0 引言

光伏电站支架基础基桩检测可分为施工前为设计提供依据的试验桩检测和施工后为验收提供依据的工程桩检测。本文以某光伏电站支架基础使用的微孔灌注钢管桩为研究对象，在施工前对试验桩进行了基桩检测。通过对光伏电站区域内不同地质条件下的3种桩型进行试验数据分析，结合现场试桩出现的问题，确定了最终的工程桩数据，并提出了现场施工的注意事项，为提高基桩施工质量提供了保障。

1 基桩检测依据及方法

依据JGJ 106—2014 《建筑基桩检测技术规范》 ^[1]，工程因地基条件复杂、基桩工程施工可靠性低，基础使用的桩型是电站所在区域使用的新桩型，在施工前应进行试验桩检测并确定其极限承载力。

基桩检测主要是对桩的承载力和桩身结构完整性的检测，检测方法有单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法和声波透射法，应根据检测目的、检测方法的适应性、桩基的设计条件、成桩工艺等合理选择检测方法。

2 工程概况及地质条件

某光伏发电工程总装机容量50 MW（峰值功率），共架设7847组单立柱固定式光伏支架。固定支架结合光伏组件排列方式布置，支架倾斜角度为32°，采用纵向檩条、横向支架布置方案，支架由钢管柱、钢梁、斜撑及柱间支撑组成，支架基础为微孔灌注钢管桩。

该光伏电站站区地貌属于侵蚀构造低中山地形。场地主要由多条东西向宽缓山脊、山体斜坡、缓坡台地组成。站区海拔高程1150~1300 m，相对高差0~70 m，整体呈东高西低态势。整个站区沟壑纵横，多为水流切割形成。

站区地层岩性分3类：人工填土，主要由粉土、沙砾岩碎块等组成，为场地内场平开挖回填堆积形成，多未经碾压夯实处理，厚度一般小于1 m，局部地段稍厚；黄土状粉土，主要分布于全场地大部分区域，厚度介于0.5~10 m，坡脚、山间凹部及沟谷地段，厚度一般大于3 m；山顶、山脊及斜坡上部分布有砾石，碎石较大，厚度一般小于3 m。地质参数如表 1所示。

站区季节性最大冻土深度（覆盖层表土大于冻土深时）取1.9 m，冻胀类别为不冻胀，冻胀等级为Ⅰ级。场地内不良地质作用主要有地表错裂缝、黄土冲沟以及坡面滚石等^[2]。

3 支架基础基桩方案

结合该工程地质条件，光伏站区支架基础采用桩径为250 mm的微孔灌注钢管桩，微孔灌注钢管桩结构见图 1。桩基混凝土采用Ca30细石混凝土，钢管桩由直径146 mm、壁厚4.5 mm钢管与下部6根直径为10 mm的HPB300级主钢筋连接而成。具体基桩方案分为以下3种：

（1）黄土状粉土层厚度大于3 m的区域，桩长3.5 m，地面以下3 m，露出地面0.5 m；

（2）黄土状粉土层厚度大于1 m、小于3 m的区域，基桩进入沙砾岩长度0.8 m或基桩入土深度不小于3 m，露出地面0.5 m；

（3）黄土状粉土层厚度小于1 m的区域，基桩入土深度1.8 m，露出地面0.5 m。

方案（1）、（2）设计上部钢管长度为1.3 m，方案（3）设计上部钢管长度为1 m，通过调整下部钢筋确保地面以下桩长满足设计要求。

4 基桩检测试验分析

按照基桩施工工艺（场地平整→定位测量→桩机就位→成孔→清孔→放预制钢管桩→注浆→养护），采用该工程使用的桩型，分别在黄土状粉土厚度小于1 m，黄土状粉土厚度大于1 m、小于3 m，黄土状粉土厚度大于3 m 3种不同地质条件的施工场地对试验桩进行成孔质量检测、单桩抗拔承载力检测、单桩水平承载力检测、单桩抗压承载力检测，通过静载试验方法来确定单桩极限承载力。

4.1 试验注意事项

（1）试验加载设备的最小精度需满足试验加压分级要求。加载应分级进行，采用逐级等量加载方法，分级荷载宜为最大加载值或预估的极限承载值的1/10。

（2）卸载应分级进行，采取逐级等量卸载方式，每级卸载量应取加载时分级荷载的2倍。

（3）加、卸载时荷载应传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在加载持续过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

（4）对于使用慢速维持荷载法的试验项目，每级荷载施加后，应严格按照规定的时间测读位移量，位移量相对稳定度应符合规范要求。

4.2 试验数据分析^[3] 4.2.1 单桩竖向抗压静载试验

单桩竖向抗压静载试验数据见表 2。确定竖向抗压承载力时，根据实测数据绘制竖向荷载-沉降（Q-s）曲线，竖向抗压静载桩试验加载量共分11个等级，最后一级荷载值32 kN。以2号、5号、8号桩为例，观测竖向荷载-沉降（Q-s）曲线（见图 2），均为缓变曲线或近似直线，且未出现JGJ 106—2014中规定的取值特征点，试验桩竖向抗压承载力选取最大加载值32 kN，满足抗压承载力极限值不小于28 kN的设计要求。

4.2.2 单桩竖向抗拔静载试验

单桩竖向抗拔静载试验数据见表 3。确定竖向抗拔承载力时，根据上拔量随荷载变化的特征确定，绘制上拔荷载-桩顶上拔量（U-δ）曲线，竖向抗拔静载桩试验加载量共分11个等级，最后一级荷载值16 kN。以22号、25号、28号桩为例，观测上拔荷载-桩顶上拔量（U-δ）曲线（见图 3），均为缓变曲线，无陡升起始点，上拔位移量较小，且未出现JGJ 106—2014中规定的取值特征点，试验桩竖向抗拔承载力选取最大加载值16 kN，满足抗拔承载力极限值不小于10.8 kN的设计要求。

4.2.3 单桩水平静载试验

水平推载采用慢速维持荷载法，试验加载量共分为9个等级，最后一级荷载值9.98 kN。单桩水平静载试验数据见表 4。根据实测数据绘制了水平力-力作用点位移（H-y₀）曲线，以32号、35号、38号桩为例，观测水平力-力作用点位移（H-y₀）曲线，均为缓变曲线，无陡升起始点（见图 4），未出现JGJ 106—2014中规定的取值特征点，试验桩水平极限载荷选取最大加载值9.98 kN，满足设计要求。

5 结论及建议

根据试验结果分析，微孔灌注钢管桩各项荷载数据符合设计标准要求。在试桩施工过程中发现，由于孔径和地埋钢管长度尺寸较大，在放置钢管后进行混凝土浇筑时，钢管桩的水平标高很难确定，直接影响成桩质量和后期支架安装效果。通过优化施工工序，在放置钢管桩后使用水平支架对钢管桩进行定位，然后进行混凝土浇筑，有效解决了钢管桩浇筑过程中出现的位移较大及水平标高误差较大的问题。在位于高差较大的山坡地段试桩施工过程中，因机械无法固定，打孔机无法完成孔径为250 mm的成孔施工，经设计变更，将单立柱基础更改为孔径较小的双立柱基础。在黄土层较厚的区域进行浇筑作业时，应避免带入沙土造成断桩，应在成孔后进行沙土抑制。

本文通过对某光伏电站支架基础基桩开展试验桩检测，对设计进行了论证并解决了实际施工中遇到的问题。为确保桩基施工质量可控，还应对工程桩进行检测。因光伏电站桩基数量较多，建议在施工过程中开始对桩基进行工程桩检测^[4-7]。