本文所指管樁為PHC管樁，全稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁，是采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制成的長(zhǎng)圓筒形混凝土預(yù)制構(gòu)件，主要由混凝土、籠筋、端頭板和鋼套箍等組成。作為樁基材料，可以應(yīng)用于高層建筑、民用住宅、公用工程及橋梁、公路、港口碼頭、大型設(shè)備等工程基礎(chǔ)中，與其他樁基礎(chǔ)相比，具有制作工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量容易保證、植樁方便、耐打性好、造價(jià)便宜、檢測(cè)方便、施工速度快、樁基抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，所以從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始，其生產(chǎn)和應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展。如今，我國(guó)已成為世界最大的管樁生產(chǎn)和應(yīng)用基地。

一、管樁生產(chǎn)企業(yè)用工形勢(shì)嚴(yán)峻，加快自動(dòng)化改造刻不容緩

我國(guó)自1987年從日本引進(jìn)首條管樁生產(chǎn)線至今20多年的時(shí)間里，經(jīng)過(guò)我國(guó)設(shè)備廠家的消化吸收，管樁生產(chǎn)的主要設(shè)備如鋼筋定長(zhǎng)切斷機(jī)、鐓頭機(jī)、籠筋 滾焊機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)、離心機(jī)、起重機(jī)等單機(jī)設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。但由于我國(guó)的勞動(dòng)力資源豐富，成本低廉，導(dǎo)致企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大卻沒(méi)有進(jìn)行生產(chǎn)裝備的大幅改進(jìn)，管樁作為鋼筋混凝土制品再加上生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度較低，有許多工序仍為手工操作，導(dǎo)致管樁生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作條件差。管樁行業(yè)現(xiàn)行的生產(chǎn)裝備自動(dòng)化水平不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、韓國(guó)同行，而且也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我國(guó)其他先進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

近年來(lái)隨著我國(guó)教育水平的提高和生活水平的改善，“新生代農(nóng)民工”的工作價(jià)值觀已發(fā)生變化，不再只單純追求工資和溫飽問(wèn)題，更注重工作種類(lèi)和工作環(huán)境等。他們寧愿到收入低但工作環(huán)境好的行業(yè)，也不愿干收入高但臟、重、累的活。所以，一方面大量學(xué)校畢業(yè)生找不到工作，另一方面勞動(dòng)密集型企業(yè)卻招工困難，在我國(guó)目前勞動(dòng)力充足的情況下出現(xiàn)了“用工荒”現(xiàn)象。在此形勢(shì)下，“招工難、留住員工更難” 已成為困擾管樁生產(chǎn)企業(yè)的大問(wèn)題。盡管很多管樁生產(chǎn)企業(yè)在不斷提高工資收入和福利待遇，工作環(huán)境也在不斷改善，卻仍因一線員工流失大導(dǎo)致開(kāi)工不足、設(shè)備閑置，影響了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和發(fā)展?，F(xiàn)在，先進(jìn)的管樁生產(chǎn)企業(yè)已逐漸認(rèn)識(shí)到，通過(guò)改造生產(chǎn)線，提高自動(dòng)化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作條件不但可以解決人員不足的問(wèn)題，而且可以提高生產(chǎn)效率，減少人工作業(yè)影響而大大提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而大幅降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

二、目前管樁生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化改造措施

那到底如何升級(jí)我們的產(chǎn)業(yè)設(shè)備呢？除了引進(jìn)設(shè)備進(jìn)行消化吸收外，管樁設(shè)備企業(yè)和管樁生產(chǎn)企業(yè)還必須共同努力，投入資金、組織人員進(jìn)行自主創(chuàng)新，把自動(dòng)化程度較高的單機(jī)設(shè)備整合成自動(dòng)流水線、重體力的手工操作改為機(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)備。下面就目前我國(guó)管樁生產(chǎn)中的管樁鋼構(gòu)件（抱箍、端頭板、籠筋）及成品管樁的常用生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化改造談一下個(gè)人的想法。

2.1 鋼構(gòu)件加工

管樁中的鋼結(jié)構(gòu)件主要由抱箍、端頭板、籠筋三部分組成。目前各部分的加工呈分散的狀態(tài)，既增加了人員的操作，半成品又占用場(chǎng)地。改造時(shí)只要把各部分設(shè)備整合在一起，就可以形成一條自動(dòng)流水線。

