第一節(jié) 當(dāng)前中國混凝土預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況 分析

預(yù)應(yīng)力管樁是采用預(yù)應(yīng)力工藝、經(jīng)離心成型、常壓———高壓蒸汽養(yǎng)護工藝在工廠標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)制造的預(yù)應(yīng)力中空圓筒體細長混凝土預(yù)制件，主要由圓筒形樁身、端頭板合鋼套箍等組成。按預(yù)應(yīng)力施加方法可分為先張法預(yù)應(yīng)力管樁和后張法預(yù)應(yīng)力管樁。按混凝土強度等級分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC）和預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁（PHC）。PC管樁混凝土強度等級不低于C50,PHC管樁混凝土強度等級不低于C80?，F(xiàn)在國內(nèi)研制生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力管樁70％以上都是PHC管樁，廣東地區(qū)幾乎100％都是PHC管樁。

目前，我國管樁生產(chǎn)主要采用混凝土高速離心成型工藝，管樁結(jié)構(gòu)采用先張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)，混凝土配置攪拌中摻加了高效減水劑，常壓蒸氣養(yǎng)護與高溫高壓蒸氣養(yǎng)護工藝相結(jié)合的快速養(yǎng)護方式。管樁生產(chǎn)工藝已經(jīng)比較成熟，管樁生產(chǎn)已經(jīng)形成工廠化、規(guī)?；鳂I(yè)。

管樁施工技術(shù)有：靜壓法施工和錘擊法施工，其中，靜壓法施工又可以根據(jù)施加靜壓力方式的不同分為頂壓法施工和抱壓法施工兩種類型。

無論是管樁生產(chǎn)裝備和施工裝備，我國已經(jīng)完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，部分設(shè)備如管樁骨架焊接機、PC鋼棒鐓頭機、離心機、管樁靜壓樁機等已經(jīng)出口東南亞等國家及地區(qū)，設(shè)備的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力達到了國際先進水平。

第二節(jié) 中國混凝土預(yù)應(yīng)力管樁產(chǎn)品技術(shù)成熟度 分析

自混凝土預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)不斷發(fā)展以來已先后多次獲國家及部級科技進步獎，并被建設(shè)部列為重點推廣的新產(chǎn)品。值得可喜的是預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁2006年已作為混凝土制品 行業(yè) 最先進入中國名牌的產(chǎn)品。建華管樁、三和管樁、浙東管樁首先榮獲中國名牌產(chǎn)品殊榮。

混凝土預(yù)應(yīng)力管樁是技術(shù)含量較高的混凝土制品，十多年來在發(fā)展的同時也帶動了混凝土制品工業(yè)的技術(shù)水平提高，其主要技術(shù)進步表現(xiàn)在以下幾方面：

1、生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)完全國產(chǎn)化

自八十年代引進國外技術(shù)以來，經(jīng)消化吸收，目前管樁的主要設(shè)備如：鋼筋定長切斷機、鋼筋鐓頭機、編籠機、張拉機、高壓釜、混凝土攪拌控制系統(tǒng)等均已基本達到國外同類產(chǎn)品水平，而價格僅為國外的1/3~1/2，從而大大減少了建廠投資。南京復(fù)合材料廠、常州鍋爐廠等設(shè)備廠生產(chǎn)的產(chǎn)品已出口到東南亞、非洲、南美洲及前獨聯(lián)體等國家。

2、原材料全部國內(nèi)生產(chǎn)

九十年代生產(chǎn)管樁用的高強鋼筋（PC鋼棒）需國外進口（當(dāng)時每噸約900美元）。目前國內(nèi)PC鋼棒生產(chǎn)線已有近百條，成本大大低于進口鋼材。其它如隨著我國外加劑技術(shù)的發(fā)展，國產(chǎn)外加劑均已能滿足管樁生產(chǎn)的需要。

3.、磨細礦物摻和料在管樁中的應(yīng)用

這一技術(shù)的開發(fā)首先在廣東地區(qū)，羊城管樁廠、原上海建材學(xué)院等單位做了大量工作。不僅可替代30%的水泥用量，且改善了預(yù)拌混凝土的工作性和提高混凝土耐久性及后期強度。在降低生產(chǎn)成本的同時對節(jié)約資源、保護環(huán)境有重要意義。

