植筋法在光伏電站土石基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用

李振新 朱立軍

摘要： “植筋加固”技術(shù)是一項(xiàng)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù)，在混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用上已相對成熟，植筋法在包頭光伏電站土石基礎(chǔ)上應(yīng)用尚數(shù)首次，本文從修改設(shè)計(jì)原因，到確定可行性實(shí)驗(yàn)，到工藝流程及施工中的注意事項(xiàng)進(jìn)行重點(diǎn)闡述，可對同類工程給予借鑒。

Abstract： The technology of "bar planting strengthening" is a simple and effective connection and anchoring technology. It has been relatively mature in the application of concrete structures. The application of the bar planting method to the earth and stone foundation of Baotou Photovoltaic Power Plant is the first time. This article expounds the reasons of design revision， to determine the feasible experiment， and focuses on the matters needing attention in the construction， which can be used for reference for similar projects.

關(guān)鍵詞： 植筋法；光伏電站；土石基礎(chǔ)

Key words： bar planting method；photovoltaic power station；earth and stone foundation

中圖分類號：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）20-0186-02

0 引言

目前太陽能光伏發(fā)電站大量采用支架支撐光伏組件板的安裝方式，每一根支架柱下都需配置一個構(gòu)件基礎(chǔ)，目前采用的大都是現(xiàn)場澆筑的方式。目前支架基礎(chǔ)現(xiàn)場施工方法存在造價(jià)較高、質(zhì)量較差、施工管理較困難等問題。

植筋加固技術(shù)是一項(xiàng)針對混凝土結(jié)構(gòu)的連接與錨固技術(shù)，具有簡捷、有效的特點(diǎn)，在建筑物的加固改造工程職工得到了廣泛應(yīng)用，比如：上部結(jié)構(gòu)擴(kuò)跨、頂升對梁、柱的接長，構(gòu)件加大截面加固的補(bǔ)筋，施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設(shè)計(jì)位置的補(bǔ)救，房屋加層接柱和高層建筑增設(shè)剪力墻的植筋等。對于一些沒有預(yù)埋鋼筋的工程而言，它是一種有效的補(bǔ)救方式。

光伏電站基礎(chǔ)施工采用樁基礎(chǔ)、擴(kuò)展基礎(chǔ)、植筋錨桿基礎(chǔ)。現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)，無論是擴(kuò)展式基礎(chǔ)還是樁基礎(chǔ)，在寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工由于養(yǎng)護(hù)的問題不宜采用。巖石地層中采用錨桿基礎(chǔ)必須確保基巖基本完好，且具有較大體量，能承擔(dān)對支架基礎(chǔ)的錨固和全部荷載。包頭光伏電站處于嚴(yán)寒地區(qū)，且由于山體坡度較大（大于30°），樁基施工時(shí)根據(jù)實(shí)際情況部分采用植筋基礎(chǔ)的施工方案。基礎(chǔ)工程采用HPB400鋼，設(shè)計(jì)植筋深度1300mm，采用高強(qiáng)灌漿料進(jìn)行施工。

1 包頭領(lǐng)跑者光伏電站介紹

“國家電投集團(tuán)內(nèi)蒙古包頭市一期100MWp 光伏領(lǐng)跑者項(xiàng)目工程”，總裝機(jī)容量116.573380MWp，同期建設(shè)1座 110kV升壓變電站以及辦公生活設(shè)施。本工程場址位于包頭石拐區(qū)境內(nèi)，總體地勢較高，地形起伏較大，平均海拔高度在 1460m 左右。該項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，地處大青山北麓，內(nèi)蒙古高原中部地帶。該區(qū)域?qū)僦袦貛О敫珊荡箨懶詺夂?，冬季漫長寒冷，春季干旱風(fēng)沙多，夏季涼爽。寒暑變化強(qiáng)烈，晝夜溫差大，降雨量少，而且年際變化明顯，無霜期短，蒸發(fā)量大，大風(fēng)較多，日照充足，有效積溫多。年平均氣溫為 0℃～8℃之間，年降水量在450mm左右。

