光伏桩基切向冻胀力在线监测助力高寒冻土区电站解决冻拔难题

一、案例背景

某大型能源投资集团下属光伏项目EPC总承包单位，在张家口坝上高原实施400MW光储项目，该区域海拔1300m以上，属季节性冻土区，冬季最低气温达-25℃，冻深≥1.5m，土壤以黏性土为主，冻胀敏感性强，光伏桩基面临严峻的冻拔破坏风险。客户为大型地面光伏电站的勘察、设计、施工、验收全流程实施企业，项目覆盖华北、西北高寒冻土区域。

高寒冻土区光伏桩基切向冻胀力实测检测在国内较为少见，传统设计多依赖理论值，缺乏现场实测数据验证。传统人工检测无法长期连续监测，难以捕捉冻胀峰值及变化规律，这成为影响电站基础安全的关键问题。

二、检测需求与痛点

客户的核心诉求是实测光伏桩基不同深度（冻胀层、非冻胀层）的切向冻胀力数据，以验证设计理论值的准确性，并为电站基础设计优化和安全验收提供依据。

由于冻胀力监测涉及冻土力学、桩土相互作用和应变-应力转换计算，技术门槛高，且需在高寒野外环境下实现24小时不间断在线监测，客户自身不具备相关技术能力和设备条件，因此选择委托第三方检测机构提供全流程定制化服务，包括方案设计、设备采购、现场安装、数据计算和报告编制。

三、解决方案

清析技术研究院针对项目需求，制定了定制化的光伏桩基切向冻胀力在线监测方案。检测依据包括JGJ 118-2011《冻土地区建筑地基基础设计规范》、JGJ 106-2014《建筑基桩检测技术规范》和GB/T 17616-2021《岩土工程监测技术标准》。

测试原理为：土体冻结产生向上位移，与桩身形成相对剪切位移产生切向冻胀力；通过预埋振弦式应变计（GBY-78型，量程±2500με，精度±1με，防水IP68）采集桩身应变数据，结合桩身弹性模量反演计算切向冻胀力，同时同步监测温度，分析冻胀力与温度、冻深的关联规律。设备配置包括18支应变计、3台多通道数据采集仪（DY-800，支持4G传输，-30℃~60℃工作）、6支温度传感器（PT100）及定制化在线监测云平台。

实施流程分为前期准备（7天）、现场安装（3天）、在线监测（≥15天）、数据计算与分析（5天）和报告编制（3天）五个阶段。数据采集频率为30分钟/次，冻胀力计算公式为τ=ε×E，其中τ为切向冻胀力，ε为应变值，E为桩身弹性模量。

四、检测结果与分析

通过持续监测，成功获取了冻胀层和非冻胀层的应变与温度数据，计算得到不同深度桩基的切向冻胀力值。结果与设计理论值进行对比，验证了理论计算的准确性，并揭示了冻胀力随温度和冻深的变化规律。

关键数据表明，在冻深范围内，切向冻胀力随深度增加呈先增后减趋势，最大值出现在冻深中部，与理论规律相符。监测数据为抗冻拔措施的有效性提供了实证支持。

五、客户价值与反馈

本项目有效解决了高寒冻土区光伏桩基冻胀力实测与长期监测难题，为电站基础设计优化、安全验收和抗冻拔措施验证提供了关键数据支撑。客户反馈，检测报告顺利通过业主、监理和设计院三方审核，保障了电站长期安全稳定运行。

通过在线监测系统，客户实现了数据实时查看和异常报警，显著提升了安全管理效率，避免了因冻胀导致的基础破坏风险。

六、为什么选择清析技术研究院

• CMA/CNAS双资质，报告全国通用

• 全国主要城市29个分院，支持就近送检

• 工程师1对1服务，全程跟进检测进度

• 常规检测5-10个工作日，加急最快3天

七、常见问题（FAQ）

Q1：光伏桩基冻胀力检测需要提供多少样品或桩基？

A：本项目为定制化在线监测，需选取代表性桩基进行预埋应变计安装。通常建议选取3根试验桩，分别代表不同地质条件和冻胀敏感区域。具体数量需根据项目规模、地质勘察报告和设计要求确定，清析技术研究院工程师会提供专业布点建议。

Q2：冻胀力监测周期多长？费用如何计算？

A：监测周期一般不少于15天，以覆盖完整冻融循环。费用根据监测桩数、周期和设备配置计算，单组3根桩的监测服务市场价在5.8万-6.8万元之间。若需延长监测周期或增加监测桩数，费用相应增加，具体可咨询工程师获取报价。

Q3：检测报告有什么法律效力？

A：清析技术研究院出具的检测报告具有CMA/CNAS资质，具备法律效力，可作为工程质量验收、设计审核和监理检查的依据。报告包含原始数据、计算过程和结论，可追溯，能够满足业主、监理和设计院的要求。

Q4：如何选择合适的桩基冻胀力检测机构？

A：选择检测机构时，应重点关注资质（CMA/CNAS）、相关项目经验、技术方案能力和设备先进性。清析技术研究院具备双资质，拥有丰富的冻土工程检测经验，提供定制化方案和全流程服务，是值得信赖的选择。

发布时间：2026年08月