2.1.1 抱箍加工

目前有自動(dòng)切斷、人工卷圓焊接、自動(dòng)壓型等工序。近年來(lái)自動(dòng)壓型機(jī)的研制成功使人工卷圓焊接和自動(dòng)壓型工序連在一起，由焊工焊好后直接為壓型機(jī) 上料，節(jié)省了壓型機(jī)的人工操作。人工卷圓焊接可改為自動(dòng)，只需在切斷機(jī)推出切斷的抱箍板時(shí)用機(jī)械手接住然后卷成圓環(huán)形，使兩端對(duì)齊壓緊，并采用自動(dòng)焊接設(shè)備進(jìn)行焊接，焊好后再自動(dòng)推入壓型機(jī)的上料架上，這樣從鐵皮下料到壓型結(jié)束即成為自動(dòng)流水線。

2.1.2 端頭板加工

目前端頭板毛坯加工由專(zhuān)業(yè)端頭板生產(chǎn)廠家完成，管樁生產(chǎn)企業(yè)一般完成車(chē)外圓、止口、凹槽，加工螺紋孔、沉頭孔、連接槽等后道加工。雖然近期已有專(zhuān)業(yè)的數(shù)控立式車(chē)床、數(shù)控沖孔沖床、數(shù)控鉆攻機(jī)等問(wèn)世，生產(chǎn)效率已得到很大提高。但每臺(tái)設(shè)備的上下料仍由工人手工搬運(yùn)，工序物料轉(zhuǎn)運(yùn)仍用吊機(jī)吊運(yùn)，進(jìn)一步提高效率很困難。若把單機(jī)上下料通過(guò)自動(dòng)控制氣缸驅(qū)動(dòng)推桿和托盤(pán)動(dòng)作來(lái)完成，上下工序之間設(shè)備采用滾筒輸送線進(jìn)行連接，加上自動(dòng)控制系統(tǒng)，可形成全自動(dòng)的流水線。

2.1.3 樁抱箍加工（抱箍、端頭板裝配）

早期抱箍圈與端頭板的裝配在人工套裝后，用焊接的方式聯(lián)接。后來(lái)改為把抱箍圈的一邊壓入端頭板凹槽的方式進(jìn)行聯(lián)接，并使用專(zhuān)用設(shè)備加工，但抱箍圈與端頭板的套合還是采用人工操作。自動(dòng)套合裝置可采用卡盤(pán)把抱箍圈撐圓再對(duì)中端頭板套入，安裝在現(xiàn)有的自動(dòng)壓合機(jī)上組成一臺(tái)整機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)抱箍端頭板裝配的自動(dòng)化。

2.1.4 籠筋加工

籠筋生產(chǎn)設(shè)備包括鋼棒下料切斷機(jī)、鐓頭機(jī)、籠筋滾焊機(jī)等，目前部分管樁企業(yè)進(jìn)行了鐓頭機(jī)的自動(dòng)送料改造，使鋼棒切斷后可自動(dòng)送入鐓頭機(jī)進(jìn)行鐓頭，兩頭依次鐓好后，自動(dòng)滾入料堆堆放。鐓頭機(jī)廠家若能把設(shè)備改成上面進(jìn)料，下面出料的結(jié)構(gòu)，可大大簡(jiǎn)化送料機(jī)構(gòu)。另外，再設(shè)計(jì)制作一臺(tái)測(cè)長(zhǎng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)檢驗(yàn)，篩除不合格的鐓頭鋼棒，達(dá)到籠筋滾焊所需的鋼棒條數(shù)后即用小車(chē)自動(dòng)送到滾焊機(jī)前?，F(xiàn)有的滾焊機(jī)穿筋盤(pán)和小車(chē)盤(pán)改成可自動(dòng)分度間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，方便鋼棒的自動(dòng)依次穿入。改為一體化后可以減少目前鐓頭機(jī)到滾焊機(jī)的吊運(yùn)、人工比鐵（長(zhǎng)度檢驗(yàn)）和滾焊機(jī)上料等人工操作，從鋼棒盤(pán)條吊入下料切斷機(jī)放料架到籠筋滾焊結(jié)束可以全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.1.5 樁抱箍、籠筋裝配

