本發(fā)明涉及海水養(yǎng)殖網(wǎng)箱的錨固系統(tǒng)，更具體地，涉及一種具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)及其施工方法。

背景技術(shù)：
：

我國沿海年均遭受數(shù)個(gè)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的襲擊，臺(tái)風(fēng)路徑影響范圍內(nèi)的海水網(wǎng)箱損毀嚴(yán)重，導(dǎo)致海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在一定程度上處于“靠天吃飯”的狀態(tài)。錨固系統(tǒng)是海上養(yǎng)殖網(wǎng)箱在水中的根基，起到固定、系泊網(wǎng)箱系統(tǒng)的作用。錨固系統(tǒng)在惡劣天氣下的失效會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)箱直接損毀。如在2014年的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”(最大風(fēng)力17級(jí))、“海鷗”(最大風(fēng)力13級(jí))及2015年的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“燦鴻”(最大風(fēng)力16級(jí))、“蘇迪羅”(最大風(fēng)力17級(jí))襲擊下，海南省的深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)相繼遭到毀滅性的打擊、損失慘重，其中大部分受災(zāi)深水網(wǎng)箱是因錨固基礎(chǔ)破壞而被吹走損毀的。雖然錨固基礎(chǔ)的造價(jià)占整個(gè)網(wǎng)箱系統(tǒng)總價(jià)的比重不大，但其失效后導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)箱系統(tǒng)全軍覆沒，具有控制網(wǎng)箱全局穩(wěn)定的重要作用。

目前，國內(nèi)海水網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)主要有三種方式：鐵錨、木樁錨和水泥墩錨。其中鐵錨借鑒于船舶的錨泊方法，錨體使用鑄造件，錨泊力與錨體重量成正比，要獲得足夠的錨泊力需加大投資，重量較大的鐵錨需專用工作船才能作業(yè)，且難以準(zhǔn)確定位，優(yōu)點(diǎn)是能用于海底較為復(fù)雜的海域；木樁錨價(jià)格相對(duì)便宜，一般要求木樁樁徑大于40 cm、入土深度超過4.5 m、錨繩與水平海床夾角不大于17°，但其存在施工質(zhì)量難以保證和木樁容易腐蝕的缺點(diǎn)，適合于水深較淺且為泥沙底質(zhì)的海域；水泥墩錨價(jià)格適中，錨泊力與水泥墩重量成正比，水泥墩底部與海床之間的吸附作用力有限，在惡劣海況下容易發(fā)生走錨現(xiàn)象，適合于沙泥或沙質(zhì)底質(zhì)的海域。

結(jié)合錨固基礎(chǔ)的制作、運(yùn)輸、施工、造價(jià)、錨固效果等綜合因素可知，水泥墩錨是網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)中較受歡迎的基礎(chǔ)形式之一。但傳統(tǒng)的水泥墩錨存在使用數(shù)量多、布置分散、發(fā)揮作用不一致、單個(gè)錨點(diǎn)總體質(zhì)量偏小、惡劣海況下容易發(fā)生走錨現(xiàn)象等局限性，尚有待改進(jìn)?？梢?，有必要根據(jù)不同地質(zhì)條件與錨泊力需求對(duì)包括水泥墩錨在內(nèi)的傳統(tǒng)錨固基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)及其施工方法，其抗傾覆能力強(qiáng)，能提供較大的錨固力。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，包括兩根鋼樁、一個(gè)連系支架與兩個(gè)傘狀托盤，鋼樁靠近上部設(shè)有托桿與緊固孔，連系支架上端面中心設(shè)有支座，支座兩側(cè)的連系支架上設(shè)有定位柱，支座上還設(shè)有系泊孔和系泊環(huán)，連系支架上還設(shè)有分布在定位柱連線兩側(cè)的安裝孔；傘狀托盤由環(huán)向鋼筋與徑向鋼筋均勻焊接成傘狀，傘狀托盤底部中心設(shè)有向上的套筒；工作時(shí)，兩根鋼樁套在安裝孔內(nèi)且下端壓在托桿并緊固，支座的系泊孔或系泊環(huán)與錨鏈一端系縛固定，兩個(gè)傘狀托盤通過套筒分別套在定位柱上構(gòu)成錨固基礎(chǔ)，錨固基礎(chǔ)下沉至預(yù)定海域的海床，朝傘狀托盤口內(nèi)投放碎石袋，碎石袋壓住傘狀托盤構(gòu)成網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)。

