CN211671960U - 先喷水后注浆的网箱锚泊基础 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种先喷水后注浆的网箱锚泊基础，包括有空心球体和钢筋网片，空心球体的一侧固定连接有系泊耳板并连接有锚链，空心球体的球面上分别设有与其内部相通的多个孔洞，锚链的一侧固定有注浆管，注浆管的一端穿过多个孔洞中的一个孔洞并延伸到空心球体的内部，钢筋网片固定在空心球体的四周，空心球体和钢筋网片的外部包裹有注浆板结体。本实用新型利用高压水流从空心球体喷射破坏海床土体，便于锚泊基础埋入至强度较高的海床土体中，结构简单，成本较低；注浆管既是高压水流的通道，又是注浆时浆液的通道；浆液硬化后与空心球体、钢筋网片形成整体，与四周土体接触紧密，抗拔承载力较大。

Description

先喷水后注浆的网箱锚泊基础

技术领域

本实用新型涉及用于海水养殖网箱的锚泊系统领域，具体是一种先喷水后注浆的网箱锚泊基础。

背景技术

锚泊系统是网箱在水中的根基，其抗拔承载力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。

通常，海床土层有淤泥质黏土、砂质粉土、粉质黏土、粉砂、淤泥质粉质黏土夹粉土等，根据各土层的不同位置分布可形成“上软下硬”或“上硬下软”等类别。不管何种地质条件，网箱锚泊基础均需尽可能的埋入海床土层一定的深度，且锚泊基础埋入海床深度越大其抗拔承载力越高。

本实用新型关注的问题为：在水深20～30m的近海海域，寻求一种造价低、施工简便的网箱锚泊基础型式，且能埋入海床一定深度，具有较大的抗拔承载力。

实用新型内容

为了弥补现有技术问题的不足，本实用新型的目的是提供一种先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其造价低、施工简便，先喷水冲刷助沉使基础能埋入海床一定的深度，具有较大的抗拔承载力。

本实用新型的技术方案如下：

一种先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：包括有空心球体和钢筋网片，所述空心球体的一侧固定连接有系泊耳板并连接有锚链，空心球体的球面上分别设有与其内部相通的多个孔洞，所述锚链的一侧固定有注浆管，所述注浆管的一端穿过所述多个孔洞中的一个孔洞并延伸到所述空心球体的内部，所述的钢筋网片固定在所述空心球体的四周，所述空心球体和钢筋网片的外部包裹有注浆板结体。

所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的空心球体采用钢制空心球体。

所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的多个孔洞等间隔均匀分布在所述空心球体的球面上，多个孔洞的面积之和不小于所述空心球体外表面积的50％。

所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的注浆管采用等间隔均匀分布的辅助绳索绑定在所述锚链的一侧。

所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的钢筋网片为由钢筋绑扎而成的固定在空心球体四周的多边形结构。

本实用新型的施工方法如下：

(1)、喷水冲刷海床土体：

将锚链的一端系泊在空心球体的系泊耳板上，采用等间隔均匀分布的辅助绳索将注浆管绑定在锚链上，使得注浆管的一端伸入且固定、卡在空心球体的内部而无法拔出；基于锚链将空心球体在指定海域下沉至接触海床，注浆管的另一端连接高压水泵，开启高压水泵，使高压水流从空心球体球面上的多个孔洞中喷射而出，冲刷与空心球体接触的海床土体；并基于锚链缓慢拖动空心球体，使拟施工锚泊基础区域一定范围、一定深度内的海床土体被喷水冲刷而松动、破坏，海床表层土体强度急剧降低，空心球体依靠自重能陷入海床至设计深度；

(2)、绑定钢筋网片：

确认海床土体被喷水扰动破坏的深度、范围达到设计要求后，基于锚链将空心球体提起至海面以上，在空心球体的四周绑定已预制好的钢筋网片，也可将钢筋网片套在锚链的四周而与空心球体绑定，再基于锚链将空心球体与钢筋网片一起下放至被扰动破坏的海床上，开启高压水泵，在高压水流的协助下使空心球体与钢筋网片逐渐下沉至设计深度，同时还可基于锚链从不同方向缓慢拽动空心球体调整其姿态使其便于下沉；

