1、管桩生产工艺培训苏州汤始建华管桩有限公司技术部刘锋一、混凝土及生产工艺相关要求一、混凝土及生产工艺相关要求1、预制混凝土管桩：是重要的桩基材料，也是重要的水泥制品，与一般基础工程相比，具有桩可供设计选择范围广、混凝土强度高、桩身承载力高、抗弯性能好、成桩质量可靠、工程地质适应性强，施工文明、经济效益好等优点，被广泛应用于各类建筑物和构筑的基础工程上，如高层建筑、公共建筑、一般工业与民用建筑、港口、码头、水利、市政、铁路、公路、桥梁、及大型设备基础工程等领域。管桩产品的基本特点1）适应面广。适应于工业与民用建筑的承台桩基础，铁路、公路与桥梁、港口、码头、水利、市政、构筑物及大型设备等工程基础；2
2、）产品结构合理，品种规格齐全，供设计选用范围广。3）管桩混凝土强度高；4）桩身承载力高，抗弯性能好；5）成桩质量可靠。采用工业化生产，有成熟的工艺和完善的质量管理体系做保证，可在生产过程实施行之有效的质量控制；6）对地质条件适应性较强，由于桩身混凝土强度高，密实耐打，有较强的穿透能力，对持力层起伏变化大的地质条件有较强的适应性；7）运输吊装方便，桩接驳迅速。成桩长度不受限制；8）文明施工，现场整洁，不污染环境，符合环保要求，施工机械化程度高，检测方便，监理强度低；9）经济效益好。其施工周期短，效率高，回报快，施工现场简单，便于管理，可节约施工费用，单位承载力造价低，综合经济效益好。二、混凝土二
3、、混凝土 由胶结材料水泥和水、砂、石、减水剂等按照一定比例配制，经搅拌、成型、养护、凝结、硬化而成的复合固体建筑材料，称为混凝土（简称砼）。在混凝土中加入一定比例的钢筋所组成的混合物称为钢筋混凝土。1、分类： A、按流动性（稠度）分类干硬性混凝土10mm（坍落度） 塑性混凝土塑性混凝土10-90mm（坍落度）（坍落度）流动性混凝土100-150mm（坍落度） 大流动性混凝土160mm（坍落度）B、按密度分类：特重混凝土密度2700kg/m3重混凝土密度重混凝土密度 1900-2500 kg /m3轻混凝土密度1900 kg /m3C、按强度分类：普通混凝土：抗压强度 10-15MPa高强混凝土
4、：抗压强高强混凝土：抗压强度度6060MPa超高强混凝土：抗压强度100MPa2、混凝土的主要性能：混凝土的主要性能：A 拌合物的性能：如密度、和易性和易性、含气量、凝结时间、均匀系数、捣实系数。B 主要物理性能：如密度、密实度、抗渗性能、热工性能等。C 力学性能：如抗压强度抗压强度、轴心抗压强度、抗拉、抗折、抗剪、抗弯、粘结强度、疲劳强度等。D 混凝土变形性能和耐久性能：如弹性变形、收缩、徐 变、碳化、抗冻性能。三、三、原材料原材料： 建筑用砂 -GB/T14684-2011按产源分：天然砂（包括河砂、湖砂、山砂、淡化的海砂）和人工砂（机制砂、混和砂）规格（按细度模数）：粗（3.7-3.1）
5、、中（3.0-2.3）、细（2.2-1.6）三种类别：I类（宜用于C60混凝土；）、II类（宜用于C30-C60混凝土）、III类（宜用于C30混凝土）技术要求（我公司）：细度模数2.6-3.0mm。过粗料散，粘聚性差，易离析；过细用水量增大，流动性差且黏度增大，离心时不利于气泡的排出，影响砼强度。含泥量1%，含泥量大将增加用水量、吸附减水剂，影响砼和易性。建筑用卵石、碎石-GB/T14685-2011：（I类，选择质地坚硬、级配良好表面粗糙石灰岩、花岗岩、辉缘岩来配制PHC管桩）5-25 mm连续粒级，且不应超过钢筋净距的3/4；压碎指标值10%（体现岩石强度）；含泥量0.5%；针片状含量5
