本發(fā)明涉及用于海水養(yǎng)殖網(wǎng)箱的錨泊系統(tǒng)，更具體地，涉及一種多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)及其施工方法。

背景技術(shù)：
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錨泊系統(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。雖然錨泊基礎(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，水泥墩錨由于其制作簡單、施工簡便、性價(jià)比高在網(wǎng)箱錨泊系統(tǒng)中使用較為普遍，其主要依靠自身重力提供錨泊力。如海南省部分深水網(wǎng)箱的水泥墩錨體積達(dá)到1.5m³、重量達(dá)到3.75噸，但在12級以上臺(tái)風(fēng)襲擊下仍會(huì)發(fā)生走錨、損毀現(xiàn)象。

另一方面，我國每年產(chǎn)生的廢舊輪胎居世界前列，2013年我國廢舊輪胎產(chǎn)生量已經(jīng)達(dá)到2.99億條、重量達(dá)到1080萬噸，并以每年約8%~10%的速度增長。到2020年，我國廢舊輪胎年產(chǎn)量將達(dá)2000萬噸。如何安全、環(huán)保的處理與日俱增的廢舊輪胎，是亟待解決的問題。

若能夠把廢舊輪胎用于制作網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)，一方面可以降低網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)的成本與施工難度、提高錨泊基礎(chǔ)的錨泊力，另一方面也為廢舊輪胎的再利用提供新途徑，顯然符合資源再利用的發(fā)展需求。

可見，有必要開展基于廢舊輪胎制作網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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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多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)及其施工方法，其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、施工方便，能提供較大的錨固力。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，包括廢舊輪胎配重塊、鋼樁與連系支架；所述連系支架包括呈“十”字形分布的主連接板，其中一個(gè)主連接板兩端分別設(shè)有與另一個(gè)主連接板相互平行的次連接板，兩根主連接板相互連接處設(shè)有吊環(huán)，兩根次連接板及與之平行的主連接板靠近兩端均設(shè)有套管、套筒，套筒位于外側(cè)，所有套管的上部均設(shè)置施工孔；

工作時(shí)，六個(gè)套筒內(nèi)均套有鋼樁，還包括錨鏈，錨鏈系縛固定在吊環(huán)上，六個(gè)套管施工孔上綁上施工輔助鐵絲，然后把連系支架放入海中接觸海床，基于施工輔助鐵絲分別向六個(gè)套管上套入廢舊輪胎配重塊，廢舊輪胎配重塊壓住連系支架并把鋼樁壓入海床構(gòu)成網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)。

所述的多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，所述的廢舊輪胎配重塊為廢舊輪胎內(nèi)部凹槽空間內(nèi)綁扎構(gòu)造鋼筋并澆筑混凝土形成，且在中心處設(shè)有預(yù)留孔，預(yù)留孔直徑大于套管直徑。

所述的多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，所述的連系支架整體沿中心軸對稱分布，兩個(gè)主連接板相互連接處的上端面設(shè)有十字交叉狀的吊環(huán)，兩個(gè)主連接板相交的四個(gè)拐角處、主連接板與次連接板相交的內(nèi)側(cè)拐角均設(shè)有肋板，套管穿過主連接板、次連接板且穿出段下端與二者底面均設(shè)有四個(gè)三角形加筋肋；所述的托板與主連接板在同一水平面內(nèi)垂直，主連接板、次連接板與套管在豎直平面內(nèi)垂直。

所述的多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，所述的鋼樁包括樁體，其底部為錐狀樁尖，錐狀樁尖的根部設(shè)有四個(gè)倒刺，靠近鋼樁的上部設(shè)有托桿，鋼樁的上頂部附近設(shè)有固定孔。

所述的多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，所述的套筒內(nèi)徑大于鋼樁外徑。

多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）、沉放點(diǎn)定位：先把六個(gè)鋼樁分別套入連系支架的六個(gè)套筒中，并用連接件穿過固定孔進(jìn)行固定，再把錨鏈的一端與連系支架上的吊環(huán)系縛與固定，并在六個(gè)套管的施工孔綁上施工輔助鐵絲，在預(yù)定海域把連系支架放入海中，使六個(gè)鋼樁上的錐狀樁尖接觸海床；

