(一)岩石分类和岩石铁塔基础类型

把锚筋直接锚固于岩石孔内，凭着岩石本身，岩石与砂浆间及砂浆与锚筋间的黏结力，抵抗上部结构传来的外力，以保证铁塔结构稳定的基础型式，称为岩石铁塔基础。

岩石铁塔基础根据岩石类型而定。岩石分化程度，如表3-3-21所示。

表3-3-21　岩石风化程度划分

坚固的Ⅰ类岩石可以直接插筋作为基础，Ⅱ、Ⅲ类岩石由于质次些，在岩石内插筋后再做成承台。Ⅳ类岩石实际上不能做成基础，而是开挖成上口小、下部大的锥形，做成有筋的混凝土基础。因此，岩石的基础类型有嵌固式、直锚式、承台式，见表3-3-22。

(二)嵌固式基础施工

1.构造与特点

嵌固式基础属于掏挖基础的一种形式，一般用于中等风化或强风化的Ⅲ、Ⅳ类岩石地区，采用人工开挖或放小炮开挖成型，安装地脚螺栓或地脚螺栓和钢筋笼后进行浇制，如图3-3-35所示。

嵌固式基础克服了阶梯式基础粗大、笨重的缺点，且外形比较合理，基础四周的地质结构基本上没有遭到破坏，因此，显著增加了基础的承载能力，在同样的荷重条件下大大地简化了工序，降低了人工和材料消耗。

嵌固式基础的坑壁有直立式和楔形的两种，从受力性能看，楔形的比直立形的好，但楔形基础的施工较困难。当采用楔形基础时，坑壁的合适坡度为1/8～1/9。

2.施工方法

嵌固式基础施工工序为清理施工基面、基础定位、挖坑、安装钢筋笼(网筋)和地脚螺栓、灌注混凝土、养护等。

表3-3-22　岩石铁塔基础类型

图3-3-35　嵌固式基础示意图

(a)直立式坑壁；(b)楔形坑壁a—基坑底部直径；h—基坑深度

(1)清理施工基面。先大致定出各基础的所在位置，然后按各腿的要求标高清除覆盖层，铲平地面。标高误差不应超过±10cm。

(2)基础定位。基础定位方法与普通浇制基础相同。定位时，用井字线找出基础腿的中心点，然后以中心点为圆心，以坑口直径尺寸之半为半径画圆，标出施工坑口位置。

(3)挖坑。嵌固式基础一般都用在风化严重的岩基上，所以基坑一般可采用人工开挖。人工打孔的工具有钢钎、铁锤和掏勺等。

钢钎应根据岩石的性质，做成不同长度和不同的钎头形状，常用的钎头刃口形状如图3-3-36所示。

图3-3-36　各种刃口的钎头

(a)扁圆形刃口；(b)折线形刃口；(c)十字刃口；(d)凹形刃口

刃口的宽度随钢钎的长度不同而变化，通常短钢钎用宽刃口，长钢钎用窄刃口。扁圆刃口的钢钎适用于较软的岩石；折线形刃口的钢钎适用于坚硬的岩石；十字形刃口的钢钎适用于裂缝的岩石；凹形刃口的钢钎用在容易使钢钎卷刃的岩石中。

双人打眼时，一人扶钎，一人打锤，两人不能对面，扶钎的人应在打锤人的侧面，每打一锤，钢钎要移动一下。打锤要稳、准、狠，锤把与钎保持垂直，要注意避免滑锤伤人。

对坚硬的岩基，需用爆破时，可采用松动药包，每次装药量计算式为

Q=0.5Keh2

式中　Q——每次装药量，kg；

K——爆破1m3岩石的炸药消耗量系数，kg/m3；

e——炸药换算系数，一般取0.8～0.88；

h——炸药孔深度，m。

爆破装药孔第一次可打在基坑中心，深度不超过基坑的半径，然后再在坑壁四周打几个对称的小装药孔，放少量炸药，大致爆破成基坑形状。这样逐层爆破下去，直至要求坑深。基坑在开挖过程中应保持设计锥度，成孔断面或直径的施工误差不超过-50mm，成孔深度符合设计要求。

