水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础及其施工方法，包括钢桩、连系支架、水泥墩，钢桩中上部带有托架；连系支架对称轴处设有套管，连系支架两端设有定位柱；水泥墩中部设有预留孔；连系支架上的套管套入钢桩上段，钢桩打入海床，两个水泥墩套在两个定位柱上，两个水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成网箱锚固基础，通过钢桩贯入海床、沉放水泥墩、锚固基础姿态校核完成网箱锚固基础的施工作业，共同为网箱提供锚泊力。本发明专利技术充分利用钢桩能承受较大水平荷载、水泥墩能承受较大竖向荷载的特征，把水泥墩与钢桩组合后，充分发挥各自的优势，可使网箱能承受较大的随机风浪荷载；适用范围较广，抗倾覆能力强，能提供较大的锚固力。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及海水养殖网箱的锚固系统，更具体地，涉及一种水泥墩分布于钢桩两侧网箱锚固基础及其施工方法。
技术介绍
：我国沿海年均遭受数个超强台风的袭击，台风路径影响范围内的海水网箱损毁严重，导致海水网箱养殖产业在一定程度上处于“靠天吃饭”的状态。锚固系统是海上养殖网箱在水中的根基，起到固定、系泊网箱系统的作用。锚固系统在恶劣天气下的失效会导致网箱直接损毁。如在2014年的超强台风“威马逊”(最大风力17级)、“海鸥”(最大风力13级)及2015年的超强台风“灿鸿”(最大风力16级)、“苏迪罗”(最大风力17级)袭击下，海南省的深水网箱养殖业相继遭到毁灭性的打击、损失惨重，其中大部分受灾深水网箱是因锚固基础破坏而被吹走损毁的。虽然锚固基础的造价占整个网箱系统总价的比重不大，但其失效后导致整个网箱系统全军覆没，具有控制网箱全局稳定的重要作用。目前，国内海水网箱锚泊基础主要有三种方式：铁锚、木桩锚和水泥墩锚。其中铁锚借鉴于船舶的锚泊方法，锚体使用铸造件，锚泊力与锚体重量成正比，要获得足够的锚泊力需加大投资，重量较大的铁锚需专用工作船才能作业，且难以准确定位，优点是能用于海底较为复杂的海域；木桩锚价格相对便宜，一般要求木桩桩径大于40cm、入土深度超过4.5m、锚绳与水平海床夹角不大于17°，但其存在施工质量难以保证和木桩容易腐蚀的缺点，适合于水深较浅且为泥沙底质的海域；水泥墩锚价格适中，锚泊力与水泥墩重量成正比，水泥墩底部与海床之间的吸附作用力有限，在恶劣海况下容易发生走锚现象，适合于沙泥或沙质底质的海域。结合锚固基础的制作、运输、施工、造价、锚固效果等综合因素可知，水泥墩锚是网箱锚固基础中较受欢迎的基础形式之一。但传统的水泥墩锚存在使用数量多、布置分散、发挥作用不一致、单个锚点总体质量偏小、恶劣海况下容易发生走锚现象等局限性，尚有待改进。可见，有必要根据不同地质条件与锚泊力需求对包括水泥墩锚在内的传统锚固基础进行改进与创新设计。
技术实现思路
：为了弥补现有技术问题的不足，本专利技术的目的是提供一种水泥墩分布于钢桩两侧网箱锚固基础及其施工方法，其结构简单，施工方便，抗倾覆能力强，能提供较大的锚固力。本专利技术的技术方案如下：水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，包括钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩的中上部带有托架；所述连系支架对称轴处设有套管，连系支架上端面两端设有纵向的定位柱；所述水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的套管套入钢桩上段，钢桩打入海床，两个水泥墩通过预留孔套在连系支架上的两个定位柱上，两个水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成网箱锚固基础。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的钢桩为空心钢桩，钢桩底部设有锥状桩尖，钢桩外壁中上部设有托架，托架上方的钢桩上设有系泊孔，托架由多个均匀分布在钢桩外壁上的托板构成，托板为上端面平齐工作时顶住连系支架下端面。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架整体沿中心轴对称分布，其主体为一钢质横梁，中部对称轴位置处设有套管，在钢质横梁两端附近设有翼板，翼板与钢质横梁在水平面内相互垂直，在翼板与钢质横梁交点处设有纵向垂直的定位柱，定位柱为定位柱，定位柱上部设有施工孔。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上的套管内径大于钢桩的外径。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上翼板的长度与水泥墩的长度相同。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的定位柱上的施工孔到其底部的距离，大于水泥墩的高度。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的水泥墩为块体状，长度与宽度相同、高度小于宽度，水泥墩的四个侧面上设有两两对称分布的四个吊环。所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的水泥墩中部设有贯穿的预留孔，其孔径大于简易绳索穿越、系缚施工孔后的总体直径。