4、大管樁的開發(fā)應(yīng)用

隨著港口、船用構(gòu)筑物、橋梁等工程發(fā)展，其基礎(chǔ)工程對大管樁的需要量日益突出。交通部三航局對引進技術(shù)消化、吸收和進行攻關(guān)，產(chǎn)品不斷升級，品種不斷增加。1998年開發(fā)了直徑1200 mm，單節(jié)長度最長為30m的長管樁。目前又開發(fā)了長55m世界第一長的PHC樁，可滿足一般水工工程對整節(jié)樁的需要。在鋼模、離心設(shè)備設(shè)計、保證鋼模起吊直線度、防止蒸壓釜變形及自動控制等關(guān)鍵技術(shù)方面的均為自主創(chuàng)新。此外還開發(fā)了“先張法”鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（SPHC管樁），為橋梁等工程建設(shè)增加了一種新的樁型。

5.、產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備及配套材料的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格等技術(shù)文件基本建立

自1992年由蘇州混凝土制品 研究 院牽頭制定了第一個《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》標(biāo)準(zhǔn)（GB13476-92）以來，隨著發(fā)展的需要，科研設(shè)計院所和企業(yè)共同不斷制訂、修訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、設(shè)計、監(jiān)理、施工、質(zhì)量和檢測等方面一系列產(chǎn)品及配套產(chǎn)品的技術(shù)文件，從而保證了管樁的質(zhì)量，推動了應(yīng)用面的不斷擴大，促進了管樁 行業(yè) 的健康發(fā)展。

6、 余漿綜合利用技術(shù)的開發(fā)

離心混凝土工藝余漿約占膠凝材料的5~10%，不僅浪費了資源，還帶來對環(huán)境的污染。不少企業(yè)通過余漿回收再用于生產(chǎn)地磚、排水管、砌塊等以降低生產(chǎn)成本，回收資源，增加效益。近兩年中山三和經(jīng)過對余漿成分的 分析 和工藝調(diào)整等大量試驗，基本實現(xiàn)了余漿全部回收再用于管樁生產(chǎn)，實現(xiàn)余漿零排放。另外，該企業(yè)還對過熱蒸汽、廢水、廢渣進行循環(huán)利用，取得了明顯的社會、經(jīng)濟效益。

第三節(jié) 中外混凝土預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)差距及其主要因素 分析

日本是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁開發(fā)應(yīng)用最早的國家：目前他們的混凝土管樁有RC管樁、PC管樁、PHC管樁、SC鋼管混凝土樁、AG竹節(jié)管樁和AHS-ST大根柱管樁。

這些管樁的生產(chǎn)及應(yīng)用與日本的地理位置有關(guān)。我們的高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是從日本引進的。目前我國無論是管樁規(guī)格型號，還是產(chǎn)量及使用量在全球都是第一，但是在新產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用方面，我們卻沒有大的進展，生產(chǎn)模式基本還是停留在80年代的水平。

日本是一個資源缺乏的國家，所以他們做什么事情都從“物盡其用”的角度出發(fā)，企業(yè)在不斷的開發(fā)新的產(chǎn)品來代替老的產(chǎn)品，近一步地節(jié)約材料、能源和人工，每件產(chǎn)品力爭做到完美。日本的建筑領(lǐng)域是強調(diào)質(zhì)量第一，無論是混凝土構(gòu)件的企業(yè)，還是建筑施工企業(yè)都是遵循這個方針，而我們的企業(yè)恰恰相反。他們?yōu)榱颂岣吖軜兜耐暾圆幌С杀?，發(fā)明了機械快速接頭方法，在冬天及雨天施工時解決了管樁接頭的完整性問題。

日本的企業(yè)是 研究 如何開發(fā)新的混凝土管樁品種，來不斷的提高管樁的承載力，進一步的降低單樁成本。我們部分企業(yè)是 研究 如何偷工減料，以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量來降低產(chǎn)品成本，這是本質(zhì)上的不同。

由于我國的經(jīng)濟運營體制的缺陷，使得市場化操作不規(guī)范，市場無序競爭，這種無次序的競爭最終的結(jié)果會導(dǎo)致整個 行業(yè) 的退步，影響我國管樁技術(shù)的進一步發(fā)展，也是我國和國外先進國家技術(shù)差距的主要因素。

