专业性
责任心
高效率
科学性
全面性
第一节 当前中国混凝土预应力管桩技术发展现况分析
预应力管桩是采用预应力工艺、经离心成型、常压———高压蒸汽养护工艺在工厂标准化、规模化生产制造的预应力中空圆筒体细长混凝土预制件，主要由圆筒形桩身、端头板合钢套箍等组成。按预应力施加方法可分为先张法预应力管桩和后张法预应力管桩。按混凝土强度等级分为预应力混凝土管桩（PC）和预应力高强混凝土管桩（PHC）。PC管桩混凝土强度等级不低于C50,PHC管桩混凝土强度等级不低于C80。现在国内研制生产的预应力管桩70％以上都是PHC管桩，广东地区几乎100％都是PHC管桩。
目前，我国管桩生产主要采用混凝土高速离心成型工艺，管桩结构采用先张法预应力技术，混凝土配置搅拌中掺加了高效减水剂，常压蒸气养护与高温高压蒸气养护工艺相结合的快速养护方式。管桩生产工艺已经比较成熟，管桩生产已经形成工厂化、规模化作业。
管桩施工技术有：静压法施工和锤击法施工，其中，静压法施工又可以根据施加静压力方式的不同分为顶压法施工和抱压法施工两种类型。
无论是管桩生产装备和施工装备，我国已经完全实现国产化，部分设备如管桩骨架焊接机、PC钢棒镦头机、离心机、管桩静压桩机等已经出口东南亚等国家及地区，设备的技术水平和生产能力达到了国际先进水平。
第二节 中国混凝土预应力管桩产品技术成熟度分析
自混凝土预应力管桩技术不断发展以来已先后多次获国家及部级科技进步奖，并被建设部列为重点推广的新产品。值得可喜的是预应力高强混凝土管桩2006年已作为混凝土制品行业最先进入中国名牌的产品。建华管桩、三和管桩、浙东管桩首先荣获中国名牌产品殊荣。
混凝土预应力管桩是技术含量较高的混凝土制品，十多年来在发展的同时也带动了混凝土制品工业的技术水平提高，其主要技术进步表现在以下几方面：
1、生产设备实现完全国产化
自八十年代引进国外技术以来，经消化吸收，目前管桩的主要设备如：钢筋定长切断机、钢筋镦头机、编笼机、张拉机、高压釜、混凝土搅拌控制系统等均已基本达到国外同类产品水平，而价格仅为国外的1/3~1/2，从而大大减少了建厂投资。南京复合材料厂、常州锅炉厂等设备厂生产的产品已出口到东南亚、非洲、南美洲及前独联体等国家。
2、原材料全部国内生产
九十年代生产管桩用的高强钢筋（PC钢棒）需国外进口（当时每吨约900美元）。目前国内PC钢棒生产线已有近百条，成本大大低于进口钢材。其它如随着我国外加剂技术的发展，国产外加剂均已能满足管桩生产的需要。
3.、磨细矿物掺和料在管桩中的应用
这一技术的开发首先在广东地区，羊城管桩厂、原上海建材学院等单位做了大量工作。不仅可替代30%的水泥用量，且改善了预拌混凝土的工作性和提高混凝土耐久性及后期强度。在降低生产成本的同时对节约资源、保护环境有重要意义。
4、大管桩的开发应用
随着港口、船用构筑物、桥梁等工程发展，其基础工程对大管桩的需要量日益突出。交通部三航局对引进技术消化、吸收和进行攻关，产品不断升级，品种不断增加。1998年开发了直径1200 mm，单节长度最长为30m的长管桩。目前又开发了长55m世界第一长的PHC桩，可满足一般水工工程对整节桩的需要。在钢模、离心设备设计、保证钢模起吊直线度、防止蒸压釜变形及自动控制等关键技术方面的均为自主创新。此外还开发了“先张法”钢绞线预应力混凝土管桩（SPHC管桩），为桥梁等工程建设增加了一种新的桩型。
5.、产品、生产设备及配套材料的标准、规格等技术文件基本建立