這道工序原來(lái)在管樁成品加工的裝模工序由人工操作，可改為在籠筋車(chē)間由自動(dòng)裝配機(jī)完成，既可提高生產(chǎn)效率，又減少了裝模工序的工作量。加工好的籠筋從滾焊機(jī)輸送到固定的V形臺(tái)上，樁抱箍則由輸送機(jī)分別送到V形臺(tái)的兩端。V形臺(tái)的兩端分別有一臺(tái)裝配機(jī)，裝配機(jī)轉(zhuǎn)軸上裝一個(gè)卡盤(pán)，裝配時(shí)用卡盤(pán)夾住端頭板的內(nèi)孔或外圓，機(jī)體上下升降，待端頭板與籠筋中心對(duì)中（端頭板螺紋孔位與籠筋的鋼筋對(duì)中）時(shí)，轉(zhuǎn)軸頭帶著樁抱箍前移以一定的壓力頂住籠筋的鋼筋鐓頭，然后慢慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，待端頭板螺紋孔與鋼筋鐓頭對(duì)中套入后，轉(zhuǎn)到沉頭孔位置時(shí)再往回退，把所有鋼筋的鐓頭拉入到相應(yīng)的沉頭孔里，裝配工作就完成了。

2.2 管樁成品加工

管樁成品加工即是把裝配好的籠筋樁抱箍放入管模內(nèi)，加入攪拌好的混凝土，經(jīng)過(guò)張拉后進(jìn)行離心成型，再經(jīng)過(guò)蒸養(yǎng)、脫模后進(jìn)行壓蒸養(yǎng)護(hù)。其中吊運(yùn)、 布料、合模螺絲拆裝、清模、噴灑脫模劑、拆裝張拉擋板和頭尾板等工序用工人數(shù)多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差，很有必要改為自動(dòng)操作。

2.2.1 吊運(yùn)

成品加工車(chē)間至少使用4臺(tái)普通吊機(jī)進(jìn)行工序間管模、管樁的吊運(yùn)，由于管模、管樁長(zhǎng)而重的特點(diǎn)，自動(dòng)專(zhuān)用吊具的使用不但可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且減少安全隱患。目前，吊管模跑輪和吊底模的氣動(dòng)吊具都已開(kāi)發(fā)出來(lái)，國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的回形布局車(chē)間已全面采用。而對(duì)于較早前的直線形布局，由于吊底模吊具操作空間要求較大，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)有工作條件，使用受到限制。目前普遍采用的自動(dòng)脫鉤，管模出蒸養(yǎng)池時(shí)還需工人進(jìn)入蒸養(yǎng)池掛鉤，勞動(dòng)強(qiáng)度高且存在安全隱患。必須盡快研制出既能吊跑輪又能吊底模且能在蒸養(yǎng)池使用的吊具，吊底模夾具必須采用張開(kāi)不能太大、收攏時(shí)不占用空間的機(jī)構(gòu)才適合使用。吊管樁專(zhuān)用的真空吸盤(pán)吊具可以在模蓋移走后將管樁從底模中直接吊出，國(guó)外已成熟使用；近年來(lái)國(guó)內(nèi)雖有仿制，但性能不夠理想，專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家需加大研發(fā)力度，提升穩(wěn)定性和可靠性，才能得到普及使用。

2.2.2 布料

國(guó)外有一種先進(jìn)的布料方式，就是在合模后采用混凝土泵把料從尾孔打入管模內(nèi)，具有自動(dòng)化程度高，布料時(shí)間短，減少合縫漏漿質(zhì)量缺陷等優(yōu)點(diǎn)；但混凝土泵的投資較大而且要求混凝土的流動(dòng)性較高，國(guó)內(nèi)還未普及采用。我國(guó)目前普遍采用的是合模前布料，不管是移動(dòng)的喂料機(jī)還是固定的喂料機(jī)，都還沒(méi)有一種可以消除砼料散落的擋料裝置。設(shè)計(jì)時(shí)除了要采用與管模內(nèi)徑吻合的布料模，保證布出的料形好；還必須有擠壓裝置，防止布好的料坍落下滑。布料裝置還必須可以配合喂料車(chē)或平車(chē)的移動(dòng)控制喂料的量，當(dāng)砼料高于底模時(shí)減少喂料速度。若能研制成功，也可以減少鏟料、抹漿和掃平車(chē)的操作人員、減少?gòu)U料損失，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，改善工作環(huán)境。

