光伏电站预制管桩沉降处理方法

光伏电站预制管桩沉降处理方法

王建新 张超

隆基绿能光伏工程有限公司， 陕西 西安 710000

摘要：地面光伏电站建设中经常采用预制混凝土管桩作为支架基础。但地面光伏电站占地面积较大，电站场地地质情况变化多端，地质勘察报告无法做到对每一根预制管桩下的地质情况作出勘测。因此地面光伏电站预制管桩经常出现桩基沉降的现象。本文根据项目实际情况探讨并给出了相应的处理方法。并在实际项目中得以应用，实践效果良好。

关键词：光伏电站；预制管桩；沉降

前言

桩基沉降是地面光伏电站建成后经常遇到的一种情况。由于每根桩对应的地质情况不是绝对一致，因此桩基沉降几乎都为不均匀沉降。桩基的不均匀沉降，导致了安装在桩基上的光伏支架产生变形。光伏支架变形进而导致光伏组件受力，组件发生微小的扭曲变形，最终导致光伏组件发生隐裂，致使光伏电站发电量下降，组件寿命缩短。

1.桩基沉降原因分析

本文以东北某地面光伏电站为例分析。该光伏电站采用预制管桩作为光伏支架基础。电站建成后次年发生了桩基沉降现象。

（1）该项目为扶贫电站，场地多达一百多处，地勘报告无法做到每个场地都有报告。因此地勘报告资料精确程度不足。出现桩基沉降问题的场地，地质情况基本未在地勘报告提及。实际地质松软，承载力不够，导致桩基下沉。

（2）东北地区冬季寒冷，土壤冻结，施工困难。该项目为了赶工期，在冬季施工。采用先引孔后打桩的方案完成了桩基施工。但引孔过大、过深，导致桩基与土壤接触面积减少，削弱了桩基承载力，夏季冻土融化后，桩基出现下沉。

（3）东北地区冬季寒冷，土壤会产出冻胀现象，夏季土壤融化收缩，土体与桩基摩擦力减小，最终导致桩基下沉。

2.桩基沉降处理措施

（1）事前预防措施

① 地质勘察报告是桩基设计参数选择的重要依据。不同地质情况下，桩基设计的参数选择必然是不同的。地质勘察报告越详细，桩基设计的安全系数越高。针对地质多变的地面电站，尤其是场地分片过多的扶贫电站，应加大勘测点数量。为后续桩基设计参数选择提供可靠的设计依据。

② 设计阶段应根据地勘报告同时结合现场实际情况，综合考虑设计参数的选择，针对不同的地质，给出不同的桩基参数设计。并对地勘报告精确度做出合理判断。对勘测精度不足的地勘报告，应反馈给甲方，增加勘测精度。确保桩基设计与现场实际情况相符合。针对特殊的地质情况应给出相应的处理方案。

③ 施工前预判施工难度及可能出现的问题，编制合理的施工方案。施工时严格按照施工方案施工。引孔直径及深度不能过大，以免影响桩基质量。

（2）事后处理措施

对于已经沉降的桩基，可采用如下几种处理措施。

① 方案一。拆除沉降桩基上方组件与支架，继续捶打预制管桩，增加既有桩基入土深度，待桩基端头进入承载力更大的持力层，然后在既有桩基上方接桩。预制管桩的接桩方法参见图集《预应力混凝土管桩》10G409第40页“接头焊接连接详图”。接桩长度，根据每个场地具体情况，现场调整。接桩完成后，确认桩基承载力足够，重新安装支架及光伏组件，然后接线。

② 方案二。在已经沉降的桩基下方注浆。注浆后，桩基下方地基将得到强化，承载力增强，桩基将不再沉降。注浆材料可选用普通硅酸盐水泥浆。注浆材料浆液要粘度低、流动性好、可注性好；其凝固时间应可以在几秒到几小时内自由调节；浆液固化时体积不收缩；浆液应无毒、无臭、不污染环境、对人体无害。

③ 方案三。先采用一小段钢管焊接在预制管桩端头的钢板上，如图1所示。然后安装支架提升装置，托住光伏支架，使得光伏支架重力作用在提升装置上，放松预制管桩上的支架抱箍，如图2所示。使用支架提升装置，提升支架至靠近钢管顶端位置时停止支架提升，然后紧固螺栓，固定支架，如图3所示。去掉支架提升装置，在第一段钢管上，继续加焊钢管，如图4所示。然后重复操作之前的步骤，往复循环，直到支架提升达到预定高度。最终紧固螺栓，固定好光伏支架，整个调整工作完成。等一段时间后如果再次出现沉降，可再采用此法继续提升支架，进行调整，直至桩基不再沉降。则桩基沉降最终处理完毕。该方法所用钢材应镀锌防腐，焊缝应饱满，焊接完毕后刷防腐漆。

图 1

图 2

图 3

图 4

④ 方案对比。三种方案优缺点对比如下表所示。

3.总结

本文以东北地区某地面光伏电站预制管桩沉降为例，分析了桩基沉降原因；提出了桩基沉降事前预防措施；给出了桩基沉降事后处理措施并对事后处理措施进行了分析对比。对于地面光伏电站，施工前应对桩基沉降做好预防处理。电站建设完成后出现桩基沉降现象，经对比，综合考虑，建议采用本文方案三比较合适。该方案在文中所提到的项目中实际应用效果良好，整个处理过程中，没有对光伏电站的运行造成任何影响。该方案对地面光伏电站其它类型的桩基沉降处理具有参考意义。