自1992年由苏州混凝土制品研究院牵头制定了第一个《先张法预应力混凝土管桩》标准（GB13476-92）以来，随着发展的需要，科研设计院所和企业共同不断制订、修订了一系列标准、规程、设计、监理、施工、质量和检测等方面一系列产品及配套产品的技术文件，从而保证了管桩的质量，推动了应用面的不断扩大，促进了管桩行业的健康发展。
6、 余浆综合利用技术的开发
离心混凝土工艺余浆约占胶凝材料的5~10%，不仅浪费了资源，还带来对环境的污染。不少企业通过余浆回收再用于生产地砖、排水管、砌块等以降低生产成本，回收资源，增加效益。近两年中山三和经过对余浆成分的分析和工艺调整等大量试验，基本实现了余浆全部回收再用于管桩生产，实现余浆零排放。另外，该企业还对过热蒸汽、废水、废渣进行循环利用，取得了明显的社会、经济效益。
第三节 中外混凝土预应力管桩技术差距及其主要因素分析
日本是预应力混凝土管桩开发应用最早的国家：目前他们的混凝土管桩有RC管桩、PC管桩、PHC管桩、SC钢管混凝土桩、AG竹节管桩和AHS-ST大根柱管桩。
这些管桩的生产及应用与日本的地理位置有关。我们的高强度预应力混凝土管桩是从日本引进的。目前我国无论是管桩规格型号，还是产量及使用量在全球都是第一，但是在新产品开发及应用方面，我们却没有大的进展，生产模式基本还是停留在80年代的水平。
日本是一个资源缺乏的国家，所以他们做什么事情都从“物尽其用”的角度出发，企业在不断的开发新的产品来代替老的产品，近一步地节约材料、能源和人工，每件产品力争做到完美。日本的建筑领域是强调质量第一，无论是混凝土构件的企业，还是建筑施工企业都是遵循这个方针，而我们的企业恰恰相反。他们为了提高管桩的完整性不惜成本，发明了机械快速接头方法，在冬天及雨天施工时解决了管桩接头的完整性问题。
日本的企业是研究如何开发新的混凝土管桩品种，来不断的提高管桩的承载力，进一步的降低单桩成本。我们部分企业是研究如何偷工减料，以牺牲产品质量来降低产品成本，这是本质上的不同。
由于我国的经济运营体制的缺陷，使得市场化操作不规范，市场无序竞争，这种无次序的竞争最终的结果会导致整个行业的退步，影响我国管桩技术的进一步发展，也是我国和国外先进国家技术差距的主要因素。
第四节 提高中国混凝土预应力管桩技术的策略
目前，提高我国混凝土预应力管桩技术的策略为：在引进国外生产水泥制品先进工艺技术和设备的同时，国内加大消化吸收、自主开发研制的步伐，相信通过全行业的努力，我国该技术的发展一定会取得较大的进展。
在改革开放方针指引下，从“七五”末期至今，我国开始从国外引进先进的技术和制管、制板、制桩等工艺技术和设备，这为进一步提高水泥制品行业的生产、技术水平和产品质量，创造了有利条件。
通过技术引进、消化吸收和生产实践，我国已完全掌握了悬辊法制管工艺技术和设备、芯模振动液压成型制管工艺技术和设备、预应力高强混凝土管桩的工艺技术和设备、预应力钢筒混凝土管的工艺技术和设备、彩色水泥瓦工艺技术和设备、用万吨液压机成型大规格纤维水泥板（2980毫米×1200毫米×4毫米～40毫米）的工艺技术和装备。
第五节 中外主要混凝土预应力管桩生产商生产设备配置比较分析
建华管桩集团是全球最大的管桩制造商，公司自成立以来，一直不停息地追求技术进步，新建厂全选用国内最先进的设备，对旧厂设备也进行了改造、更新，现在我公司主要技术装备达到了国内同行业先进水平。
建华管桩选用了大容量立轴强制式盘型搅拌机，电脑配料，电子秤称量，液压预张拉，双机座窄V带传动的离心机实现自动控制，有安全联锁双开门的蒸压釜，快速、高效的桥式双梁起重机，可多方位装车的L型龙门起重机，配有世界最先进的扎克炉头、威索炉头的燃油锅炉等，这些设备均是国内同行业知名重点企业制造的。
