管樁生產線設計和工藝管理探討（上篇）

4 與國外先進管樁工藝流程對比分析

    中國和韓國的PHC管樁工藝流程圖見圖3。

    圖3 中國和韓國的PHC管樁工藝流程

    管樁工藝流程設計和兩方面因素相關，一方面是管樁的產品標準和生產工藝制度；另一方面是生產設備。兩方面結合，決定了管樁工藝流程設計的先進程度，決定了自動化生產工藝實行的可能性。中國和韓國的管樁工藝流程是非常相似的，但韓國將部分設備作了較大的改進，如：設計了鋼筋骨架在兩跨車間之間的中轉吊具、行車各種類型的自動吊具、張拉頭板和尾板的轉運設備、地面鏈條平移管模的設備等，這些設備的應用較好地解決了工藝流程中行車的“交叉”作業問題，降低勞動強度。故從總體上看，韓國工藝流程比中國的更合理，環境更好，值得借鑒。

    日本的PHC管樁工藝流程圖見圖4。

    圖4 日本的PHC管樁工藝流程

    從圖4可以看出，日本的工藝采用了先合模，再張拉，最后再泵送混凝土進入樁模，這樣完全解決了布料的難題，值得借鑒和研究。韓國的工藝在這一環節并沒有太大的創新，與中國的布料方式類同，并沒有真正意義上解決布料的難題，難以節省人力。只是產品的標準不同，其管樁的壁厚比較小，混凝土量不多，相對布料比較容易。

    以PHC管樁為例，日本、韓國的PHC管樁產品和中國的PHC管樁最明顯的差別是壁厚不同，具體對比見表3。

    表3 中、日、韓PHC管樁壁厚長度對比表

    由表3可得，中國的管樁標準與日本、韓國的標準有一定的差異，前者的管樁壁厚比后者的管樁壁厚增加10～30mm。國內生產φ400mm PHC管樁壁厚95mm和φ500mm管樁壁厚125mm的混凝土料堆積難度最大，勞動力大，解決這一工序的難題，確保產品質量，減少人力，是真正實現自動化生產的關鍵所在。

    圖5、圖6分別為日本和韓國的管樁廠工藝平面布置圖。

    圖5 日本PHC管樁廠工藝布置圖

    圖6 韓國PHC管樁廠工藝布置圖

    對比圖5和圖6，可知，從減少人力、降低勞動強度、提高安全性、降低能耗等方面，日本的工藝都可以得到很好的保證，實現全自動化生產。其工藝較優環節主要有：①起重機的工作區域分工明確，互不干涉；起重機結構合理、功能齊全。②地面裝骨架合模區和拆模區采用鏈條式或履帶式傳動樁模，降低了起重機的工作量，使地面工作和起重機工作緊密結合，有條不紊，整個工藝流程暢順，不存在“倒流水”作業，也不存在交叉作業的現象。③采用先合模再泵送混凝土料的方式，大大降低了勞動強度，減少了人力，又使產品質量穩定可靠。④鋼筋加工車間布局在成型車間裝骨架、落骨架區的上層，采用兩層廠房結構，完成鋼筋骨架焊接后，自動升降機送至裝骨架區，這樣流程非常順暢，既避免了落骨架工序和拆模工序的交叉作業現象，又節省用地。⑤裝骨架區域和吊放樁模落骨架的區域分開。⑥采用先合模張拉再布混凝土料的工藝，張拉頭部可拆卸倒余漿。

    韓國的工藝生產流程和中國的類同，在布料工藝上沒有大的改進，還沒有實現大幅減少人員的目標。勞動強度較大的問題也還沒有解決，例如：裝骨架工序，仍然是人力在地面裝骨架，沒有降低勞動強度。合模拆模等工序一般也都采用人力操作，但現在也逐步開發有自動合模裝置。此外，韓國工藝與中國相比，具有以下優點：①在地面，拆模場地和落骨架場地也采用了機械鏈條或履帶帶動，底模的移動采用了機械化，也減少了起重機的工作量，這兩個場地都處理得較好。②起重機的自動夾具安全實用，比日本的起重機夾具輕便簡單，投資少。③在清模的工序采用了翻轉上模的設備，利于模具的保養和使用。④將裝骨架區域和吊放樁模落骨架的區域分開，避免了交叉作業的現象，也沒有“倒流水”作業。但生產過程模具中轉的次數較多。

    表4為中、日、韓工藝流程對比分析表。由表可得，日本的工藝流程完全實現了自動化的生產，而韓國的工藝流程和中國的工藝流程相接近，雖也有較大進步，但是并沒有實現全自動化生產。

    表4 中、日、韓工藝流程對比分析表

    中國的設備廠家現已對部分設備進行了改進，例如，起重機的自動夾具、落骨架和拆模場地的機械化改造等，一方面通過設備的研發改造；另一方面逐步試驗研究泵送混凝土，降低生產成本，改進生產工藝，向半自動化和全自動化的方向發展。

5 結語

    管樁行業經過多年的發展，在生產工藝方面，各廠家也作了多方面的試驗研究，例如在免蒸壓管樁的研究應用、耐腐蝕性管樁的研究、余漿的循環利用、新型減水劑的應用、新型摻合料的應用等方面都取得了顯著的成績，且已經成功應用到生產實際。在生產設備方面，如變頻技術的應用、裙板壓邊機設計、泵送混凝土布料方式、離心布料方式、新型自動夾具的應用、蒸養池供汽的自動控制系統、張拉自動控制、切筋鐓頭工序自動化生產設備、蒸壓釜的自動控制等，也都成功應用于生產實踐；在新產品開發研究和施工方面，如竹節管樁、大直徑管樁、無端板接頭管樁、機械接頭、新型板樁等，拓展了樁基礎的應用環境。隨著行業的不斷發展，廠家的技術人員、管理人員、科研機構、設備廠家的不斷研究開發，中國的管樁行業正快速地進步，希望在不久的將來，管樁行業能真正實現全自動化生產，改善生產環境，成為具備現代化裝備和高科技管理水平的行業，為國家的基礎建設做出更大貢獻。

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