钢桩分布于水泥墩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钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础及其施工方法，包括两根钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩上部设有托杆与固定孔；连系支架中部设有支座，连系支架靠近两端分别设有安装孔；水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的两个安装孔分别套住两个钢桩且压在托杆上，用紧固件穿过固定孔固定，两个钢桩打入海床，水泥墩通过预留孔套在支座上，水泥墩通过连系支架与两根钢桩组装构成锚固基础，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，能提供较大的锚泊力。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及用于海水养殖网箱的锚固系统，更具体地，涉及一种钢桩分布于水泥墩两侧的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钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础及其施工方法，其结构简单，抗倾覆能力强，能提供较大的锚泊力。本专利技术的技术方案如下：钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，包括两根钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩靠近上端自下至上设有托杆与固定孔；连系支架中部设有支座，连系支架靠近两端分别设有安装孔；水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的两个安装孔分别套住两个钢桩且压在托杆上，用紧固件穿过固定孔固定，两个钢桩打入海床，水泥墩通过预留孔套在支座上，水泥墩通过连系支架与两根钢桩组装构成锚固基础。所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的钢桩为空心钢桩，其底部为锥状桩尖，上部自下至上依次间隔设有托杆、固定孔与备用孔。所述的钢桩分布于水泥墩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，其主体为一根钢梁，中部对称轴位置处设有支座，支座与钢梁交接处的下方设有梯形加筋板，支座上段设有系泊孔，在钢梁的中部设有翼板，翼板与钢梁在水平面内相互垂直，在钢梁两端附近设有安装孔，安装孔内侧的钢梁上设有吊环一。所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上系泊孔到支座底部的距离，大于水泥墩的高度。所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上的安装孔为长条形孔，其宽度略大于空心钢桩的外径，其长度为空心钢桩外径的三倍以上。所述的钢桩分布于水泥墩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不小于水泥墩的长度。所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的水泥墩为块体状，其长度与宽度相同、高度小于宽度，水泥墩中部设有贯穿的预留孔，水泥墩的四个侧面上设有两两对称的四个吊环二。所述的钢桩分布于水泥墩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，其孔径大于锚链系缚系泊孔后的总体直径。一种钢桩分布于水泥墩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：先将连系支架的两个安装孔分别套住两个钢桩且压在托杆后，用紧固件穿过固定孔进行固定，将锚链的一端穿过支座上的系泊孔并锁定、固定，再利用辅助设备将两根钢桩按照拟定间距打入至预定海域海床中；钢桩的入土深度为锥状桩尖至托杆之间的距离；2）、沉放水泥墩：将锚链的另一端穿过水泥墩上的预留孔，基于水泥墩上的四个吊环二，将水泥墩平稳起吊，拉紧锚链并调整水泥墩的姿态，使锚链呈铅垂线状，水泥墩沿着铅垂线状的锚链下放至海水中，直至使水泥墩接触海床；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支座时，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支座、且原先系泊锚链的系泊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、本专利技术两个钢桩呈对称性地分布在水泥墩两侧，使整体具有较大的抗拔与抗倾覆刚度，能提供较大的锚泊力；3、本专利技术适用于淤泥、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俯视图。图3为本专利技术的连系支架仰视图。图4为本专利技术的水泥墩结构示意图。图5为本专利技术的钢桩与连系支架组装后的结构示意图。图6为本专利技术的俯视立体图。图7为本专利技术的仰视立体图。图8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、托杆；4、固定孔；5、备用孔；6、连系支架；7、安装孔；8、翼板；9、支座；10、梯形加筋板；11、系泊孔；12、吊环一；13、水泥墩；14、吊环二；15、预留孔；16、螺栓；17、锚链；18、网箱。具体实施方式：参见附图：一种钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，包括两根钢桩2、一个连系支架6与一个水泥墩13，钢桩2靠近上端设有托杆3与固定孔（螺栓孔）4，连系支架6对称轴处设有支座9，水泥墩13中部设有中空的预留孔15，待连系支架6的两个长条形孔7分别套住两个钢桩2且压在托杆3后，用紧固件（螺栓）16穿过固定孔（螺栓孔）4进行固定，然后把两个钢桩2按照拟定间距打入海床设计深度，再把水泥墩13通过预留孔15套在支座9上，使水泥墩13通过连系支架6与两根钢桩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靠近上端设有托杆3，其主要作用是托住套在钢桩2上的连系支架6，故其长度应大于连系支架6上长条形孔7的长度；钢桩2靠近上端设有螺栓孔4，供连系支架6上长条形孔7套住钢桩2后连接螺栓进行限位、锁定作用；钢桩2的最上部还设有备用孔5，供施工过程中的钢桩吊装使用，也可作为固定孔（螺栓孔）4的备用。特别地，连系支架6传递过来的锚泊力，通过固定孔（螺栓孔）4内的紧固件（螺栓）16传递给钢桩2，故固定孔（螺栓孔）4与紧固件（螺栓）16应具有足够的强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，包括两根钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩靠近上端自下至上设有托杆与固定孔；连系支架中部设有支座，连系支架靠近两端分别设有安装孔；水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的两个安装孔分别套住两个钢桩且压在托杆上，用紧固件穿过固定孔固定，两个钢桩打入海床，水泥墩通过预留孔套在支座上，水泥墩通过连系支架与两根钢桩组装构成锚固基础。

【技术特征摘要】
1.一种钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，包括两根钢桩、连系支架与水泥墩，钢桩靠近上端自下至上设有托杆与固定孔；连系支架中部设有支座，连系支架靠近两端分别设有安装孔；水泥墩中部设有预留孔；工作时，连系支架的两个安装孔分别套住两个钢桩且压在托杆上，用紧固件穿过固定孔固定，两个钢桩打入海床，水泥墩通过预留孔套在支座上，水泥墩通过连系支架与两根钢桩组装构成锚固基础。2.根据权利要求1所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的钢桩为空心钢桩，其底部为锥状桩尖，上部自下至上依次间隔设有托杆、固定孔与备用孔。3.根据权利要求1所述的钢桩分布于水泥墩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，其主体为一根钢梁，中部对称轴位置处设有支座，支座与钢梁交接处的下方设有梯形加筋板，支座上段设有系泊孔，在钢梁的中部设有翼板，翼板与钢梁在水平面内相互垂直，在钢梁两端附近设有安装孔，安装孔内侧的钢梁上设有吊环一。4.根据权利要求3所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上系泊孔到支座底部的距离，大于水泥墩的高度。5.根据权利要求3所述的钢桩分布于水泥墩两侧的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架上的安装孔为长条形孔，其宽度略大于空心钢桩的外径，其长度为空心钢桩外径的三倍以上。6.根据权利要求3所述...

【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