根據(jù)地勘資料表明，構(gòu)成場地地層主要由黃土狀粉土、輝綠巖及砂巖組成，場地地層自上而下依次為： 4#區(qū)域和 6#區(qū)域，4#區(qū)域位于 6#區(qū)域的西側(cè)，二者相鄰約 1km 左右。地貌上為低中山地貌，為構(gòu)造剝蝕形態(tài)，地形起伏大，溝壑縱橫。4#區(qū)域總體地勢東高西低，海撥約在 1300～1400m 之間。6#區(qū)域總體地勢西高東低，海撥約在 1300～1500m 之間。

根據(jù)地勘資料表明，構(gòu)成場地地層主要由黃土狀粉土、輝綠巖及砂巖組成，由于采煤沉陷區(qū)會產(chǎn)生一定的地表破壞、移動與變形，對其范圍內(nèi)及周邊的建（構(gòu)）筑物將產(chǎn)生一定的影響，故在進(jìn)行光伏發(fā)電建設(shè)時(shí)，需考慮地基沉降的影響，對光伏架構(gòu)基礎(chǔ)應(yīng)采取抗不均勻技術(shù)措施，建議支架結(jié)構(gòu)單元小型化，支架基礎(chǔ)建議采用螺旋鋼管樁、灌注樁及巖石錨桿基礎(chǔ)；逆變器及箱變建議采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)；升壓站地段各建筑物建議采用預(yù)制艙形式，基礎(chǔ)下若存在薄層的黃土狀粉土則應(yīng)清除掉，若基礎(chǔ)下的黃土狀粉土厚度較大建議采用灰土墊層法處理。

2 可行性試驗(yàn)

在正式開始植筋施工前，為確定鋼筋及植筋膠是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對所用鋼筋及植筋膠進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)。具體的方式是：參考要植筋部位混凝土構(gòu)件，制作相同強(qiáng)度等級的混凝土試件，然后依照植筋步驟植入3組鋼筋，等植筋膠完全固化后，開始拉拔實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)要求選用專用的鋼筋測力計(jì)，當(dāng)加力達(dá)到Ⅱ級鋼筋屈服強(qiáng)度（450N/mm2）時(shí)，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，繼而拉斷。

試驗(yàn)證明：鋼筋的屈服強(qiáng)度小于植筋用的植筋膠強(qiáng)度，植筋的破壞不是膠的粘結(jié)破壞，而是鋼筋的屈服破壞，這說明植筋膠和鋼筋均符合標(biāo)準(zhǔn)。之后對植筋進(jìn)行非破損性拉拔試驗(yàn)，檢測工作狀態(tài)下的植筋質(zhì)量，要求檢測的數(shù)量占植筋總數(shù)的10%。具體檢測中，測力計(jì)施加的力要大于由設(shè)計(jì)部門提供的植筋設(shè)計(jì)錨固力值，同時(shí)小于鋼筋的屈服強(qiáng)度。

3 工藝流程

植筋的工藝流程：基礎(chǔ)開挖、清理→鉆孔→洗孔→插入錨筋→高強(qiáng)度二次灌漿料灌孔→振搗密實(shí)→綁扎固定錨筋和鋼管樁 →樁基礎(chǔ)模板支護(hù)→鋼管樁定位支護(hù)→樁基混凝土澆筑→振搗密實(shí)→養(yǎng)護(hù)

①鉆孔。用沖擊鉆鉆孔，鉆頭直徑不小于？準(zhǔn)45mm，選用合金鋼鉆頭?？咨畲笮?5d（375mm），實(shí)際鉆深400mm，鉆孔時(shí)，保持鉆頭和柱面垂直。

②清孔：

1）清除孔內(nèi)風(fēng)化巖芯、碎塊、粉塵、異物等。

2）將加長棒套在不掉毛的毛刷上，伸到孔底并反復(fù)多次抽動，將里面的碎渣和灰塵帶出，之后再用吹風(fēng)機(jī)機(jī)將孔內(nèi)粉塵和細(xì)小顆粒物吹出。