当基坑挖成之后，要进行清孔，将孔壁松动碎石、泥屑用钢丝刷清扫干净。清孔后，应立即安装钢筋进行浇灌，防止孔壁风化。否则应将坑口封盖，防止风化。

(4)安装钢筋笼和地脚螺栓。钢筋笼的放置、找正与普通浇制基础要求相同。先将钢筋在地面绑扎成整体，再用三脚架吊入坑内，钢筋笼在坑内找正后应在正中位置，不得偏斜。在坑内的位置应符合设计要求，下端支垫相应高度的预制块。用样板固定地脚螺栓。样板在坑口经找正后要支放牢固，在浇制过程中，不得有丝毫的移动。

(5)灌注混凝土。混凝土的强度等级应按设计图纸规定执行。为了保证基础的浇制质量，粗骨料宜用0.5～4cm的连续级配骨料。混凝土在浇制前应复查基础的根开、对角线、地脚螺栓根开及地脚螺栓中心偏移等尺寸，符合要求后，方可浇制。

混凝土宜采用机械搅拌，当采用人工搅拌时，应严格执行“三干四湿”的搅拌方法，确保混凝土拌和均匀。“三干四湿”即水泥和砂子先干拌2次，加入石料后干拌1次，加水后湿拌4次。

混凝土捣固宜采用插入式振捣器，以提高混凝土的强度和密实性。振捣要由有经验的技工操作，并设专人监督检查。使用振捣器时要快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，达到均匀震实。振捣器插点移动间距，应不大于震动棒作用半径(一般为300～400mm)的1.5倍，振捣上一层时应插入下一层30～50mm，以消除两层间的接缝，振捣器的振捣深度一般不超过振捣器长度的1.25倍。在每一位置上振捣，以混凝土表面呈水平并出现水泥浆和不再冒出气泡，不再显著沉落为宜，振捣时间不能过长，一般为20～30s。

用手持捣固钎分层插捣时，应由高处向低处插捣，均匀布置，顺序进行，直到出现水泥浆为止。

基础浇制前，应将露出基础顶面的地脚螺栓丝扣部分涂黄油并用牛皮纸包裹保护；基础浇制完毕后及时将基础顶面用砂浆抹平，直线塔基础四腿应操平，耐张塔基础应按要求预留预偏高度，抹成斜面；复查整基基础的根开、对角线及地脚螺栓的根开、对角线，符合规范要求。

(6)养护。基础浇制完成后，一般要在第二天开始浇水，覆盖草袋或塑料薄膜进行精心养护，并填写养护记录。

嵌固式基础为了减少基础周围的岩石风化，保证基础的稳定可靠，应对基础周围的基岩表面进行防风化处理，一般用混凝土覆盖100mm，覆盖范围尺寸见图3-3-35。防风化的混凝土护面应在立塔之后完成，以防护面破损。

(三)直锚筋式基础施工

1.优点和分类

直锚筋式岩石基础是一种较好的基础型式，在合适的石质情况下，可积极推广。它具有如下优点：①抗上拔，下压力高，安全可靠；②土石方开挖量小，没有基础施工回填的工作量；③基础浇制的混凝土量小，节约钢筋、水泥等原材料，减少人力运输工作量；④不需要加工和安装模板(除承台外)，施工方便，工期短，经济效益显著。

直锚筋式基础分为：直锚式、承台式。直锚筋式基础选用哪一种型式是由岩石的性质决定的。因此，在岩石基础施工前，以根据施工要求，逐基核查岩石地基的性质，包括岩石表面覆盖土层的厚度，岩体的稳定性，岩石的坚固性、风化程度、层理和裂纹等情况。

对于一般完整的岩石，其强度通常高于普通浇制的混凝土和水泥砂浆的强度。因此，岩石地基的性质，一般都可以用简易的直观方法来鉴定，即按岩石的风化程度来分类。岩石风化程度的划分见表3-3-21。对于Ⅰ类岩石可采用直锚筋式岩石基础；对于Ⅱ、Ⅲ类岩石常采用承台式，覆盖层较浅的Ⅱ类岩石也可采用直锚式。

对于塔位岩基不够稳定，有断层活动，有崩塌和滑坡可能的岩层，均不能做岩石锚筋基础。

如果覆盖土层厚度太大，甚至超过一般基坑深度，以至混凝土量超过一般类型的基础，则此种塔位也不宜采用锚筋基础。

2.各种直锚筋式基础的构造

图3-3-37　直锚式基础

1—平台；2—岩石锚孔；3—地脚螺栓

(1)直锚式基础。直锚式基础见图3-3-37。直锚式基础的结构比较简单，是将地脚螺栓单个埋入岩石中，使铁塔塔腿与直锚式岩石锚筋基础地脚螺栓连接。地脚螺栓一般采用A3(或A3F)圆钢车制而成，通常每个塔腿用4个地脚螺栓。地脚螺栓的埋入长度由设计确定，地脚螺栓根部加固型式见图3-3-38。

