笔者从事预应力混凝土管桩行业技术研发和技术服务已20多年，针对我国预应力混凝土管桩生产的现状，并结合自己的工作经验，提出了目前迫切需要开展技术创新的几个方面。
管桩生产线信息化管理技术
纵观我国早期从日本引进的管桩生产流水线，和对日本流水线进行消化吸收再创新研发的生产工艺装备至今，我国现有的500多家管桩生产企业管桩生产工艺技术和装备基本上仍停留在日本上世纪60～70年代的技术水平上。管桩各生产工序环节仍以单机运作为主，单机与单机之间的联系仍靠操作工人手工作业，没有开展单机与单机之间联动作业的技术开发，这样造成一条生产线所需的工人数量居高不下，客观上在工人工资大幅提高的今天，使劳动力成本在产品成本中所占比例不断提高，同时使这种劳动密集型产业仍主要依靠手工作业的产品品质的不确定性增加，产品质量难以满足建设工程的要求，同时大量重体力劳作造成企业工伤事故频发，使管桩成为建材行业的高危产业，影响行业的健康发展。
1996年，中国混凝土与水泥制品工业协会预制混凝土桩专业委员会组织专家考察日本时了解到，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、蒸汽养护温控仪、起重行车、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工作重点。目前我国已经具备研发管桩全自动生产控制技术和装备开发的实力。
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）管桩离心成型后的两次蒸汽养护过程中的能耗。
离心作业是管桩生产中电力能耗的主要环节，近年来大力发展的变频技术在管桩离心成型设备的应用，节省了30％左右管桩生产的离心电耗，被行业同仁们确定为一项高效节能技术，取得了非常显著的经济效益。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、空压机和卷扬机等开发推广应用，同样将大大节省电力的消耗，产生显著的经济效益。
在管桩生产中，传统的PHC管桩必须经过二次蒸汽养护：常温初级养护和高温高压蒸汽养护。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；高温高压蒸汽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，近年来生产蒸汽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，管桩在二次蒸汽养护过程中造成热能的低效利用，也是需要我们给予重视的一个问题。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汽养护池结构图，而早期的蒸汽养护池往往没有充分考虑节能环节，造成如下技术隐患：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、开裂和蒸汽泄漏；养护池壁过于单薄，池壁在管桩吊运过程中磕碰、破损、开裂，造成蒸汽泄漏；养护池盖的钢板破损，水蒸气进入保温材料，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，造成大量蒸汽无为泄漏；养护池内蒸汽管道着地放置，管道的通气孔被池内冷凝水堵塞，蒸汽出汽不畅，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。
在管桩高压蒸汽养护过程中，同样也存在改进的方面：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）将热电厂低压蒸汽人工升压为高压蒸汽，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、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见到应用，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，相信在管桩生产节能领域再次发挥出良好的效果。
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的大量废浆处理问题；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的废水处理问题；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工作，并取得了很好的经济效益。但是，离心作业过程中产生高分贝噪音，不仅严重影响生产操作工人的身心健康，同时还影响了工厂周围的人居环境。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时的离心机噪音隔音罩机构，苏州混凝土水泥制品研究院已经进行了消化吸收，但由于该装备安装后会一定程度上影响生产效益的提高，同时增加投资成本，所以一直没有在国内管桩生产企业中得到推广应用。
混凝土布料自动化技术
自1987年引进日本预应力混凝土管桩生产技术以来，我国管桩生产中，混凝土布料工艺没有进行大的改动，还是习惯采用一种方式是将装有新拌混凝土的布料车沿钢模方向作移动，同时将混凝土以自由落体运动，下放至钢模下半模喂料；另一种方式是采用固定式的输送混凝土的绞龙，随着放置下半钢模的平板小车的往返移动，将新拌混凝土布料到下半钢模中。
上述两种混凝土布料方式的特点是混凝土的布料情况可以实时观察，布料的多少可以随时监控，管桩两端的混凝土量可以根据需要适当添加，同时混凝土的工作性能情况也能及时反映。但是，这两种布料方式也存在很大的问题，操作人员偏多，操作人员的技术水平、责任心、协同作业等对管桩产品的质量影响较大，布料车、混凝土绞龙、平台小车等生产运输时，对人员的安全操作存在很大的隐患，特别是这两种布料作业方式，在实际作业时，会有一定数量的混凝土下落到平台小车或车间地坪上。若不及时清扫处理，很短时间内就会大量的堆积，同时造成混凝土材料的浪费。有些企业为了减少损失，将散落平台小车或车间地坪上的混凝土与其他新拌混凝土一起重复使用，但由于一些散落的混凝土已经部分硬化，对混凝土管桩的产品质量将产生严重的质量影响。
