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              2014預制混凝土樁行業發展報告
            1. 發布日期:2015-03-10      瀏覽次數:2406
              • 預制混凝土樁包括先張法振動成型預應力混凝土方樁、先張法離心成型預應力混凝土管樁、先張法離心成型預應力混凝土空心方樁和先張法離心成型預應力混凝土異型樁、預制高強混凝土薄壁鋼管樁、后張法離心成型預應力混凝土管樁、振動成型鋼筋混凝土方樁、板樁等,與混凝土電桿、混凝土管等傳統制品行業相比,預制混凝土樁可以算是一個新興的一個行業,得到快速發展不過20多年,與我國的基礎設施建設的高速發展同步。以下主要以離心成型預制混凝土樁(包括管樁、空心方樁、異型樁等)為例介紹相關的行業情況。

                ??一、行業現狀

                ??(一)企業數量和發展地域

                ??我國早在1944年就開始生產離心鋼筋混凝土管樁(RC樁);上世紀60年代,由于鐵路建設的需要,鐵道部豐臺橋梁廠研制開發了預應力鋼筋混凝土管樁(PC樁),并批量生產φ400和φ550的PC樁;上世紀70年代,由于港口建設的需要,原交通部三航局混凝土制品廠研制生產了大直徑的后張法預應力混凝土管樁(雷蒙特樁)。上世紀80年代后期,隨著原交通部三航局混凝土制品廠全套引進了日本PHC樁的生產設備和技術以來,我國逐步推廣生產先張法預應力高強混凝土管樁(PHC樁)。

                ??按照行業內專家提出的發展藍圖:“從廣東出發,沿海北上直至東北平原;從上海出發,沿江西進直至黃土高坡",經過20多年的快速發展,目前我國管樁的生產廠家已逾500家,分布在全國24個省市自治區(港澳臺除外)。據不*統計,主要為浙江(128家)、江蘇(92家)、廣東(68家)、山東(23家)、福建(23家)、上海(18家)、遼寧(18家)、安徽(17家)、天津(15家)、湖北(15家)、云南(13家)、四川(13家)、黑龍江(11家)、河南(10家)、陜西(10家)、湖南(9家)、河北(8家)、吉林(8家)、山西(6家)、江西(5家)、海南(5家)、廣西(3家)、內蒙古(1家)、貴州(1家)等,從規模和產能來說,大部分集中在浙江、江蘇、廣東、山東、福建5省。

                ??另外,離心混凝土方樁生產企業也迅速增加,目前約有40多家,主要集中在上海、浙江、江蘇,大部分為管樁生產企業同時生產離心混凝土方樁;預制高強混凝土薄壁鋼管樁生產企業也有數家,如:上海二十冶工程技術有限公司、國鼎(南通)管樁有限公司等;為滿足工程需要,一些管樁生產企業已開始生產異型樁,如:浙東建材集團、浙江天海管樁有限公司、云南盛達齒形樁有限公司等。

                ??(二)產品規格和全國產量

                ??經20多年的發展,我國預制樁的產品規格日趨豐富,搭配也更為合理,其中管樁的產品規格有:PHC樁和PC樁外徑系列300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、1000mm、1200mm、1300mm、1400mm十個規格,局部地區還少量生產350mm、450mm和550mm規格PHC樁和PC樁;PTC樁外徑系列300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm七個規格。生產和使用的PHC管樁單節長度zui長已達56m。

                ??預應力離心混凝土空心方樁規格系列有:250×250mm、300×300mm、350×350mm、400×400mm、450×450mm、500×500mm、550×550mm、600×600mm等;預制高強混凝土薄壁鋼管樁外徑系列有:400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm等規格。

                ??另外,還開發生產了竹節樁、齒形管樁、帶肋竹節樁、擴頭樁、六角樁、八角樁等異型樁。為了提高樁身的抗彎性能,增強抵抗水平力的能力,開發了部分預應力混凝土樁、矩形截面預應力混凝土樁、U型板樁、H型樁等,實現了樁基材料的多樣化,擴大了樁基材料的應用范圍。

