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，涉及一種三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(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)的造價占整個網(wǎng)箱系統(tǒng)總價的比重不大，但其失效后導(dǎo)致整個網(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級以上臺風(fēng)襲擊下仍會發(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。

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三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)及其施工方法，其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、施工方便，能提供較大的錨泊力。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，包括環(huán)狀廢舊輪胎配重塊、鋼樁與連系支架，每組環(huán)狀廢舊輪胎配重塊由鋼索把若干個廢舊輪胎配重塊系縛成環(huán)狀構(gòu)成；所述連系支架包括底板，底板外邊緣設(shè)有三根間隔分布的連接板，底板上端面設(shè)有吊環(huán)，每根連接板上端面設(shè)有套管、套筒，套筒位于外側(cè)，套管上部設(shè)置施工孔；

工作時，把三個鋼樁套入三個套筒并用連接件固定，把錨鏈系縛固定在吊環(huán)上，并在三個套管的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，基于施工輔助鐵絲向三個套管上套入環(huán)狀廢舊輪胎配重塊，配重塊壓住連系支架并把鋼樁壓入海床構(gòu)成網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)。

所述的三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(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)置預(yù)留孔，預(yù)留孔直徑大于鋼索直徑。

所述的三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，所述的連系支架整體沿中心軸對稱分布，底板為圓形板，底板上端面設(shè)有十字交叉狀的吊環(huán)，底板邊緣設(shè)有三根相互成120o夾角的連接板，底板上端面設(shè)有吊環(huán)，三根連接板相互之間設(shè)有肋板，每根連接板上端面靠近兩端均設(shè)有套管、套筒，套筒位于外側(cè)，套管外壁上設(shè)有對稱分布的多根防脫桿，防脫桿上方的套管外壁上設(shè)有多個間隔分布的徑向施工孔，套管與連接板相連處設(shè)有三角形加筋肋。

所述的三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)，其特征在于，所述的防脫桿數(shù)量為四根且向下傾斜，其與水平面的夾角為45o。

所述的三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(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)有四個倒刺，靠近鋼樁的上部設(shè)有托桿，鋼樁的頂部設(shè)有固定孔。

一種三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）、沉放點(diǎn)定位：先把三個鋼樁分別套入連系支架的三個套筒中，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，并在三個套管上的施工孔綁上施工輔助鐵絲，然后在預(yù)定海域把連系支架放入海中，使其水平的接觸海床；

2）、沉放廢舊輪胎配重塊：將環(huán)狀廢舊輪胎配重塊的環(huán)形鋼索上均勻、對稱的系縛施工輔助繩索，把施工輔助鐵絲拉直使其垂直海面，再使環(huán)狀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；三個套管上各套入一組環(huán)狀廢舊輪胎配重塊，配重塊壓住連系支架并把鋼樁壓入海床，從而形成錨泊基礎(chǔ)；

3）、錨泊基礎(chǔ)姿態(tài)校核：校核環(huán)狀廢舊輪胎配重塊的沉放姿態(tài)，若發(fā)現(xiàn)鋼索局部位置高于防脫桿時，應(yīng)基于鋼索上的施工輔助繩索調(diào)整環(huán)狀廢舊輪胎配重塊的姿態(tài)，使其完全套住套管且整體處在防脫桿的下方，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，整體價格低廉，具有經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

2、本發(fā)明三組環(huán)狀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)時間短，不需進(jìn)行水下作業(yè)，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)明的廢舊輪胎配重塊連接示意圖。

圖3本發(fā)明的連系支架結(jié)構(gòu)示意圖。

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、鋼索；5、連接板；6、肋板；7、圓形板；8、吊環(huán)；9、三角形加筋肋；10、套管；11、防脫桿；12、施工孔；13、套筒；14、鋼樁；15、托桿；16、固定孔；17、倒刺；18、錐狀樁尖；19、連接件；20、錨鏈。

具體實(shí)施方式：

參見附圖：

三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)，包括環(huán)狀廢舊輪胎配重塊、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，用鋼索4把若干個廢舊輪胎配重塊系縛在一起形成環(huán)狀；所述連系支架主體為三根相互成120o夾角的連接板5，三根連接板5通過圓形板7相連，圓形板7上設(shè)有吊環(huán)8，連接板5的另一端附近設(shè)有套管10、端部設(shè)有套筒13，套管10的中上部設(shè)置防脫桿11與施工孔12；工作時，把三個鋼樁14套入三個套筒13并用連接件（螺栓）19固定，把錨鏈20系縛固定在吊環(huán)8上，并在三個套管10的施工孔12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三個套管10上套入環(huán)狀廢舊輪胎配重塊，配重塊壓住連系支架并把鋼樁14壓入海床形成網(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的直徑大于鋼索4的直徑。用鋼索4穿過預(yù)留孔3把若干個廢舊輪胎配重塊系縛、捆綁在一起形成一組環(huán)狀配重塊。每個套管10上套入一組環(huán)狀廢舊輪胎配重塊。

連系支架整體沿中心軸對稱分布，其主體為三根相互成120o夾角的連接板5，三根連接板5通過圓形板7相連，圓形板7上設(shè)有吊環(huán)8，三根連接板5相互之間設(shè)有肋板6，連接板5的另一端附近設(shè)有套管10，套管10的中上部設(shè)置對稱分布的四根防脫桿11，套管10的上部設(shè)置兩個施工孔12，套管10與連接板5相連處設(shè)有兩個三角形加筋肋9，連接板5的端部設(shè)有中空的套筒13。