近年来，日本等一些发达国家已经将预拌混凝土的泵送技术应用到管桩生产中，并取得了非常好的效果。我国上海二十冶混凝土构件公司在2002～2007年研发预制高强混凝土薄壁钢管桩（注：非预应力）时，也采用混凝土泵送技术，完全可以满足生产要求，产品大量用于宝钢二期建设工程，该产品及生产技术获得上海市科技进步三等奖。
预应力混凝土管桩生产中混凝土布料采用泵送工艺技术，这是管桩生产技术发展的必然趋势，目前需要解决的是研发适应低塌落度（3～10厘米）混凝土的泵送机械，以及适应高速离心成型的高强混凝土的配制技术。
免压蒸PHC管桩生产技术
随着高减水率混凝土外加剂的研发和高活性混凝土掺合料技术的发展，免压蒸C80混凝土管桩生产已经成为发展趋势。聚羧酸减水剂的减水率达到25%～35%，与传统的减水剂相比，减水率大大提高，同时使用后的新拌混凝土的和易性、耐久性等也可以得到很大的改善，非常适合管桩生产应用。聚羧酸减水剂在日本建设工程的使用量已经达到60%～80%，混凝土制品中的使用也很普及。
越南潘武管桩有限公司是越南最大的管桩生产集团，该公司采用早强型的聚羧酸减水剂、用52.5号硅酸盐水泥，进行75℃左右6小时的恒温养护，生产免压蒸800～1200毫米的PHC大直径管桩，脱模混凝土强度达80兆帕,自然养护（越南胡志明市当地的气温30℃左右，湿度较大）3天后的混凝土强度可达90兆帕,完全可以满足工程施工的要求。
我国长江以南地区，平均气温较高，采用早强型的聚羧酸减水剂，使用52.5号硅酸盐水泥及高活性混凝土掺合料，完全可以采用免压蒸工艺生产出性能优良的PHC管桩。
聚羧酸减水剂的产品类型很多，研发国产化与管桩生产工艺相适应的早强型聚羧酸减水剂技术，是目前阶段需研发的关键技术。同时，在保证生产成本增加不大的前提下，高活性混凝土掺合料（不能全部采用高成本的硅灰掺合料）的研发也是急需的技术。
安全生产技术
近年来，我国管桩生产企业发生安全事故的频率不断增加，已经成为工业行业中的高危行业。大量的安全事故，不仅给当事人及家庭带来了极大的痛苦和巨大的损失，给管桩生产企业的正常生产造成很大的影响，同时，也给管桩行业的健康发展提出了严肃的命题。
管桩行业在安全生产方面主要存在以下几个方面的问题：1）工艺设计对安全隐患的考虑不够周到；2）一些企业对安全生产认识不足；3）安全管理机构设置不健全；4）安全管理方面的规章制度缺失；5）安全生产制度不落实；6）安全设施投入不足；7）重大危险源管理不完善；8）应急救援工作不到位。一些生产企业制定了安全生产的有关技术规定，但没有系统性，缺少规范性的操作标准；不少新建的管桩生产企业还没有建立安全生产的相关制度，给管桩行业的安全生产带来很大的隐患。
对已经发生的管桩生产安全事故分析可见，既有人的不安全因素，也存在物的不安全因素、环境的不安全因素和管理的不安全因素，但是对于管桩生产，生产设备的不安全状态是安全事故发生的主要隐患。
生产线设计的高效能技术
目前，我国管桩生产线设计主要采用两种工艺布局：纵向流水作业和横向循环流水作业。从实际投入产出情况分析，纵向流水作业布局需要的建筑面积较小，车间内行车吊运的频率较少，车间的作业空间相对较小，安全事故隐患较大，但若管理得当、各工种协调有序的话，这种生产布局的产能较大；相比之下，横向循环流水作业布局需要的建筑面积较大，车间内行车的吊运频率较大，安全事故发生的概率较低，但若管理不当、各工种协调不好的话，产能将下降。上述两种方式各有利弊，研发具有安全可靠、高产能、自动化程度高、用工少等特点的管桩生产工艺流水线是我国管桩技术人员今后的工作重点。
宁波市一中管桩有限公司经过10多年的探索，在大量研究开发的基础上，结合大直径管桩生产特点，独创性开发了利用26米以上的长钢模一次性生产2～3节管桩的生产工艺，同时将废浆循环利用、安全生产技术等完美结合，生产线具有产能高、无废浆外排、安全事故少、清洁生产、用工少、建筑面积小等特点，生产线总体水平达到国内首创、国际领先的水平。该公司申报了20多项发明专利和实用新型专利，大部分已经授权。同时，2009年该公司还是国内首家通过安全认证的管桩生产企业。
多组分混凝土掺合料在管桩生产中的应用开发
与普通混凝土生产中使用多组分掺合料技术一样，管桩生产中多组分掺合料技术的应用，不但可以减少优质高标号水泥的用量，同时可以改善管桩用混凝土的性能，利用工业固体废弃物，降低管桩的生产成本。
近年来使用的单组分混凝土掺合料有：硅砂粉、粉煤灰、矿渣微粉、硅粉等，单组分掺合料一般掺量在15%～35％，具体与掺合料的活性、蒸汽养护、制品类型等相关，但由于硅粉价格昂贵，在管桩生产中几乎没有实际应用。复合掺合料有：硅砂粉－矿渣微粉、粉煤灰－矿渣微粉、粉煤灰－硅砂粉等，可以等量替代优质高标号水泥40%～60％，目前已经在一些企业中获得良好的应用，取得显著的经济效益。
但是，多组分混凝土掺合料在管桩生产中的应用开发，常常带来混凝土技术的另外一个问题———单位立方混凝土中水泥用量小于标准要求的300千克/立方米。混凝土中过少的水泥用量，将难以保证混凝土的碱度，pH值小于标准规定的最小值，将对混凝土中钢材的长期耐久性产生严重的不利影响，如何确定管桩用离心混凝土的最小水泥用量，也将是一个需要开展的基础理论课题。
人工砂替代河砂生产管桩的应用技术
随着建筑工业技术的发展，河砂等自然资源不断减少，河砂的市场价格高居不下，管桩生产成本不断上涨；采用人工砂替代优质河砂生产管桩将是技术发展的必然。日本等国家早就开展人工砂生产应用技术，我国自1998年起对石屑（也称石粉）代替优质河砂生产管桩就有研究，并在工程中得到很好的应用。
人工砂应用技术目前主要表现为混凝土强度指标，但对人工砂替代河砂后的混凝土耐久性，特别是混凝土的抗渗性等研究迫切需要行业技术专家进行系统研究。
