一种水下锚拉固砂结构及方法技术

本发明专利技术提供了一种水下锚拉固砂结构及方法，在水下砂体表面设置一层虑砂材料层，锚块置于虑砂材料层上面，拉杆一端连接锚块，另一端连接拉杆锚固段；此种结构在水下连续布置，直至砂体边沿或海浪影响深度以下，该方法包括以下步骤：先确定海浪影响深度和砂体边界，确定安装部件的长度；在护砂范围内水下铺设虑砂材料层，同时按设计要求预制锚块待用；水下钻孔；实施锚固段；吊装锚块与拉杆连接；在锚块间隙种植水下植物，防止在海水作用下砂体的流失，解决了填海造地地基长期沉降问题。解决了填海造地地基长期沉降问题。解决了填海造地地基长期沉降问题。

【技术实现步骤摘要】
一种水下锚拉固砂结构及方法


[0001]本专利技术涉及到水下固沙
，具体涉及一种水下锚拉固砂结构及固沙方法。

技术介绍

[0002]随着人口的增长和土地的增值，填海造地已经成为沿海国家和城市的必要措施。在亚洲，东南亚和日本岛链已经出现大量的填海工程。同时，世界沿海区域也有大量的填海造地项目出现。填海造地不仅用于民用经济建设，也用于军事建设，具有重要的战略意义。吹沙填岛造地的同时，面临着两方面的问题：海水作用下的砂体流失和破坏珊瑚的生长环境。砂体流失是人工填海遇到的普遍问题。日本对填海技术研究较早，进行过大量填海工程实践和研究。上世纪80年代，日本修建了大阪关西机场，建成之初被美国土木工程协会(ASCE)誉为“新世纪的丰碑”。后来一直出现沉降，沦落为岩土工程界的典型反面案例。到目前为止，日本填海工程普遍存在因砂体流失引起的地面下沉现象，直接影响地面建筑的安全和正常使用。我国的填海工程也存在相同情况，海浪的不断冲刷下，下部砂体出现了“掏空”现象，已逐步威胁到人工岛礁。迄今为止，填海造地护砂方法主要分为两大类：下部设围堤、上部设消波块。围堤是指在吹填范围下部设置堤坝，防止砂体外流。在海浪冲击下，堤坝以内砂体可能形成水下地貌重塑，引起造地沉降。在岸边设置的消波块由于没有固砂功能，海浪冲刷将消波块下部砂体掏空，引起消波块下沉，导致造地沉降。由此可见，现有的填海造地技术不能防止砂体运动，为造地沉降提供了条件。从中长期看来，能否解决这一问题关系到填海造地和国家重要工程的成败。
[0003]当前，填海造地主要采用吹砂法，其对珊瑚生长破坏在于：珊瑚不能生长在砂体上、海浪扬起的砂体堵塞珊瑚气孔，导致其死亡。
[0004]研究表明，传统的水上护岸技术能够限制砂体的运动，但是护岸采用的预制砼块不足以抵抗海浪的冲击，不适用于海洋环境的固砂。另外：砼制品呈碱性，不利于珊瑚的生长；海水腐蚀性较大，传统结构寿命难以保证。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种水下锚拉固砂结构及方法，至少能够解决吹砂填海的砂体运动、流失引起的地基沉降变形，并恢复珊瑚生长所需的必要环境。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种水下锚拉固砂结构，在水下砂体表面设置一层虑砂材料层，锚块置于虑砂材料层上面，拉杆一端连接锚块，另一端连接拉杆锚固段；此种结构在水下连续布置，直至砂体边沿或海浪影响深度以下。
[0007]进一步，虑砂材料层主要由高分子材料或高分子材料包裹后的钢丝组成，容许水体通过，但不容许砂体出入；虑砂材料层在护砂范围连续分布，具有防海水腐蚀能力和防海水冲刷强度，且不污染海水；为了防止紫外线对虑砂材料层的腐蚀，在锚块间隙处的虑砂材料层的露出处种植水下植物。
[0008]再进一步，锚块与拉杆连接处设置防海水腐蚀不锈钢球形锚固装置，根据砂体表面地形变化，锚块能够相对拉杆顶部转动。
[0009]为了提高整体强度，锚块为预制钢筋砼结构，其尺寸和配筋根据砂体表面地形、海浪冲击荷载、下部锚固段提供抗力综合计算确定；锚块表面喷涂有利于珊瑚生长的生物诱导高分子涂层，宜固定珊瑚幼苗；锚块上部设3
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4个金属吊环，便于水下安装；锚块平面形状不做限制，可做成正方形、六边形等；锚块净间距由便于水下植物生长和虑砂材料层不被破坏综合确定。本专利技术中，生物诱导高分子涂层是指能够诱导水下生物积聚在锚块表面的涂层或高分子材料，该涂层或高分子材料类型由本领域技术人员根据具体水域中生物种类选择确定。
[0010]进一步的，拉杆采用碳纤维杆、玻璃纤维杆或防海水腐蚀不锈钢杆。
[0011]进一步的，处于锚固段内部的拉杆须具有足够的抗拔出力，采用非金属杆材时，末端须设置放大头（又称之为扩张部件）；砂体中拉杆自由锻长度由锚固段不被从上部砂体中整体拔出计算确定；锚固段须具有足够的抗拔出力，处于砂体中的锚固段可由旋喷体、螺旋搅拌体等做成，处于基岩中锚固段采用钻孔、拉杆植入、灌浆固结形成；锚固段直径、锚固段长度、岩层拉杆锚固段长度由锚固段不被拔出计算确定。
[0012]进一步的，海浪影响深度H是指该深度以下海水处于相对静止状态。
[0013]一种采用前述水下锚拉固砂结构的固沙方法，包括以下步骤：步骤1、先根据项目所在地历史海浪高度确定海浪影响深度和砂体边界，确定护砂范围；步骤2、根据项目具体条件设计锚块、拉杆、虑砂材料层、锚块净间距、拉杆自由锻长度、锚固段直径、砂层拉杆锚固段长度和岩层拉杆锚固段长度，并确定锚固段做法；步骤3、在护砂范围内水下铺设虑砂材料层，同时按设计要求预制锚块待用；步骤4、利用水面施工船或水面移动施工平台进行水下钻孔，采用卫星定位按设计确定钻孔位置；步骤5、实施锚固段，同时将拉杆植入固段中固结；步骤6、吊装锚块与拉杆连接，并通过球形锚固装置上螺帽固定锚块与拉杆；步骤7、在锚块间隙，在锚块间隙处的虑砂材料层的露出处种植水下植物。