一种水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：1）、钢桩贯入海床：先将连系支架上的套管套入钢桩的上部，连系支架上两端定位柱上的施工孔上绑定施工辅助铁丝，再将锚链的一端穿过钢桩上的系泊孔并锁定、固定，再利用辅助设备将钢桩打入至预定海域海床中，钢桩的入土深度为锥状桩尖至托板顶部之间的距离；2）、沉放水泥墩：将两个施工孔上绑定的施工辅助铁丝分别穿过水泥墩上的预留孔，基于水泥墩上的四个吊环，将水泥墩平稳起吊，拉紧施工辅助铁丝并调整水泥墩的姿态，使施工辅助铁丝呈铅垂线状，水泥墩沿着铅垂线状的施工辅助铁丝下放至海水中，直至水泥墩接触海床；3）、锚固基础姿态校核：校核水泥墩的沉放姿态，若发现水泥墩未套住定位柱时，需再次拉起水泥墩进行修正作业，直至确认水泥墩成功套住定位柱、且原先系泊施工辅助铁丝的施工孔已高出水泥墩的顶面时，即完成网箱锚固基础的施工作业。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、本专利技术钢桩打入海床至设计深度后，其能承受较大的水平荷载；水泥墩具有较大的重量，其能承受较大的竖向荷载，将水泥墩与钢桩组合后，能充分发挥各自的优势，能抵抗水平荷载与竖向荷载随机组合的风浪作用；2、本专利技术两个水泥墩对称地分布于钢桩两侧，使整体具有较大的抗倾覆刚度，能提供较大的锚泊力；3、本专利技术所提的锚固系统能适用于淤泥、沙泥质软质海床，也能适用于砂砾、软岩、硬岩等硬质海底，适用范围较广。附图说明：图1为本专利技术的钢桩结构示意图。图2为本专利技术的连系支架结构示意图。图3为本专利技术的水泥墩结构示意图。图4为本专利技术的立体图。图5为本专利技术的俯视立体图。图6为本专利技术的仰视立体图。图7为本专利技术与网箱连接的使用状态图。附图标记说明：1、锥状桩尖；2、钢桩；3、托架；4、系泊孔；5、连系支架；6、翼板；7、定位柱；8、套管；9、施工孔；10、水泥墩；11、吊环；12、预留孔；13、锚链；14、网箱。具体实施方式：参见附图：一种水泥墩分布于钢桩两侧的组装式网箱锚固基础，包括钢桩2、连系支架5与水泥墩10，钢桩2的中上部带有托板3，连系支架5对称轴处设有套管8，水泥墩10中部设有中空的预留孔12，待连系支架5的套管8套住钢桩2后，把钢桩2打入海床设计深度，再把两个水泥墩10通过预留孔12套住连系支架5上的两个定位柱7上，使两个水泥墩10通过连系支架5与钢桩2组装构成锚固基础，共同为网箱提供锚泊力。钢桩2底部为锥状桩尖1，桩尖锥角一般为10º~30º，使钢桩较为容易的贯入海床；钢桩2的中上部带托架3，托架3由均匀、对称分布在钢桩2外壁上的六块三角形托板，三角形托板的斜边指向锥状桩尖1方向，六块托板的顶部在同一水平面上；钢桩2的顶部设有系泊孔4，供系泊网箱的锚链使用；在打桩过程中，可用绳索基于系泊孔4对作钢桩2进行起吊作业；也可设置多个系泊孔4，方便施工使用。钢桩2的入土深度为锥状桩尖1至托板3顶面之间的距离，可根据不同的海床地质条件与锚泊力需求，设计相应的钢桩2的入土深度。连系支架5整体沿中心轴对称分布，其主体为一钢质横梁，中部对称轴位置处设有套管8，套管8的内径大于钢桩2的外径，方便连系支架5与钢桩2的套住连接；在钢质横梁两端附近设有翼板6，翼板6与钢质横梁在水平面内相互垂直，翼板6的长度与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，包括钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩的中上部带有托架；所述连系支架对称轴处设有套管，连系支架上端面两端设有纵向的定位柱；所述水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的套管套入钢桩上段，钢桩打入海床，两个水泥墩通过预留孔套在连系支架上的两个定位柱上，两个水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成网箱锚固基础。

【技术特征摘要】
1.一种水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，包括钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩的中上部带有托架；所述连系支架对称轴处设有套管，连系支架上端面两端设有纵向的定位柱；所述水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的套管套入钢桩上段，钢桩打入海床，两个水泥墩通过预留孔套在连系支架上的两个定位柱上，两个水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成网箱锚固基础。2.根据权利要求1所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的钢桩为空心钢桩，钢桩底部设有锥状桩尖，钢桩外壁中上部设有托架，托架上方的钢桩上设有系泊孔，托架由多个均匀分布在钢桩外壁上的托板构成，托板为上端面平齐工作时顶住连系支架下端面。3.根据权利要求1所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架整体沿中心轴对称分布，其主体为一钢质横梁，中部对称轴位置处设有套管，在钢质横梁两端附近设有翼板，翼板与钢质横梁在水平面内相互垂直，在翼板与钢质横梁交点处设有纵向垂直的定位柱，定位柱为定位柱，定位柱上部设有施工孔。4.根据权利要求3所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上的套管内径大于钢桩的外径。5.根据权利要求3所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上翼板的长度与水泥墩的长度相同。6.根据权利要求3所述的水泥墩分布于钢桩两侧的网箱锚...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁群，刘金龙，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34