所述的具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的鋼樁為塊體狀，其底部為錐狀樁尖，鋼樁靠近上部設(shè)有托桿、緊固孔與備用孔。

所述的具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的連系支架整體沿中心軸對(duì)稱分布，其主體為兩根相互垂直的鋼質(zhì)橫梁與鋼質(zhì)縱梁，連系支架上端面中心設(shè)有支座，支座與鋼梁上端面交接處對(duì)稱地設(shè)有四塊三角形加筋板，支座上自上至下設(shè)有系泊孔與系泊環(huán)；其中一根鋼質(zhì)橫梁靠近兩端處設(shè)有翼板，翼板與鋼梁在水平面內(nèi)相互垂直，在翼板與鋼梁交點(diǎn)處的上端面設(shè)有縱向的定位柱，定位柱采用空心鋼管，定位柱上部設(shè)有施工孔；另一根鋼質(zhì)縱梁靠近兩端設(shè)有安裝孔，安裝孔為長條形孔；各鋼梁兩兩之間設(shè)有平面內(nèi)連接的肋板，肋板與鋼梁交接處的鋼梁上端面設(shè)有吊環(huán)一。

所述的具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的傘狀托盤上的套筒的內(nèi)徑大于定位柱外徑。

所述的具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的連系支架上翼板的長度不小于傘狀托盤底部直徑。

所述的具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的連系支架上的安裝孔為長條形孔，其寬度略大于鋼樁的外徑，其長度為鋼樁外徑的三倍以上。

所述具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的傘狀托盤的每根徑向鋼筋從底部邊緣向上傾斜折彎構(gòu)成，每根環(huán)向鋼筋均為圓環(huán)狀；環(huán)向鋼筋焊接在徑向鋼筋的上側(cè)；傘狀托盤底部中心設(shè)有環(huán)形板，環(huán)形板中心設(shè)有向上的套筒，環(huán)形板內(nèi)外壁分別與套筒外壁、徑向鋼筋焊接固定。

所述的具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，其特征在于，所述的碎石袋為裝滿塊石、碎石的編織袋或麻布袋等，且所裝塊石、碎石的最小粒徑尺寸大于傘狀托盤上環(huán)向鋼筋與徑向鋼筋之間的孔洞。

一種具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）、鋼樁貫入海床：先將連系支架的兩個(gè)長條形孔分別套住兩個(gè)鋼樁且壓在托桿后，用螺栓穿過螺栓孔進(jìn)行固定，再把錨鏈的一端系縛、固定在連系支架上支座的系泊孔或系泊環(huán)上，然后把兩個(gè)傘狀托盤基于空心套筒分別套住連系支架的兩個(gè)定位柱，并在定位柱的施工孔上綁上施工輔助鐵絲，然后把兩根鋼樁按照擬定間距打入至預(yù)定海域海床中；鋼樁的入土深度為錐狀樁尖至托桿之間的距離；

2）、拋入碎石袋壓住傘狀托盤：把施工輔助鐵絲拉直處于鉛垂線狀態(tài)，沿著施工輔助鐵絲指引的位置向施工輔助鐵絲四周均勻拋入足夠的碎石袋，使碎石袋均勻地落在四個(gè)傘狀托盤內(nèi)、壓住傘狀托盤；

3）、錨固基礎(chǔ)姿態(tài)校核：校核傘狀托盤的沉放姿態(tài)，若發(fā)現(xiàn)傘狀托盤發(fā)生傾斜時(shí)，應(yīng)往向上傾斜的一側(cè)再拋入一定的碎石袋，使傘狀托盤盡量處于水平狀態(tài)；確認(rèn)足夠多的碎石袋落入傘狀托盤內(nèi)且傘狀托盤能承擔(dān)既定的錨泊力時(shí)，即完成網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的施工作業(yè)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明鋼樁打入海床至設(shè)計(jì)深度后，其能承受較大的水平荷載；具有足夠壓重的傘狀托盤能承受較大的豎向荷載；將鋼樁與具有壓重的傘狀托盤組合后，能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，能抵抗水平荷載與豎向荷載隨機(jī)組合的風(fēng)浪作用；

2、本發(fā)明所提傘狀托盤結(jié)構(gòu)簡單，重量相對(duì)較小，傘狀托盤主要由環(huán)向鋼筋與徑向鋼筋焊接而成，可根據(jù)不同錨泊力需求制成不同面積的網(wǎng)形傘狀，能兜住數(shù)量較多、累計(jì)重量較大的碎石袋；

