不同地形光伏桩基础施工方法研究

摘要：山地光伏桩基础形式大致可以分为钢管桩、灌注桩以及高强预应力管桩这3种，其中灌注桩施工技术的应用非常广泛，适用于大部分复杂地层，均能保证桩孔施工质量和施工效率。钢管桩施工快捷方便、大幅缩短施工周期、对环境友好、环保、不破坏植被、可在各种气候条件下实施，能方便迁移及回收。高强预应力管桩则有着施工速度快，施工质量易控制，受天气影响较小等优点也是光伏桩基础的优选方案。本研究所涉及的地形主要为山地光伏、平原光伏以及戈壁光伏这三种地形地貌，下面本文就通过分析不同地形光伏桩基础的施工工艺特点和施工效果，进一步比较不同成孔工艺在各个地形地貌条件下的具体实用性。

关键词：光伏桩基础施工；施工工艺 1.山地光伏桩基础施工工艺比较

以石家庄市某光伏项目为例，属于山地光伏，光伏桩基础均位于山丘之上，表层覆土较少，下层均为强风化片麻岩山体，设计桩基础形式为：

①预应力管桩：设计桩长5m，桩径为φ300mm，入土深度2.5m； ②微孔灌注桩：设计桩长1.6m，桩径为φ150mm，入土深度1.5m； ③钻孔灌注桩：设计桩长2.7m，桩径为φ300mm，入土深度2.2m。 根据本工程地勘报告，（微孔）灌注桩拟采用干作业成孔，后浇筑混凝土的施工方式。

灌注桩干作业主要施工工艺如下： ①长（短）螺旋钻孔灌注桩

适用条件：桩身直径为300~800mm，适用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密度以上的砂土、风化岩层

工作原理：利用螺旋钻头，在桩位处就地切削土层，土块随钻头旋转沿着带有长螺旋叶片的钻杆上升，排出桩孔之外。

优缺点：成孔工艺过程全部机械化，施工速度快；缺点是遇到硬岩、孤石等难以施工，且孔内沉渣难以清除干净。

施工工艺流程：

②潜孔钻机灌注

桩

适用条件：桩身直径为100~500mm，适用于地下岩层坚硬的区域

工作原理：潜孔钻机用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转，利用风动冲击器的活塞冲击钻头破碎矿岩

优缺点：地形适应性较好，坡度较大区域也能进行施工，破岩效果好；缺点是施工速度较慢，噪声、扬尘较大

施工工艺流程：

高强预应力管桩主要施工工艺如下： ①振动压桩

工作原理：利用高速振动的桩头带动桩体一起振动下压切削土体，进入土层之中，沉桩效率高、速度快、噪声小。

优缺点：沉桩效率高、速度快、噪声小，便于施工，结构简单、维修方便；缺点是遇到坚硬地层难以沉桩，需要引孔机配合引孔施工。

施工工艺流程：

②锤击沉桩

工作原理：利用桩锤自由下落时的瞬时冲击力锤击桩头所产生的冲击机械能，克服土体对桩的桩侧摩阻力和桩端阻力，其静力平衡状态遭受破坏，导致桩体下沉，达到新的静力平衡状态。

优缺点：机械结构简单、施工方便、打桩能量大、不受电源，适用于桩长较长的桩基施工；缺点是施工不当或遇到孤石硬岩容易造成爆桩，且施工时噪音大，对周边环境产生一定影响。

施工工艺流程：

桩终止锤击控制标准：以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅；当贯入度已达到设计要求而桩顶标高未达到时，应继续锤击3阵，每阵10击不大于设计规定的数值方可停止。

2、平原光伏桩基础施工工艺比较

以麻城市某项目为例，项目所在地自然地面标高在40-43m左右，主要为一般农田、滩地及少量林地, 场地属冲洪积地貌，设计桩基础形式为：PHC管桩基础方案，桩径300mm,桩长6m 。根据地勘报告，场地内第①层耕表土、第②-1层

粉砂、第②-3层中砂、第②-4层圆砾为含水层，强透水性；第②-2-1层淤泥质粉质粘土、第②-2-2层可塑状粉质粘土、第②-2-3层硬塑状粉质粘土、第③层硬塑状粉质粘土及下伏基岩—砂岩为相对隔水层，弱透水性。针对此种底层性质，可选用的预制桩施工工艺有：①振动沉桩 ②锤击沉桩 ③静力压桩。前两种施工工艺不再赘述，着重介绍静力压桩。

3、戈壁光伏桩基础施工工艺比较

以甘肃某光伏项目为例，项目场址区域总体较为集中，场地较为平坦，场区内有泄洪沟道穿过。根据附近工程地质资料分析，拟建场址区勘测深度内揭露地层主要为粉细砂层，局部揭露有碎石填土、碎石，设计桩基础形式为：采用螺旋钢管桩，螺旋钢管桩内径φ76*4.0，螺旋叶片直径 236mm，单根桩长 2.3m，热镀锌防腐 。

①螺旋桩机施工

工作原理：利用改装的挖掘机将螺旋钢管桩旋入土层之内。

施工特点：施工速度快、受施工气温影响小，机械构造简单，地形适应性好。 施工工艺流程：

结语：光伏桩基础的施工工艺与机械设备的选择受桩基础形式、地形地质条件以及环境保护等因素的制约和影响，同一种桩基形式在不同的地区可能出现不同的施工方式，在项目生产施工过程中，建议优先进行试桩作业，选定与项目特征相适宜的、满足项目施工需求的施工方法，提高施工效率的同时也能降低成本的投入。