建华管桩有经认证的二级试验室，拥有3000kN，2000kN的压力试验机，1000kN，300kN的万能材料试验机，还有自行设计专门检验管桩性能的抗弯试验机。电动抗折试验机，标准养护室，标准养护箱，小型强制式搅拌机，电子天平……。有检测砼、水泥、磨细砂、砂、石、钢筋等按国际（GB）、英标（BS）配制的系列设备，可以对从原材料、半成品到成品全过程质量进行有效地检测。
日本是全球预应力管桩技术最先进的国家之一。由于日本的人工费很高，而且劳动力缺乏，所以日本的工厂机械化程度很高，能够使用机器的地方一般不会用工人。无论是汽车生产厂、电气生产企业，还是混凝土构件生产企业、预拌混凝土搅拌站（日本有很多搅拌站都是无人管理，搅拌车司机去搅拌站拉混凝土时自己去操作）、预应力混凝土管桩生产企业都是如此。
所以，他们年产量150万米的预应力混凝土管桩生产企业只有50人～60人。生产流水线的机械化程度很高，可以做到横向纵向自动移动。“以人为本”的理念贯彻到整个的工厂设计，生产流水线危险的部位都是自动操作，以减少事故的发生率。他们各个工序的天车大部分都采用地面无线遥控操作，天车的移动距离不是很远，基本是上面下面相互移动的立体吊运工艺模式。他们从钢筋的吊运、钢模吊运到管桩成品吊运都采用自动吊具操作。
自动化的控制不但可以节约大量的劳动力，还可以避免许多人为因素对产品质量的影响。因此，日本的企业产品的合格率很高，很少有废品的产生，这也是降低成本的最好的出路。日本一些管桩生产企业管桩钢模板是单开口的，混凝土是采用泵送技术从一端喂料，既可以防止露浆又可以提高功效。最值得我们学习的是他们的建筑材料的应用，从开山爆破后的每一粒石屑都会很好的利用，绝对不会浪费，工厂非常整洁干净没有多余的材料及机械设备工具。
第六节 中国混凝土预应力管桩产品研发、设计发展趋势分析
近年来我国的工业产业化发展得到了现代信息化、数字化技术的强有力支撑，许多传统的生产工艺已经被自动化所取代，但是，我国管桩行业仍然是一个劳动密集型的制造产业，在劳动力成本不断提高的今天，我们必须顺应高科技发展的潮流，加快技术进步，运用现代科学技术文明，发展改造管桩的生产技术装备，开发管桩新的生产应用技术。
1、利用现代信息技术改造传统管桩生产线
上世纪90年代，日本等科技先进的国家，已经实现了管桩生产线的全自动信息化控制，1条年产100万平方米的PHC管桩生产线仅需5～6位操作控制管理人员。相比之下，我国相同产能的管桩生产线，需要操作工人50～60人，几乎是日本的10倍。
20多年来，我国机械生产企业研发了用于管桩生产的混凝土双卧轴搅拌机、离心机、预应力张拉机、钢筋定长切断机、镦头机、骨架焊接机、蒸气养护温控仪、起重行车和蒸压釜等，其单机性能已经达到或基本达到国外同类产品的性能指标，但是有关企业均以单机组织生产，还没有一家企业开展整条生产线自动化的研发。信息技术高速发展到数字化的今天，管桩行业现行的生产线装备已经远远落后于时代的发展。利用现代信息技术改造传统产业，已经被确定为我国下一个阶段工业产业发展的一个工作重点。目前我国已经具备研发管桩全自动生产控制的技术和装备开发实力，同时，劳动力成本的快速提高，也已经造就了全自动管桩生产线的市场，有志于管桩装备研发的企业家们，应该看到这一巨大的新兴市场。
2、管桩生产的高效节能技术
管桩生产中的能源消耗主要体现在：1）管桩生产中各种机械设备正常运转所需的电力能耗；2）管桩离心成型后的二次蒸气养护过程中的能耗。
