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预制混凝土桩行业发展现状与前景

点击数:822018-08-06 12:04:16 来源: 广东圣帕泰和科技有限公司

经历了前几年的“低谷”发展,2017年预制混凝土桩(尤其是管桩)行业迎来了一轮产销两旺的行情,全行业生产量再创历史新高。我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,在国家倡导绿色发展,环保节能产业政策强力推进,各地加大煤改气等政策力度的背景下,预制混凝土桩行业将何去何从?下面来听一听中国混凝土与水泥制品协会副秘书长、预制混凝土桩分会秘书长匡红杰的看法。


预制桩行业今年基本延续去年的行情,除了第一季度因春节较晚的影响外,预制桩行业发展总体较为平稳,第二季度以来,广东、浙江等省呈现了供不应求的市场行情,可以预见,今年的年产量基本维持去年的水平。但从行业规模上看,规模以上企业增速较上年明显放缓,各产品产量也在缩减,种种迹象表明数量增长正向质量增长转变。未来将持续以供给侧结构性改革为主线,推进行业高质量发展。


预制桩产品规格日趋丰富


上世纪50年代,我国开始研制生产离心钢筋混凝土管桩、无接头钢筋混凝土管桩、法兰式接头钢筋混凝土管桩,并且将离心钢筋混凝土管桩生产技术出口前苏联。60年代开发了直径Φ550mm的后张法预应力混凝土管桩,后又研制先张法预应力混凝土管桩(PC桩,法兰盘式接头)。70年代中国生产的先张法预应力混凝土管桩运销坦桑尼亚用于坦赞铁路建设,并在越南建厂生产先张法预应力混凝土管桩。80年代研制成功预应力混凝土管桩(PC桩,端板接头),引进日本先张法预应力高强混凝土管桩(即PHC桩)全套生产设备和技术,生产Φ600mm及以上直径PHC桩,国家标准《先张法预应力混凝土管桩》开始制定。90年代,GB13476-92《先张法预应力混凝土管桩》正式发布,并于1993年3月1日实施,“高强度预应力混凝土管桩”项目通过部级专家鉴定,研制成功管桩生产用钢筋骨架自动滚焊机。


进入20世纪后,预制桩技术飞速发展。2002年,开始研制先张法预应力离心混凝土异型桩。2003年,研制生产先张法预应力离心混凝土空心方桩。2004年,研制生产预制高强混凝土薄壁钢管桩。2008年,编制了国家标准图集《预应力混凝土管桩》。2011年4月,中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩分会成立。2012年以来,研究开发管桩自动化生产技术及其相关生产装备、新型桩基施工工法及其机具,不断开拓管桩的应用领域。截至目前,全国预制桩生产企业约450家,年产量3亿米左右(最高达3.5亿米)。


经过近30年的发展,我国预制桩的产品规格日趋丰富,搭配也更为合理。其中管桩的产品规格包括PHC桩和PC桩外径系列300mm、400mm及500mm等10个规格;生产和使用的PHC管桩单节长度最长已达56m;预应力离心混凝土空心方桩规格系列包括250×250mm、300×300mm及350×350mm等;预制高强混凝土薄壁钢管桩外径系列包括400mm、500mm及600mm等规格。此外,还开发生产了耐腐蚀桩、竹节桩、齿形管桩、带肋竹节桩、扩头桩、六角桩、八角桩等异型桩。为了提高桩身的抗弯性能,增强抵抗水平力的能力,开发了部分预应力混凝土桩、矩形截面预应力混凝土桩、U型板桩、H型桩等,实现了桩基材料的多样化,扩大了桩基材料的应用范围。

预制混凝土桩行业发展现状与前景

为适应不断发展的市场需求,预制桩新产品层出不穷。匡红杰向记者介绍,仿木桩是一种新型的混凝土预制桩,结合预应力混凝土管桩的成熟工艺,采用离心成型,承载力高,抗弯抗剪性能优越。以往河道岸坡景观整治中常使用木桩,不仅造成环境资源的大量浪费,而且不符合环保要求,同时使用寿命短、价格高,经济效益也较差。使用混凝土仿木桩,不仅环保美观、安全可靠,而且耐腐耐久。先张法预应力波浪桩是一种新型的预制护岸结构,主要适用于水利、市政、工业与民用建筑、港口、铁路、公路、桥梁等领域的边坡或护岸等支护挡土。波浪桩采用工厂化预制,离心成型、高温养护成桩。超高强混凝土管桩是通过在原有的C80管桩混凝土中添加自主研发的高性能掺合料,并调整离心、养护等工艺,使现有的管桩桩身混凝土强度等级由C80提升至C105~C125,不仅可解决管桩穿透密实砂层、粘土层问题,还可使应用在载体桩和劲性复合桩的管桩竖向抗压承载力得到大幅提升,节省了工程造价,在桩基础工程中更具明显优势。此外,预制混凝土桩新品还包括预应力混凝土板桩、混合配筋预应力混凝土管桩(PRC桩)、先张法预应力混凝土抗拔管桩、复合地基处理用混凝土劲性体、先张法预应力混凝土实心方桩及预制高强钢管混凝土管桩(SC桩)等。


