一种水泥板组装而成的重力式锚泊基础及其施工方法与流程

技术领域：

本发明涉及用于海水养殖网箱的锚泊系统，更具体地，涉及一种水泥板组装而成的重力式锚泊基础及其施工方法。

背景技术：
：

锚泊系统是网箱在水中的根基，其性能直接影响网箱的安全性。在恶劣天气情况下，网箱因锚泊系统失效而被风浪损毁、击沉的案例数不胜数。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。如海南省的深水网箱养殖业在每年的超强台风中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。

可见，性价比较高、使用较普遍的还是重力式水泥墩锚。但水泥墩锚的锚泊力取决于其体积与重量，个体重量越大所能提供的锚泊力越大。传统的水泥墩锚构型如图1所示，一般情况下水泥墩锚体积为1.5m³重量为37.5kn。水泥墩锚的体积与重量越大，其制作、运输施工越困难。若能够采用“化整为零”的方法，使单个水泥块(板)的重量较小，由较多的水泥块(板)累积成重量较大的锚泊基础，可使重力式锚泊基础提供较大的锚泊力。

因此，有必要发展施工简便、造价低、锚泊力大的新型重力式网箱锚泊基础形式。

技术实现要素：
：

为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种水泥板组装而成的重力式锚泊基础及其施工方法，其单个水泥板重量小，施工简便，多个水泥板组装后能提供较大的锚泊力。

本发明的技术方案如下：

水泥板组装而成的重力式锚泊基础，其特征在于，包括四角锚与多块水泥板，每块水泥板上设预留孔，水泥板两端设有吊环；所述四角锚为四个锥状铁质结构按空间对称方式焊接构成的抓地锚；所述四角锚对称中心处固定有锚链，锚链抛入并沉至预定海域的海床，锚链非连接端基于预留孔逐个套入多块水泥板至沉入海床。

所述的水泥板组装而成的重力式锚泊基础，其特征在于，所述的水泥板采用长条形钢筋混凝土板，水泥板的1/4长度处设置贯穿的预留孔，水泥板的两端设置吊环。

所述的水泥板组装而成的重力式锚泊基础，其特征在于，所述的四角锚为四个锥状铁质结构按空间对称方式焊接构成的抓地锚，四个锥状铁质结构的端部连线构成正四面体。

一种水泥板组装而成的重力式锚泊基础的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、四角锚沉海：

将锚链的一端系泊并固定在四角锚的中心位置处，再把四角锚抛入、沉至预定海域的海床，拉直锚链使四角锚逐步插入、固定在海床中；

2）、套入水泥板：

逐个基于预留孔套入锚链把水泥板抛入海中，使各水泥板沿着锚链沉入海中并接触海床；

3）、施工校核：

所有水泥板均抛入海中后，通过锚链施加拉力使各水泥板之间逐渐接触紧密，也使四角锚逐渐插入至最大深度，确认锚泊基础能承担既定的锚泊力时，即完成重力式锚泊基础的施工作业。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明结构简单，单个水泥板体积与重量相对较小，制作与施工方便，“化整为零”的把足够多的水泥板组装在一起时，能提供较大的锚泊力。四角锚能深深的插入海床，对锚泊基础能进行有效的固定与约束；

2、本发明与传统锚泊基础不同，本技术所提锚泊基础不存在倾覆破坏模式，水泥板不同沉放位置及后续位置变化对锚泊力的发挥基本无影响，锚泊基础的承载力由水泥板的累计重力与摩擦力控制；

3、本发明的施工不需要大型起重设备，也不需要派人下水作业，施工简便，海上作业时间短。

附图说明

图1为传统水泥墩锚结构示意图。

图2为本发明的水泥板结构示意图。

图3为本发明的四角锚结构示意图。

图4为本发明的锚泊基础结构示意图。

图5为本发明的锚泊基础轴测图。

图6为本发明的锚泊基础系泊网箱示意图。

附图标记说明：

1、传统水泥墩锚；2、水泥板；3、预留孔；4、吊环；5、四角锚；6、锚链；7、网箱；a、海平面；b、海床面。

具体实施方式：

参见附图：

一种水泥板组装而成的重力式锚泊基础，包括四角锚5与水泥板2，水泥板2为长条形钢筋混凝土板，水泥板2上设预留孔3与吊环4，四角锚5为四个锥状铁质结构按空间对称方式焊接形成的抓地锚，施工时先将锚链6的一端系泊、固定在四角锚5上，把四角锚5抛入、沉至预定海域的海床，再逐个基于预留孔3套入锚链6把水泥板2抛入海中，使足够多的水泥板2套入锚链6沉入海床，从而形成重力式锚泊基础。

