格爾木光伏電站工程支架基礎(chǔ)方案的思考

馬金花

（甘肅水利機(jī)械化工程公司,甘肅蘭州730600）

格爾木光伏電站工程支架基礎(chǔ)方案的思考

馬金花

（甘肅水利機(jī)械化工程公司,甘肅蘭州730600）

隨著我國(guó)新能源風(fēng)電場(chǎng)、太陽(yáng)能光伏電站建設(shè)高峰的到來，面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、利潤(rùn)逐漸透明的行業(yè)市場(chǎng)，本文論述了加強(qiáng)精細(xì)管理，以高效適宜的科學(xué)技術(shù)手段和施工方案提高效率，保障施工綜合效益，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的質(zhì)量安全和進(jìn)度目標(biāo)，為企業(yè)保本盈利、創(chuàng)效雙贏的措施策略。

小型灌注樁基礎(chǔ)施工方案；比較；應(yīng)用

1.前言

小型灌注樁基礎(chǔ)作為光伏電站基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中的主要工程內(nèi)容，因工序少、數(shù)量多、占合同金額比例大，成為我們控制的一個(gè)主要內(nèi)容。光伏電站基礎(chǔ)有很多種類型，常采用的有：獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、灌注樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。質(zhì)量求生存，進(jìn)度是效益，如何因地制宜的選定一套經(jīng)濟(jì)、適宜滿足施工質(zhì)量和安全要求的方案，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，已成為我們應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，以提高先進(jìn)生產(chǎn)力來增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)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(qū)約35km，距西寧市約800km。青海格爾木光伏電站工程總裝機(jī)容量為200MWp，工程的主要任務(wù)是發(fā)電。場(chǎng)址區(qū)位于格爾木市城東北約35km處，109國(guó)道以北，場(chǎng)址海拔高程在2780m左右。場(chǎng)址區(qū)地形開闊、地勢(shì)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(chǎng)址區(qū)附近公路發(fā)達(dá)，109國(guó)道及青藏鐵路在附近交匯，交通便利，運(yùn)輸方便。

第Ⅴ標(biāo)段的土建施工，主要工程項(xiàng)目有25MWp電站的電池陣列、逆變器室、箱式變、電纜溝、場(chǎng)區(qū)道路等。支架基礎(chǔ)有獨(dú)立基礎(chǔ)或灌注樁兩種方案，工程量為42914個(gè)，灌注樁幾何尺寸為直徑0.25米的圓柱體，灌注樁柱長(zhǎng)約為1.6米，獨(dú)立基礎(chǔ)為0.6米×0.6米×0.3米放大基礎(chǔ)，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(dú)立基礎(chǔ)埋深不小于1米。

3.施工難度及科學(xué)管理組織

3.1 施工難度分析

本工程電池組件支架基礎(chǔ)數(shù)量大，工期短，施工區(qū)位于沙漠區(qū)，材料運(yùn)輸困難，環(huán)境艱苦。

a光伏電站的施工材料設(shè)備人員組織。光伏電站施工期間，大量的施工機(jī)械、人員、材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，如何確保施工正常進(jìn)行，難度較大。在施工現(xiàn)場(chǎng)布置階段，充分考慮在強(qiáng)化人員、機(jī)械管理，車輛管理等方面設(shè)立專門的管理機(jī)構(gòu)，及時(shí)與工程部門溝通，及時(shí)了解人、材、機(jī)對(duì)施工影響的反饋，并及時(shí)調(diào)整。

b工期要求緊、質(zhì)量要求高。本工程建設(shè)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(shè)項(xiàng)目，技術(shù)、質(zhì)量要求高，影響進(jìn)度的因素多，在規(guī)定的工期內(nèi)高質(zhì)量完成本工程難度較大。

c混凝土樁基礎(chǔ)工程量大。本工程光伏電池組件支架基礎(chǔ)多，砼工程量大，砼澆筑分散，需要投入大量的機(jī)械、材料和勞動(dòng)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(diǎn)

根據(jù)本項(xiàng)目工程工期目標(biāo)要求以及工程的施工特點(diǎn)，將電池組件支架基礎(chǔ)開挖、混凝土拌合入倉(cāng)工程作為本工程的重點(diǎn)項(xiàng)目，在施工部署中進(jìn)行重點(diǎn)考慮。

3.3 確定光伏電站基礎(chǔ)形式的前提

在保證質(zhì)量安全的前提下，進(jìn)度就是效益，盡可能保證在發(fā)揮所用開挖機(jī)具價(jià)值和工效的前提下動(dòng)態(tài)管理，合理應(yīng)用龍頭設(shè)備與其協(xié)作資源的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)價(jià)值，保證高效實(shí)施光伏電站基礎(chǔ)施工。

