徐泽友 邓 霞

(1.南京南大岩土工程技术有限公司,江苏 南京 210000； 2.羲和太阳能电力有限公司，江苏 南京 210012)



光伏电站岩土工程勘察的探讨

徐泽友1邓 霞2

(1.南京南大岩土工程技术有限公司,江苏 南京 210000； 2.羲和太阳能电力有限公司，江苏 南京 210012)

根据光伏项目自身的工程特点和要求，考虑影响地基基础设计和施工的关键要素，针对性的制定了地质勘察内容和勘察工作方法，有利于为光伏电站工程提供全面、客观的地质报告和岩土工程设计参数。

光伏电站，地质勘察，岩土，基础方案

1 概述

近年来，作为绿色环保新能源的光伏发电在我国得到迅速发展，对缓解大气污染发挥了积极作用。然而与之相对应的岩土工程勘察设计工作，现阶段缺乏国家和行业标准的支持。光伏电站的主要建(构)筑物不同于一般的工民建，其主要建(构)筑物包括光伏阵列，逆变器和升压站等。此类建(构)筑物具有荷载相对较小但数量众多且分散的特点，其主要的受影响土层为浅部土层。通过总结苏北地区近年来光伏基站勘察工作的实践经验，结合此类项目设计、施工的技术要求，归纳出光伏勘察的技术特点和工作方法，提供合理的岩土工程参数。

2 光伏项目的特点

2.1 荷载分布特点

光伏项目通常占地面积很大，拟建物包括光伏组件、电池板支架、地埋线路、逆变器室及管理用房等附属设施。光伏组件系统通常由多晶硅板及其钢结构支架和连接件组成，支架柱脚与基础连接，常用的基础形式有独立柱基、条基、预埋式混凝土基础、灌注桩(短桩)基础及钢螺旋基础等，基础埋置深度一般不大于2.0 m。逆变器室及管理用房一般为1层或2层的框架结构或砖混结构，少数采用移动装配式，荷载不大，通常采用天然地基。遇岩土体软弱时，可采用地基处理的方式简单加固。

2.2 建设工期及效益

光伏项目享受国家补贴的时效性较强，因此建设单位通常对勘察、设计和施工的工期要求较高，以便在国家规定的期限内完成发电并网。

3 地质勘察内容和工作方法

3.1 勘察布孔原则

现行GB 50021—2001岩土工程勘察规范主要针对房屋建筑和构筑物的勘察作业，因光伏项目荷载特点的特殊性(荷载小且分散)，根据以往项目经验，勘察孔布置可在现行国家规范要求的基础上降低一级使用。例如，已建的淮安市刘老庄二期4 MWp项目，位于民便河东侧，其地基复杂程度等级为二级(中等复杂)，勘察点布置时降为三级(简单地基)按30 m～50 m布孔，共布置22个勘探点，其中取土孔12个，静力触探孔10个。再如已建洪泽7 MWp农光互补项目位于洪泽县三河镇塘西村，地貌类型属冲洪积平原，其地基复杂程度等级为三级，勘察点布置时降低一级按100 m左右的间距较为适宜。但逆变器室为房屋建筑，不建议降低地基复杂程度等级，通常按二级即15 m～30 m进行布置。

3.2 勘察手段

根据勘察目的和任务，光伏项目工程地质勘察主要采用工程地质调查、水文地质调查，结合钻探、取样、室内岩土试验、标准贯入试验、静力触探试验等原位测试手段。因基础埋深较浅及结构受力较为分散，勘察时应重点查明浅部土层分布情况，对基底埋深附近土层严格按GB 50021的要求执行，对深部土层可适当减少取样和原位测试数量。

3.3 勘察孔深

勘察孔深的确定：光伏组件荷重较小，对地基承载力要求不高，对沉降变形要求亦低，除极端软弱土外，一般地基都能满足设计要求，也不需要进行变形验算。因此，勘察孔深5.0 m～6.0 m可满足要求。但当场地起伏较大时应根据设计整平标高及基础埋置深度调整勘察孔深度。此外，当场地或场地附近没有可信的资料时，至少应有1个勘探孔满足划分建筑场地类别对覆盖层厚度的要求。

4 工程地质评价与基础方案

4.1 工程地质评价

基础承受的荷载主要为支架组件系统自重、风荷载、雪荷载、地震荷载等。不同的岩土层条件对设计和施工方法的选取影响很大，应根据拟选用的基础形式和岩土层条件对设计和施工可能产生的影响提出方案建议。现以刘老庄二期4 MWp项目为例加以说明，根据该项目场地勘察揭露的岩土层条件，第①层填土层，结构松散，局部为河道底部流塑状淤泥质填土，工程性质差；第②层粉土夹粉质粘土层，中密，湿，工程性质较差；第③层粘土，软塑，局部分布，工程性质较差；第④层粘土，可塑，工程性质一般；第⑤层粉土，中密～密实，中等压缩性，工程性质相对较好。

