先张法预应力混凝土管桩生产制造及技术分析

行压蒸养护。其原理为：混凝土在高温高压环境下水化反应完全，生成托勃莫来 石，使水泥石强度在短时间内达到设计强度，故经压蒸养护后的管桩可以直接运 输。压蒸养护制度为升温升压 2.5h、恒温恒压 4.5h、降温 3h，其中，恒温温度 为 180 2℃，恒压为 0.98~1.0MPa。管桩从高压釜内拉出需在常温下冷却 2~3h， 若遇寒冷天气，管桩出釜后应加盖篷布保温，若遇雨或大风，则应适当延长在釜 内的降温时间，避免因温差过大使混凝土收缩不均出现裂纹而影响管桩质量。 以上八点即为我厂管桩生产工艺的基本情况， 其中包含了各工艺的基本操作 过程以及对出现的一些问题进行了分析， 希望能够对业内人士起到一定的帮助作 用。 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索，只有在不断求索中才能改善我们的管桩 生产技术，才能达到“立足自主、协同开发、技术领先”的理念。
强度，保证生产的连续性。常压蒸养过程为：静停、升温、恒温、降温。静停的 目的是为了保证混凝土获得一定的初始结构强度， 防止升温过程中由于蒸汽侵入 砼表面而产生“肿胀”现象，使得砼表面疏松开裂。各过程时间为：静停 15min、 升温 90min、 恒温 255min， 恒温温度为 88 2℃。 此外蒸养池中钢模应堆放整齐， 严禁提前开池。 （2）压蒸养护 对于预应力高强混凝土管桩（PHC）而言，还应在高压釜内进
（4）墩头
公称直径/mm
墩头的作用是为了使主筋能够实现纵向整体预张拉， 其尺寸要求为：
墩头直径/mm 12.5~13.5 16.5~17.5 18.5~19.5 20.5~21.5 墩头厚度/mm 6.5~7.5 7.0~8.0 7.5~8.5 8.5~9.5
7.1 9.0 10.7 12.6
3
先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析
性差，不易搅拌，造成电流偏大，反之同理。此外砼料的搅拌质量很关键，直接 影响管桩成品的强度，若料的水灰比较大，容易产生离析现象，离心后离心强度 不足，容易造成内壁塌落，且由于离心后水灰比相应较大，会造成成品管桩的强 度降低；若水灰比较小，混凝土流动性差，会造成离心不密实，也容易造成内壁 塌落现象。至于搅拌时的投料顺序，目前我厂自动控制系统设定为砂、石一次性 加入干拌 20s，之后加入水泥与掺合料和混有减水剂的水，若粉料重量过大，如 超过 300kg，则系统会自动调制为将粉料分两次加入，防止一次加入造成混合料 局部稠度过大使得搅拌机电流过载烧坏。 5.布料及合模 布料前先检查笼筋是否摆放到位，是否有散笼现象，若出现散笼现象，则应 进行“先张拉、后捆绑” 。布料时应遵循“先中间、后两端”的布料方式，且注 意两端布料须饱满，防止张拉后端部混凝土料不足造成离心后内壁偏薄，此外， 若有砼散落在布料车上，则应及时铲入中间部位，严禁将料铲入两端。另外， 操 作喂料机与布料车要有序进行，动作要平稳，必须先开喂料机，后开布料车； 先 停布料车，后停喂料机。 合模时应检查底模企口处是否清理干净，对于刚性模具，应观察草绳是否放 到位。合上上模，用气动扳手拧紧螺栓，即两人同时从一端向另一端工作，尽量 同步，减少管模变形。 6.张拉 张拉的作用即为对主筋施加预应力。张拉前，移动张拉车到位，再上下调节 千斤顶， 使张拉杆中心对准管模中心， 使其成一条水平线， 不允许成角度时张拉， 造成端板倾斜。张拉时，应控制好液压阀，使张拉全过程平稳、缓慢地进行， 禁 止产生剧烈冲击，全过程应断续进行，要求停顿次数不少于 3 次，防止出现主筋 拉断现象。拉伸长度为每米管桩拉伸 5.1mm。 7.离心 此工艺作用是使砼料在管模内均匀分布并密实。 离心过程中由于砼料中粒子 粒径相差很大，离心成型时，大颗粒沉降速度最大，首先沉降至最外层，相互搭 接形成稳定的结构。水泥砂浆填充于大颗粒间的空隙中，形成密实的混凝土层， 剩余的水泥砂浆和部分水泥净浆沉积在制品的内壁，形成砂浆层和净浆层。随着
俗话说万丈高楼平地起，可孰知在这万丈高楼的地下却埋藏着无数的支撑 物，它们就如擎天之柱支撑着我们的无数摩天大厦，那就是我们的混凝土管桩。 通过对混凝土管桩中钢筋施加预应力， 从而使混凝土受压， 提高管桩的抗拔性能， 这种方法所得的即为预应力混凝土管桩， 预应力的施加方法主要分为先张法和后 张法，本文主要介绍先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析。 管桩的生产工艺如下图： 水泥、掺合料、砂、碎石、水、减水剂 桩套箍 预应力筋 螺旋筋
4
先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析