第四節(jié) 提高中國混凝土預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)的策略

目前，提高我國混凝土預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)的策略為：在引進國外生產(chǎn)水泥制品先進工藝技術(shù)和設(shè)備的同時，國內(nèi)加大消化吸收、自主開發(fā)研制的步伐，相信通過全 行業(yè) 的努力，我國該技術(shù)的發(fā)展一定會取得較大的進展。

在改革開放方針指引下，從“七五”末期至今，我國開始從國外引進先進的技術(shù)和制管、制板、制樁等工藝技術(shù)和設(shè)備，這為進一步提高水泥制品 行業(yè) 的生產(chǎn)、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造了有利條件。

通過技術(shù)引進、消化吸收和生產(chǎn)實踐，我國已完全掌握了懸輥法制管工藝技術(shù)和設(shè)備、芯模振動液壓成型制管工藝技術(shù)和設(shè)備、預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁的工藝技術(shù)和設(shè)備、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的工藝技術(shù)和設(shè)備、彩色水泥瓦工藝技術(shù)和設(shè)備、用萬噸液壓機成型大規(guī)格纖維水泥板（2980毫米×1200毫米×4毫米～40毫米）的工藝技術(shù)和裝備。

第五節(jié) 中外主要混凝土預(yù)應(yīng)力管樁生產(chǎn)商生產(chǎn)設(shè)備配置比較 分析

建華管樁集團是全球最大的管樁制造商，公司自成立以來，一直不停息地追求技術(shù)進步，新建廠全選用國內(nèi)最先進的設(shè)備，對舊廠設(shè)備也進行了改造、更新，現(xiàn)在我公司主要技術(shù)裝備達到了國內(nèi)同 行業(yè) 先進水平。

建華管樁選用了大容量立軸強制式盤型攪拌機，電腦配料，電子秤稱量，液壓預(yù)張拉，雙機座窄V帶傳動的離心機實現(xiàn)自動控制，有安全聯(lián)鎖雙開門的蒸壓釜，快速、高效的橋式雙梁起重機，可多方位裝車的L型龍門起重機，配有世界最先進的扎克爐頭、威索爐頭的燃油鍋爐等，這些設(shè)備均是國內(nèi)同 行業(yè) 知名重點企業(yè)制造的。

建華管樁有經(jīng)認證的二級試驗室，擁有3000kN，2000kN的壓力試驗機，1000kN，300kN的萬能材料試驗機，還有自行設(shè)計專門檢驗管樁性能的抗彎試驗機。電動抗折試驗機，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱，小型強制式攪拌機，電子天平……。有檢測砼、水泥、磨細砂、砂、石、鋼筋等按國際（GB）、英標(biāo)（BS）配制的系列設(shè)備，可以對從原材料、半成品到成品全過程質(zhì)量進行有效地檢測。

日本是全球預(yù)應(yīng)力管樁技術(shù)最先進的國家之一。由于日本的人工費很高，而且勞動力缺乏，所以日本的工廠機械化程度很高，能夠使用機器的地方一般不會用工人。無論是汽車生產(chǎn)廠、電氣生產(chǎn)企業(yè)，還是混凝土構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)、預(yù)拌混凝土攪拌站（日本有很多攪拌站都是無人管理，攪拌車司機去攪拌站拉混凝土?xí)r自己去操作）、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁生產(chǎn)企業(yè)都是如此。

所以，他們年產(chǎn)量150萬米的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁生產(chǎn)企業(yè)只有50人～60人。生產(chǎn)流水線的機械化程度很高，可以做到橫向縱向自動移動。“以人為本”的理念貫徹到整個的工廠設(shè)計，生產(chǎn)流水線危險的部位都是自動操作，以減少事故的發(fā)生率。他們各個工序的天車大部分都采用地面無線遙控操作，天車的移動距離不是很遠，基本是上面下面相互移動的立體吊運工藝模式。他們從鋼筋的吊運、鋼模吊運到管樁成品吊運都采用自動吊具操作。

自動化的控制不但可以節(jié)約大量的勞動力，還可以避免許多人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。因此，日本的企業(yè)產(chǎn)品的合格率很高，很少有廢品的產(chǎn)生，這也是降低成本的最好的出路。日本一些管樁生產(chǎn)企業(yè)管樁鋼模板是單開口的，混凝土是采用泵送技術(shù)從一端喂料，既可以防止露漿又可以提高功效。最值得我們學(xué)習(xí)的是他們的建筑材料的應(yīng)用，從開山爆破后的每一粒石屑都會很好的利用，絕對不會浪費，工廠非常整潔干凈沒有多余的材料及機械設(shè)備工具。