3、本發(fā)明所提傘狀托盤的壓重來源于碎石袋，而碎石袋裝入一定粒徑的塊石與碎石，其取材方便、成本低廉；

4、本發(fā)明兩個(gè)傘狀托盤與兩個(gè)鋼樁呈對(duì)稱性分布，使整體具有較大的抗拔與抗傾覆剛度，能提供較大的錨泊力；

5、本發(fā)明能適用于淤泥、沙泥質(zhì)軟質(zhì)海床，也能適用于砂礫、軟巖、硬巖等硬質(zhì)海底，適用范圍較廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的傘狀托盤俯視圖。

圖2為本發(fā)明的傘狀托盤仰視圖。

圖3為本發(fā)明的鋼樁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的連系支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的鋼樁與連系支架組裝示意圖。

圖6為本發(fā)明的俯視立體圖。

圖7為本發(fā)明的仰視立體圖。

圖8為本發(fā)明與網(wǎng)箱連接的使用狀態(tài)圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、環(huán)向鋼筋；2、徑向鋼筋；3、套筒；4、底部環(huán)形板；5、錐狀樁尖；6、鋼樁；7、托桿；8、緊固孔；9、備用孔；10、鋼質(zhì)橫梁；11、鋼質(zhì)縱梁；12、肋板；13、翼板；14、定位柱；15、施工孔；16、安裝孔；17、吊環(huán)；18、三角形加筋板；19、支座；20、系泊孔；21、系泊環(huán)；22、緊固件；23、碎石袋；24、錨鏈；25、網(wǎng)箱。

具體實(shí)施方式：

參見附圖：

一種具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)，包括兩根鋼樁6、一個(gè)連系支架與兩個(gè)傘狀托盤，鋼樁6靠近上部設(shè)有托桿7與緊固孔（螺栓孔）8，連系支架對(duì)稱軸處設(shè)有支座19，傘狀托盤由環(huán)向鋼筋1與徑向鋼筋2均勻焊接而成、整體呈軸對(duì)稱分布，傘狀托盤對(duì)稱軸處設(shè)有中空的套筒3。待連系支架的兩個(gè)安裝孔16分別套住兩個(gè)鋼樁6且壓在托桿7后，用緊固件（螺栓）22穿過緊固孔8進(jìn)行固定，再把錨鏈24的一端系縛、固定在連系支架上支座19的系泊孔20或系泊環(huán)21上，然后把兩個(gè)傘狀托盤基于套筒3分別套住連系支架的兩個(gè)定位柱14，并在定位柱14的施工孔15上綁上施工輔助鐵絲，然后把兩根鋼樁6打入海床至設(shè)計(jì)深度，再沿著施工輔助鐵絲指引的位置向施工輔助鐵絲四周拋入足夠多的碎石袋23，使碎石袋23壓住兩個(gè)傘狀托盤，最終使兩個(gè)具有壓重的傘狀托盤通過連系支架與兩根鋼樁6組裝形成錨固基礎(chǔ)，共同為網(wǎng)箱提供錨泊力。

鋼樁6底部為錐狀樁尖5，樁尖錐角一般為10o~30o，使鋼樁較為容易的貫入海床。鋼樁6靠近上部設(shè)有托桿7，其主要作用是托住套在鋼樁6上的連系支架，故其長度應(yīng)大于連系支架上安裝孔16的長度。鋼樁6靠近上部設(shè)有緊固孔8，供連系支架上的安裝孔16套住鋼樁6后連接緊固件進(jìn)行限位、鎖定作用。鋼樁6的最上部還設(shè)有備用孔9，供施工過程中的鋼樁吊裝使用，也可作為緊固孔8的備用孔使用。

特別地，連系支架傳遞過來的錨泊力，通過緊固孔8內(nèi)的緊固件22傳遞給鋼樁6，故緊固孔8與緊固件22應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，在受到較大荷載后不發(fā)生屈曲與失效，以滿足復(fù)雜工況下荷載的傳遞需要。

鋼樁6的入土深度為錐狀樁尖5至托桿7之間的距離；可根據(jù)不同的海床地質(zhì)條件與錨泊力需求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的鋼樁6的入土深度。