图3-3-38　直锚式地脚螺栓锚筋根部加固方式(www.daowen.com)

(a)帮条式；(b)锚板式；(c)焊螺母式；(d)弯钩式

(2)承台式基础。承台式基础见图3-3-39。

承台式基础是将锚筋锚固在岩石中作为基础底板；承台中锚固地脚螺栓，浇制后相当于普通浇制基础的立柱，用来与塔腿相连。承台式基础锚筋根部加固方式同直锚式基础。

3.直锚筋式基础的施工顺序

(1)直锚式基础。施工顺序为：清理施工基面、分坑、打锚孔、安装地脚螺栓、浇灌水泥砂浆、养护等。

图3-3-39　承台式基础示意图

1—施工基面；2—覆盖层；3—未风化岩层；4—200号水泥砂浆

(2)承台式锚筋基础。施工顺序为：清理施工基面、分坑、打锚筋孔、安装锚筋、浇灌水泥砂浆，待达到一定强度后，安装承台模板，绑扎承台钢筋，安装地脚螺栓，浇注承台混凝土，养护、拆模，回填土等。

4.施工工艺及技术要求

(1)清理施工基面。先大致定出各基础的所在位置，然后清理施工基面，铲除覆盖层，使岩石完全暴露出来，清理范围比锚筋、地脚螺栓锚孔边各大出0.5m左右。当覆盖层较厚时，为了防止坍塌，基坑应按规定要求放出坡度。

(2)对基础施工基面标高的要求。

1)对直锚式基础，要求各腿之间基础地面的高差不超过±10mm。若岩石不易铲平时，可在浇灌地脚螺栓后于地面处浇注混凝土，用混凝土来找平各腿地面标高，但需注意地脚螺栓的外露高度，防止浇注混凝土时，地脚螺栓露出高度不够。另外，当用混凝土找平厚度超过0.5m时，为考虑水平力的影响，需配置一定数量的钢筋。

2)对承台式锚筋基础，只要覆盖层清除掉，露出岩石即可。至于各腿之间的地面标高可用承台高度来找平，地面也不需要铲平，但要将风化的松散块石清除掉。

(3)地脚螺栓、锚筋孔的定位。钻孔时，孔位一定要定位准确、不得有误。

5.成孔

成孔可采用人工打孔，打孔方法见“嵌固式基础施工方法”部分的介绍。成孔也可采用岩石钻机，提高效率，加快速度。岩石钻机可采用沈阳和长春制造的QZZ—88A型岩石钻机和DY—100型全液压潜孔钻机等定型产品，根据产品说明书的规定进行现场操作和维护。机械手必须经培训合格，持证上岗。

QZZ—88A型岩石钻机结构简单，便于拆装搬运，配套使用的空气压缩机可置于山下，将风管引至塔位，带动钻机工作。该型钻机钻孔直径为80～130mm，钻孔深度为6m，耗气量为12m3/min，凿岩速度为100～300mm/min，钻机高度为2380mm，重量为195kg。

DY—100型全液压潜孔钻机是一种全液压组合式动力头钻机。该钻机共分为三部分：钻机主机、操纵台及空气压缩机。该型钻机钻孔直径为100mm，钻孔深度为15m，耗风量为2.6～3.0m3/min，配套空气压缩机排气量1.3m3/min。

钻机就位后，必须将底座调平、垫稳，防止钻孔时钻机因震动倾斜，成孔倾斜度不得超过20%，成孔的深度不得小于设计值，成孔直径不得产生负误差，正误差为+20mm。

岩孔钻成后，要进行清孔，将孔中的石粉、浮土及孔壁上的松石清除，再用清水将孔清洗干净，并用泡沫塑料块将水吸干。如果清孔以后，暂时不安装、浇制，则应盖好孔口，防止风化或杂物进入孔中。

6.安装地脚螺栓、锚筋

(1)对直锚式基础，用样板固定地脚螺栓。找正的顺序是：先找正地脚螺栓的根开、对角线距离，然后再调整地脚螺栓的标高(即样板的水平状态)，并反复调整到符合设计要求为止。