2.2.3 合模螺絲拆裝

目前采用平衡吊懸掛風(fēng)扳手的方式，大大減輕了工人拆裝螺絲的勞動(dòng)強(qiáng)度，但操作人數(shù)基本不變。自動(dòng)合模螺絲拆裝機(jī)可設(shè)計(jì)成門(mén)式，沿管模兩側(cè)旁軸向軌道移動(dòng)，具備自動(dòng)探測(cè)合模螺絲位置的功能，兩邊各裝一臺(tái)可上下移動(dòng)的風(fēng)扳手或電動(dòng)螺絲機(jī)，拆裝一條管模時(shí)，可用兩臺(tái)設(shè)備，同時(shí)從兩端往中間或從中間往兩端移動(dòng)，相當(dāng)于4個(gè)風(fēng)炮手同時(shí)操作，可極大提高工作效率，操作人員的數(shù)量也可大大減少。

2.2.4 清模和噴脫模劑

目前模具的清理和往模腔表面噴灑脫模劑均由人工進(jìn)行。特別是人工噴灑脫模劑，環(huán)境較臟，采用自動(dòng)設(shè)備有利于減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境污染。設(shè)計(jì)時(shí)可采用管模軸向移動(dòng)，脫模劑噴頭縱向移動(dòng)定位的方式，噴頭兩側(cè)和底部可安裝海綿隔離，避免噴霧泄露。清模主要是指模內(nèi)兩端和模邊的水泥塊和密封草繩的清理，自動(dòng)清理頭可用刮鏟和轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼絲盤(pán)刷，再裝上海綿刷頭可對(duì)清理過(guò)的地方自動(dòng)打油；清理出的廢料采用料斗收集處理。

2.2.5 拆裝張拉擋板和頭尾板

由于頭尾板和張拉擋板很重（每件至少30千克），拆裝時(shí)需工人彎腰拆裝和移動(dòng)，是目前管樁生產(chǎn)企業(yè)中最重的體力工作。首先必須設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)旋松 裝置代替目前人工錘擊拆卸張拉螺母。拆頭尾板螺絲裝置可使用兩個(gè)拆卸頭，具備自動(dòng)分度機(jī)構(gòu)，針對(duì)不同規(guī)格的管樁方便調(diào)整拆卸頭之間的夾角和徑向位置。為方便拆裝，可以在張拉擋板上對(duì)應(yīng)頭板孔位開(kāi)兩個(gè)圓孔，在松開(kāi)張拉螺母后，可把拆卸頭從孔內(nèi)伸入拆裝頭板螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)擋板跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要把擋板和張拉螺母拆下來(lái)再裝上去，可大大節(jié)省工時(shí)。張拉擋板和頭板拆卸時(shí)可以套住張拉螺桿進(jìn)行固定；拆尾板螺絲時(shí)，可用卡盤(pán)卡住尾板內(nèi)孔進(jìn)行固定。頭尾板與端頭板拆開(kāi)后，只要分別朝后稍移動(dòng)，待管樁吊走后，馬上放入裝配好的籠筋樁抱箍，再把頭尾板分別往回移動(dòng)，與端頭板進(jìn)行裝配。若不馬上裝配，可把把配板拆下來(lái)的張拉擋板、頭板、尾板帶著螺絲放到專(zhuān)用架上，待需要時(shí)再送到管模兩端與模內(nèi)端頭板裝配。

除以上所述外，設(shè)備改造過(guò)程中還需注意提高原有設(shè)備的精度，否則定位不準(zhǔn)，自動(dòng)化就難以實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)論

本文簡(jiǎn)單地列舉了管樁專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備的一些自動(dòng)化改造設(shè)想，權(quán)作拋磚引玉，希望有更多的同行真正重視管樁生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)改造，加強(qiáng)技術(shù)交流與合 作，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，使我國(guó)的管樁制造技術(shù)達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)外的先進(jìn)水平。