連系支架整體沿中心軸對(duì)稱分布，其主體為兩根相互垂直的鋼質(zhì)橫梁10與鋼質(zhì)縱梁11，中部對(duì)稱軸位置處設(shè)有支座19，支座19與鋼梁交接處對(duì)稱地設(shè)有四塊三角形加筋板18，支座19上設(shè)有系泊孔20與系泊環(huán)21；故網(wǎng)箱的錨鏈24既可以系縛在系泊孔20上，也可以系縛在系泊環(huán)21上，甚至多個(gè)網(wǎng)箱可同時(shí)通過錨鏈系縛在系泊孔20與系泊環(huán)21上。

在連系支架的鋼質(zhì)橫梁10兩端附近設(shè)有翼板13，翼板13與鋼梁在水平面內(nèi)相互垂直，翼板13的長度不小于傘狀托盤底部水平圓盤的直徑；在翼板13與鋼梁交點(diǎn)處設(shè)有縱向垂直的定位柱14，定位柱14的上部設(shè)有施工孔15；在鋼質(zhì)縱梁11兩端附近設(shè)有安裝孔16；各鋼梁上均勻、對(duì)稱設(shè)有四個(gè)吊環(huán)17，且各鋼梁之間通過肋板12加固連接。

傘狀托盤整體呈軸對(duì)稱分布，由環(huán)向鋼筋1與徑向鋼筋2均勻焊接而成，外形類似于傘狀；環(huán)向鋼筋1呈圓形，徑向鋼筋2的形狀依次為水平與上彎傾斜；環(huán)向鋼筋1焊接在徑向鋼筋2的上部；環(huán)向鋼筋1與徑向鋼筋2均勻焊接后，形成網(wǎng)狀孔洞；碎石袋23中塊石、碎石的粒徑尺寸大于該網(wǎng)狀孔洞的尺寸，傘狀托盤能有效的兜住塊石、碎石，形成穩(wěn)定的有效配重。

傘狀托盤對(duì)稱軸處設(shè)有中空的套筒3，套筒3底部設(shè)有底部環(huán)形板4。底部環(huán)形板4與套筒3、徑向鋼筋2焊接在一起。套筒3的內(nèi)徑大于定位柱14的外徑。

可根據(jù)不同錨泊力需求制成不同面積的網(wǎng)形傘狀，即傘狀托盤的面積越大，其能兜住碎石袋的數(shù)量較多、累計(jì)重量較大，其能提供的錨泊力越大。

鋼樁6、連系支架與傘狀托盤的各部件均為鋼質(zhì)或鐵質(zhì)材料，各部件通過焊接連接成整體；鋼樁6、連系支架與傘狀托盤各部件及整體的強(qiáng)度，應(yīng)能承擔(dān)各類工況下錨鏈傳遞過來的錨泊力而不發(fā)生屈曲與失效。

兩根鋼樁6之間的間距為兩個(gè)安裝孔16中心點(diǎn)之間的距離；連系支架上的安裝孔16，其寬度略大于鋼樁6的外徑，其長度為鋼樁6外徑的三倍以上；安裝孔16的長度大于鋼樁6的外徑，這樣使鋼樁6在貫入海床過程中具有一定的活動(dòng)度與偏移量，方便工程施工。

碎石袋23為裝滿塊石、碎石的編織袋或麻布袋等，且所裝塊石、碎石的最小粒徑尺寸大于傘狀托盤上環(huán)向鋼筋1與徑向鋼筋2之間的孔洞；碎石袋23沉入海中一段時(shí)間后編織袋或麻布袋會(huì)腐蝕、老化與破碎，最終塊石、碎石會(huì)自由散落開來。只要塊石、碎石的粒徑尺寸足夠大，其不從環(huán)向鋼筋1與徑向鋼筋2之間的孔洞中漏出，傘狀托盤的穩(wěn)定性就不會(huì)受到影響。

傘狀托盤上環(huán)向鋼筋1或徑向鋼筋2，若在碎石袋23的不均勻壓力作用下發(fā)生一定的變形，其一般不會(huì)影響錨固基礎(chǔ)錨泊力的正常發(fā)揮。

傘狀托盤整體呈扁平的軸對(duì)稱傘狀，其重心較低，抗傾覆能力較強(qiáng)；傘狀托盤四周向上傾斜一定的角度，使得碎石袋23中的塊石、碎石在海流作用下不容易脫離、逃逸傘狀托盤本體；優(yōu)選的，傘狀托盤四周向上傾斜的角度（與水平面的夾角）在10o~30o之間。

一種具有兩傘狀托盤與兩鋼樁的網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的施工方法，詳細(xì)描述如下：