材料工艺装备不断创新


预制桩产品多样化,规格日趋丰富,搭配更为合理……这些都离不开新材料的应用,工艺和装备的不断创新。据匡红杰介绍,预制桩生产经过近30年的发展,在制桩原材料方面也有很多进步。掺和料方面,预制桩生产从开始纯水泥作为胶凝材料生产,随着技术发展的需要,慢慢的掺加一些可以降低生产成本、提高生产效率、提升产品质量的矿物掺合料。例如磨细石英砂由SiO2含量大于90%的河砂或石英砂磨细而成。磨细石英砂对管桩混凝土的早期强度没有帮助,其必须在高温高压条件下才会与水泥水化生成的Ca(OH)2反应,生成水化硅酸钙,提高混凝土强度。近年来,工业废渣已引起行业技术人员的关注,以绿色环保为出发点,开展相关研究。试验发现,如脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等也能应用于管桩混凝土的生产中,但需要考虑其微膨胀性,经试验确定其掺量。


由于河砂资源的不断匮乏,一些厂家已经开始探索使用人工砂部分或全部替代河砂进行管桩生产。经生产实际证明,人工砂能够满足生产需求。现阶段,人工砂已得到大范围应用。人工砂资源广阔,可以使用石矿开采过程中产生的废料进行加工生产,同时控制含泥量、石粉含量和粒径等指标,满足使用要求。此外,淡化海砂也是潜在的替代河砂资源之一,海砂资源丰富,开采成本低廉。目前已有行业标准JG/T494-2016《建筑及市政工程用净化海砂》。


桩基材料的发展带动了桩基施工工法的发展,目前我国的预制桩桩基施工基本采用锤击法和静压法。锤击法主要是用筒式柴油锤,用重型柴油锤将预制桩打下去,尽管预制桩特别是PHC桩耐打,但桩身会出现许多横向裂纹,严重时还会出现纵向裂缝,同时,还存在噪声污染、震动、挤土等问题,锤击法主要适用于Φ600及以下的管桩。静压法主要采用全液压静力压桩机,静压法虽解决了噪声污染问题,但挤土问题仍存在,在抱压施工时,夹具还可能将桩身损伤。静压管桩一般用的管桩直径也不超过600mm,但Φ600静压管桩下沉相当困难,因为静压力没有锤击力来得大。这两种施工工法对桩身的破损是不可避免的,所以,目前桩身承载力计算采用工作条件系数加以折减。


匡红杰说,为了解决上述问题,目前,行业内正在研发钻孔植桩工法,通过钻孔-扩头-注浆-植桩的新工艺,将预制桩像种树、植树那样种植在地基中,可将Φ500~Φ1200的组合桩植入地基中,最大深度可达90m。这种施工工法,可确保桩身完整无损伤,而且施工速度快,施工时无挤土效应、无噪音、无震动,桩端能做成扩大头,承载力高,桩的外表面可以涂抹防腐剂,桩的使用寿命长、耐久性好。这种施工工法将是今后的发展方向。


“一带一路”倡议引领国际化


上世纪90年代前期,我国预制桩生产用主机、预应力钢筋(PC钢棒)、高效减水剂主要依赖进口,随着国产化能力和机械装备技术水平的提高,1995年以后,预制桩的生产装备已全部实现国产化,经过不断改进,一些单机的技术性能也得到了提升,缩小了与国外装备之间的差距,如钢筋定长切断机、钢筋镦头机、钢筋骨架滚焊机、离心成型机、预应力张拉机等,并且已出口东南亚等地,管桩钢模已出口韩国、东南亚等国家和地区。PC钢棒经过消化吸收,国产母材的质量稳定性和加工工艺水平有了长足的进步,目前国内已建有80多条生产线,完全满足了我国管桩生产的需求,并且也已出口日本、韩国、东南亚等国家和地区。


在东南亚、南亚基本上已经改变了过去韩日一统天下的局面,随着本国装备制造业的提升,正逐渐改变国外客户的看法。目前我国的制造水平与韩日基本差不多,不存在代差,甚至有些地方做得更好。在“一带一路”倡议引领下,龙头企业带头“走出去”,率先去东南亚、南亚等地建厂,我国的装备也已经输出国际市场。去年9月,中交印尼工业公司首批预制PHC管桩装船出运至印尼西加里曼丹岛中转库码头工程。首批管桩生产任务的顺利完成,标志着中交印尼工业公司管桩生产技术和设备已具备连续生产的能力,产品有能力在印尼甚至东南亚占领市场,取得领先优势。随着政策的延续,后续会出现更多中交这样的预制桩生产企业走出国门,走向世界。


对于预制混凝土桩行业未来前景及如何发展,匡红杰表示,预制桩产品在相当长的时间内仍具有较强的竞争力和广阔的市场前景。在他看来,应重点发展大规格、高承载性能、适应不同环境和工程结构要求的预制混凝土桩产品,优化预制混凝土桩基础结构设计,推广节能、环保、安全、高效的生产工艺及装备,扩大预制混凝土桩的应用范围。此外,压缩产能、生产工序机械化及自动化甚至智能化等都是预制混凝土桩行业下一步要做的重点工作。

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