                ??(三)生產裝備和原材料

                ??上世紀90年代前期,我國預制樁生產用主機、預應力鋼筋(PC鋼棒)、減水劑主要依賴進口,隨著國產化能力和機械裝備技術水平的提高,1995年以后,預制樁的生產裝備已全部實現了國產化,經過不斷改進,一些單機的技術性能也得到了提升,縮小了與國外裝備之間的差距。如:鋼筋定長切斷機、鋼筋鐓頭機、鋼筋骨架滾焊機、離心成型機、預應力張拉機等,并且已出口東南亞等國家,管樁鋼模已出口韓國、東南亞等國家。近年來,還開發了泵送喂料設備、自動吊具、自動清模機、自動噴涂脫模劑設備等裝備。

                ??PC鋼棒經過消化吸收,國產母材的質量穩定性和加工工藝水平有了長足的進步,目前國內已建有80多條生產線,*了我國管樁生產的需求,并且也已出口日本、韓國、東南亞等國家。減水劑的品種、質量和性能也*了我國預制樁生產的需要。

                ??(四)生產線工藝布置

                ??目前我國預制樁企業的工藝布置主要有三種:

                ??(1)雙跨及多跨橫向流水布置。雙跨橫向流水布置與日、韓上世紀80、90年代的基本類似(日、韓的一些老企業目前仍維持原有的布局,有些生產企業已改進提高),采用橋吊與地面車輛相結合的運輸方式,無倒流水工序,生產環境相對較安全。多跨橫向流水布置是在雙跨基礎上改進的,與雙跨相比,工序更合理、易實現機械化自動化。已有數十家預制樁生產企業采用多跨橫向流水機械化自動化生產線。

                ??(2)單跨橫向流水布置。全部采用橋吊的運輸方式,存在倒流水工序,橋吊之間需相互避讓,工人始終處在頭頂移動重載的環境下操作,生產環境的安全性較差。

                ??(3)縱向流水布置。全部采用橋吊的運輸方式,存在倒流水工序,生產環境相對較安全。

                ??(五)標準規范

                ??預制混凝土樁行業的標準化工作進展順利,經過行業內專家和技術人員的共同努力,已制定完成的標準有:

                ??GB13476-2009《先張法預應力混凝土管樁》、GB/T19496-2004《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》、10G409《預應力混凝土管樁》國家建筑標準設計圖集、JGJ 272-2010《預制高強混凝土薄壁鋼管樁》、JC/T2029-2010《預應力離心混凝土空心方樁》、JC/T2126.6-2012《水泥制品工藝技術規程第6部分:先張法預應力混凝土管樁》、JC/T2162-2012《預應力混凝土管樁安全生產要求》、JC/T2163-2012《混凝土外加劑安全生產要求》、JC/T605-2005《先張法預應力混凝土管樁鋼?!?、JC/T822-2003《水泥制品生產用離心成型機技術條件》、JC/T699-2012《水泥制品用鋼筋混凝土管鋼筋骨架滾焊機》、JC/T966-2005《預應力混凝土用鋼棒鐓頭機》、JC/T950-2005《預應力高強混凝土管樁用硅砂粉》、JC/T947-2005《先張法預應力混凝土管樁用端板》(正在修訂,已報批)等。

                ??正在制定的國家標準有《先張法預應力混凝土異型樁》(已報批)、行業標準《硅砂粉技術規程》(已報批)、《水泥制品用礦渣粉應用技術規程》(已報批)、《預應力離心混凝土空心方樁用端板》(已報批)等。

