高強灌漿料在微孔錨桿灌注樁基礎中的應用

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0 引言

由于山地光伏電站地形、地質條件復雜，特別是針對30°以上大坡度區域，需要采用對地形適應性強、立柱高度方向可調節的微孔錨桿灌注樁基礎。而在這種區域只能采用空壓手風鉆進行成孔，但孔徑較小，灌注常規混凝土因振搗困難，使密實效果差，強度無法滿足設計要求。采用高強灌漿料澆筑可有效解決上述問題。

1 項目概況

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

1.1 地形地貌

項目所在地地貌類型屬丘陵區，地形呈斜坡狀，地形坡度在20°～40°之間。

1.2 地層結構和巖性特征

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

2) 第②層為強風化砂巖，在站址區廣泛分布；層頂埋深0.00～2.00 m，揭露層厚4.80～7.30 m；灰綠色，強風化，原巖結構構造基本保持為粒狀結構、塊狀構造；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；巖層產狀近水平；巖體基本質量等級為Ⅴ類。

1.3 地下水及腐蝕情況

站址區環境地質條件為干旱區，站址區鉆孔內未見地下水，環境類別為Ⅱ類。根據站址區土質分析成果判定，土對砼結構微腐蝕、對砼結構中鋼筋微腐蝕、對鋼結構微腐蝕。

2 支架基礎選型設計

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

2.1 螺旋鋼管樁基礎

螺旋鋼管樁基礎優點：在工廠內加工完成后直接運至現場，采用打樁機植入地下，施工完成后可以立即安裝組件及支架，不需要土方開挖、養護、拆模等工序，可大幅提高施工效率，節約工期[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，也不適用于各類風化巖等地質堅硬區域[2]。

2.2 鋼筋混凝土灌注樁基礎

鋼筋混凝土灌注樁基礎優點：成孔方便，基礎頂標高易控制，原材料用量小，土方開挖工程量小，施工速度快，對原有的生態環境破壞小，適用于各種類型的土質及中密碎石等地質[1]。

缺點：必須采用鉆孔機進行鉆孔；必須進行鋼筋籠、模板制作、混凝土澆筑、振搗，施工工序比較繁瑣；基礎澆筑完成后必須待混凝土達到一定強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

微孔錨桿灌注樁基礎優點：可采用機械或人工成孔，不需要單獨配鋼筋籠，樁身內設置鍍鋅鋼管或鋼管與鋼筋柱腳作為預埋件。支架立柱可以在基礎中預埋的鋼管內部上下伸縮調整支架立柱高度，適用于各種堅硬地質條件及大坡度地形地貌特征。

缺點：澆筑后需要達到一定強度后才能進行上部支架安裝，對原始地貌及自然環境有一定的影響[3]。

2.4 支架基礎選擇

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；因多數履帶式打樁機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°以上的區域，常規履帶式鉆孔設備無法完成支架基礎鉆孔。針對這種特殊地形、地質情況，本項目選用微孔錨桿灌注樁基礎，可采用空壓手風鉆進行成孔，施工方便快捷，能有效保證工程的質量及進度。

3 高強灌漿料在微孔錨桿灌注樁基礎中的應用

微孔錨桿灌注樁基礎采用空壓手風鉆進行成孔，孔徑較小，由于灌注常規混凝土會振搗困難、密實效果差，使強度無法滿足設計要求，所以采用流動性好、具有微膨脹功能的高強灌漿料澆筑，可有效解決上述問題。

3.1 高強灌漿料的主要特性

高強灌漿料是在水泥中適量加入高強度骨料、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、高強性能，粘結強度高，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 高強灌漿料的應用

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°的區域機械無法施工，采用空壓手風鉆進行成孔，成孔后灌注高強灌漿料，可解決山地光伏支架機械施工、混凝土澆筑困難等問題。

圖1 微孔錨桿灌注樁基礎圖(單位：mm)

4 結束語

根據現階段“領跑者”項目及“超級領跑者”項目規劃，大部分項目所在地的地形坡度大、地質情況復雜，機械施工非常困難。本項目提出的高強灌漿料在微孔錨桿灌注樁基礎中的應用能夠很好地解決現階段復雜山地光伏電站所面臨的問題，為后期山地光伏電站設計提供參考。

[1] 謝煒, 王雨. 山地農業光伏支架基礎方案分析[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用中的幾點優勢[J]. 水電站機電技術, 2016, 39(s1): 45－46.

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