變化強烈，晝夜溫差大，降雨量少，而且年際變化明顯，無霜期短，蒸發量大，大風較多，日照充足，有效積溫多。年平均氣溫為 0℃～8℃之間，年降水量在450mm左右。

根據地勘資料表明，構成場地地層主要由黃土狀粉土、輝綠巖及砂巖組成，場地地層自上而下依次為： 4#區域和 6#區域，4#區域位于 6#區域的西側，二者相鄰約 1km 左右。地貌上為低中山地貌，為構造剝蝕形態，地形起伏大，溝壑縱橫。4#區域總體地勢東高西低，海撥約在 1300～1400m 之間。6#區域總體地勢西高東低，海撥約在 1300～1500m 之間。

根據地勘資料表明，構成場地地層主要由黃土狀粉土、輝綠巖及砂巖組成，由于采煤沉陷區會產生一定的地表破壞、移動與變形，對其范圍內及周邊的建（構）筑物將產生一定的影響，故在進行光伏發電建設時，需考慮地基沉降的影響，對光伏架構基礎應采取抗不均勻技術措施，建議支架結構單元小型化，支架基礎建議采用螺旋鋼管樁、灌注樁及巖石錨桿基礎；逆變器及箱變建議采用鋼筋混凝土基礎；升壓站地段各建筑物建議采用預制艙形式，基礎下若存在薄層的黃土狀粉土則應清除掉，若基礎下的黃土狀粉土厚度較大建議采用灰土墊層法處理。

2 可行性試驗

在正式開始植筋施工前，為確定鋼筋及植筋膠是否符合施工標準，應對所用鋼筋及植筋膠進行現場拉拔試驗。具體的方式是：參考要植筋部位混凝土構件，制作相同強度等級的混凝土試件，然后依照植筋步驟植入3組鋼筋，等植筋膠完全固化后，開始拉拔實驗。實驗要求選用專用的鋼筋測力計，當加力達到Ⅱ級鋼筋屈服強度（450N/mm2）時，出現頸縮現象，繼而拉斷。

試驗證明：鋼筋的屈服強度小于植筋用的植筋膠強度，植筋的破壞不是膠的粘結破壞，而是鋼筋的屈服破壞，這說明植筋膠和鋼筋均符合標準。之后對植筋進行非破損性拉拔試驗，檢測工作狀態下的植筋質量，要求檢測的數量占植筋總數的10%。具體檢測中，測力計施加的力要大于由設計部門提供的植筋設計錨固力值，同時小于鋼筋的屈服強度。

3 工藝流程

植筋的工藝流程：基礎開挖、清理→鉆孔→洗孔→插入錨筋→高強度二次灌漿料灌孔→振搗密實→綁扎固定錨筋和鋼管樁 →樁基礎模板支護→鋼管樁定位支護→樁基混凝土澆筑→振搗密實→養護

①鉆孔。用沖擊鉆鉆孔，鉆頭直徑不小于？準45mm，選用合金鋼鉆頭?？咨畲笮?5d（375mm），實際鉆深400mm，鉆孔時，保持鉆頭和柱面垂直。

②清孔：

1）清除孔內風化巖芯、碎塊、粉塵、異物等。

2）將加長棒套在不掉毛的毛刷上，伸到孔底并反復多次抽動，將里面的碎渣和灰塵帶出，之后再用吹風機機將孔內粉塵和細小顆粒物吹出。

3）采用脫脂棉清理孔壁粉塵等異物。

4）清孔完成后，施工單位自檢合格后，交監理驗收，待驗收結果合格才能開展下一步操作，即注料植筋。

③清孔植筋、錨桿粘結面的處理。

1）若存在鋼筋粘結表面，可用棉絲浸泡酒精和丙酮液擦洗，可有效清除粉塵、油污等異物。

2）保證鋼筋或錨桿表面清潔，用鋼絲將其表面的浮銹、污物刷除。

3）將處理后的鋼筋放置在清潔地面上的支架上3～5min。

4）處理部位長度須為種植深度+5d（d為種植鋼筋直徑）+200mm。

④植筋錨固。

1）灌漿：為提高粘接強度，確保結構料和被粘接面的浸潤性，應嚴格依照設計標準確定灌漿料，采用高壓灌裝設備灌料。灌料深度達到孔深的2/3。

2）插筋：將料灌入孔內，再插入鋼筋至孔底，順時針旋轉鋼筋，中途禁止逆向反轉，確保料混合均勻。旋轉約1～2分鐘，合理調整鋼筋位置并加以固定。水平孔植筋，預埋鋁管注料和排氣，注料后封堵。

3）固化及養護：依照產品說明書，固化所用的各種錨固料，要求固化期間不得攪動鋼筋，直到結料固化后方可受力，固化時間為24小時。

4 注意事項

①確定鉆孔位置，并做好標識；②為防止灰塵等雜物進入孔隙，在孔洞清理后應做好半成品保護。③將表面巖石鑿毛，鑿毛深度>4mm，剔除疏松的巖石，并用高壓冷水將表面沖洗干凈，保證混凝土與巖石能夠牢靠的結合、協同受力。④本工程的植筋施工可將鉆孔位置錯誤的概率控制在極低的范圍內，且即便出現錯誤，也能夠及時采取修正措施。本工程為采用強度高一等級的摻微膨脹劑的水泥砂漿進行填孔，并確保充實孔內。⑤為降低對巖石的干擾，植筋施工過程中最好不要采用水鉆鉆孔，宜選用振動性很小的電鉆鉆孔。⑥灌漿料滿足國家A料標準，且必須滿足相關規范標準要求，必須在工廠添加粘結劑，嚴禁參合揮發性有害溶劑及非反應性稀釋劑。⑦所用的灌漿料必須具備齊全的廠家報驗單等質量證明文件。⑧禁止在雨雪天氣或者環境溫度低于-5C°的環境下進行植筋施工。⑨嚴格選擇合格的灌漿料及相關產品，保證所用全部產品都有合格證明，符合施工要求。⑩為防止潮氣影響粘結質量，應充分烘干孔壁。？輥？輯？訛認真保護成孔，防止垃圾塵土、施工用水流入孔內，造成清孔麻煩。？輥？輰？訛為防止植筋移位、傾斜，應定位準確，鉆孔垂直。？輥？輱？訛緩慢導入灌漿料，謹防速度過快，灌漿料不能充實孔內。？輥？輲？訛均勻用力旋入鋼筋，防止速度過快形成空腔，影響植筋質量。

5 結束語

任何類型巖石基礎的成功采用，不僅僅取決于設計的合理，還取決于承包單位的可行，取決于施工隊伍的設備配備及工藝能力。通過包頭光伏電站植筋法的應用，對于陡峭山地，運輸困難地形條件下基礎施工更方便、更快捷、更牢固、更靈活，既滿足了施工單位工期要求，又實現了利潤對成本控制目標。

參考文獻：

[1]李剛.建筑工程中植筋法的應用[J].建筑工程技術與設計，2015.

[2]黃廣川.黃廣龍.吳彥州.輸電線路植筋式巖石基礎應用于探索[J].電力設備，2016（19）.

[3]徐菊.建筑施工中的植筋法探究[J].江西建材，2013（04）.