1岩石基础概述
岩石基础是利用整块岩石把锚筋直接锚固于灌浆的岩石孔中，依靠岩石本身、岩石与砂浆（或细石混凝土）间和砂浆与钢筋间的粘结力来抵抗杆塔传的外力，以保证杆塔结构的稳定性的一种基础形式。通过水泥砂浆或细石混凝土在岩孔内的胶结，使锚筋与岩体结成整体的岩石基础角岩石锚杆基础；利用机械（或人工）在岩石地基中直接钻（挖）成所需要的基坑，将钢筋骨架和混凝土直接浇注于岩石基坑内而成的岩石基础叫岩石嵌固基础。
2岩石基础的特点
岩石基础充分利用岩石的整体性和坚固性，抗上拔、下压能力强，安全性高；岩孔较大开挖基坑小得多，节约材料，成本低廉，节约材料；岩孔开凿多用机械，节省劳动力。岩石基础的难点在于对岩石质量的现场判定，包括岩石的类别及风化程度、坚固程度、整体性及表面覆盖厚度等。
3岩石分类
3.1 按岩石的坚固分类
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岩石类型
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代表性岩石
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硬质岩石
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花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、大理岩、硅质砾岩等
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软质岩石
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粘土岩、页岩、千牧岩、绿泥石片岩、云母片岩等
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硬质岩石：凡新鲜岩石的饱和单轴极限抗压强度大于30MN/m2的岩石。
软质岩石：凡新鲜岩石的饱和单轴极限抗压强度小于30MN/m2的岩石。
3.2 按岩石的风化程度分类
4岩石基础的类型
4.1 直锚式
用于盖层薄或裸露的硬质微风化岩石；常用钻机成孔；塔腿地脚螺栓直接锚入。如图2-27所示
这种基础型式以地脚螺栓作为锚筋直接锚入岩石，因地脚螺栓间距较小，故仅适用于覆盖层较薄的硬质未风化或微风化岩石中。一般采用机械钻孔，高标号水泥砂浆灌入，与地脚螺栓粘结形成锚桩，顶部浇以不小于塔脚底板的混凝土承台。这种基础型式遇局部有夹层时，应扩大岩石孔，将每个地脚螺丝组埋入一个孔内。该型要求岩石整体性好，覆盖层薄，钻孔施工要求高，因此其应用范围受到较大限制。
4.2 承台式
适用于覆盖层较厚的中等风化岩石； 锚筋间距需加大的基础；可采用小直径锚筋的群锚型。如图2所示。
这种基础型式通过钢筋混凝土承台将锚桩与地脚螺栓连接成整体，适用于覆盖层较厚的硬质中等风化岩石和软质微风化岩石。锚桩用砂浆或细石混凝土锚固，承台由钢筋混凝土浇成。当岩石整体性较差时，需要加大锚筋间距或需要四根以上的锚筋，施工时也需机械成孔，不宜用于强风化地质条件，而且承台混凝土用量较大。
4.3 嵌固式
风化岩石； 采用人工开挖或有控制的小爆破加人工修凿。如图3所示。
该型基础适用于强风化岩石条件。嵌固基础是将地脚螺栓直接浇注在坡度1/6～1/8的混凝土墩内，该型基础埋深不宜过深（≤2m）,承载力一般在200kN以内，故一般只能应用于220kV及其以下的自立式杆塔基础。
4.4 斜锚式
适用于一般用于微风化或中等风化岩石，作拉线基础；如图4。
各种形式的岩石基础中，除了拉线式外，随着基础承受的荷载的大小，又分为：单孔和多孔基础。
5岩石基础承载力计算
5.1 单根锚筋承载力计算:
式中：
T－单根锚筋上拔力设计值，kN；
An－单根锚筋的净截面积，m2；
fy－锚筋的抗拉强度设计值（kPa）；当锚筋为地脚螺栓时，强度设计值应为fg 。
5.2 单根锚筋或地脚螺栓与砂浆粘结承载力计算:
式中：
d－锚筋或地脚螺栓直径，m；
l0－锚筋或地脚螺栓的有效锚固长度(m)，当l0小于第6节第(3)条规定的数值时，取锚固实长；大于时，取第6节第(3)条所规定的数值；
t a－钢筋与砂浆或细石混凝土间的粘结强度，C20 级砂浆或细石混凝土取2000kPa, C30 级砂浆或细石混凝土取3000kPa。
5.3 单根锚桩与岩石间粘结承载力的计算
式中：
D －锚桩直径，m；
h0－锚桩的有效锚固深度，m ；
t b －砂浆或细石混凝土与岩石间的粘结强度（kPa），可按下表采用。
5.4 岩石抗剪承载力计算
岩石抗剪力（如上图），设虚线所示倒锥体作为假想破裂面，以均匀分布于倒截圆锥体表面的等代极限剪切
应力t s 的垂直分量之和来抵抗上拔力。
a) 单根锚桩（图 a）和拉线基础（图 e）应符合下列要求：
b) 嵌固式锚桩(图 d）应符合下列要求：
c) 由多根桩组成的群锚桩,在微风化岩石中,桩间距b 大于4 倍桩径D 时和在中等风化至强风化岩石中，间距b 大于6~8 倍桩径D 时，或者当桩间距b 大于三分之一锚桩有效锚固深度 h0时，应符合a)中的公式要求，当桩间距不符合上述条件时，除应符合b)中的公式要求外，尚应符合下列要求：
式中：
t s －岩石等代极限剪切强度（kPa），当无试验资料时,可参照下表 采用；