6、%。针片状过多、级配不好将影响混凝土强度，密实性、离心效果。通用硅盐酸水泥-GB175-2007 采用不小于42.5硅酸盐水泥、普能硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。我厂采用的水泥有：洋房P II52.5 R、海螺P II52.5 R水泥。预应力高强混凝土管桩用硅砂粉-JC/T950-2005 我司SiO290%，细度3.0%，比表面积420m2 / kg。磨细砂在初级蒸养阶段强度提高有所影响，但在进高压釜后，在一定压力及湿度条件下与Ca(OH)2反应形成水化硅酸钙甚至转化为一种托勃莫莱石，提高混凝土强度。混凝土外加剂-GB8076-2008 我司（萘系高效减水剂）：具有减水及增强
7、作用，改善混凝土的和易性、粘稠性。当在相同的砂、石配合比，相同的坍落度和强度要求，当掺有高效减水剂时，可明显的减少水泥用量；且能使水泥石中毛细孔变小，混凝土强度提高。用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉-GB/T18046-2008 主要成分 SiO2 ， Al2O3 ， CaO ；比表面积440 m2 /kg。我司所用矿粉级别为 S95 。钢材钢材 1、预应力主筋采用混凝土用钢棒，质量符合GB/T5223.3的规定。 达到以下指标则判定为合格： A、屈服强度1280MPa； B、抗拉强度1420MPa； C、伸长率7.0%； D、同时镦头蒸养后主筋抗拉强度1420MPa，镦头强度不得小于材料本
8、体强度的95%(1350MPa)； 2、螺旋箍筋宜采用冷拔低碳钢丝（b），其质量应符合 混凝土制品用冷拔低碳钢 -JC/T540-2006： 低碳钢热轧圆盘条- GB/T 701-2008JC/T540公 称 直径直 径 允许 偏 差（mm）公 称 横截面积级别抗 拉 强度 不 小于（MPa）断 后 伸长 率 不小于（%）反 复 弯曲 次 数不 少 于 （次）（mm）（mm2）40.0812.57甲级7002.54650乙级550250.1019.63甲级6503600乙级5502GB/T701牌号力学性能抗拉强度不大于断后伸长率不小于（MPa）（%）Q19541030Q21543528Q23
9、5500233、端板其质量符合先张法预应力混凝土管桩的用端板- GB/T 947-2005的规定（ Q235 B） 4、桩套箍及钢桩靴应采用可焊性及塑性良好，含碳量有保证的Q235钢板，其质量应符合碳素结构钢- GB/T 700-2006的规定。四、先张法预应力混凝土管桩制造工艺四、先张法预应力混凝土管桩制造工艺（一）（一）笼筋制作 1、螺旋筋冷拔2、钢筋定长切断 （ 1）、钢筋定长切断概述：即预应力筋的切断，是指将预应力混凝土用钢棒切制成定长的工序。切断预应力混凝土用钢棒可选自动定长切断机用冲剪头或砂轮切断。 （2）、主筋下料钢筋长度的计算方法 钢筋长度可采用计算法与经验法选定，最终经实验验
10、证后确定。选择钢筋长度时要考虑到： a、待制管桩长度。 b、镦头后缩短的长度，镦头长度缩短值见下表。 C、端头板沉孔尺寸，应考虑张拉时端头板凹坑与墩头背面间变形则服帖，一般取1mm。 d 、张拉时的伸长量，张拉时张拉应力为：钢筋抗拉强度的70%左右。因此要预扣张拉后伸长的长度。 e、钢筋放张后混凝土受压引起的钢筋收缩量，缩短量一般和管桩的规格有关。 主筋下料长度1514.9301413.9301211.9401110.950109.96098.96587.96576.98565.98554.99043.990备注：表中所列数值为参考值，实际值应根据每批钢筋的延伸率及模具情况作适当调整，但同批次
