由于工程建設(shè)對管樁用量的大量需求，PHC管樁生產(chǎn)線也像雨后春筍般涌現(xiàn)，例如無為縣的劉渡、巢湖的銀屏山、蕪湖市的三山和馬鞍山的銅閘相繼建成或正在興建之中。筆者對管樁生產(chǎn)線進(jìn)行了學(xué)習(xí)和研究，同時也考察了國內(nèi)的許多廠家和生產(chǎn)線，并且自己也主持設(shè)計(jì)了馬鞍山的一條管樁生產(chǎn)線?，F(xiàn)對管樁生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)提一點(diǎn)自己看法，供參考。

一、管樁的結(jié)構(gòu)

管樁是由C80混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架以及鋼構(gòu)的端頭板和樁套箍等幾部分組成。

管樁混凝土所用水泥為強(qiáng)度等級不低于42.5MPa的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦碴硅酸鹽水泥，其質(zhì)量應(yīng)符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的規(guī)定；其他材料有細(xì)骨料砂、粗骨料碎石、減水劑、水等。

預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架由PC鋼棒和低碳鋼熱軋圓盤條螺旋筋采用滾焊機(jī)自動焊接而成，PC鋼棒的質(zhì)量應(yīng)符合GB/T5223.3-2005《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒》的規(guī)定。

鋼構(gòu)的端頭板性能應(yīng)符合JC/T 947-2005《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁用端板》的規(guī)定，材質(zhì)應(yīng)采用Q235B。

二、生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)

1. 管樁生產(chǎn)線工藝流程

計(jì)量→攪拌→布料→預(yù)應(yīng)力張拉→離心成型→蒸汽養(yǎng)護(hù)→放張脫模→高壓蒸養(yǎng)→成品檢驗(yàn)→成品堆場。生產(chǎn)工藝流程圖見圖1。其基本要求是工藝流 暢、簡潔、減少運(yùn)輸、減少交叉作業(yè)。保證各流程的平衡作業(yè)，以防出現(xiàn)各道工序互相影響的現(xiàn)象。

圖1 管樁生產(chǎn)工藝流程圖

2. 工藝設(shè)備的選擇

工藝設(shè)備的選型首先要根據(jù)工藝流程、各道工序的平衡來確定，從經(jīng)濟(jì)性和合理性兩方面考慮，按每班工作10h，產(chǎn)量220?270條選擇設(shè)備。先確定混凝土的產(chǎn)量，需1.5m3混凝土攪拌機(jī)2臺，產(chǎn)出的混凝土供6臺離心機(jī)生產(chǎn)，根據(jù)混凝土管樁的預(yù)養(yǎng)時間和蒸養(yǎng)時間的需求，建3m×15m×2.5m蒸養(yǎng)池10個，其他設(shè)備可選擇滾焊機(jī)2臺，張拉機(jī)2臺，蒸壓釜3臺，鐓頭機(jī)4臺，切斷機(jī)1臺，混凝土布料車4臺，行車4?5臺。

混凝土攪拌機(jī)有3種。一是立軸式強(qiáng)制混凝土攪拌機(jī)，二是雙軸臥式混凝土攪拌機(jī)，三是立軸行星式混凝土攪拌機(jī)。管樁混凝土介于塑性與干硬性之間，坍落度比較小，一般為2?5cm，我們選用立軸行星式混凝土攪拌機(jī)，該機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)是攪拌葉由多組攪拌臂組成，既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)，運(yùn)動軌跡復(fù)雜，攪拌強(qiáng)烈、均勻，可縮短攪拌時間，拆卸維修容易。馬鞍山以生產(chǎn)Ф300mm?Ф500mm管樁為主，經(jīng)比較，選用山東圓友集團(tuán)產(chǎn)1.5m3混凝土攪拌機(jī)。

對于其他設(shè)備，切斷機(jī)以可切Ф7 mm?Ф11mm鋼筋即可；張拉機(jī)需根據(jù)管樁規(guī)格和型號來選擇，小型管樁可選100t的張拉機(jī)，為了考慮生產(chǎn)余量，我們選用了200t的張拉機(jī)；離心機(jī)選用Ф300mm?Ф600mm通用型；蒸養(yǎng)釜以長度為2?3根樁長再加400mm間隙，高度為3.2m；滾焊機(jī)選用Ф300mm?Ф600mm通用型；鐓頭機(jī)選擇可鐓Ф7mm?Ф11mm的鐓頭機(jī)。