h0－与公式（5.3）意义相同，直锚式取h = h0 (图 b)；承台式取承台底至锚桩底长度（m）(图 c)；拉线基础取 h0 = h (图 e)；
D －单根锚桩(图 a)，嵌固式锚桩(图 d)和拉线基础[图10.2.4 (e)]的底径，m；
a －群锚桩[图10.2.4 (b)]和[图10.2.4 (c)]外切直径(m)；当群锚为正方形布置时取
，当群锚桩为圆形布置时，取a等于圆环轴线直径加桩径，m。
5.5 群锚基础
直锚式群锚桩和嵌固式锚桩可忽略水平力的作用，承台式群锚桩的单根桩上拔力按下列公式确定。此外，必要时应对承台混凝土及岩石进行强度计算：
式中：
T i－群锚桩的单桩上拔力设计值，kN；
n －锚桩数；
MX 和M Y－作用于承台顶面上水平力对通过群锚重心的X 轴和Y 轴的力矩，kN-m；
Xi 和Y i －锚桩I 至通过群锚重心Y 轴和X 轴的距离，m。
6岩石基础构造要求
(1） 承台部分和地脚螺栓的构造，按《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T 5219-2014）第7章 构件承载力计算和构造要求进行设计。
(2） 锚筋直径不得小于16mm,根部必须有可靠的锚固措施；
(3） 直锚式及承台式锚桩的地脚螺栓和锚筋，在基岩中的锚固深度应符合下列要求：
a)对未风化和微风化岩石，h≥25 d；
b)对中等风化岩石，h≥35 d；
c)对强风化岩石，h≥45 d。
(4) 光圆锚筋锚入承台中的锚固长度不得小于《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T 5219-2014）第7.11.2 条规定数值且带有锚固措施；
(5) 锚孔直径D，宜取锚筋或地脚螺栓直径d的2~3倍 ，并不小于(d +50)mm;
(6) 直锚式和承台式锚桩的最小孔距不应小于锚孔直径的3倍，且不应小于160mm;
(7) 直锚式和承台式岩石基础填充用的水泥砂浆不低于M30，细石混凝土强度等级不应低于30 级，嵌固式锚桩的混凝土强度等级不应低于C20 级，锚孔灌浆前应将孔壁清理和冲洗干净，易风化的岩石，开孔至浇灌的间隙时间应尽量缩短；
(8) 锚孔基岩表面应按照地区工程经验考虑风化的影响，必要时采取适当防风化措施。其防护范围可以参考下图。
(9) 施工开挖后，发现岩石风化程度与原地质资料不符时，应及时采取措施，因地制宜地做好修改方案。
7岩石基础的破坏形式
对岩石而言，其承受下压力的能力远大于一般土壤（如软质岩石的[P]≥100MPa），所以岩石基础一般不存在下压失稳的问题，抗倾覆也不成问题，岩石基础的控制条件是上拔稳定。岩石基础上拔稳定破坏一般有以下几种情况：
(1) 锚筋被拉断。上拔力超过锚筋的允许拉应力；
(2) 锚筋被拔出。锚筋与水泥砂浆间的粘结力不够；
(3) 冰棒破坏。锚筋与水泥砂浆块一起从岩孔中拔出，水泥砂浆块与岩石间的粘结力不够；
(4) 岩石整体性破坏。以岩孔为中心同心圆状裂隙向四周辐射，岩石基础垂直变形超过10mm；
(5) 岩体被抬起（基础位于孤岩）。
(1)、(2)、(3)种破坏可通过提高钢筋抗拉强度、钢筋与水泥砂浆间、水泥砂浆与岩孔壁间粘结力以满足设计要求，而第四种破坏则受岩石强度和岩石的完整程度的控制，因此确定岩体自身抗拔力是岩石基础设计的关键。
3岩石基础施工
8.1 施工机具简介
岩石基础施工与其它的现浇混凝土基础不同点是不开挖基坑，只凿岩孔。凿岩孔有人工和机械两种方法，人工凿岩孔用钢钎；机械用岩石钻机。
钻机进钻施工
8.2 岩石基础施工要求
岩石基础施工时，应根据设计资料逐基核查覆盖土层厚度及岩石质量，当实际情况与设计不符时应由设计单位提出处理方案。
一般来说，岩石基础的经济性较好，但在原设计为岩石基础的情形下，实际塔位的覆土层厚度大于普通大开挖基础的埋深，采用岩石基础已无经济价值，为节省投资可将其改为普通大开挖基础；当然，若原设计为大开挖基础，而实际的覆土层厚度小于埋深处是岩石，也可将其改为岩石基础，以降低工程成本。
杆塔岩石基础附件有陡坡时，其山坡必须是稳定的。杆塔基础外缘距离边坡距离应符合设计规定。若无设计规定时应符合下表下要求。
基础边坡距离（以孔深、坑深的倍数）
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山坡地形
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直(斜)锚、 承台式
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嵌固式
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坚硬岩石
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破碎岩石
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坚硬岩石
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破碎岩石
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一面临空