(3)、注浆：

确认空心球体与钢筋网片下沉至设计深度后，卸除高压水泵而使注浆管与注浆系统连接，开启注浆系统使浆液通过注浆管从空心球体球面上的多个孔洞中涌出，浆液逐渐包裹空心球体与钢筋网片，注入浆液的体积达到设计值后，停止注浆，浆液自身固化或者粘结周围海床土体板结形成注浆板结体，空心球体、钢筋网片与注浆板结体结合成整体，形成锚泊基础。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型利用高压水流从空心球体喷射而出破坏海床土体，使浅层一定范围内的海床土体被水力冲刷破坏，便于锚泊基础埋入至强度较高的海床土体中，方法简单，成本较低。

2、本实用新型中的注浆管既是高压水流的通道，又是注浆时浆液的通道，设计巧妙，注浆管成本低廉，施工简便。

3、浆液硬化后与空心球体、钢筋网片形成整体，类似于钢筋混凝土结构，其与四周土体接触紧密，注浆板结体的自重、与四周土体的摩擦力、上覆海床土体的自重等构成锚泊基础的抗拔承载力，抗拔承载力较大。

4、本实用新型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，综合成本低。

附图说明

图1为本实用新型中空心球体的结构示意图。

图2为本实用新型中空心球体与锚链及注浆管的连接结构示意图。

图3为本实用新型中钢筋网片、空心球体、锚链及注浆管的结构示意图。

图4为本实用新型中注浆管连接高压水泵冲刷海床示意图。

图5为冲刷海床土体完成后将钢筋网片固定在空心球体四周的示意图。

图6为注浆后注浆板结体形成的锚泊基础的结构示意图。

附图标记说明：1、空心球体；2、系泊耳板；3、多个孔洞；4、锚链；5、注浆管；6、辅助绳索；7、钢筋网片；8、注浆板结体；A、海床面。

具体实施方式

参见附图，一种先喷水后注浆的网箱锚泊基础，包括有空心球体1和钢筋网片7，空心球体1的一侧固定连接有系泊耳板2并连接有锚链4，空心球体1的球面上分别设有与其内部相通的多个孔洞3，锚链4的一侧固定有注浆管5，注浆管5的一端穿过多个孔洞3中的一个孔洞并延伸到空心球体1的内部，钢筋网片7固定在空心球体1的四周，空心球体1和钢筋网片7的外部包裹有注浆板结体8。

本实用新型中，空心球体1采用钢制空心球体。

多个孔洞3等间隔均匀分布在空心球体1的球面上，多个孔洞3的面积之和不小于空心球体1外表面积的50％。

注浆管5采用等间隔均匀分布的辅助绳索6绑定在锚链4的一侧。

钢筋网片7为由钢筋绑扎而成的固定在空心球体1四周的三角形结构。

本实用新型的施工方法，详细介绍如下：

(1)、喷水冲刷海床土体：

将锚链4的一端系泊在空心球体1的系泊耳板2上，采用等间隔均匀分布的辅助绳索6将注浆管5绑定在锚链4上，使得注浆管5的一端伸入且固定、卡在空心球体1的内部而无法拔出；基于锚链4将空心球体1在指定海域下沉至接触海床，注浆管5的另一端连接高压水泵，开启高压水泵，使高压水流从空心球体1球面上的多个孔洞3中喷射而出，冲刷与空心球体1接触的海床土体；并基于锚链4缓慢拖动空心球体1，使拟施工锚泊基础区域一定范围、一定深度内的海床土体被喷水冲刷而松动、破坏，海床表层土体强度急剧降低，空心球体1依靠自重能陷入海床至设计深度，如图4所示。

注浆管5的一端伸入且固定、卡在空心球体1的内部，在后续施工荷载扰动下注浆管5的端部不会从空心球体1的内部逃离、拔出。注浆管5可基于多个孔洞3中的一个孔洞伸入空心球体1内部，也可在空心球体1上设置一个独立、专用的孔洞供注浆管5伸入空心球体1内部时使用。