分层结构形成的同时，由于固相颗粒在离心力作用下沉降，混合物中多余水分被 挤出。因此离心后形成的砼结构最外层为混凝土，中间为砂浆，内层为水泥浆。 离心过程分为低速、低中速、中速和高速四个阶段。低速、低中速的作用是在离 心力作用下使模内砼料均匀分布，中速为过渡作用，高速则是在离心力作用下使 砼料更加密实。此外，离心后多余的水泥浆应及时倒出。 8.蒸养 （1）常压蒸养 离心后的管桩须进行常压蒸养，使其强度在段时间内达到拆模
5
成环状，焊接成环，即为桩套箍，最后再人工将桩套箍与端头板焊接在一起成裙 板。注意裙板喇叭口直接应要求大于该种型号管桩直径 3~5mm。 （2）螺旋筋的冷拔 将热轧盘条经过模孔拔制成供滚焊笼筋所用的钢丝，不同
规格管桩所用螺旋筋尺寸不同，直径为 600mm 及以下的管桩所用螺旋筋直径为 5.0+0.1mm，直径大于 600mm 的管桩所用螺旋筋直径为 6.0+0.1mm。 （3）主筋定长切割 主筋定长切割长度计算公式为：
（5）滚焊
在钢筋笼的制作过程中，应严格控制螺旋筋间距，两端加密区间距
为 4.5 5mm，中间间距为 8~9cm，两端加密长度控制在 1.9~2.1m。其中间距主 要靠调节牵引小车的行走速度和料盘的转速来加以控制。在焊接时，不允许焊接 过牢，产生焊接烧伤从而损害主筋强度，对焊好的笼筋应检查是否有散笼现象， 若有则应对松散的焊点用细钢丝绑扎牢固， 但如果松散较多， 则应拆散重新焊接。 3.装笼与装模 装笼时，首先装裙板，使主筋墩头处卡入端头板沉头孔中，在端头板端面涂 上一层废机油，然后装端板，端板上的螺丝螺栓头部须涂上废机油。拧螺丝时， 先用手拧上几圈， 才可使用气动扳手， 气动扳手拧紧螺丝时应 “对角交叉” 进行， 不准按顺时针或逆时针顺序作业，以防止端板倾斜，确保安全。在拧紧螺丝时应 检查螺丝是否全部拧紧， 防止在张拉时螺丝未拧紧而松脱造成局部张拉使端头板 拉坏。 装模时应用吊钩吊住预应力主筋， 对于跨度较大的笼筋起吊后若发现中间部 分下垂则应人工将中间抬起送至模内，以防止笼筋吊散。 4.搅拌 我公司采用的为全自动控制系统，但由于原材料堆场砂、石含水率波动无法 控制， 会造成相同的混凝土料塌落度不一，因此在搅拌过程中需对用水量进行人 工控制。 控制方法通常为直接对搅拌机内的料进行观察，有经验的搅拌工还会通 过对搅拌机电流表的读数来判断砼料的干湿情况，若用水量不足，则混凝土流动
l0 l l1 2l2 l3 l4 l5
其中： l0 —定长切割长度
l —管桩长度
l1 —张拉时钢筋伸长量 l2 —墩头消耗长度
2
先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析
l3 —张拉时端头板凹坑与墩头背面因受力变形而服贴长度，取 2×1mm l4 —端头板外平面与墩头顶预留间隙，取 2×2mm l5 —由于钢筋放张混凝土受到压缩时钢筋的缩短量
先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析
先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析
温州中淳高科桩业有限公司 黎泽明
摘要：先张法预应力混凝土管桩（以下简称管桩）的生产制造需要经过八大工艺 过程，即拆模与清模、钢筋笼加工、装笼与装模、搅拌、布料及合模、张拉、 离 心、蒸养。在这八大过程中，技术控制是关键。本文主要对这几个主要工序进行 系统分析，同时提出笔者对管桩技术的一些个人见解。 关键词：先张法预应力混凝土管桩 生产工艺 Biblioteka Baidu术分析
计量 搅拌 布料
切断
墩头
预应力张拉
滚焊成笼 清模、装笼
离心成型
蒸汽养护
放张、脱模
质检、标记
1
成品检验
成品堆场
压蒸养护
先张法预应力混凝土管桩的生产制造及技术分析
简单概括则为八大工艺，分别为拆模与清模、钢筋笼加工、装笼与装模、 搅 拌、布料及合模、张拉、离心、蒸养，以下则对这几个工艺进行详细介绍。 1.拆模与清模 拆模是整个管桩生产的最后一道主要工序，同时也是第一道工序，拆模工序 一方面是将成品从模具中取出， 另一方面则是对管桩进行放张。要注意管桩强度 需达设计强度的 70%，即达到拆模强度时才能进行拆模。拆模时，先用气动扳手 卸下固定端螺丝，然后用气动扳手从一端开始，两人同步进行，卸下合模螺栓， 之后揭开盖模，将带有张拉端板的管桩吊至堆放区域（目前我公司正进行技改， 可以在模具中直接卸下张拉端板） ，再卸下张拉端板。在卸两端端板时应注意要 对称，交错进行，以避免放张过程中应力释放偏斜，诱发管桩产生弯曲、裂纹等 缺陷。 吊出管桩后需要对盖底模进行清理， 具体做法为先铲除遗留在钢模上的混凝 土残渣及草绳，再使用喷枪对上、下模内均匀地涂上脱模剂，在模内两端裙板位 置及模企口均匀涂刷废机油。涂脱模剂时应注意采用“热模热涂”的方式，温度 一定时能够缩短脱模剂的成膜时间。 2.钢筋笼加工 （1）裙板加工 在冲床上，将板按定长冲剪断，然后在卷板机上将板料调整卷