自1987年我國首條管樁生產線引進至今已有20多年，在科技人員、政府部門、企業(yè)家等的努力下，我國的管樁生產及施工技術得到了很好的發(fā)展，同時，一系列管樁的標準、規(guī)范、設計圖集和應用技術規(guī)程等實施為管樁產品的推廣應用打下了堅實的技術基礎，形成了在全國普遍開花結果的良好局面。

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

利用現代信息技術改造傳統(tǒng)管樁生產線

　　1996年，中國水泥制品工業(yè)協(xié)會預制混凝土樁專業(yè)委員會組織專家考察日本時了解到，日本等科技先進的國家，已經實現了管樁生產線的全自動信息化控制，1條年產100萬平方米的PHC管樁生產線僅需5～6位操作控制管理人員。相比之下，我國相同產能的管樁生產線，需要操作工人50～60人，幾乎是日本的10倍。

　　20多年來，我國機械生產企業(yè)研發(fā)了用于管樁生產的混凝土雙臥軸攪拌機、離心機、預應力張拉機、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，其單機性能已經達到或基本達到國外同類產品的性能指標，但是有關企業(yè)均以單機組織生產，還沒有一家企業(yè)開展整條生產線自動化的研發(fā)。信息技術高速發(fā)展到數字化的今天，管樁行業(yè)現行的生產線裝備已經遠遠落后于時代的發(fā)展。利用現代信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，已經被確定為我國下一個階段工業(yè)產業(yè)發(fā)展的一個工作重點。目前我國已經具備研發(fā)管樁全自動生產控制的技術和裝備開發(fā)實力，同時，勞動力成本的快速提高，也已經造就了全自動管樁生產線的市場，有志于管樁裝備研發(fā)的企業(yè)家們，應該看到這一巨大的新興市場。

管樁生產的高效節(jié)能技術

　　管樁生產中的能源消耗主要體現在：1）管樁生產中各種機械設備正常運轉所需的電力能耗；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)展的變頻技術應用于管樁離心成型設備，節(jié)省了30％左右的電耗，被業(yè)內人士確定為一項高效節(jié)能技術，取得了非常顯著的技術經濟效益。變頻控制技術若能在管樁起重設備、混凝土攪拌設備、鋼筋加工設備、混凝土喂料設備、空壓機和卷揚機等設備上推廣應用，同樣能大大節(jié)省電力的消耗，并產生顯著的技術經濟效益。

　　在管樁生產中，傳統(tǒng)的PHC管樁必須經過二次蒸氣養(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，實現快速脫模，提高模具的周轉；高溫高壓蒸氣養(yǎng)護使管樁能在短時間內出廠供樁，同時充分保證混凝土強度及管樁的質量。但是，近年來生產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，也是需要我們關注和重視的一個問題。一些企業(yè)在管樁生產線設計建造過程中，為了節(jié)省設計費用，讓一些管樁生產企業(yè)的技術人員提供早期的蒸氣養(yǎng)護池結構圖，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)，出現技術隱患：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加固，造成養(yǎng)護池基礎沉降、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計要求，造成大量蒸氣泄漏；養(yǎng)護池內蒸氣管道著地放置，管道的通氣孔被池內冷凝水堵塞，蒸氣出汽不暢，或出汽時必須先加熱池內的冷凝水，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，釜內剩余低壓余汽通入常壓養(yǎng)護池的利用問題；3）蒸壓釜內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，以滿足管樁生產需要等等。

　　上世紀80年代大力推廣的前蘇聯“熱介質定向循環(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件等生產企業(yè)中取得了較好的應用，但這項技術目前已經很少應用，如果能夠在現階段高新科技發(fā)展背景下，融合新技術的成果，相信會在管樁生產節(jié)能領域再次發(fā)揮出良好的技術效益。

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管樁生產線的減排技術

　　目前，管樁生產中產生的環(huán)境問題有：1）管樁離心成型作業(yè)中產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生的高分貝噪音；3）砂石等原材料清洗過程中產生的泥質廢水處理問題；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，廣東一些生產企業(yè)已經開展了離心混凝土廢漿在管樁生產中循環(huán)利用的工作，并取得了很好的技術、經濟效益。但是，離心作業(yè)過程中產生的高分貝噪音，不僅嚴重影響了生產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）混凝土預制構件廠1987年從日本休謨公司引進整條生產線，蘇州混凝土水泥制品研究院對離心機噪音隔音罩機構進行了消化吸收，但由于該裝備安裝后會在一定程度上影響生產效益的提高，同時增加投資成本，所以一直沒在國內管樁生產企業(yè)中得到推廣應用。