[0014]有益效果：本专利技术将水下砂体固定下来，防止在海水作用下砂体的流失，解决了填海造地地基长期沉降问题；使得水下砂体得到封闭，弥补了吹砂填岛对海洋环境破坏的弊病，能够重塑珊瑚生长环境，利于环保。
附图说明
[0015]图1是实施例中水下锚拉固砂结构剖面示意图；图2是实施例中水下锚拉固砂结构平面示意图；图3是实施例中水下锚拉固砂结构局部剖面示意图；图4是实施例1中水下锚拉固砂结构剖面示意图；图5是实施例1水下锚拉固砂结构局部剖面示意图；图6是实施例2中水下锚拉固砂结构平面示意图。
[0016]图中：1
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锚块、2
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拉杆、3
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拉杆锚固段、4
‑
虑砂材料层、5
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生物诱导高分子涂层、6
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球形锚固装置、7
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水下植物、8
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放大头、9
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碳纤维连接装置、10
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防海水腐蚀不锈钢杆、11
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护岸结构、12
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砂体、13
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基岩顶线、L1
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拉杆自由锻长度、L2
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砂层拉杆锚固段长度、L3
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岩层拉杆锚固段长度、L4
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水底固砂范围、b
‑
拉杆水平间距、b1
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锚块净间距、H
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海浪影响深度。
实施例
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的原理及其核心思想，并非对本专利技术保护范围的限定。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，针对本专利技术进行的改进也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0018] 某吹砂填海造地工程典型剖面见图4 所示；由于海浪作用，造地地表不断沉降，填海附近珊瑚相继死亡，需要对流动砂体进行封闭，以解决地表沉降和珊瑚生长问题。
[0019] 如图1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下锚拉固砂结构，其特征在于：在水下砂体（12）的表面设置有虑砂材料层（4），锚块（1）置于虑砂材料层（4）上面，拉杆（2）一端连接锚块（1），另一端连接拉杆锚固段（3）；虑砂材料层（4）、锚块（1）、拉杆（2）和拉杆锚固段（3）组成结构在水下连续布置，直至砂体边沿或海浪影响深度H以下。2.根据权利要求1所述的水下锚拉固砂结构，其特征在于：虑砂材料层（4）由高分子材料或高分子材料包裹后的钢丝组成；虑砂材料层（4）在护砂范围连续分布。3.根据权利要求1或2所述的水下锚拉固砂结构，其特征在于：在锚块（1）间隙处的虑砂材料层（4）的露出处种植水下植物（7）。4.根据权利要求3所述的水下锚拉固砂结构，其特征在于：锚块（1）与拉杆（2）连接处设置球形锚固装置（6），锚块（1）能够根据砂体表面地形变化相对拉杆（2）顶部转动。5.根据权利要求4所述的水下锚拉固砂结构，其特征在于：锚块（1）表面喷涂生物诱导高分子涂层（5）；锚块（1）上部设3
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4个金属吊环；。6.根据权利要求5所述的水下锚拉固砂结构，其特征在于：拉杆（2）采用碳纤维杆、玻璃纤维杆或防海水腐蚀不锈钢杆。7.根据权利要求6所述的水下锚拉固砂结构，其特征在于：拉杆（2）为非金属杆材，在拉杆（2）的末端设置放大头（8）。8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晓明，杨军，许向彬，陈柏林，
申请(专利权)人：叶晓明，
类型：发明
国别省市：