11、钢筋之间的偏差不应大于1-2mm。 公称直径公称直径（mm）镦头直径镦头直径D D（mm）镦头厚度镦头厚度H H（mm）7.113.014.05.56.59.016.517.56.57.510.719.020.08.09.0 3、镦头镦头 预应力筋的镦头是指将预应力筋头部镦粗的工序。主筋镦头是为能实施纵向整体预张拉。该工序常选用高频电热镦头机，按设计的程序由电脑控制自动进行。每班工作前先用短钢筋试镦，调节有关参数，按GY-05，表2镦头夹具端面与顶压头距离的规定调整，使镦头外形圆整，不歪斜，不开裂，才正式镦头。尺寸应符合下表规定： 注:镦头强度不小于材料本体标准强度95% 镦镦 头头 机机不同
12、直径钢筋镦头机参数调节 表1：镦头机温度与气压参数规 格（mm） 温 度（）夹具气压 （Mpa） 镦头气压 （Mpa） 7.11502000.470.40 9.0250左右0.540.47 10.7 3500.610.51公称直径（mm）夹具断面与顶压头距离S(mm)7.114.01.09.017.01.010.719.01.0表2：镦头机夹具端面与顶压头距离脱帽颈缩断头滚滚 焊焊 机机（二）、高性能混凝土混合料制备（二）、高性能混凝土混合料制备（1）电子秤秤量：水泥掺合料秤量误差不大于1%，水及化学外加剂秤量偏差不小于1%，粗、细骨料，秤量误差不大于2%。如果发现异常，应及时校称，及时查找原
13、因，天气变化、砂石含水率有大的变化，及时调整砂石含水率，对电脑参数准确输入，确保按下发配合比准确计量。（2）混凝土搅拌机采用星型式预制搅拌机、搅拌容量1.5m3。（3）搅拌机运转和使用注意事项 ：a、对机器应作详细的检查，熟悉各部分结构，并经试运转以了解机械性能、操纵开关的作用。b、电机启动及运转时发现不正常的声响，应立即按动“总停”按钮，停机检查。c、扳动气缸控制开关，观察各气缸及卸料门动作是否灵活、可靠，气路是否有漏气现象。d、被搅拌材料必须在机器正常运转后加入拌罐，严禁先将拌料加入拌罐后再启动。如遇停电情况，应立即打开卸料门，放尽拌筒内的拌合物，以防凝结。 e、被搅拌料的投入量不宜超过额
14、定容量的10。f、被搅拌的材料必须全部卸出后，方可加入新料。g、机器在运转过程中不允许进行检修和润滑操作，必须在主机完全停机和切断电源状态下，锁上电柜，由本人携带钥匙，才可进入机内。（4）搅拌混凝土方法：工厂据搅拌机原材料等摸清出最佳搅拌制度。其搅拌特点：a、搅拌叶片由多组搅拌臂组成，既有公转又有自转运动，搅拌叶片能覆盖整个搅拌区域，搅拌轨迹复杂（见附图），搅拌强烈、均匀。b、所有传动系统（含电机）置于搅拌罐上部，与混凝土完全隔开，便于拆卸维修，无卧轴搅拌机轴端漏浆问题，罐体内空间大，维护方便。搅搅拌拌曲曲线线图图预应力放张（三）清模（三）清模1、清底模（1）、工具介绍：铁铲、脱模剂、废机油或
15、柴油、扫把等。（2）、工序流程：拆模 吊桩 铁铲清理模边及头尾 管模上粘附余浆片及冷凝水 模边、头尾管模处、螺丝打油 喷洒脱模剂 装笼筋。（3）、注意事项：a、工作前须检查工具是否齐全，如缺失则应立即补齐，其次应 检查脱模剂的温度是附合要求、浓度是否按规定配用、喷枪是否正常等，如其中任何一项出现异常，应立即向当班负责人汇报。b、应将模边及槽沟的浆片清理干净，避免合模时高低不平而导致上下模之间出现间隙从而出现质量问题；模内的头尾处也应清理干净，以避免包箍变形及跑浆。c、模内的余浆片应清扫干净，这样可以避免废料改变砼料的和易性和影响桩身的外观质量。d、对于模内的粘皮及节桩处的余浆片要及时清理。2、