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1.5
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2.0
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2.0
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3.0
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二面临空
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2.0
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2.5
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2.5
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3.5
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三面临空
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2.5
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3.2
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3.0
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4.0
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8.3 岩石基础施工工序
(1) 清除浮表，露出基岩。
根据复测后的杆塔中心桩，先大致定出各基墩础的所在位置，清除表面覆盖层如杂草、风化岩石、土壤等，使其露出基岩。清理范围应比坑口边或锚筋孔边放出0.5m左右。
(2) 钻凿孔洞。
岩石基础的施工，关键是在岩石上根据设计要求进行钻孔或凿孔。长期以来，由于没有合适的轻便凿岩机，不少山区线路塔位的岩石强度无法得到利用，甚至用来打孔爆破，大开挖，造成巨大的浪费。1989年沈阳制成QZZ—88A轻型组合式凿岩机，解决了钻孔问题。2天可钻完一个塔位16个锚孔，该基础按最严重风化岩层条件考虑，从而免去对岩层风化程度的鉴定。没有合适机械时，可采用人工打孔，对风化岩石可以采用逐层松动爆破，或延期雷管控制时差的多孔控制爆破技术，使控制范围内岩体松动后修凿成掏挖式的扩成形状。
(3) 清孔。
清楚孔内石粉、浮土及孔壁松散的活石，可用一些小工具掏出并用清水洗干净。对坑孔较大的嵌固式岩石基础或拉线式岩石基础，必须清楚坑壁的浮石及浮土。
(4) 安装钢筋或地脚螺栓。
埋入基础的钢筋或地脚螺栓必须符合世纪规定，在灌注砂浆时，应将钢筋和地脚螺栓临时固定防止移动。对于软质岩石，成孔后应立即安装钢筋或地脚螺栓并灌注砂浆，防止孔壁风化。
(5) 灌注砂浆（或细混凝土）或硫磺粘结剂。
向孔内灌注砂浆或粘结剂时，应将砂浆分层浇捣密实，砂浆用量不得低于设计规定值。对浇筑的混凝土或砂浆的强度检验，应以同样条将养护的试块为依据，试块的制作，应每基取一组。对浇筑钻孔式岩石基础，应采取措施减少混凝土收缩量。
(6) 养护。
灌浆结束后，应按现浇混凝土基础养护的要求养护。
岩石锚杆基础工艺流程图
8.4 岩石基础开挖或钻孔要求
(1）施工过程中应岩石构造的整体性不受破坏；
(2) 孔洞中的石粉、浮土及孔壁松散的活石应清除干净（用压缩空气或干净的水；
(3) 软质岩成孔后应立即安装锚筋或地脚螺栓，并浇灌混凝土，以防孔壁风化。若不能立即浇灌混凝土，应将孔口封闭，防止进入杂物和雨水等。
8.5 岩石基础的锚筋或底脚螺栓的安装及混凝土的浇灌要求
（1) 浇灌前应复查孔位、孔深等；
（2) 锚筋或底脚螺栓埋入前应除锈，不允许有明显弯曲；埋入深度不得小于设计值；安装后应有临时固定措施，混凝土砂浆终凝前绝对不得触动；
（3) 浇灌混凝土或水泥砂浆时，应分层捣实，并按现场浇灌混凝土的规定进行养护；岩石基础浇灌的通常为细卵石混凝土；
（4) 岩石基础孔洞中浇灌混凝土或砂浆的数量不得少于施工技术设计的规定值；
（5) 对浇筑的混凝土或水泥砂浆的强度检验，应以相同条件养护的试块为依据；试块每基取一组；
（6) 对浇灌的岩石基础，应采取措施减少混凝土或水泥砂浆的收缩量；
（7) 岩石基础的施工误差，岩石基础的施工成孔深度不应小于设计值；嵌固式成孔尺寸应大于设计值，且保证设计锥度；钻孔式成孔的孔径，允许正偏差为20mm，不得有负偏差。整基基础施工允许偏差应与现场浇筑基础混凝土时的要求相同。
以上主要参考《高压架空输电线路施工》（甘凤林 李光辉 )、《架空输电线路施工实用手册》（韩崇 吴安官 韩志军 )、《架空输电线路基础设计技术规程》（DL/T 5219-2014）、《110～750KV架空输电线路施工及验收规范》（GB50233-2014 )、《架空送电线路运行规程》(DL/T 741-2010)等文，由于水平有限，不足之处请指正。