注浆管5一般采用中空、柔性、无接缝的塑料管，价格低廉，施工结束后无需回收。注浆管5的内径可根据具体条件综合设定。注浆管5应具有足够的强度，在施工过程中不发生破损与断裂。

辅助绳索6的作用是将注浆管5与锚链4绑定在一起，使注浆管5可随着锚链4一起移动。基于锚链4缓慢拖动空心球体1的过程中，注浆管5并不承受拉力。绑定过程中，辅助绳索6不可将注浆管5勒得太紧而影响后续浆液在注浆管5内部的流动，即辅助绳索6不可使注浆管5的横截面面积发生缩小。

一般地，海床土体被喷水冲刷而松动的面积，应不小于后续锚泊基础竖向投影面积的四倍。

砂性土层在高压水流冲刷作用下，可发生类似“液化”的破坏形态。粘性土层在高压水流冲刷作用下，微小黏粒首先被冲刷、流失，微小黏粒率破坏后，后续较大骨架的黏粒相互之间的连接发生破坏，最终粘性土发生整体性扰动破坏，松散后含水量增大，强度急剧降低。

最终，一定范围、一定深度范围内的海床土体均被高压水流冲刷、破坏，强度急剧降低，空心球体1能轻易沉入海床较大深度而达到强度较高的硬土层附近，为后续锚泊基础能埋入较大的海床深度创造了条件。

海床土体被喷水冲刷而松动的深度，与具体的海床地质条件有关。如果海床土体表层是强度较低的淤泥质土，则可冲刷的深度较大；如果海床土体表层的强度较大，则可冲刷的深度相对较小，耗时也较长。

海床土体被冲刷的深度也与注浆管5中水流压力、水流速度有关。由于空心球体1表面的多个孔洞3较多，初始时，其中只有朝下的孔洞的水流才具有冲刷海床的作用，而朝向侧面、朝上的孔洞中的水流喷入海水中而不具有冲刷海床作用；但当冲刷一段时间后，空心球体1可能整体陷入、沉入海床土体中，即空心球体1四周被海床土体包围，这时所有孔洞中的水流向四面八方冲刷海床，均具有冲刷、破坏海床作用，海床土体逐渐被高压水流扰动、破坏，土体强度逐渐降低，而空心球体1也逐渐越陷越深，被破坏的土层厚度越来越大，直至空心球体1到达强度较高的硬土层时，冲刷工作可结束。

本实用新型利用高压水流从空心球体喷射而出破坏海床土体，使浅层一定范围内的海床土体被水力冲刷破坏，便于锚泊基础埋入至强度较高的海床土体中，方法简单，成本较低。

(2)、绑定钢筋网片：

确认海床土体被喷水扰动破坏的深度、范围达到设计要求后，基于锚链4将空心球体1提起至海面以上，在空心球体1上绑定已预制好的钢筋网片7，也可将钢筋网片7套在锚链4的四周而与空心球体1绑定，再基于锚链4将空心球体1与钢筋网片7一起下放至被扰动破坏的海床上，开启高压水泵，在高压水流的协助下使空心球体1与钢筋网片逐渐下沉至设计深度，同时还可基于锚链4从不同方向缓慢拽动空心球体1调整其姿态使其便于下沉，如图5所示。

由于之前海床土体已被高压水流冲刷破坏，海床土体对空心球体1与钢筋网片7的阻力相对较小，故本步骤中空心球体1与钢筋网片7在自重作用下能方便、快速的下沉、陷入至已被扰动破坏的海床土体中。并再次开启高压水泵，使高压水流继续扰动已破坏的海床土体，协助空心球体1与钢筋网片7的快速下沉。

本步骤中空心球体1与钢筋网片7应下放至被扰动破坏海床土体的中间位置，使空心球体1与钢筋网片7不会与未扰动破坏的海床土体发生接触。由于之前海床土体被喷水扰动破坏的深度、范围远大于后续锚泊基础的体积，故空心球体1与钢筋网片7的下放可选范围也较大，施工精度要求较低，便于海上作业。