2）、沉放廢舊輪胎配重塊：把廢舊輪胎配重塊通過預(yù)留孔套住施工輔助鐵絲，將施工輔助鐵絲拉直使其垂直海面，再使廢舊輪胎配重塊在自重作用下沿著豎直的施工輔助鐵絲滑入海中，使其套在套管上；基于施工輔助鐵絲分別向六個(gè)套管上套入廢舊輪胎配重塊，配重塊壓住連系支架并把鋼樁壓入海床，構(gòu)成錨泊基礎(chǔ)；

3）、錨泊基礎(chǔ)姿態(tài)校核：校核廢舊輪胎配重塊的沉放姿態(tài)，若發(fā)現(xiàn)錨泊基礎(chǔ)發(fā)生傾斜時(shí)，可在向上翹起一側(cè)的套管上套入額外的配重塊，直至確認(rèn)廢舊輪胎配重塊均套住套管、且連系支架水平分布時(shí)，即完成網(wǎng)箱錨泊基礎(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)明利用廢舊輪胎制作配重塊，一方面廢舊輪胎為外框架可省去模板，另一方面廢舊輪胎可有效保護(hù)其內(nèi)槽內(nèi)的鋼筋混凝土，混泥土內(nèi)僅配少量構(gòu)造鋼筋即可，整體價(jià)格低廉，具有經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

2、本發(fā)明六列堆疊的廢舊輪胎配重塊呈對稱分布，整體重量大、剛度大、抗傾覆能力強(qiáng)，鋼樁壓入海床后能承受較大的水平荷載，使得錨泊基礎(chǔ)能提供較大的錨泊力。

3、本發(fā)明所提的錨泊基礎(chǔ)施工簡便，海上作業(yè)時(shí)間短，不需進(jìn)行水下作業(yè)，無需大型起重設(shè)備，施工成本低。

附圖說明：

圖1本發(fā)明的廢舊輪胎配重塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明的連系支架俯視圖。

圖3本發(fā)明的連系支架仰視圖。

圖4本發(fā)明的鋼樁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5本發(fā)明的鋼樁與連系支架連接示意圖。

圖6本發(fā)明的錨泊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、廢舊輪胎；2、鋼筋混凝土；3、預(yù)留孔；4、橫向連接板；5、肋板；6、縱向連接板；7、托板；8、套管；9、施工孔；10、吊環(huán)；11、三角形加筋肋；12、套筒；13、鋼樁；14、托桿；15、固定孔；16、倒刺；17、錐狀樁尖；18、連接件；19、錨鏈。

具體實(shí)施方式：

參見附圖：

多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，包括廢舊輪胎配重塊、鋼樁與連系支架，廢舊輪胎配重塊為在廢舊輪胎1內(nèi)部澆筑鋼筋混凝土2形成；所述連系支架主體為相互垂直的兩根主連接板4與兩根次連接板6，在兩根主連接板4相互連接處設(shè)有吊環(huán)10，其中第一根主連接板4的兩端附近設(shè)有托板7與套管8，第二根主連接板4的兩端附近與次連接板6垂直相連，兩根次連接板6的兩端附近設(shè)有托板7與套管8，所有套管8的上部均設(shè)置施工孔9，在第一根主連接板4與兩根次連接板6的端部均設(shè)有套筒12；工作時(shí)，把六個(gè)鋼樁13分別套入六個(gè)套筒12并用連接件（螺栓與螺母）18固定，把錨鏈19系縛固定在吊環(huán)10上，并在六個(gè)套管8的施工孔9上綁上施工輔助鐵絲，然后把連系支架放入海中接觸海床，基于施工輔助鐵絲依次向六個(gè)套管8上均勻、對稱的套入數(shù)量相同的廢舊輪胎配重塊，廢舊輪胎配重塊壓住連系支架并把鋼樁13壓入海床，從而構(gòu)成網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)。

廢舊輪胎配重塊為廢舊輪胎1內(nèi)部凹槽空間內(nèi)綁扎構(gòu)造鋼筋并澆筑混凝土形成，且在對稱軸處設(shè)置預(yù)留孔3。預(yù)留孔3的直徑大于套管8的直徑。