水泥板2为长条形钢筋混凝土板，在水泥板2的1/4长度处设置贯穿的预留孔3，水泥板2的两端设置吊环4，如图2所示。

由于工作过程中水泥板2并不承担较大的拉力与压力，锚泊基础主要利用水泥板的重量，故其体内按构造配筋即可。水泥板2的两端设置吊环4，供起吊、搬运使用；预留孔3供锚链6穿越使用。

四角锚5为四个锥状铁质结构按空间对称方式焊接形成的抓地锚，四个锥状铁质结构的端部连线构成正四面体，如图3所示。

四角锚5的四肢尺寸完全相同，四肢在空间呈对称分布，即四肢端部的四点相互连线可组成正四面体。把四角锚5按任意方位沉入海中，其总有2~3个锥状铁质结构插入海床，在后续锚泊力作用下四角锚5与海床进一步接触紧密，从而提供一定的抓地力。四角锚5的作用是对锚泊基础进行一定的固定与约束，使锚泊基础难以随意滑移与运动，从而提高锚泊效果。

假设水泥板2的尺寸为0.5m×0.2m×2.5m，则单个水泥板的重量为6.25kn，若采用25块水泥板2组装成锚泊基础，则总重量为156kn。而传统1.5m³的水泥墩锚重量为37.5kn，本技术所提锚泊基础的自重可达传统水泥墩锚自重的4倍以上，故所提锚泊基础能提供更大的锚泊力。还可根据需要，把更多的水泥板组装在一起，以提供更大的锚泊力。

与传统锚泊基础相比，所提锚泊基础不存在倾覆的破坏模式，水泥板不同沉放位置及后续位置变化对锚泊力的发挥基本无影响，锚泊基础的承载力由水泥板的重力与摩擦力控制。本技术所提重力式锚泊基础的唯一破坏形态为：组装在一起的水泥板2在较大锚泊力作用下沿海床发生拖动与滑移，即形成走锚现象。而只要累计水泥板2的重量足够大，就能杜绝走锚现象的发生。

后续若需要移除、更换锚泊基础的位置，可基于水泥板2上的吊环4逐个起吊、提离各水泥板，最终实现整个锚泊基础的拆除与移位。

一种水泥板组装而成的重力式锚泊基础的施工方法，详细描述如下：

1）、四角锚沉海：

将锚链6的一端系泊、固定在四角锚5的中心位置处，再把四角锚5抛入、沉至预定海域的海床，拉直锚链6使四角锚5逐步插入、固定在海床中。

四角锚5沉入海中后总有2~3个锥状铁质结构插入海床，从而可对锚泊基础进行定位与约束。四角锚5插入海床后，能提供一定的锚泊力。

2）、套入水泥板：

逐个基于预留孔3套入锚链6把水泥板2抛入海中，使各水泥板2沿着锚链6沉入海中并接触海床。施工过程中，尽量减少水泥板2的相互碰撞，防止水泥板2产生开裂与破坏。

3）、施工校核：

所有水泥板2均抛入海中后，通过锚链6施加拉力使各水泥板之间逐渐接触紧密，也使四角锚5逐渐插入至最大深度，确认锚泊基础能承担既定的锚泊力时，即完成重力式锚泊基础的施工作业。

网箱主要依靠锚固基础提供锚泊力，而对锚固基础的变形无特别要求，若各水泥板2的姿态千差万别无规律性，其对锚固作用的正常发挥影响较小。由于前期锚链6已与各水泥板2相连，故不需再派潜水员进行水下系泊作业。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。