1）、鋼樁貫入海床

先將連系支架的兩個(gè)安裝孔16分別套住兩個(gè)鋼樁6且壓在托桿7后，用緊固件22穿過緊固孔8進(jìn)行固定，再把錨鏈24的一端系縛、固定在連系支架上支座19的系泊孔20或系泊環(huán)21上，然后把兩個(gè)傘狀托盤基于套筒3分別套住連系支架的兩個(gè)定位柱14，并在定位柱14的施工孔15上綁上施工輔助鐵絲，然后把兩根鋼樁6按照擬定間距打入至預(yù)定海域海床中。鋼樁6的入土深度為錐狀樁尖5至托桿7之間的距離。

施工時(shí)，可設(shè)計(jì)、加工一個(gè)前段帶榫的鋼質(zhì)輔助桿件，把榫插入鋼樁上部的空心內(nèi)部，并使用簡易繩索或工程膠水使輔助桿件與鋼樁6連為一體，同時(shí)基于錨鏈24、吊環(huán)17上的吊繩、施工輔助鐵絲與輔助桿件把鋼樁6垂直的立于預(yù)定海床，通過錘擊輔助桿件把鋼樁6貫入海床中。鋼樁6被貫入至設(shè)計(jì)深度后，旋轉(zhuǎn)、扭動(dòng)輔助桿件，破壞之前的簡易繩索或工程膠水，拔出輔助桿件即完成鋼樁6的沉貫作業(yè)。

網(wǎng)箱主要依靠錨固基礎(chǔ)提供錨泊力，而對(duì)錨固基礎(chǔ)的變形無特別要求，若鋼樁6沉貫過程中發(fā)生幅度較小的傾斜，其對(duì)錨固作用的正常發(fā)揮影響較小。

2）、拋入碎石袋壓住傘狀托盤

把施工輔助鐵絲拉直處于鉛垂線狀態(tài)，沿著施工輔助鐵絲指引的位置向施工輔助鐵絲四周均勻拋入足夠的碎石袋23，使碎石袋23均勻地落在四個(gè)傘狀托盤內(nèi)、壓住傘狀托盤。

施工中，應(yīng)根據(jù)傘狀托盤的直徑劃定碎石袋23的入水范圍。碎石袋23的入水范圍，應(yīng)略小于以鉛垂線狀態(tài)施工輔助鐵絲為中心、傘狀托盤為半徑的圓形范圍。且碎石袋23沉放順序，應(yīng)以鉛垂線狀態(tài)的施工輔助鐵絲為中心對(duì)稱、均勻地投放，以避免傘狀托盤在不均勻荷載作用下發(fā)生傾斜。碎石袋23在傘狀托盤上較合理的堆疊形狀是：以鉛垂線狀態(tài)的施工輔助鐵絲為中心對(duì)稱性分布，中部略高，四周略低，質(zhì)量分布均勻。

3）、錨固基礎(chǔ)姿態(tài)校核

校核傘狀托盤的沉放姿態(tài)，若發(fā)現(xiàn)傘狀托盤發(fā)生傾斜時(shí)，應(yīng)往向上傾斜的一側(cè)再拋入一定的碎石袋23，使傘狀托盤盡量處于水平狀態(tài)。確認(rèn)足夠多的碎石袋23落入傘狀托盤內(nèi)且傘狀托盤能承擔(dān)既定的錨泊力時(shí)，即完成網(wǎng)箱錨固基礎(chǔ)的施工作業(yè)。

網(wǎng)箱主要依靠錨固基礎(chǔ)提供錨泊力，而對(duì)錨固基礎(chǔ)的變形無特別要求，若碎石袋23壓重使傘狀托盤發(fā)生幅度較小的傾斜，其對(duì)錨固作用的正常發(fā)揮影響較小。由于前期錨鏈24已與系泊孔20或系泊環(huán)21相連，故不需再派潛水員進(jìn)行水下系泊作業(yè)。

本發(fā)明鋼樁能承受較大的水平荷載，具有足夠壓重的傘狀托盤能承受較大的豎向荷載，把傘狀托盤與鋼樁組合后，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，可使網(wǎng)箱能承受較大的隨機(jī)風(fēng)浪荷載；兩個(gè)傘狀托盤與兩個(gè)鋼樁呈對(duì)稱性分布，使整體具有較大的抗傾覆剛度，能提供較大的錨泊力；所提的錨固系統(tǒng)能適用于淤泥、沙泥質(zhì)軟質(zhì)海床，也能適用于砂礫、軟巖、硬巖等硬質(zhì)海底，適用范圍較廣。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。