(2)对承台式基础，先将锚筋放入锚孔后绑扎承台钢筋，使其成为一体。找正钢筋时，锚筋在锚孔中应处于居中位置，锚筋插入的深度不得小于设计值。为了防止安装差错，在锚筋埋深处可做标志。锚筋上端的弯钩应按设计要求放置。

(3)对拉线锚筋基础，先将加工好的拉线棒放入坑内，使拉线棒的下端固定在锚坑中心，然后找正拉线棒地面处距塔位中心桩的位置，最后测量拉线棒的倾斜角度和埋深。

7.灌注水泥砂浆及混凝土

由于地脚螺栓或锚筋与锚孔之间的空隙不大，故用水泥砂浆灌注胶结；如空隙较大时，也可用细石混凝土灌注胶结。灌注用的水泥砂浆或混凝土强度等级按设计要求执行，一般不得小于C20级。锚孔浇注前，要将锚孔岩石壁用水湿润，但孔内不得积水，以保证砂浆(细石混凝土)与孔壁的黏结力。灌注用的水泥砂浆或细石混凝土水灰比应由试验确定；拌制时原材料要过秤，严格控制水灰比和坍落度；灌注时要分层捣固密实，一次不应浇灌的太多，以防止石子卡住形成空隙；捣固时要防止锚筋或地脚螺栓位置移动。

承台式锚筋基础的锚筋和承台可以分别进行浇制，也可以一次完成。分别浇制时，承台浇制应在锚筋浇制的初凝时间内进行。为了保证承台与岩石黏结牢固，承台下部岩石面应打毛，用钢丝刷清扫后，再用清水冲洗，并排出坑内积水。

对浇制砂浆和混凝土的强度检查，应以同条件养护试块的强度检查为依据。试块制作数量为每基每种标号各一组。

基础浇制完毕后，要做好养护工作。基础顶面要覆盖草袋或其他遮掩物，定时浇水养护，养护时间不得少于5个昼夜，冬季施工养护要采用相应的保温养护措施。

浇制完毕后，应再对每个几何尺寸进行检查，其误差应在规定允许范围内，并做好施工技术检查记录。

为了防止岩石风化，保证基础的稳定性，应对岩石孔基岩表面进行防风化处理，防风化措施应按设计要求进行。浇制防风化层前，应将岩石基面打毛并用清水清洗干净，以保证混凝土与岩石基面的黏结度。防风化层一般用细石素混凝土进行浇制，强度等级按设计要求执行，浇制完毕后要认真进行养护，防止干裂。

8.常见问题的处理

(1)岩性和风化程度与原设计不符。当基础施工开挖后，发现岩性和风化程度与原设计不符时，应会同设计单位，及时采取措施，因地制宜做好修改方案。修改方案主要有以下几种：

1)将直锚式改为嵌固式。

2)增加锚筋根开，或增大孔径和锚筋直径。

3)各塔腿处岩面标高不一致时，应调整承台高度，见图3-3-40(a)。

4)当基础基岩覆盖层较厚，覆土已能满足基础抗拔要求时，则可不用岩石基础。见图3-3-40(b)。

图3-3-40　施工中锚筋基础修改示意图

(a)调整承台高度；(b)不用岩石基础
1—岩基；2—覆土

(2)基础边坡的最小距离。当塔位临近沟谷或大边坡时，对距边坡最小距离的控制是保证塔位稳定的重要因素。根据各地的施工经验，距边坡的最小距离应按表3-3-23选用。当边坡达不到对边坡的最小距离要求时，应按设计规定处理。

表3-3-23　距边坡的最小距离

注　表中数值系从边坡距离最近的基础坑中心算起的坑孔深的倍数。

(3)岩层面不易整平。当承台下未风化岩层顶面不在同一标高时，可用承台同标号的混凝土代替岩石。施工时先将岩石打毛，刷洗后抹一层50～100mm厚的水泥砂浆。

9.岩石基础的质量要求

(1)岩石基础的施工误差应不超过表3-3-24规定。

(2)整基基础的施工误差应不超过验收规范规定。

(3)水泥砂浆的试块强度应符合设计要求。

表3-3-24　锚筋孔施工允许误差

10.岩石基础施工的常用工器具

岩石基础的基坑开挖及成孔所需工器具可参照土石方工程的工器具选用。浇灌水泥砂浆的工器具见表3-3-25。

表3-3-25　浇制水泥砂浆常用工器具(一个组用)