3. 生產(chǎn)工序平衡的確定

生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)的一個中心內(nèi)容就是如何確定各生產(chǎn)工序的平衡，使每道工序的生產(chǎn)時間相等，做到生產(chǎn)工藝流程的各道工序進(jìn)行均衡有序地生產(chǎn)，使產(chǎn)品能在各道工序中按照設(shè)定的節(jié)奏有序順暢地進(jìn)行。工序節(jié)奏主要由工藝設(shè)備和人員來決定，管樁生產(chǎn)線的工序平衡，一般以混凝土攪拌工序的時間為依據(jù)，按照攪拌工序的時間來確定各道工序所需的生產(chǎn)設(shè)備和數(shù)量，以滿足生產(chǎn)工藝的需求。

三、管樁生產(chǎn)線的布局

管樁生產(chǎn)線的布置一般分為兩種，一是直線型布置，另一種是環(huán)型布置。直線型將布料、合模、張拉、離心、蒸養(yǎng)、拆模、裝籠筋、裝車等主要工序全部集中在一個車間內(nèi)，將鋼筋切斷、鐓頭、滾焊、套箍端頭板制作等放在輔助車間內(nèi)，物流方向?yàn)橹本€型來回往復(fù)。環(huán)型布置將主要工序分為兩個車間，其中張拉、離心、蒸養(yǎng)工序放在一個車間內(nèi)，將布料、合模、拆模、裝籠筋、裝車和輔助工序鋼筋切斷、鐓頭、滾焊和套箍板制作等放在另一車間內(nèi)，物流方向?yàn)榄h(huán)型循環(huán)。

無為縣劉渡的生產(chǎn)工藝為環(huán)型平面布置，巢湖銀屏山的生產(chǎn)工藝為直線型布置。這兩種布置各有特點(diǎn)，直線型布置的優(yōu)點(diǎn)是布局緊湊，占地少，投資小。缺點(diǎn)是多臺吊車在一條軌道上，主要工序過于集中，各道工序的步距節(jié)奏要相互銜接，緊密配合，行車的接力地點(diǎn)和時間一定要相互吻合，否則有一個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題或延誤，就會影響到全廠的生產(chǎn)，因而對管理要求嚴(yán)格，工人素質(zhì)要高。另外，由于行車在廠房內(nèi)頻繁往復(fù)，工人須多次避讓，生產(chǎn)工人操作必然會受到一定的影響，安全性較差。環(huán)型布置的優(yōu)點(diǎn)是吊車無須往返都吊貨，物流方向是向一個方向進(jìn)行循環(huán)，各工序間的步距節(jié)奏要求沒有直線型那樣嚴(yán)格，各自工序可有一定的可支配的時間，各工序間的相互干擾減少，廠房的空間大，工人避讓吊車的時間大為減少，生產(chǎn)安全性明顯好于直線型布置，生產(chǎn)管理要比直線型容易，機(jī)械化程度高。其缺點(diǎn)是廠房面積大，增加了過渡車和轉(zhuǎn)運(yùn)工序，投資和生產(chǎn)成本要高于直線型布置。綜合考慮，筆者傾向于環(huán)型的生產(chǎn)布局。兩種布置形式如圖2和圖3所示。

圖2 直線型布置兩條生產(chǎn)線

圖3 環(huán)型布置一條生產(chǎn)線

四、廠房設(shè)計(jì)要求

考慮到生產(chǎn)安全、物流順暢和施工操作方便，車間的跨度可按單節(jié)樁的最長樁長再加5m或7m進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時也可按兩節(jié)樁長再加 3m或5m進(jìn)行設(shè)計(jì)。行車的軌頂標(biāo)高一般為7.5m左右。行車選雙勾型，每個7.5t，廠房的間數(shù)以能滿足上述生產(chǎn)工藝要求即可。管樁的堆放場地既可選用門式吊車，也可用橋式行車。每個離心機(jī)之間要設(shè)一道2m高安全防護(hù)墻。廠房頂要考慮采光的問題，每 隔一個房間要設(shè)置一采光帶，廠房在蒸養(yǎng)池頂處要設(shè)一氣樓或排氣通風(fēng)孔。砂石料場要能存放3d的堆料。

五、結(jié)語

PHC管樁生產(chǎn)車間的設(shè)計(jì)經(jīng)過多年來的探索， 特別是近幾年的發(fā)展，現(xiàn)已日趨成熟，兩種布局方案各有特點(diǎn)。各企業(yè)可根據(jù)各自的管理水平、人員素質(zhì)、資源配備、地形地貌等實(shí)際情況，在管樁流水作業(yè)順暢的前提下，確定各自的布局設(shè)計(jì)，選擇最適合自身特點(diǎn)的工藝裝備，以尋求最佳的性價(jià)比和最大的經(jīng)濟(jì)效益。