钢桩外分布多个水泥墩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外分布多个水泥墩的网箱锚固基础及其施工方法，包括钢桩、连系支架与多个水泥墩，钢桩的中上部设有托板；连系支架中部设有套管，连系支架上端面设有多个定位柱；水泥墩中部设有预留孔，工作时，套管套住空心钢桩，钢桩打入海床，每个水泥墩套在连系支架上的定位柱上，水泥墩通过连系支架与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，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。

Net cage foundation for distributing multiple cement piers outside steel pile and construction method thereof

The invention discloses a cage anchor steel pile outside the distribution of a number of cement pier and its construction method, including steel piles, connecting bracket and multiple cement pier, steel pile in upper plate; connecting bracket is arranged in the middle of a casing, connecting bracket end is provided with a plurality of positioning columns; the concrete pier is arranged in the middle of a reserved hole when working, casing entangle the hollow steel pile, steel piles into the seabed, each set of links in cement pier on the positioning column bracket, bracket and steel cement pier by linking assembled pile anchor foundation, through the construction of steel pile penetration, seabed sinking cement pier and anchor foundation check cage anchor foundation completed attitude. To provide common cage mooring force. The invention fully utilizes the characteristics of the steel pile can bear larger load level, concrete piers can withstand greater vertical load, the cement and steel pier piles, give full play to their advantages, the cage can withstand the random wind and wave loads is bigger; wide scope, anti overturning ability, can provide greater anchoring force.

【技术实现步骤摘要】
钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础及其施工方法
：本专利技术涉及用于海水养殖网箱的锚固系统，更具体地，涉及一种钢桩外分布多个水泥墩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外分布多个水泥墩的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：钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，包括钢桩、连系支架与多个水泥墩，钢桩的中上部设有托板；所述连系支架对称轴处设有套管，连系支架上端面设有多个定位柱；所述水泥墩中部设有预留孔，工作时，连系支架的套管套住空心钢桩，钢桩打入海床，每个水泥墩通过预留孔套在连系支架上的定位柱上，水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成锚固基础。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，所述的钢桩采用空心钢桩，其底部为锥状桩尖，中上部设有圆形托板，圆形托板下端面与钢桩连接处设有梯形加筋板，托板上方的钢桩上设有系泊孔。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架整体沿中心轴对称分布，其主体为四根相互夹角为90º的钢梁，四根钢梁之间设有肋板，对称轴位置处设有套管，套管与钢梁交接处设有三角形加筋板，在各钢质横梁附近端部设有翼板，翼板与钢质横梁在水平面内相互垂直，各钢梁与肋板相交处的钢梁上端面设有吊环一，在翼板与钢质横梁交点处设有纵向垂直的定位柱，定位柱的上部设有施工孔。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，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两两对称设有四个吊环二。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，所述的水泥墩中部的预留孔，其孔径大于简易绳索穿越、系缚施工孔后的总体直径。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，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。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，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。所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，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。一种钢桩外分布多个水泥墩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，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圆形托板之间的距离；2）、沉放水泥墩：将各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二，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，直至使四个水泥墩接触海床；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、本专利技术四个水泥墩对称地分布于钢桩四周，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为本专利技术的钢桩与连系支架组装后的结构示意图。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、梯形加筋板；4、托板；5、系泊孔；6、连系支架；7、肋板；8、翼板；9、定位柱；10、套管；11、三角形加筋板；12、吊环一；13、施工孔；14、水泥墩；15、吊环二；16、预留孔；17、锚链；18、网箱。具体实施方式：参见附图：一种钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，包括一根钢桩2、一个连系支架6与四个水泥墩14，钢桩2的中上部带有圆形托板4，连系支架6对称轴处设有套管10，水泥墩14中部设有贯穿的预留孔16，待连系支架6的套管10套住钢桩2后，把钢桩2打入海床设计深度，再把四个水泥墩14通过预留孔16套住连系支架6上的四个定位柱9上，使四个水泥墩14通过连系支架6与钢桩2组装形成锚固基础，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的中上部设有圆形托板4，圆形托板4的平面与钢桩的轴线相互垂直。圆形托板4与钢桩连接处均匀、对称地设有六块梯形加筋板3，确保圆形托板4受到较大荷载后不发生屈曲与失效。钢桩2的顶部设有系泊孔5，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5对作钢桩2进行起吊作业。也可设置多个系泊孔5，方便施工使用。钢桩2的入土深度为锥状桩尖1至圆形托板4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6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，包括钢桩、连系支架与多个水泥墩，钢桩的中上部设有托板；所述连系支架对称轴处设有套管，连系支架上端面设有多个定位柱；所述水泥墩中部设有预留孔，工作时，连系支架的套管套住空心钢桩，钢桩打入海床，每个水泥墩通过预留孔套在连系支架上的定位柱上，水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成锚固基础。

【技术特征摘要】
1.一种钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，包括钢桩、连系支架与多个水泥墩，钢桩的中上部设有托板；所述连系支架对称轴处设有套管，连系支架上端面设有多个定位柱；所述水泥墩中部设有预留孔，工作时，连系支架的套管套住空心钢桩，钢桩打入海床，每个水泥墩通过预留孔套在连系支架上的定位柱上，水泥墩通过连系支架与钢桩组装构成锚固基础。2.根据权利要求1所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，所述的钢桩采用空心钢桩，其底部为锥状桩尖，中上部设有圆形托板，圆形托板下端面与钢桩连接处设有梯形加筋板，托板上方的钢桩上设有系泊孔。3.根据权利要求1所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征在于，所述的连系支架整体沿中心轴对称分布，其主体为四根相互夹角为90º的钢梁，四根钢梁之间设有肋板，对称轴位置处设有套管，套管与钢梁交接处设有三角形加筋板，在各钢质横梁附近端部设有翼板，翼板与钢质横梁在水平面内相互垂直，各钢梁与肋板相交处的钢梁上端面设有吊环一，在翼板与钢质横梁交点处设有纵向垂直的定位柱，定位柱采用钢管，定位柱的上部设有施工孔。4.根据权利要求1所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，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两两对称设有四个吊环二。5.根据权利要求1所述的钢桩外分布多个水泥墩的网箱锚固基础，其特征...

【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