連系支架整體沿中心軸對稱分布，其主體為相互垂直的兩根主連接板4與兩根次連接板6，在兩根主連接板4相互連接處設(shè)有吊環(huán)10，第一根主連接板4的兩端附近設(shè)有托板7與套管8，第二根主連接板4的兩端附近與次連接板6垂直相連，兩根次連接板6的兩端附近設(shè)有托板7與套管8，所有套管8的上部均設(shè)置施工孔9，主連接板4與次連接板6之間均勻、對稱地設(shè)有肋板5，套管8與連接板相連處的下部設(shè)有四個(gè)三角形加筋肋11，在第一根主連接板4與兩根次連接板6的端部均設(shè)有套筒12。

連系支架上的橫向連接板4與縱向連接板6與托板7、肋板5共同在一個(gè)平面內(nèi)，而套管8與該平面垂直，如圖2所示。套管8的長度，應(yīng)滿足套入所設(shè)計(jì)廢舊輪胎配重塊數(shù)量的要求，即套管8的高度應(yīng)大于所套入廢舊輪胎配重塊數(shù)量的總高度，且施工孔9應(yīng)超出最上方廢舊輪胎配重塊的頂面。通常每個(gè)套管8上可設(shè)置兩個(gè)施工孔9供使用。托板7的長度等于廢舊輪胎1的直徑。

套管8與連接板相連處的下部設(shè)有四個(gè)三角形加筋肋11，是為了加強(qiáng)套管8與連接板4的連接，防止外力作用下發(fā)生變形與屈服。橫向連接板4與縱向連接板6的幾何尺寸完全相同，相互在中心點(diǎn)處焊接連成整體。

鋼樁13為空心鋼樁，其底部為錐狀樁尖17，錐狀樁尖17的根部設(shè)有四個(gè)倒刺16，靠近鋼樁的上部設(shè)有托桿14，鋼樁的上頂部附近設(shè)有固定孔（螺栓孔）15；套筒12的中空內(nèi)徑大于鋼樁13的直徑，托桿14的長度大于橫向連接板4與縱向連接板6寬度的兩倍以上。

鋼樁13底部為錐狀樁尖17，樁尖錐角一般為10o~30o，使鋼樁較為容易的貫入海床；鋼樁13靠近上端設(shè)有托桿14，其主要作用是托住套在鋼樁13上的連系支架；鋼樁13靠近上端設(shè)有固定孔（螺栓孔）15，供鋼樁13套入套筒12后連接連接件（螺栓與螺母）18進(jìn)行限位、鎖定作用。

施工過程中，廢舊輪胎配重塊壓在連系支架上，連系支架再基于托桿14把鋼樁13壓入海床中。工作過程中，若連系支架某一側(cè)受到上拔力，該側(cè)的鋼樁13將基于連接件（螺栓與螺母）18把連系支架拉住，約束、限制連系支架的變形與變位。

鋼樁13的入土深度為錐狀樁尖17至托桿14之間的距離。應(yīng)根據(jù)不同的海床地質(zhì)條件與配重塊重量，設(shè)計(jì)相應(yīng)的鋼樁13長度。若鋼樁13長度過大，在配重塊的作用下沒有全部壓入海床，出現(xiàn)連系支架未接觸海床的現(xiàn)象，顯然對錨泊基礎(chǔ)的穩(wěn)定性不利。若鋼樁13長度過小，雖然全部能壓入海床，但其能發(fā)揮的作用有限。可制作不同長度的系列鋼樁13，供不同的海床地質(zhì)條件使用。

連系支架與鋼樁13的各構(gòu)件均為鋼質(zhì)或鐵質(zhì)，各構(gòu)件通過焊接形成整體。各部件、整體及焊縫處的強(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。

以常見小轎車輪胎型號195/60R15為例，其內(nèi)腔體積約為0.055 m³，內(nèi)槽澆筑鋼筋混凝土后整體重量約為130kg。多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)，如每列使用6個(gè)該類型的廢舊輪胎配重塊，總重量約為4.68噸；如每列使用8個(gè)該類型的廢舊輪胎配重塊，總重量約為6.24噸；如每列使用10個(gè)該類型的廢舊輪胎配重塊，總重量約為7.80噸。盡量選用同一型號的廢舊輪胎制作配重塊。

實(shí)際情況中，可根據(jù)錨泊力的需要來確定廢舊輪胎配重塊的具體數(shù)量。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，對廢舊輪胎配重塊的數(shù)量無限制，可根據(jù)實(shí)際情況靈活選用。鑒于廢舊輪胎配重塊的成本較低，建議盡量選用較多數(shù)量的廢舊輪胎配重塊，使形成的網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)具有足夠的安全儲(chǔ)備。