第六節(jié) 中國混凝土預(yù)應(yīng)力管樁產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計發(fā)展趨勢 分析

近年來我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展得到了現(xiàn)代信息化、數(shù)字化技術(shù)的強有力支撐，許多傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝已經(jīng)被自動化所取代，但是，我國管樁 行業(yè) 仍然是一個勞動密集型的制造產(chǎn)業(yè)，在勞動力成本不斷提高的今天，我們必須順應(yīng)高科技發(fā)展的潮流，加快技術(shù)進步，運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)文明，發(fā)展改造管樁的生產(chǎn)技術(shù)裝備，開發(fā)管樁新的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)。

1、利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)管樁生產(chǎn)線

上世紀(jì)90年代，日本等科技先進的國家，已經(jīng)實現(xiàn)了管樁生產(chǎn)線的全自動信息化控制，1條年產(chǎn)100萬平方米的PHC管樁生產(chǎn)線僅需5～6位操作控制管理人員。相比之下，我國相同產(chǎn)能的管樁生產(chǎn)線，需要操作工人50～60人，幾乎是日本的10倍。

20多年來，我國機械生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)了用于管樁生產(chǎn)的混凝土雙臥軸攪拌機、離心機、預(yù)應(yīng)力張拉機、鋼筋定長切斷機、鐓頭機、骨架焊接機、蒸氣養(yǎng)護溫控儀、起重行車和蒸壓釜等，其單機性能已經(jīng)達到或基本達到國外同類產(chǎn)品的性能指標(biāo)，但是有關(guān)企業(yè)均以單機組織生產(chǎn)，還沒有一家企業(yè)開展整條生產(chǎn)線自動化的研發(fā)。信息技術(shù)高速發(fā)展到數(shù)字化的今天，管樁 行業(yè) 現(xiàn)行的生產(chǎn)線裝備已經(jīng)遠遠落后于時代的發(fā)展。利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)被確定為我國下一個階段工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個工作重點。目前我國已經(jīng)具備研發(fā)管樁全自動生產(chǎn)控制的技術(shù)和裝備開發(fā)實力，同時，勞動力成本的快速提高，也已經(jīng)造就了全自動管樁生產(chǎn)線的市場，有志于管樁裝備研發(fā)的企業(yè)家們，應(yīng)該看到這一巨大的新興市場。

2、管樁生產(chǎn)的高效節(jié)能技術(shù)

管樁生產(chǎn)中的能源消耗主要體現(xiàn)在：1）管樁生產(chǎn)中各種機械設(shè)備正常運轉(zhuǎn)所需的電力能耗；2）管樁離心成型后的二次蒸氣養(yǎng)護過程中的能耗。

離心作業(yè)是管樁生產(chǎn)中電力消耗的主要環(huán)節(jié)，近年來大力發(fā)展的變頻技術(shù)應(yīng)用于管樁離心成型設(shè)備，節(jié)省了30％左右的電耗，被業(yè)內(nèi)人士確定為一項高效節(jié)能技術(shù)，取得了非常顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。變頻控制技術(shù)若能在管樁起重設(shè)備、混凝土攪拌設(shè)備、鋼筋加工設(shè)備、混凝土喂料設(shè)備、空壓機和卷揚機等設(shè)備上推廣應(yīng)用，同樣能大大節(jié)省電力的消耗，并產(chǎn)生顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。

在管樁生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的PHC管樁必須經(jīng)過二次蒸氣養(yǎng)護：常溫初級養(yǎng)護和高溫高壓蒸氣養(yǎng)護。初級養(yǎng)護可以使混凝土強度得到迅速增長，實現(xiàn)快速脫模，提高模具的周轉(zhuǎn)；高溫高壓蒸氣養(yǎng)護使管樁能在短時間內(nèi)出廠供樁，同時充分保證混凝土強度及管樁的質(zhì)量。但是，近年來生產(chǎn)蒸氣所需要的重油或燃煤價格的大幅提升，大大提高了管樁的生產(chǎn)成本。