目前建筑工程相對(duì)工期緊、任務(wù)重，不可預(yù)測(cè)的干擾因素多，工程環(huán)境地處沙漠，風(fēng)沙大且蚊子比較多，必須以“顧客滿意”為前提，圍繞建設(shè)單位要求目標(biāo)實(shí)施，不斷修整進(jìn)度計(jì)劃安排，通過工藝、技術(shù)手段提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，贏得市場(chǎng)。

4.本工程光伏電站基礎(chǔ)形式的比較與應(yīng)用

由于鋼結(jié)構(gòu)，即鋼管直接嵌入地下，原地基為沙漠沙土，達(dá)不到錨固摩擦設(shè)計(jì)要求，故此方式直接取消。原計(jì)劃采用大開挖獨(dú)立基礎(chǔ)施工為主，以部分地方實(shí)行小型灌注樁基礎(chǔ)為輔的方法。本工程面積大，基礎(chǔ)數(shù)量多，在考慮建設(shè)單位對(duì)總工期目標(biāo)的要求和實(shí)際影響因素后，計(jì)劃對(duì)兩種方式進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比。

4.1 大開挖獨(dú)立基礎(chǔ)施工方案

4.1.1 獨(dú)立基礎(chǔ)施工工藝流程

測(cè)量放線——土方開挖——支架基礎(chǔ)制作（鋼筋制安、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)）——基礎(chǔ)回填4.1.2 施工測(cè)量

施工測(cè)量分為四級(jí)測(cè)量，一級(jí)測(cè)量控制陣列，二級(jí)測(cè)量控制方陣，三級(jí)測(cè)量控制子方陣支架單元，四級(jí)控制單個(gè)支架基礎(chǔ)，主要控制項(xiàng)目為支架基礎(chǔ)的軸線和高程。

4.1.3 土方開挖

待測(cè)量控制軸線確定后，進(jìn)行土方基礎(chǔ)開挖，土方開挖以反鏟挖掘機(jī)開挖為主，ZL50裝載機(jī)配合，以組串作為開挖單元，進(jìn)行條形開挖，開挖完成的基礎(chǔ)其壓實(shí)度符合要求。

4.1.4 支架基礎(chǔ)制作

基礎(chǔ)開挖完成后，進(jìn)行定位放線，確定其支架基礎(chǔ)位置（軸線、高程）。

4.1.5 強(qiáng)度分析

土方開挖，每8個(gè)基礎(chǔ)為一組，設(shè)計(jì)要求這8個(gè)樁的樁頂必須在同一高程，且埋深不小于1米，樁總數(shù)量42624個(gè)。開挖工程量，獨(dú)立基礎(chǔ)鋼筋混凝土設(shè)計(jì)尺寸為0.6米×0.6米×0.3米放大基礎(chǔ)，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(dú)立基礎(chǔ)埋深不小于1米。故每樁C25混凝土為0.157m3，鋼筋7.252kg，樁頂預(yù)埋鋼板1.413kg；總量為6692m3，309.109t，樁頂預(yù)埋鋼板60.228t，土方開挖量106560m3，土方回填量106560m3。

4.2 灌注樁基礎(chǔ)施工

4.2.1 施工測(cè)量

施工測(cè)量分為四級(jí)測(cè)量，一級(jí)測(cè)量控制陣列，二級(jí)測(cè)量控制方陣，三級(jí)測(cè)量控制支架單元，四級(jí)控制單個(gè)支架基礎(chǔ)，主要控制項(xiàng)目為支架基礎(chǔ)的軸線和高程。

廈門港進(jìn)港方向集裝箱船舶分布統(tǒng)計(jì)見圖8，廈門港出港方向集裝箱船舶分布統(tǒng)計(jì)見圖9。設(shè)置完成后，由MATLAB軟件運(yùn)行進(jìn)行計(jì)算。

4.2.2 土建工程特點(diǎn)

場(chǎng)址區(qū)地層至上而下分為2層，上部為粉質(zhì)細(xì)沙層，位于季節(jié)性凍土帶內(nèi)，含水量較小，季節(jié)性凍土對(duì)建筑物影響不大，由于該層結(jié)構(gòu)松散到密室，經(jīng)過灑水碾壓可以達(dá)到密實(shí)，成孔條件好，所以選為灌注樁基礎(chǔ)。

4.2.3 設(shè)備支架基礎(chǔ)施工工藝

由于工程地質(zhì)成孔條件較好，支架柱基礎(chǔ)采用灌注樁基礎(chǔ)形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工工藝為：測(cè)量放線——挖孔機(jī)成孔——下護(hù)壁筒—安裝鋼筋籠——灌注樁澆筑——安裝模板——地面砼澆筑——預(yù)埋件安裝——高程、主線復(fù)測(cè)——密封養(yǎng)護(hù)。

4.2.4 土方開挖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，表面為20—50cm的松散沙粒，根據(jù)圖紙?zhí)峁┑母叱淌紫仁┕?chǎng)平，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的高程后，對(duì)整個(gè)施工面進(jìn)行灑水浸潤(rùn)，使地基達(dá)到成孔條件。