管樁用鋼棒二次蒸氣養(yǎng)護應力損失的研究

　　生產企業(yè)經常發(fā)生管樁經過常壓蒸氣養(yǎng)護后預應力鋼棒鐓頭的脫帽事故和管樁脫模后樁身產生橫向裂縫。但檢驗鋼棒原材料的延伸率和鋼棒的強度等技術指標時，一般均能滿足鋼棒的國家標準要求，若將脫帽后的管樁或產生橫向裂縫管樁的樁身混凝土打爛，抽取其預應力鋼棒，再檢驗其力學性能指標，通常就會發(fā)現：鋼棒的延伸率往往小于5％（很多時候只有3%～4％），強度大于1500MPa（大于鋼棒的標準強度1420MPa）。

　　有文獻資料表明，鋼材（特別是熱處理鋼材）在應力狀態(tài)下，受到環(huán)境中的污蝕物作用時容易產生應力污蝕，大大降低鋼材的延伸性，鋼材的脆性增加。

　　初步試驗表明，鋼棒在二次蒸氣養(yǎng)護中在pH>12的高堿環(huán)境中鋼棒的應力松弛所造成的應力損失與GB50010－2002規(guī)范規(guī)定值相比要大得多，與日本JISA5337-1995編制說明的計算方法相差較小。對PHC管樁二次蒸氣養(yǎng)護（常壓蒸養(yǎng)—高壓蒸養(yǎng)）的應力損失的研究，對管樁生產原材料技術指標的控制要求、掌握管樁力學性能、生產合格管樁產品和建筑工程的質量等具有十分重要的意義。

管樁在高堿、高鹽環(huán)境中的耐久性研究

　　近年來，管樁的應用面不斷擴大，在高堿、高鹽環(huán)境下的使用情況越來越普遍，高堿、高鹽環(huán)境下混凝土及鋼棒的耐久性問題十分突出。

　　前些年，一些高校、研究機構與管樁生產企業(yè)聯合開展了對管樁用混凝土的耐久性研究，取得了一些實驗室內的研究成果，為管樁在高堿、高鹽環(huán)境下的工程管樁使用提供了一定的技術指導。

　　但是，管樁是由混凝土與預應力鋼棒、端板、冷拔低碳鋼絲等組成的復合構件，混凝土的耐久性并不能代表整個管樁的耐久性。特別是管樁產品通常采用錘擊法或靜壓法施工，在經數百次、數千次錘擊力作用或高壓力施工（頂壓或抱壓力作用）后，管樁混凝土內部將產生大量的細觀裂縫（有些還產生少量的可見裂縫），同時混凝土強度將下降30%～40％。對經施工后的管樁進行耐久性研究，才具有可比性，對管樁的工程使用環(huán)境的耐久性研究才具有實際意義。

　　另外，現在幾乎99％以上的管樁企業(yè)生產采用的端板均由鑄鋼或地條鋼制作，鑄鋼或地條鋼的耐久性與傳統(tǒng)的鋼板相比，其耐久性應有較大的差異，但現階段尚沒有開展對端板耐久性的系統(tǒng)基礎研究，給管樁的應用帶來許多潛在的危害，給基礎工程的質量造成巨大的隱患。

多組分混凝土摻合料在管樁生產中的應用

　　與普通混凝土生產中使用多組分摻合料技術一樣，管樁生產中多組分摻合料技術的應用，不但可以減少優(yōu)質高標號水泥的用量，同時可以改善管樁用混凝土的性能，利用工業(yè)固體廢棄物，降低管樁的生產成本。

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　　近年來使用的單組分混凝土摻合料有：硅砂粉、粉煤灰、礦渣微粉、硅粉等，單組分摻合料一般摻量在15%～35％，具體與摻合料的活性、蒸氣養(yǎng)護、制品類型等相關，但由于硅粉價格昂貴，在管樁生產中幾乎沒有實際應用；復合摻合料有：硅砂粉—礦渣微粉、粉煤灰—礦渣微粉、粉煤灰—硅砂粉等3類，可以等量替代優(yōu)質高標號水泥40%～60％，目前已經在一些企業(yè)中取得良好的應用，獲得顯著的技術、經濟效益。