场地浅部土层物理力学性质一般，拟建逆变—升压单元及部分配套设施荷载较小，可采用天然地基方案，以②层粉土夹粉质粘土作为基础持力层。场地浅部粉土为轻微液化土层，基槽开挖后，建议铺设一定厚度的砂石垫层，并加强地基基础和上部结构设计。拟建光伏支架部分位于场地排污河道内，建议采用预制桩基础，设计要求的单桩荷载80 kN～100 kN，建议采用直径300 mm～500 mm管桩，以④层及以下地层作为桩端持力层。

4.2 水文地质条件

刘老庄二期4 MWp项目，勘察深度范围内揭露的含水层为第②层和第④层粉土层，地下水类型为上层滞水或潜水，水量较小，主要接受大气降水及河流侧向渗流补给，排泄方式为自然蒸发、人工抽取及向河流的侧向渗流。勘探期间，量测地下水稳定水位埋深平均1.97 m,勘察期间测得场地内排污河道东侧水面标高7.55 m，受水闸阻隔影响，西侧水面标高6.21 m。根据地区水文经验，年变化幅度约1 m～2 m。

该项目因距民便河较近，除进行通常的地质勘察工作外，还进行了水文地质调查，根据收集到的资料，场地西侧民便河历史最高水位为8.6 m,最低水位3.3 m，正常水位7.5 m。场地抗浮设计水位及防洪内涝水位建议取民便河最高水位8.6 m。

4.3 水土腐蚀性

光伏项目基础埋深浅，水土对混凝土及钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性对基础选型有直接影响，因此水土腐蚀性评价是光伏电站地质勘察的重要内容。GB 50021规范对水土试样的采取数量规定为每个场地不少于2件，而光伏电站场地面积相对工业与民用建筑来说要大许多，对水土试样取样数量的要求应高于GB 50021规范，可根据场地环境类型和场地实际面积，适当增加腐蚀性水土样的数量，且应在整个场地内均匀布置，能代表整个场地。通常在勘察工作开始之前即应搜集场地所在区域或邻近区域的相关资料，是否有腐蚀源，是否有工业排污等等，以便对场地水土腐蚀性做出初判，以此为基础合理安排水土取样，以更准确全面地做出场地的水土腐蚀性评价。

4.4 特殊性岩土

光伏项目基础通常落在浅层岩土层中，地基基础对特殊性岩土如红粘土、盐渍土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土等十分敏感，因此，光伏电站的勘察应事先调查场地特殊性岩土的分布，并采取相应的勘探方法查明其分布及特性。

洪泽7 MWp农光互补项目位于洪泽县三河镇，勘察中发现有红粘土，其天然含水率、饱和度、塑性界限和天然孔隙比都很高，却具有较高的力学强度和较低的压缩性，这与具有类似指标的一般粘性土力学强度低、压缩性高的规律完全不同，往往表现为地表较硬，向下逐渐变软，逐渐过渡为可塑、软塑状态，随着这种由硬变软现象，岩土体的天然含水率、含水比和天然孔隙比也随深度递增，力学性质则相应变差。在项目勘察期间，对红粘土分布区域，根据光伏工程的需要划分出红粘土类型的空间分布，并分别进行工程评价、提出特性参数。对光伏项目此类轻型建筑物的基础埋深应大于大气影响急剧层的深度，在此前提下，基础宜浅埋，充分利用浅部硬壳层，并进行下卧层承载力验算。

5 结语

光伏电站作为新能源，发展前景广阔，该类项目场地的勘察设计工作正处于探索和经验积累时期。本文根据光伏项目组件分布广、分散性大的特点，以苏北地区已建成的光伏电站工程实例，探讨了工程勘察中面临的各种技术问题，提出要依据勘察目的和任务，针对性的制定勘察方案，进行工作量布置、工程地质评价和勘察方案选取等，使勘察成果具有更好的目的性和针对性，满足光伏项目荷载特点的设计和施工要求。

[1] 王进聪.陆上风电、光伏项目勘察要点[J].工程勘察，2016(S2):131-135.

[2] 宋向辉.太阳能光伏发电场地的勘察和评价[J].山西建筑，2016,42(20):72-73.

Discussion on survey of solar energy photovoltaic power plant

Xu Zeyou1Deng Xia2

(1.NanjingNandaGeotechnicalEngineeringTechnologyCo.,Ltd,Nanjing210000,China; 2.SharePowerCo.,Ltd,Nanjing210012,China)

According to the characteristics and requirements of photovoltaic power project, pay attention to the key factors affecting the design and construction of the foundation, geological survey task and method shold be reasonably determined for its characteristics. It will be good for providing photovoltaic power station project with comprehensive and objective geolvgical report and geotechnical engineering design parametrs.

photovoltaic power plant, geological survey, geotechnical, foundation scheme

1009-6825(2017)07-0049-02

2016-12-23

徐泽友(1975- )，男，工程师； 邓 霞(1979- )，女，工程师

P624

A