管樁生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和工藝管理探討（上篇）

4 與國外先進(jìn)管樁工藝流程對(duì)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(shè)計(jì)和兩方面因素相關(guān)，一方面是管樁的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝制度；另一方面是生產(chǎn)設(shè)備。兩方面結(jié)合，決定了管樁工藝流程設(shè)計(jì)的先進(jìn)程度，決定了自動(dòng)化生產(chǎn)工藝實(shí)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(shè)備作了較大的改進(jìn)，如：設(shè)計(jì)了鋼筋骨架在兩跨車間之間的中轉(zhuǎn)吊具、行車各種類型的自動(dòng)吊具、張拉頭板和尾板的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備、地面鏈條平移管模的設(shè)備等，這些設(shè)備的應(yīng)用較好地解決了工藝流程中行車的“交叉”作業(yè)問題，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。故從總體上看，韓國工藝流程比中國的更合理，環(huán)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(jìn)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(huán)節(jié)并沒有太大的創(chuàng)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(jié)省人力。只是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)不同，其管樁的壁厚比較小，混凝土量不多，相對(duì)布料比較容易。

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

    表3 中、日、韓PHC管樁壁厚長度對(duì)比表

    由表3可得，中國的管樁標(biāo)準(zhǔn)與日本、韓國的標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)生產(chǎn)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(dòng)力大，解決這一工序的難題，確保產(chǎn)品質(zhì)量，減少人力，是真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)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(duì)比圖5和圖6，可知，從減少人力、降低勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。其工藝較優(yōu)環(huán)節(jié)主要有：①起重機(jī)的工作區(qū)域分工明確，互不干涉；起重機(jī)結(jié)構(gòu)合理、功能齊全。②地面裝骨架合模區(qū)和拆模區(qū)采用鏈條式或履帶式傳動(dòng)樁模，降低了起重機(jī)的工作量，使地面工作和起重機(jī)工作緊密結(jié)合，有條不紊，整個(gè)工藝流程暢順，不存在“倒流水”作業(yè)，也不存在交叉作業(yè)的現(xiàn)象。③采用先合模再泵送混凝土料的方式，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人力，又使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。④鋼筋加工車間布局在成型車間裝骨架、落骨架區(qū)的上層，采用兩層廠房結(jié)構(gòu)，完成鋼筋骨架焊接后，自動(dòng)升降機(jī)送至裝骨架區(qū)，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(yè)現(xiàn)象，又節(jié)省用地。⑤裝骨架區(qū)域和吊放樁模落骨架的區(qū)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(chǎn)流程和中國的類同，在布料工藝上沒有大的改進(jìn)，還沒有實(shí)現(xiàn)大幅減少人員的目標(biāo)。勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)強(qiáng)度。合模拆模等工序一般也都采用人力操作，但現(xiàn)在也逐步開發(fā)有自動(dòng)合模裝置。此外，韓國工藝與中國相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①在地面，拆模場(chǎng)地和落骨架場(chǎng)地也采用了機(jī)械鏈條或履帶帶動(dòng)，底模的移動(dòng)采用了機(jī)械化，也減少了起重機(jī)的工作量，這兩個(gè)場(chǎng)地都處理得較好。②起重機(jī)的自動(dòng)夾具安全實(shí)用，比日本的起重機(jī)夾具輕便簡單，投資少。③在清模的工序采用了翻轉(zhuǎn)上模的設(shè)備，利于模具的保養(yǎng)和使用。④將裝骨架區(qū)域和吊放樁模落骨架的區(qū)域分開，避免了交叉作業(yè)的現(xiàn)象，也沒有“倒流水”作業(yè)。但生產(chǎn)過程模具中轉(zhuǎn)的次數(shù)較多。

    表4為中、日、韓工藝流程對(duì)比分析表。由表可得，日本的工藝流程完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的生產(chǎn)，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(jìn)步，但是并沒有實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。

    表4 中、日、韓工藝流程對(duì)比分析表

    中國的設(shè)備廠家現(xiàn)已對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，例如，起重機(jī)的自動(dòng)夾具、落骨架和拆模場(chǎng)地的機(jī)械化改造等，一方面通過設(shè)備的研發(fā)改造；另一方面逐步試驗(yàn)研究泵送混凝土，降低生產(chǎn)成本，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，向半自動(dòng)化和全自動(dòng)化的方向發(fā)展。

5 結(jié)語

    管樁行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，在生產(chǎn)工藝方面，各廠家也作了多方面的試驗(yàn)研究，例如在免蒸壓管樁的研究應(yīng)用、耐腐蝕性管樁的研究、余漿的循環(huán)利用、新型減水劑的應(yīng)用、新型摻合料的應(yīng)用等方面都取得了顯著的成績，且已經(jīng)成功應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際。在生產(chǎn)設(shè)備方面，如變頻技術(shù)的應(yīng)用、裙板壓邊機(jī)設(shè)計(jì)、泵送混凝土布料方式、離心布料方式、新型自動(dòng)夾具的應(yīng)用、蒸養(yǎng)池供汽的自動(dòng)控制系統(tǒng)、張拉自動(dòng)控制、切筋鐓頭工序自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、蒸壓釜的自動(dòng)控制等，也都成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐；在新產(chǎn)品開發(fā)研究和施工方面，如竹節(jié)管樁、大直徑管樁、無端板接頭管樁、機(jī)械接頭、新型板樁等，拓展了樁基礎(chǔ)的應(yīng)用環(huán)境。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，廠家的技術(shù)人員、管理人員、科研機(jī)構(gòu)、設(shè)備廠家的不斷研究開發(fā)，中國的管樁行業(yè)正快速地進(jìn)步，希望在不久的將來，管樁行業(yè)能真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，改善生產(chǎn)環(huán)境，成為具備現(xiàn)代化裝備和高科技管理水平的行業(yè)，為國家的基礎(chǔ)建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。

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