高強(qiáng)灌漿料在微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)中的應(yīng)用

特變電工新疆新能源股份有限公司 ■ 買發(fā)軍

0 引言

由于山地光伏電站地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，特別是針對30°以上大坡度區(qū)域，需要采用對地形適應(yīng)性強(qiáng)、立柱高度方向可調(diào)節(jié)的微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)。而在這種區(qū)域只能采用空壓手風(fēng)鉆進(jìn)行成孔，但孔徑較小，灌注常規(guī)混凝土因振搗困難，使密實效果差，強(qiáng)度無法滿足設(shè)計要求。采用高強(qiáng)灌漿料澆筑可有效解決上述問題。

1 項目概況

某山地光伏發(fā)電項目場址位于遼寧省朝陽市，項目總裝機(jī)容量為20 MWp。為了最大限度地節(jié)約土地，確保裝機(jī)容量，全站采用隨坡就勢、順坡平鋪的布置原則，支架基礎(chǔ)預(yù)埋鋼管，使高度方向可自由調(diào)節(jié)，以適應(yīng)高低起伏的地勢。

1.1 地形地貌

項目所在地地貌類型屬丘陵區(qū)，地形呈斜坡狀，地形坡度在20°～40°之間。

1.2 地層結(jié)構(gòu)和巖性特征

1)第①層為粉質(zhì)黏土，在站址區(qū)局部分布；層厚0.20～0.50 m，黃褐色，可塑狀態(tài)，切面稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，高壓縮性。

2) 第②層為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，在站址區(qū)廣泛分布；層頂埋深0.00～2.00 m，揭露層厚4.80～7.30 m；灰綠色，強(qiáng)風(fēng)化，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本保持為粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造；巖石堅硬程度為較軟巖，巖芯呈碎塊狀、塊狀；巖石完整程度為較破碎；巖層產(chǎn)狀近水平；巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ類。

1.3 地下水及腐蝕情況

站址區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件為干旱區(qū)，站址區(qū)鉆孔內(nèi)未見地下水，環(huán)境類別為Ⅱ類。根據(jù)站址區(qū)土質(zhì)分析成果判定，土對砼結(jié)構(gòu)微腐蝕、對砼結(jié)構(gòu)中鋼筋微腐蝕、對鋼結(jié)構(gòu)微腐蝕。

2 支架基礎(chǔ)選型設(shè)計

針對山地光伏電站，常用的支架基礎(chǔ)形式主要有：螺旋鋼管樁基礎(chǔ)、鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)、微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)。

2.1 螺旋鋼管樁基礎(chǔ)

螺旋鋼管樁基礎(chǔ)優(yōu)點：在工廠內(nèi)加工完成后直接運(yùn)至現(xiàn)場，采用打樁機(jī)植入地下，施工完成后可以立即安裝組件及支架，不需要土方開挖、養(yǎng)護(hù)、拆模等工序，可大幅提高施工效率，節(jié)約工期[1]。

缺點：由于螺旋鋼管樁植入地下后直接與土壤接觸，不適用于中等以上腐蝕性的地質(zhì)，也不適用于各類風(fēng)化巖等地質(zhì)堅硬區(qū)域[2]。

2.2 鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)

鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)優(yōu)點：成孔方便，基礎(chǔ)頂標(biāo)高易控制，原材料用量小，土方開挖工程量小，施工速度快，對原有的生態(tài)環(huán)境破壞小，適用于各種類型的土質(zhì)及中密碎石等地質(zhì)[1]。

缺點：必須采用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔；必須進(jìn)行鋼筋籠、模板制作、混凝土澆筑、振搗，施工工序比較繁瑣；基礎(chǔ)澆筑完成后必須待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后才能安裝支架及組件，施工速度比螺旋鋼管樁慢[2]。

2.3 微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)

微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)優(yōu)點：可采用機(jī)械或人工成孔，不需要單獨配鋼筋籠，樁身內(nèi)設(shè)置鍍鋅鋼管或鋼管與鋼筋柱腳作為預(yù)埋件。支架立柱可以在基礎(chǔ)中預(yù)埋的鋼管內(nèi)部上下伸縮調(diào)整支架立柱高度，適用于各種堅硬地質(zhì)條件及大坡度地形地貌特征。

缺點：澆筑后需要達(dá)到一定強(qiáng)度后才能進(jìn)行上部支架安裝，對原始地貌及自然環(huán)境有一定的影響[3]。

2.4 支架基礎(chǔ)選擇

由于此項目地形坡度在20°～40°之間，地表起伏不平、朝向各異、局部伴有小型水沖溝、可安裝面積大小不同且相對分散；因多數(shù)履帶式打樁機(jī)的安全工作坡度傾角需小于30°，對于山高坡陡、沖溝密集、坡度在30°以上的區(qū)域，常規(guī)履帶式鉆孔設(shè)備無法完成支架基礎(chǔ)鉆孔。針對這種特殊地形、地質(zhì)情況，本項目選用微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)，可采用空壓手風(fēng)鉆進(jìn)行成孔，施工方便快捷，能有效保證工程的質(zhì)量及進(jìn)度。

3 高強(qiáng)灌漿料在微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)中的應(yīng)用

微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)采用空壓手風(fēng)鉆進(jìn)行成孔，孔徑較小，由于灌注常規(guī)混凝土?xí)駬v困難、密實效果差，使強(qiáng)度無法滿足設(shè)計要求，所以采用流動性好、具有微膨脹功能的高強(qiáng)灌漿料澆筑，可有效解決上述問題。

3.1 高強(qiáng)灌漿料的主要特性

高強(qiáng)灌漿料是在水泥中適量加入高強(qiáng)度骨料、不同種類混凝土外加劑等組成的，具有流動性好，不泌水，早強(qiáng)、高強(qiáng)性能，粘結(jié)強(qiáng)度高，無收縮，耐候性好等特性；并具有微膨脹性能，可以自動填充所需灌注空隙。

3.2 高強(qiáng)灌漿料的應(yīng)用

本項目采用雙立柱固定傾角支架，2×11陣列為一組支架，前后立柱間距為1.8 m。針對坡度大于30°的區(qū)域機(jī)械無法施工，采用空壓手風(fēng)鉆進(jìn)行成孔，成孔后灌注高強(qiáng)灌漿料，可解決山地光伏支架機(jī)械施工、混凝土澆筑困難等問題。

圖1 微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)圖(單位：mm)

4 結(jié)束語

根據(jù)現(xiàn)階段“領(lǐng)跑者”項目及“超級領(lǐng)跑者”項目規(guī)劃，大部分項目所在地的地形坡度大、地質(zhì)情況復(fù)雜，機(jī)械施工非常困難。本項目提出的高強(qiáng)灌漿料在微孔錨桿灌注樁基礎(chǔ)中的應(yīng)用能夠很好地解決現(xiàn)階段復(fù)雜山地光伏電站所面臨的問題，為后期山地光伏電站設(shè)計提供參考。

[1] 謝煒, 王雨. 山地農(nóng)業(yè)光伏支架基礎(chǔ)方案分析[J]. 山西建筑,2017, 43(1): 92－94.

[2] 劉洋, 李文軍. 淺談螺旋樁、灌注鋼管樁在山地光伏電站運(yùn)用中的幾點優(yōu)勢[J]. 水電站機(jī)電技術(shù), 2016, 39(s1): 45－46.

[3] 孫海燕. 巖石錨桿基礎(chǔ)在某山地光伏電站中的應(yīng)用[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè), 2015, (14): 58－59.