連系支架上的連接板5與肋板6共同在一個平面內(nèi)，而套管10與該平面垂直，如圖3所示。套管10的長度，應(yīng)滿足套入一組環(huán)狀廢舊輪胎配重塊的高度要求，可取廢舊輪胎直徑的兩倍。通常每個套管10上可設(shè)置兩個施工孔12供使用。套管10與連接板5相連處設(shè)有兩個三角形加筋肋9，是為了加強(qiáng)套管10與連接板5的連接，防止外力作用下發(fā)生變形與屈服。

連系支架上的防脫桿11向下傾斜，其與水平面的夾角為45o。防脫桿11的作用是，防止套入套管10的環(huán)狀廢舊輪胎配重塊在各類工況中滑出、脫離套管10而造成錨泊基礎(chǔ)的失效。防脫桿11向下傾斜，方便的環(huán)狀廢舊輪胎配重塊滑入、套入套管10中，也有利于阻止環(huán)狀廢舊輪胎配重塊滑出、逃離套管10。

鋼樁14為空心鋼樁，其底部為錐狀樁尖18，錐狀樁尖18的根部設(shè)有四個倒刺17，靠近鋼樁的上部設(shè)有托桿15，鋼樁的頂部附近設(shè)有固定孔（螺栓孔）16。套筒13的中空內(nèi)徑大于鋼樁14的直徑，托桿15的長度大于連接板5寬度的兩倍以上。

鋼樁14底部為錐狀樁尖18，樁尖錐角一般為10o~30o，使鋼樁較為容易的貫入海床；鋼樁14靠近上端設(shè)有托桿15，其主要作用是托住套在鋼樁14上的連系支架；鋼樁14靠近上端設(shè)有固定孔（螺栓孔）16，供鋼樁14套入套筒13后連接連接件（螺栓）19進(jìn)行限位、鎖定作用。

施工過程中，環(huán)狀廢舊輪胎配重塊壓在連系支架上，連系支架再基于托桿15把鋼樁14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14將基于連接件（螺栓）19把連系支架拉住，約束、限制連系支架的變形與變位。

鋼樁14的入土深度為錐狀樁尖18至托桿15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)計相應(yīng)的鋼樁14長度。若鋼樁14長度過大，在廢舊輪胎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14長度過小，雖然全部能壓入海床，但其能發(fā)揮的作用有限?？芍谱鞑煌L度的系列鋼樁14，供不同的海床地質(zhì)條件使用。

工作時，錨鏈20傳遞過來的錨泊力使連系支架發(fā)生移動，而基于鋼索4套在連系支架上環(huán)狀配重塊在自身重力作用下能有效阻止連系支架的移動，三個鋼樁14也能阻止連系支架的移動，從而維持錨泊基礎(chǔ)的基本位置不變，起到系泊網(wǎng)箱的作用。

連系支架與鋼樁14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。三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)，如每個環(huán)狀組合體使用8個該類型的廢舊輪胎配重塊，總重量約為3.12噸；如每個環(huán)狀組合體使用10個該類型的廢舊輪胎配重塊，總重量約為3.90噸；如每個環(huán)狀組合體使用12個該類型的廢舊輪胎配重塊，總重量約為4.68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)具有足夠的安全儲備。

連系支架的不均勻沉降對錨泊力的發(fā)揮影響較小。為了提高錨泊基礎(chǔ)的抗傾覆能力，可增大連系支架中三個套管10之間的相互距離。三個套管10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14能貫入海床。如在硬質(zhì)海床中，海床強(qiáng)度較高，鋼樁14無法在配重塊作用下壓入海床，導(dǎo)致錨泊基礎(chǔ)有發(fā)生傾覆的危險。

三組環(huán)狀廢舊輪胎與鋼樁形成的錨泊基礎(chǔ)的施工方法，包括如下步驟：

1）、沉放點(diǎn)定位

先把三個鋼樁14分別套入連系支架的三個套筒13中，并用連接件（螺栓）19穿過固定孔（螺栓孔）16進(jìn)行固定，再把錨鏈20的一端與連系支架上的吊環(huán)8系縛與固定，并在三個套管10上的施工孔12綁上施工輔助鐵絲，然后在預(yù)定海域把連系支架放入海中，使其水平的接觸海床。

理想狀態(tài)下，三個鋼樁14上的錐狀樁尖18接觸海床后，連系支架基本處于水平狀態(tài)。

2）、沉放廢舊輪胎配重塊

用鋼索4穿過預(yù)留孔3把若干個廢舊輪胎配重塊系縛、捆綁在一起形成環(huán)狀，并在環(huán)形鋼索上均勻、對稱的系縛施工輔助繩索。把施工輔助鐵絲拉直使其垂直海面，再使環(huán)狀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10上；三個套管10上各套入一組環(huán)狀廢舊輪胎配重塊，配重塊壓住連系支架并把鋼樁14壓入海床，從而形成錨泊基礎(chǔ)。

施工孔12上的施工輔助鐵絲起到引導(dǎo)、定位環(huán)狀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)，使環(huán)狀廢舊輪胎配重塊能夠方便、準(zhǔn)確的套住套管10；施工過程中若環(huán)狀廢舊輪胎配重塊發(fā)生偏移而未套住套管10直接沉海，應(yīng)采取補(bǔ)救措施，使環(huán)狀廢舊輪胎配重塊套住套管10。

3）、錨泊基礎(chǔ)姿態(tài)校核

校核環(huán)狀廢舊輪胎配重塊的沉放姿態(tài)，若發(fā)現(xiàn)鋼索局部位置高于防脫桿11時，應(yīng)基于鋼索上的施工輔助繩索調(diào)整環(huán)狀廢舊輪胎配重塊的姿態(tài)，使其完全套住套管10且整體處在防脫桿11的下方，即完成網(wǎng)箱錨泊基礎(chǔ)的施工作業(yè)；整個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)。