3）采用脫脂棉清理孔壁粉塵等異物。

4）清孔完成后，施工單位自檢合格后，交監(jiān)理驗(yàn)收，待驗(yàn)收結(jié)果合格才能開展下一步操作，即注料植筋。

③清孔植筋、錨桿粘結(jié)面的處理。

1）若存在鋼筋粘結(jié)表面，可用棉絲浸泡酒精和丙酮液擦洗，可有效清除粉塵、油污等異物。

2）保證鋼筋或錨桿表面清潔，用鋼絲將其表面的浮銹、污物刷除。

3）將處理后的鋼筋放置在清潔地面上的支架上3～5min。

4）處理部位長度須為種植深度+5d（d為種植鋼筋直徑）+200mm。

④植筋錨固。

1）灌漿：為提高粘接強(qiáng)度，確保結(jié)構(gòu)料和被粘接面的浸潤性，應(yīng)嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定灌漿料，采用高壓灌裝設(shè)備灌料。灌料深度達(dá)到孔深的2/3。

2）插筋：將料灌入孔內(nèi)，再插入鋼筋至孔底，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鋼筋，中途禁止逆向反轉(zhuǎn)，確保料混合均勻。旋轉(zhuǎn)約1～2分鐘，合理調(diào)整鋼筋位置并加以固定。水平孔植筋，預(yù)埋鋁管注料和排氣，注料后封堵。

3）固化及養(yǎng)護(hù)：依照產(chǎn)品說明書，固化所用的各種錨固料，要求固化期間不得攪動鋼筋，直到結(jié)料固化后方可受力，固化時(shí)間為24小時(shí)。

4 注意事項(xiàng)

①確定鉆孔位置，并做好標(biāo)識；②為防止灰塵等雜物進(jìn)入孔隙，在孔洞清理后應(yīng)做好半成品保護(hù)。③將表面巖石鑿毛，鑿毛深度>4mm，剔除疏松的巖石，并用高壓冷水將表面沖洗干凈，保證混凝土與巖石能夠牢靠的結(jié)合、協(xié)同受力。④本工程的植筋施工可將鉆孔位置錯誤的概率控制在極低的范圍內(nèi)，且即便出現(xiàn)錯誤，也能夠及時(shí)采取修正措施。本工程為采用強(qiáng)度高一等級的摻微膨脹劑的水泥砂漿進(jìn)行填孔，并確保充實(shí)孔內(nèi)。⑤為降低對巖石的干擾，植筋施工過程中最好不要采用水鉆鉆孔，宜選用振動性很小的電鉆鉆孔。⑥灌漿料滿足國家A料標(biāo)準(zhǔn)，且必須滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，必須在工廠添加粘結(jié)劑，嚴(yán)禁參合揮發(fā)性有害溶劑及非反應(yīng)性稀釋劑。⑦所用的灌漿料必須具備齊全的廠家報(bào)驗(yàn)單等質(zhì)量證明文件。⑧禁止在雨雪天氣或者環(huán)境溫度低于-5C°的環(huán)境下進(jìn)行植筋施工。⑨嚴(yán)格選擇合格的灌漿料及相關(guān)產(chǎn)品，保證所用全部產(chǎn)品都有合格證明，符合施工要求。⑩為防止潮氣影響粘結(jié)質(zhì)量，應(yīng)充分烘干孔壁。？輥？輯？訛認(rèn)真保護(hù)成孔，防止垃圾塵土、施工用水流入孔內(nèi)，造成清孔麻煩。？輥？輰？訛為防止植筋移位、傾斜，應(yīng)定位準(zhǔn)確，鉆孔垂直。？輥？輱？訛緩慢導(dǎo)入灌漿料，謹(jǐn)防速度過快，灌漿料不能充實(shí)孔內(nèi)。？輥？輲？訛均勻用力旋入鋼筋，防止速度過快形成空腔，影響植筋質(zhì)量。

5 結(jié)束語

任何類型巖石基礎(chǔ)的成功采用，不僅僅取決于設(shè)計(jì)的合理，還取決于承包單位的可行，取決于施工隊(duì)伍的設(shè)備配備及工藝能力。通過包頭光伏電站植筋法的應(yīng)用，對于陡峭山地，運(yùn)輸困難地形條件下基礎(chǔ)施工更方便、更快捷、更牢固、更靈活，既滿足了施工單位工期要求，又實(shí)現(xiàn)了利潤對成本控制目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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