同時，管樁在二次蒸氣養(yǎng)護過程中造成的熱能的低效利用，也是需要我們關(guān)注和重視的一個問題。一些企業(yè)在管樁生產(chǎn)線設(shè)計建造過程中，為了節(jié)省設(shè)計費用，讓一些管樁生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員提供早期的蒸氣養(yǎng)護池結(jié)構(gòu)圖，而早期的蒸氣養(yǎng)護池往往沒有充分考慮節(jié)能環(huán)節(jié)，出現(xiàn)技術(shù)隱患：養(yǎng)護池壁和養(yǎng)護池蓋沒有采用高效的節(jié)能材料或干脆沒有填充節(jié)能材料；養(yǎng)護池的池底沒有進行基礎(chǔ)加固，造成養(yǎng)護池基礎(chǔ)沉降、開裂和蒸氣泄漏；養(yǎng)護池壁過于單薄，池壁在管樁吊運過程中磕碰、破損、開裂，造成蒸氣泄漏；養(yǎng)護池蓋的鋼板破損，水蒸汽進入保溫材料，保溫材料吸水后失去保溫功能；養(yǎng)護池蓋變形后與養(yǎng)護池的密封沒有達到設(shè)計要求，造成大量蒸氣泄漏；養(yǎng)護池內(nèi)蒸氣管道著地放置，管道的通氣孔被池內(nèi)冷凝水堵塞，蒸氣出汽不暢，或出汽時必須先加熱池內(nèi)的冷凝水，使之汽化后再加熱管樁，造成傳熱效率大大降低等等。

在管樁高壓蒸氣養(yǎng)護過程中，同樣也存在可以改進的方面：1）多條蒸壓釜之間高壓余汽的合理利用；2）蒸壓釜余汽互通利用后，釜內(nèi)剩余低壓余汽通入常壓養(yǎng)護池的利用問題；3）蒸壓釜內(nèi)大量高溫冷凝水的余熱回收；4）將熱電廠低壓蒸氣人工升壓為高壓蒸氣，以滿足管樁生產(chǎn)需要等等。

上世紀(jì)80年代大力推廣的前蘇聯(lián)“熱介質(zhì)定向循環(huán)”課題，在一些混凝土電桿、混凝土管道和混凝土房屋建筑構(gòu)件等生產(chǎn)企業(yè)中取得了較好的應(yīng)用，但這項技術(shù)目前已經(jīng)很少應(yīng)用，如果能夠在現(xiàn)階段高新科技發(fā)展背景下，融合新技術(shù)的成果，相信會在管樁生產(chǎn)節(jié)能領(lǐng)域再次發(fā)揮出良好的技術(shù)效益。

3、管樁生產(chǎn)線的減排技術(shù)

目前，管樁生產(chǎn)中產(chǎn)生的環(huán)境問題有：1）管樁離心成型作業(yè)中產(chǎn)生大量廢漿的處理問題；2）離心作業(yè)中離心機與鋼模之間摩擦碰撞產(chǎn)生的高分貝噪音；3）砂石等原材料清洗過程中產(chǎn)生的泥質(zhì)廢水處理問題；4）混凝土攪拌機、喂料機、擺渡車等日常清洗產(chǎn)生廢水的處理問題；5）養(yǎng)護池、高壓釜等高溫、高堿性的冷凝廢水的排放問題；6）燃煤鍋爐工作時產(chǎn)生的廢氣排放；7）水泥、硅砂粉、粉煤灰、礦渣微粉等在運輸、裝罐等過程中的溢流和散落等問題。

近年來，廣東一些生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開展了離心混凝土廢漿在管樁生產(chǎn)中循環(huán)利用的工作，并取得了很好的技術(shù)、經(jīng)濟效益。但是，離心作業(yè)過程中產(chǎn)生的高分貝噪音，不僅嚴(yán)重影響了生產(chǎn)操作工人的身心健康，同時還影響了工廠周圍的居住環(huán)境。交通部三航局（上海）混凝土預(yù)制構(gòu)件廠1987年從日本休謨公司引進整條生產(chǎn)線，蘇州混凝土水泥制品 研究 院對離心機噪音隔音罩機構(gòu)進行了消化吸收，但由于該裝備安裝后會在一定程度上影響生產(chǎn)效益的提高，同時增加投資成本，所以一直沒在國內(nèi)管樁生產(chǎn)企業(yè)中得到推廣應(yīng)用。

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