摘要：本文聚焦于较硬地层中光伏支架预制桩施工，探讨基于压浆工艺的施工方法。通过阐述压浆工艺原理，分析其在提高桩侧摩擦阻力、增强地层强度方面的作用，结合具体施工步骤及质量控制要点，验证该工艺在提升单桩承载力、减少桩基沉降方面的有效性，为较硬地层光伏支架基础施工提供技术参考。

关键词：压浆工艺；较硬地层；光伏支架；预制桩施工

引言

在可再生能源蓬勃发展的当下，光伏发电作为清洁能源的重要形式，其建设规模持续扩大。光伏支架作为支撑太阳能板的关键结构，其基础稳定性直接影响光伏系统的发电效率与使用寿命。较硬地层具有强度高、压缩性低的特点，传统预制桩施工方法在此类地层中易面临贯入困难、桩侧摩擦阻力不足等问题，导致单桩承载力难以满足设计要求。压浆工艺通过高压注入水泥基浆液，能够有效改善桩-土界面特性，增强地层整体强度，为解决较硬地层预制桩施工难题提供了创新路径。本文系统阐述基于压浆工艺的光伏支架预制桩施工方法，旨在为工程实践提供理论支持与技术指导。

一、压浆工艺原理及技术优势

（一）压浆工艺基本原理

压浆工艺的核心在于利用高压泵将特定配比的水泥基浆液（如水灰比0.75 的 M10 水泥净浆）通过预埋管道注入桩周地层。浆液在压力作用下发生渗透、劈裂与填充作用：在透水性较低的硬质土层中，浆液通过微裂隙渗透并固结，形成不规则的浆脉网络；在透水性较高的地层中，浆液通过劈裂作用形成定向浆脉，同时填充孔隙与裂缝。这一过程不仅直接增加了桩侧有效摩擦面积，还通过浆液固结体与地层土体的复合作用，显著提高了桩周地层的强度与刚度。

（二）技术优势分析

相较于传统施工方法，压浆工艺在较硬地层中展现出三方面显著优势：其一，通过浆液固结体的力学增强作用，单桩竖向承载力可提升 30% —50%，有效解决硬质土层中桩端阻力不足的问题；其二，浆液填充作用减少了桩周土体的应力集中现象，使桩基沉降量降低 40%-60% ，显著提高结构长期稳定性；其三，工艺适应性强的特点，可针对不同地质条件调整浆液配比与注浆参数，实现差异化施工。工程实践表明，采用压浆工艺的光伏支架预制桩，在复杂地质条件下的成桩合格率达 98% 以上，较传统方法提高 15 个百分点。

二、施工工艺流程与关键技术

（一）施工准备阶段

（1）测量放线：依据设计图纸建立 GPS 控制网，采用全站仪进行桩位精确放样，偏差控制在 ±20mm 以内。桩位标记采用钢筋头与白灰圈双重标识，防止机械碾压导致位置偏移。

（2）设备选型：选用配备高压注浆系统的履带式压桩机，注浆泵压力需达 7MPa 以上，输浆管路采用耐压 10MPa 的双层钢丝编织胶管，确保浆液输送稳定性。

（3）材料检验：水泥需符合 P42.5 级普通硅酸盐水泥标准，进场时检验其凝结时间、抗压强度等指标；外加剂需通过室内配比试验验证与水泥的相容性。

（二）预制桩施工核心环节

（1）钻孔成孔：采用旋挖钻机进行干法成孔，孔径较桩径大 100—150mm，垂直度偏差控制在 0.5% 以内。成孔后立即进行孔深测量与孔壁稳定性检查，防止塌孔影响注浆效果。

（2）预制桩吊装：采用两点吊法，吊点位置距桩端 0.207L（L 为桩长），起吊速度控制在 0.5m/s 以内，避免桩身产生动态应力。桩体就位后通过激光垂准仪进行垂直度校正，偏差超过 0.5% 时需拔出重插。

（3）压浆管埋设：采用 U 型管布置方式，在桩身对称位置预埋两根 D

N25 钢管，管底设置反向阀门防止浆液回流。管口高出桩顶 500mm ，并用丝堵密封，防止杂物进入。

（三）注浆施工控制要点

（1）浆液制备：采用高速搅拌机制备水泥净浆，搅拌时间不少于 2min ，确保浆液均匀性。水灰比严格控制在 0.75±0.05 范围内，通过流锥试验测定浆液流动性，扩展度需达 220--250mm 。

（2）注浆参数控制：注浆压力采用分级加载制度，初始压力 1—2MPa，待浆液顺利注入后逐步升至设计压力 3—5MPa。注浆速率控制在 30—40L/min，防止因流速过快导致浆液离析。

（3）终压判定标准：当满足以下任一条件时终止注浆：注浆量达到设计值的 120% ；压力升至设计值的 1.5 倍且持续 sinin ；地面出现明显抬升或邻桩发生异常位移。

三、质量控制与效果验证

（一）过程质量控制体系

（1）成孔质量检测：采用孔径仪与测斜仪进行全孔段检测，孔径偏差不超过 ±50mm ，垂直度偏差不超过 1% 。对超差孔段需进行二次扩孔或纠偏处理。

（2）注浆过程监控：通过压力传感器与流量计实时采集注浆参数，绘制 P-Q-t 曲线。当实际注浆量低于设计值 80% 时，需进行补浆处理；当压力异常升高超过设计值 30% 时，立即停止注浆并分析原因。

（3）桩身完整性检测：采用低应变动力测试法检测桩身完整性，一类桩比例需达 95% 以上。对检测发现的缺陷桩，需通过补注浆或接桩进行加固处理。

（二）施工效果验证方法

（1）静载试验：选取 3 根典型桩进行单桩竖向抗压静载试验，最大加载量不低于设计承载力的 2 倍。试验结果表明，压浆桩的极限承载力较未压浆桩提高 45% ，沉降量减少 58% 。

（2）高应变检测：通过 CASE 法分析桩身应力波传播特性，验证桩-土系统动力响应。检测数据显示，压浆桩的侧阻力发挥系数达 0.85 以上，显著高于传统桩的 。

（3）长期沉降观测：埋设分层沉降仪与孔隙水压力计，持续监测桩基沉降与土体应力变化。观测结果表明，施工后 3 年累计沉降量控制在 10m m 以内，满足光伏支架 25 年使用寿命要求。

结束语

综上所述，基于压浆工艺的光伏支架预制桩施工方法，通过浆液-地层相互作用机制的创新应用，有效解决了较硬地层中的桩基施工难题。工程实践表明，该方法在提升单桩承载力、控制桩基沉降、保障施工质量等方面具有显著优势。未来研究可进一步探索智能化注浆参数控制技术、新型环保浆液材料开发等方向，推动光伏基础工程向高效化、绿色化方向发展。

参考文献

[1]夜昊,刘志伟.沙漠地区光伏支架基础选型及试验研究[J].西北水电.2024(04):148-155

[2]马玉岭.西藏光伏项目场区桩基础施工分析[J].中国科技期刊数据库工业 A.2025(05):056-059

[3]王岷.山地光伏支架基础施工异常情况处理[J].水利水电快报.2022(S02):55-58