16、绑扎（1）、检查笼筋车间运来的笼筋有无松散现象，如有则应补绑。对于两端的螺旋筋23圈内必须予以校正均匀并绑扎好，同时保证最后一圈与镦头相距约45cm。（2）、同时散三根或以下的主筋，加密区散50cm以内，非加密区散1m内的没有绑扎的用于生产则判合格桩，同时散三根以上的主筋，加密区散50cm以上，非加密区散1m以上的没有绑扎的用于生产则判为“H”桩，超出“H”的则禁止用于生产，否则就是“HH”桩。 3、装头尾板 （1）、检查、清理a、对张拉头、头尾板是否均清理干净，同时涂上机油或柴油。b、张拉锚固螺杆有无弯曲及是否粘有废料等，对于存在问题的螺杆需及时更换，对于粘着的废料等要予以清理干净，同时涂上
17、润滑油。c、检查端头连接螺钉，如出现磨损过大或螺纹损坏，应禁止使用并予以更换。d、放置过久的模具再用时，应检查其是否锈蚀，严重的应禁止使用，轻微的应先除锈保养后再投入使用。e、检查模具内是否清理干净后再装笼筋，同时应检查笼筋是否有散笼、主筋是否平直、镦头大小是否合适、端面倾斜等质量问题，如有之则进行相应的处理，如果不能处理的应将问题及时反映给笼筋车间进行整改。4、清盖模1、工具介绍：铁铲、脱模剂、废机油或柴油、扫把等。2、工序流程：脱模剂的配置 铁铲清理模边及头尾处、模内浆片 清扫冷凝水 模头尾处打油 喷洒脱模剂。3、注意事项：a、工作前须检查工具是否齐全，如缺失则应立即补齐，其次应检查脱模剂
18、的温度是附合要求、浓度是否按规定配用、喷枪是否正常等，如其中任何一项出现异常，应立即向当班负责人汇报。b、应将模边及槽沟的浆片清理干净，避免合模时高低不平而导致上下模之间出现间隙从而出现因浆体流失，造成跑浆等质量问题，引起桩的耐打性差；模内的头尾处也应清理干净，以避免包箍变形引起跑浆，造成桩头耐打性差，打坏桩头现象。c、模内的余浆片应清扫干净，这样可以避免废料改变砼料的和易性和影响桩身的外观质量。d、冷凝水应用拖把拖净，以免改变脱模剂的浓度，从而防止桩身表面脱皮，严重的引起桩身粘皮现象。（四）、布料、抹浆、扫平车 1、工艺流程 清扫平车上的废料 检查笼筋等是否存在相关的质量问题 放挡板 布料（
19、先中间后两头再中间） 插料 抹浆 放挡浆草强 合模 清扫平车上的废料。（二）、工艺介绍a 、检查：2、布料：布料工序要求整体配合默契，砼料要布的均匀，合模正确，尽可能的缩短生产制作时间。因此在布料时，我们应注意以下几点：、检查模内的笼筋是否平直，螺旋筋是否松散，如是，则应进行纠正并补绑。将模内残留杂物清理，补齐缺失的螺栓、螺丝，并将漏清的浆片予以清除。、检查管模的温度，以避免高温（大于4550）所带来的砼料坍落度损失， 并引起桩身麻面的质量问题。如果是，则应稍微延迟开始布料的时间。、查看尾板是否贴紧管模，如果存在，则应进行补救。锁紧合模螺栓 张张 拉拉 机机（五）、合模后预应力张拉：钢筋标准强
20、度的（五）、合模后预应力张拉：钢筋标准强度的70%张拉张拉1、张拉工艺的作用、张拉工艺的作用 首先我公司采用的是先张法张拉工艺，通过张拉钢筋，人为的预先对结构使用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，构件承受外载荷后，此项预应力将抵消一部分或全部由外载荷所引起的拉应力，从而推迟裂缝的出现和限制裂缝的展开，提高桩本身的耐打性。 2、张拉机结构原理、张拉机结构原理 a、千斤顶构造 千斤顶由油缸、活塞、张拉杆、撑足、张拉头等组成。液压油通过油管进入油缸前腔，迫使活塞运动，带动张拉杆一同向后运动，油缸后腔油由另一油管流出，通过液压泵车的液压阀控制油压，可得到我们所需用的设计值后，操纵控制阀，使其稳定在设