离心作业是管桩生产中电力消耗的主要环节，近年来大力发展的变频技术应用于管桩离心成型设备，节省了30％左右的电耗，被业内人士确定为一项高效节能技术，取得了非常显著的技术经济效益。变频控制技术若能在管桩起重设备、混凝土搅拌设备、钢筋加工设备、混凝土喂料设备、空压机和卷扬机等设备上推广应用，同样能大大节省电力的消耗，并产生显著的技术经济效益。
在管桩生产中，传统的PHC管桩必须经过二次蒸气养护：常温初级养护和高温高压蒸气养护。初级养护可以使混凝土强度得到迅速增长，实现快速脱模，提高模具的周转；高温高压蒸气养护使管桩能在短时间内出厂供桩，同时充分保证混凝土强度及管桩的质量。但是，近年来生产蒸气所需要的重油或燃煤价格的大幅提升，大大提高了管桩的生产成本。
同时，管桩在二次蒸气养护过程中造成的热能的低效利用，也是需要我们关注和重视的一个问题。一些企业在管桩生产线设计建造过程中，为了节省设计费用，让一些管桩生产企业的技术人员提供早期的蒸气养护池结构图，而早期的蒸气养护池往往没有充分考虑节能环节，出现技术隐患：养护池壁和养护池盖没有采用高效的节能材料或干脆没有填充节能材料；养护池的池底没有进行基础加固，造成养护池基础沉降、开裂和蒸气泄漏；养护池壁过于单薄，池壁在管桩吊运过程中磕碰、破损、开裂，造成蒸气泄漏；养护池盖的钢板破损，水蒸汽进入保温材料，保温材料吸水后失去保温功能；养护池盖变形后与养护池的密封没有达到设计要求，造成大量蒸气泄漏；养护池内蒸气管道着地放置，管道的通气孔被池内冷凝水堵塞，蒸气出汽不畅，或出汽时必须先加热池内的冷凝水，使之汽化后再加热管桩，造成传热效率大大降低等等。
在管桩高压蒸气养护过程中，同样也存在可以改进的方面：1）多条蒸压釜之间高压余汽的合理利用；2）蒸压釜余汽互通利用后，釜内剩余低压余汽通入常压养护池的利用问题；3）蒸压釜内大量高温冷凝水的余热回收；4）将热电厂低压蒸气人工升压为高压蒸气，以满足管桩生产需要等等。
上世纪80年代大力推广的前苏联“热介质定向循环”课题，在一些混凝土电杆、混凝土管道和混凝土房屋建筑构件等生产企业中取得了较好的应用，但这项技术目前已经很少应用，如果能够在现阶段高新科技发展背景下，融合新技术的成果，相信会在管桩生产节能领域再次发挥出良好的技术效益。
3、管桩生产线的减排技术
目前，管桩生产中产生的环境问题有：1）管桩离心成型作业中产生大量废浆的处理问题；2）离心作业中离心机与钢模之间摩擦碰撞产生的高分贝噪音；3）砂石等原材料清洗过程中产生的泥质废水处理问题；4）混凝土搅拌机、喂料机、摆渡车等日常清洗产生废水的处理问题；5）养护池、高压釜等高温、高碱性的冷凝废水的排放问题；6）燃煤锅炉工作时产生的废气排放；7）水泥、硅砂粉、粉煤灰、矿渣微粉等在运输、装罐等过程中的溢流和散落等问题。
近年来，广东一些生产企业已经开展了离心混凝土废浆在管桩生产中循环利用的工作，并取得了很好的技术、经济效益。但是，离心作业过程中产生的高分贝噪音，不仅严重影响了生产操作工人的身心健康，同时还影响了工厂周围的居住环境。交通部三航局（上海）混凝土预制构件厂1987年从日本休谟公司引进整条生产线，苏州混凝土水泥制品研究院对离心机噪音隔音罩机构进行了消化吸收，但由于该装备安装后会在一定程度上影响生产效益的提高，同时增加投资成本，所以一直没在国内管桩生产企业中得到推广应用。
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