本步骤的作用是使空心球体1四周设置一定的钢筋网片，加强后续注浆板结体的强度。若注浆板结体与空心球体1一起硬化形成的锚泊基础能满足使用要求时，也可不设置钢筋网片，此时本步骤可省略。

(3)、注浆：

确认空心球体1与钢筋网片7下沉至设计深度后，卸除高压水泵而使注浆管5与注浆系统连接，开启注浆系统使浆液通过注浆管5从空心球体1球面上的多个孔洞3中涌出，浆液逐渐包裹空心球体1与钢筋网片7，注入浆液的体积达到设计值后，停止注浆，浆液自身固化或者粘结周围海床土体板结形成注浆板结体8，空心球体1、钢筋网片7与注浆板结体8结合成整体，形成锚泊基础，如图6所示。

浆液的固化板结需要一定的时间，锚泊基础上方被扰动破坏海床土体的强度恢复也需要一定时间，故应待浆液充分固化板结、海床土体强度恢复达到要求后，所提锚泊基础方可投入使用。

浆液从空心球体1球面上的多个孔洞3中涌出，在重力作用下其率先向四周与下部填充；下部自动填充饱满后，浆液才逐渐堆高、向上发展，最终浆液逐渐包裹空心球体1与钢筋网片7，形成不规则的几何体。这种不规则几何体难以用图形表示，故图6中呈对称状态的注浆板结体8实际上是不存在的，其仅作为注浆板结体8的一种简单示意图，不代表实际情况。

注浆的体积应充分大，使其在向四周流动情况下还能完全包裹空心球体1与钢筋网片7。若注浆量过小，无法包裹空心球体1与钢筋网片7，空心球体1与钢筋网片7在后续海水的腐蚀作用下锈蚀，降低了锚泊基础的使用寿命，且空心球体1与钢筋网片7容易被拔出，这是需要避免的不利情况。

本实用新型中的注浆管5既是高压水流的通道，又是注浆时浆液的通道，设计巧妙，注浆管成本低廉，施工简便；浆液硬化后与空心球体1、钢筋网片7形成整体，类似于钢筋混凝土结构，其与四周土体接触紧密，注浆板结体8的自重、与四周土体的摩擦力、上覆海床土体的自重等构成锚泊基础的抗拔承载力，抗拔承载力较大；本实用新型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，综合成本低。

注浆板结体8为硬化后的水泥砂浆、水泥浆、混凝土浆、钢纤维混凝土浆或化学粘胶剂。可根据锚泊基础的强度要求、施工便利性、造价等因素选择注浆所用浆液的具体成分。

本实用新型注浆系统的注浆方法为静压注浆、脉冲注浆、高压喷射注浆法、电动化学注浆法、压密注浆法、袖阀管静压注浆法或定向注浆法。可根据锚泊基础的施工阻力、造价等因素选择合适的注浆方法。

附图中仅展示了空心球体与钢筋网片的部分形状及部分连接方式的情况，按照所提思路，可以改变空心球体与钢筋网片的形状、相互的连接方式，或增设其它辅助构件，形成其他相关类型的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其均属于本实用新型的等效修改与变更，此处不再赘述。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型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，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：包括有空心球体和钢筋网片，所述空心球体的一侧固定连接有系泊耳板并连接有锚链，空心球体的球面上分别设有与其内部相通的多个孔洞，所述锚链的一侧固定有注浆管，所述注浆管的一端穿过所述多个孔洞中的一个孔洞并延伸到所述空心球体的内部，所述的钢筋网片固定在所述空心球体的四周，所述空心球体和钢筋网片的外部包裹有注浆板结体。

2.根据权利要求1所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的空心球体采用钢制空心球体。

3.根据权利要求1所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的多个孔洞等间隔均匀分布在所述空心球体的球面上，多个孔洞的面积之和不小于所述空心球体外表面积的50％。

4.根据权利要求1所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的注浆管采用等间隔均匀分布的辅助绳索绑定在所述锚链的一侧。

5.根据权利要求1所述的先喷水后注浆的网箱锚泊基础，其特征在于：所述的钢筋网片为由钢筋绑扎而成的固定在空心球体四周的多边形结构。

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