21、定值，达到张拉控制预应力值的目的 b、液压油泵构造 油泵为二级变量的超高压电动油泵，由电动机、泵头、变量阀、组合控制阀、油箱小车、电气开关等组成。泵头系阀式配流，斜盘式轴向柱塞泵，设有两组柱塞副，当工作压力小于32Mpa时，两组柱塞副共同输出工作油液，公称流量为10L/min，当工作压力大于32Mpa时，由于变量阀的作用使一组柱塞副空载运行，油液流回油箱。只有一组柱塞副单独输出工作油液，公称流量为4L/min，最高压力为80Mpa。 组合控制阀由单向阀、节流阀、左、右截止阀、换向阀、进、出油嘴和左、右压力表等组合组成。 3、张拉机操作流程、张拉机操作流程（1）、首先要看清楚管桩的规格模号，并写
22、在张拉记录上。 （2）、将张拉机左右移动至管桩对应处，根据管桩的规格上下调节千斤顶的高度，保证千斤顶与长拉头对正扣好成一条水平线，不准成角度张拉，否则容易造成端板倾斜甚至拉断主筋。 （3）、不能提前张拉，必须在合模螺丝打完后再进行张拉，以免造成模具变形，损坏模具及影响合模困难，从而导致桩身弯曲、合缝跑浆、离心跳动等安全质量问题。 （4）、张拉时应控制油阀，使之运动平稳、缓慢进行，并应断续进行，至少停顿3次，因为钢筋在张拉时虽在弹性范围之内，但也会有较小的塑性变形，一次张拉到位不能够得到理想的张拉力，对钢筋强度也有所影响，预应力损失较大，降压回油时也应平稳无冲击，以保证预应力的损失最小化。操作时
23、如果混入空气，应将千斤顶空转2分钟排除气体。（5）、 张拉时，应使压力表值达到规定的数值，并且稳定荷载30秒，此举的目的也是为了尽量减少应力损失，如果张拉不够，即应力不足，会导致桩身出现环如果张拉不够，即应力不足，会导致桩身出现环裂的严重情况，并且桩长达不到要求。裂的严重情况，并且桩长达不到要求。 （6）、张拉完成后必须拧紧锚固螺母，防止降压，在可能的情况下减少垫片的使用量，因为垫片之间不可能连接的很紧密，存在缝隙的话即同样会造成预应力的损失。（7）、更换端板等情况要如实记录，以便出现问题查找原因，有可溯性。（8）、发生以下情况后要及时校验，故障排除后才可以再次使用： a、张拉时预应力主筋出现
24、连续断裂的情况。 b、千斤顶漏油。 C、压力表指针不能回到“0”刻度。（调换压力表）（六）、离心成型：1、分五个阶段：（1）低速阶段（2）低中速1阶段（3）低中速2阶段（4）中速阶段（5）高速阶段：高速离心密实过程（七）、蒸汽养护：分为：静停阶段；升温阶段1.5h（促使水泥水化反应加剧，升温过快易造成砼内部缺陷，对砼强度最终不利）；恒温阶段4小时左右（使砼获得规定的脱模强度一般控制在45-55MPa，在压蒸制度不变的情况下，一般凡脱模强度高，蒸压强度也高，放张时预应力损失也小一些）；降温阶段(带模养护直接开盖降温)。（八）、刷字、质检检验 1、工具介绍：毛刷和厚铁皮模版，其中模板由厚0.5mm
25、的铁皮刻成印字模板而成。 2、工序将模版置于距离桩身上表面一个刷字板的位置（离端头约1m），用蘸上墨汁的毛刷进行刷字。流程：先将毛刷蘸上墨汁 3、注意事项：a、印刷时应图表中的排列进行印刷 建 华 PHC AB 500 100 10 Z2班 GB13476 20080218（九）、压蒸养护： 1、升压阶段；恒压阶段；降压阶段；降温阶段。蒸压釜蒸压釜（十）、制品堆放。管桩堆放管桩堆放管桩堆放层数：300不宜超过9层，400不宜超过8层，500600不宜超过7层。每层堆放要平整，两端要整齐。最下面12层外侧要用木楔子塞住或用锁扣螺钉联接等措施防止滚动。管桩在起吊运输时，一般采用两头钩吊法，吊桩数量