　　但是，多組分混凝土摻合料在管樁生產中的應用開發(fā)，常常帶來混凝土技術的另外一個問題———單位立方混凝土中水泥用量小于標準要求300kg/m3?；炷林羞^小的水泥用量，將難以保證混凝土的堿度，pH值小于標準規(guī)定的最小值，將對混凝土中鋼材的長期耐久性產生嚴重的不利影響，如何確定管樁用離心混凝土的最小水泥用量，也將是一個需要開展的基礎理論課題。

管樁采用植樁法施工單樁承載力特性的研究

　　目前，我國管樁一般采用錘擊法施工或靜壓法施工，但這樣的施工手段對樁身結構的破壞較大，使樁身結構承載力得不到充分的發(fā)揮，同時還會影響樁身的長期耐久性。日本管樁施工技術的發(fā)展現已逐漸淘汰上述方法，大多采用植樁法施工。

　　管樁的植樁法施工所具有優(yōu)越的工程性能，也必將成為我國管樁施工技術發(fā)展的一個方向。我國深圳、河南等地的一些技術人員開展了一些研究，取得了初步的研究成果，但要在工程中大量應用，還需要開展在不同地質、不同環(huán)境等條件下的系統(tǒng)研究，積累大量的工程實踐，并將此上升為國家的技術法規(guī)，因此，對它的研究也是十分必要。

人工砂替代河砂生產管樁應用技術

　　隨著建筑工業(yè)技術的發(fā)展，河砂等自然資源不斷減少，河砂的市場價格高居不下，管樁生產成本不斷上漲；采用人工砂替代優(yōu)質河砂生產管樁將是技術發(fā)展的必然。日本等國家早就開展人工砂生產應用技術，我國自1998年起對石屑（也稱石粉）代替優(yōu)質河砂生產管樁就有研究，并在工程中得到很好的應用。

　　人工砂應用技術目前主要表現為混凝土強度指標，但對人工砂替代河砂后的混凝土耐久性，特別是混凝土的抗?jié)B性等研究迫切，需要行業(yè)技術專家進行系統(tǒng)研究。

低品位磨細硅砂粉的應用

　　隨著我國天然石英砂資源越來越匱乏，SiO2含量大于90％的優(yōu)質砂源將成為稀缺資源，而采用高SiO2含量的石英礦磨細生產硅砂粉的生產成本將大大提高，同時SiO2含量小于90％的低品位石英砂或石英尾礦磨細后作為PHC管樁生產的摻合料將成為發(fā)展趨勢。

　　初步研究表明，SiO2含量為70%～90％的硅砂粉，可以等量取代20％左右的水泥，以生產C80強度等級的PHC管樁，同時工程施工表明，完全可以滿足建筑工程的質量控制要求。

異型（竹節(jié)）管樁單樁承載力特性的研究

　　日本異型（竹節(jié)）管樁的生產及工程使用已經占預制混凝土樁基總量的30％以上，工程試用表明，異型（竹節(jié)）管樁地基的承載力可以提高20%～40％，大大降低工程造價，提高技術經濟效益。

　　我國對竹節(jié)樁研究已有多年，浙江天海管樁有限公司還在竹節(jié)樁基礎上開發(fā)了無端板竹節(jié)管樁，同時在一些基礎工程中開展應用，取得了較好的技術經濟效益，該成果通過了浙江省建設廳的專家鑒定，但對竹節(jié)樁使用的工程地質條件適用性、承載力提高的力學模型、成樁質量的檢驗等還存在許多有待深入研究的課題。

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　　對異型（竹節(jié)）管樁單樁承載力特性等課題的研究，十分有必要。

管樁采用水沖法沉樁施工的技術條件及措施

　　我國福建、江西一些地區(qū)的地質條件中硬土（砂）層較厚，采用靜壓法施工或錘擊法施工時難以穿透硬夾層。實踐表明，采用水沖法施工是一項較好的施工辦法，也取得了一些工程經驗。但這一方法的施工速度非常慢，效益低下，同時施工中出現的對管樁樁身質量具有較大的損傷，不利于這項技術的推廣應用。

　　針對特殊地質條件下管樁施工技術，研究確定水沖法施工的技術條件及措施對保證工程質量具有十分重要的意義。