支架基礎(chǔ)開挖主要采用機(jī)械挖孔，人工修補(bǔ)為輔。

4.2.5 強(qiáng)度分析

本工程采用樁基礎(chǔ)時(shí)工程量如下：（以25MWp為單位計(jì)算）

土方開挖，每8個(gè)基礎(chǔ)為一組，設(shè)計(jì)要求這8個(gè)樁的樁頂必須在同一高程，且埋深不小于1米，樁總數(shù)量42624個(gè)。開挖工程量，灌注樁鋼筋混凝土設(shè)計(jì)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(chǔ)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(yù)埋鋼板1.413kg；總量為3367.3m3，334.513t，樁頂預(yù)埋鋼板60.228t，土方開挖量3367.3m3。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)比較施工，由于地處沙漠，地下施工部分均為粉質(zhì)沙礫，方案一的缺陷主要在于開挖工程量大，而工地場(chǎng)地狹小，不利于運(yùn)輸混凝土設(shè)備行走，澆筑完成后還要回填，易發(fā)生樁位偏移；且混凝土工程量比較大，增大成本費(fèi)用；使用模板數(shù)量相應(yīng)增大。方案二的缺陷主要在于如果地質(zhì)發(fā)生變化，沙礫顆粒稍有增大就不利于挖坑機(jī)施工運(yùn)轉(zhuǎn)。通過在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)地操作，確定地質(zhì)變化不大，不影響整體施工，主要挖孔機(jī)為河北廊坊的打孔機(jī)，機(jī)型WL-40A/B/c，（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)1E40F-3，排量41.5ml，最大功率1.25KW，最大轉(zhuǎn)速7000/分鐘，每千瓦時(shí)燃油最大消耗量610g），孔徑25cm，可鉆進(jìn)深度1.2m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)功率較小，鉆進(jìn)速度較慢，成孔時(shí)間為10分鐘，成孔較好，跟廠家聯(lián)系，加大汽油機(jī)的功率，提高鉆孔速度，在孔深大于1.2米時(shí)，人工用洛陽(yáng)鏟開挖，對(duì)于偏空采取人工修補(bǔ)，保證灌注樁樁心的垂直度。

根據(jù)比對(duì)，最后選用方案二。

基礎(chǔ)開挖強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)以上工程量和地質(zhì)條件，以人工配合機(jī)械進(jìn)行挖孔，其施工機(jī)械、人員強(qiáng)度計(jì)算如下：

○1機(jī)械數(shù)量。根據(jù)工期要求，平均每天需開挖完成42624÷55=775個(gè)孔，考慮不可預(yù)見因素的影響，按每天成孔800個(gè)孔計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際挖孔情況，每臺(tái)WL-40A/B/c挖孔機(jī)成孔需15分鐘（包括挖孔機(jī)定位、鉆孔及移動(dòng)），每臺(tái)挖孔機(jī)每天工作10小時(shí)，累計(jì)挖孔10× 60÷15=40個(gè)，如果完成800個(gè)孔，需要800/40=20臺(tái)挖孔機(jī)，為了保證施工足夠強(qiáng)度，將配置25臺(tái)挖孔機(jī)。

○2挖孔人工數(shù)量。按照每臺(tái)挖孔機(jī)配置4人進(jìn)行施工，每天2班，其需配置20×4×2=160人。下護(hù)壁管、修孔單班配置15人，總?cè)藬?shù)為：15×2=30人

○3砼拌合、鋼筋制安、鋼板制安等工序按照常規(guī)配置。

5.結(jié)語(yǔ)

從格爾木光伏電站工程支架基礎(chǔ)方案的實(shí)施中得出以下經(jīng)驗(yàn)與思考：

a、選擇運(yùn)用適宜的生產(chǎn)機(jī)具可以大大提高生產(chǎn)效率、確保進(jìn)度、保障綜合效益。

b、充分認(rèn)知機(jī)械的運(yùn)能功效，做好機(jī)具的專人維護(hù)保養(yǎng)工作。

c、動(dòng)態(tài)管理，做到人與機(jī)具、機(jī)與機(jī)具間的“真空”協(xié)作，流水線作業(yè)，最大限度地提高配套機(jī)具的系統(tǒng)能效，全面提升效率。

d、改進(jìn)后的挖坑機(jī)體型小，使用高效、方便移動(dòng)、安全等綜合特點(diǎn)，減少了氣候等干擾因素所致的勞動(dòng)強(qiáng)度增加。

整體上來說，開挖方式和基礎(chǔ)類型的選擇，通過實(shí)踐，既實(shí)現(xiàn)了施工單位的工期和利潤(rùn)目標(biāo)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了建設(shè)單位要求的工期目標(biāo)，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(jī)械化工程公司從事工程管理工作，水利工程師。