特別地，所提錨泊基礎(chǔ)應(yīng)置于地質(zhì)均勻的海床，六個(gè)套管8上套入的廢舊輪胎配重塊數(shù)量相同，連系支架在對稱荷載作用下發(fā)生均勻沉降，整體穩(wěn)定性有保障。若海床地質(zhì)條件不均勻，連系支架在配重塊作用下發(fā)生不均勻沉降，再與錨鏈傳遞過來的拉力疊加，可能導(dǎo)致整個(gè)錨泊基礎(chǔ)發(fā)生傾覆而失效。

為了提高錨泊基礎(chǔ)的抗傾覆能力，可增大連系支架中六個(gè)套管8之間的相互距離。六個(gè)套管8之間的距離越大， 整體的剛度越大，抗傾覆能力越強(qiáng)。實(shí)際情況中，可根據(jù)錨泊力需求及地質(zhì)條件設(shè)計(jì)相應(yīng)的連系支架具體尺寸。

所提錨泊基礎(chǔ)較適用于淤泥質(zhì)、砂質(zhì)等軟質(zhì)海床中，即需確保鋼樁13能貫入海床。如在硬質(zhì)海床中，海床強(qiáng)度較高，鋼樁13無法在配重塊作用下壓入海床，導(dǎo)致多列廢舊輪胎配重塊有發(fā)生傾覆的潛在危險(xiǎn)。

多列鋼樁與廢舊輪胎對稱分布的錨泊基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟：

1）、沉放點(diǎn)定位

先把六個(gè)鋼樁13分別套入連系支架的六個(gè)套筒12中，并用連接件（螺栓與螺母）18穿過固定孔（螺栓孔）15進(jìn)行固定，再把錨鏈19的一端與連系支架上的吊環(huán)10系縛與固定，并在六個(gè)套管8的施工孔9綁上施工輔助鐵絲，在預(yù)定海域把連系支架放入海中，使六個(gè)鋼樁13上的錐狀樁尖17接觸海床。

所選海域的地質(zhì)條件應(yīng)比較均勻，且海床平面比較平整，使工作狀態(tài)的錨泊基礎(chǔ)不均勻沉降較??；理想狀態(tài)下，六個(gè)鋼樁13上的錐狀樁尖17接觸海床后，連系支架處于水平狀態(tài)。

2）、沉放廢舊輪胎配重塊

把廢舊輪胎配重塊通過預(yù)留孔3套住施工輔助鐵絲，并把施工輔助鐵絲拉直使其垂直海面，再使廢舊輪胎配重塊在自重作用下沿著豎直的施工輔助鐵絲滑入海中，使其套在套管8上；基于施工輔助鐵絲依次向六個(gè)套管8上均勻、對稱的套入數(shù)量相同的廢舊輪胎配重塊，配重塊壓住連系支架并把鋼樁13壓入海床，從而形成錨泊基礎(chǔ)。

施工孔9上的施工輔助鐵絲起到引導(dǎo)、定位廢舊輪胎配重塊下沉的作用。保持施工輔助鐵絲豎直狀態(tài)，使廢舊輪胎配重塊能夠準(zhǔn)確的基于預(yù)留孔3套住套管8；施工過程中若廢舊輪胎配重塊發(fā)生偏移而未套住套管8直接沉海，應(yīng)采取補(bǔ)救措施，使廢舊輪胎配重塊套住套管8，否則影響后續(xù)廢舊輪胎配重塊的下沉作業(yè)。

沉放廢舊輪胎配重塊過程中，應(yīng)維持連系支架的水平狀態(tài)，六個(gè)套管8上均勻、對稱的套入數(shù)量相同的配重塊，使得六根鋼樁13被均勻的壓入海床。

3）、錨泊基礎(chǔ)姿態(tài)校核

校核廢舊輪胎配重塊的沉放姿態(tài)，若發(fā)現(xiàn)錨泊基礎(chǔ)發(fā)生傾斜時(shí)，可在向上翹起一側(cè)的套管8上套入額外的配重塊，直至確認(rèn)廢舊輪胎配重塊均套住套管8、且連系支架近似水平分布時(shí)，即完成網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)的施工作業(yè)；整個(gè)過程不需派潛水員進(jìn)行水下作業(yè)。

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)。