26、执行吊机吊桩限量规定，装卸起吊应严格遵守轻放的原则，严禁抛掷、严防碰撞、严禁滚落。例题：1、由胶结材料水泥、硅砂粉、矿粉和水、砂、石、减水剂等按照一定比例配制，经搅拌、成型、养护、凝结、硬化而成的复合固体建筑材料，称为混凝土。“混凝土”一词通常可简称作“砼”。在混凝土中加入一定比例的 钢筋 所组成的混合物称为钢筋混凝土。2、钢筋骨架制作中，预应力主筋采用混凝土用钢棒，质量符合GB/T 5223.3的规定，达到以下指标则判定为合格：抗拉强度1420MPa，伸长率7.0%，同时镦头蒸养后主筋抗拉强度1420MPa，镦头部位的强度不得低于该材料抗拉强度的90%。3、骨架滚焊尺寸要求：加密区长度不得小
27、于2m，加密区螺旋筋间距为45mm5mm，非加密区间距为80mm5mm，最后一圈螺旋筋距端头4-5cm，松散的焊接点，也要绑扎固定。4、管桩按混凝土有效预应力值分为A型、AB型、B型、C型。5、管桩采用的骨料中的细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，细度模数宜为2.53.2之间。粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的有关规定。6、在混凝土的搅拌过程中，必须严格控制二次加水、严禁二次补加水泥。7、混凝土搅拌时采用二次投料法（裹砂裹石法确保拌和料的均匀性），布料时要按“先中间后两端再中间”的程序布料。8、先张法预应力
28、管桩生产过程中的主要重大工艺：拌和、张拉、离心、蒸养、蒸压、笼筋车间钢筋加工。9、蒸汽养护的四个阶段：静停、升温、恒温、降温四个阶段 ，（冬季）：时间一般5小时10分钟，恒温温度：902。夏季：时间一般4小时50分钟，恒温温度：（822）。10、管桩的型式检验项目包括混凝土抗压强度、外观质量、尺寸允许偏差、保护层厚度、抗弯性能等项目，必要时由双方协商，还可增加试验项目。11、我公司用管桩用笼筋主筋的名称为预应力混凝土用钢棒/PC钢棒，先张法预应力混凝土管桩最小配筋率不得低于0.4%，并不得少于6根。12、依据GB13476-2009的规定，先张法预应力混凝土管桩加密区长度为2m，加密区螺旋筋间
29、距为45mm5mm，非加密区间距为80mm5mm，最后一圈螺旋筋距端头4-5cm，松散的焊接点，也要绑扎固定。13、预应力主筋下料时，钢筋应清除油污，同根管桩中钢筋长度的相对差值：长度小于或等于15m时不得大于1.5mm，长度大于15m时不得大于2mm。误差过大将会导致同一根管桩主筋长短不一，主筋在张拉时每根钢筋受力大小不一致，容易造成应力集中，端板受力不均严重的会导致穿孔、变形、桩身弯曲等。下好料注意检查钢筋外表是否有缺陷，端面平整、无油污、严重擦伤等。14、管桩的施工方式有六七种之多，主要有锤击法沉桩和静压法沉桩。主要设备有柴油锤、液压锤打桩机和液压式压桩机（按施工方法可分为顶压式和抱压式
30、）。15、在预应力张拉工艺中，张拉力一般为钢筋标准抗拉强度的70%。16、外径300mm管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于25mm，其余规格管桩预应力钢筋的混凝土保护层厚度不得小于40mm。17、先张法预应力混凝土管桩的代号是GB 134762009。 18、管桩生产中最常见的质量缺陷有哪些？答：桩身合缝漏浆，端板倾斜，负壁厚（少料、偏心少料），桩身弯曲，外表面麻面、粘皮，内壁露石或坍落，套箍漏浆，套箍凹陷，断筋或脱头，灰斑，桩表面裂缝等19、简述管桩生产工艺流程？（14分）答：螺旋筋冷拔预应力筋下料 预应力筋镦头 骨架滚焊 桩套箍的制作 桩套箍的焊接 砂石备料 减水剂及水泥、水、掺和料准备 砼配料（送料） 砼布料（含合模） 预应力张拉 离心成型 常压养护 脱模放张、清模、装模 质检、标记印刷 压蒸养护 成品堆放 谢谢大家！谢谢大家！