                ??另外,一些省市(如廣東、浙江、上海、江蘇、天津、云南、安徽、湖北、四川、山西等)也制訂了相應的地方圖集、管樁基礎施工規范。

                ??(六)新技術的應用

                ??1、磨細礦物摻合料和納米微珠超細粉的應用

                ??磨細礦物摻合料包括礦渣微粉、硅灰(粉)、磨細石英砂等。磨細礦物摻合料應用在水泥制品中不僅能等量取代部分水泥,降低生產成本,提高競爭能力;而且還能改善新拌混凝土的工作性,改善混凝土的內部結構,提高混凝土的耐久性和后期強度等;尤其是采用蒸養的管樁,應用磨細礦物摻合料(礦渣微粉)后,其配制的混凝土性能和技術效果優于自然養護下的混凝土性能,所以磨細礦物摻合料已在預制樁生產中普遍應用,并取得良好的技術經濟效益。

                ??納米微珠超細粉是由一種新型超微火山灰粉體材料經加工而成且具有連續粒徑分布的超細、具有正球狀的粉體產品,由于微珠有著連續且均勻的粒徑分布,粒徑一般在0.1mm至5mm之間,這使得混凝土級配在微觀層面上得到了*的優化,混凝土更加密實,強度更高,同時混凝土抗滲、抗蝕性能也得到極大的改善,和硅灰(粉)一樣,已用于免壓蒸生產管樁。

                ??2、節能技術的應用

                ??預制樁生產中的能源消耗主要體現在:各種機械設備正常運轉所需的電力能耗和蒸汽養護過程中的能耗。

                ??離心作業是預制樁生產中電力能耗的主要環節,近年來大力發展的變頻技術已在預制樁離心成型設備中得到廣泛應用,節省了30%左右的離心電耗,取得了非常顯著的技術經濟效益。另外,鍋爐鼓風機引風機的變頻控制系統、水泵的變頻控制、變壓器的諧波治理和無功補償裝置等已在管樁生產企業得到了應用,取得了明顯的節能效果。

                ??在預制樁生產中,PHC樁一般需經過二次蒸汽養護:常溫初級養護和高溫高壓蒸汽養護。高壓蒸汽養護的余汽利用,節能效果非常明顯,已有不少企業采用了以下措施:1)多條蒸壓釜之間高壓余汽的互通利用;2)蒸壓釜余汽互通利用后,釜內剩余低壓余汽通入常壓養護池利用;3)蒸壓釜內大量高溫冷凝水的余熱回收利用;4)將熱電廠低壓蒸汽人工升壓為高壓蒸汽,以滿足預制樁生產需要等等。

                ??再有,把熱能和電能結合起來綜合考慮,采用熱電聯產系統,不僅可以大大減少能耗,也符合國家節能降耗環保政策。將生產飽和蒸汽的煤爐改造為生產過熱蒸汽,過熱蒸汽沖轉汽輪發電機發電,大部分蒸汽做功后抽出,經減溫減壓后轉變為飽和蒸汽供應預制樁車間使用,同時產生的高壓電轉為低壓電送出,供應預制樁車間和燃煤爐系統使用,這樣就可以同時得到滿足預制樁生產要求的電源和熱能。熱電聯產項目已在一些預制樁企業得到很好的應用,非常值得借鑒和研究。

                ??3、免壓蒸技術的研究與應用

                ??長期以來,生產PHC樁主要依靠二次蒸汽養護:常溫初級養護和高溫高壓蒸汽養護,不但在較短的時間內使混凝土獲得了高強度(C80),而且縮短了預制樁的生產周期,可適當減小成品堆場占地的面積。但二次蒸汽養護能耗較大,設備投資和維護工作量也大,高壓蒸汽養護還產生大量冷凝水,不符合國家的節能減排政策,因此,管樁的免壓蒸生產技術得到了全行業的重視,業內專家和一些企業的技術人員對此開展了應用研究,采用“適當摻加礦物摻合料,選用新一代的高性能外加劑等方法,取消壓蒸養護,使預制樁混凝土強度在3~7天內達到C80",已取得很大進展,但用于大量生產還需進一步研究試驗。

                ??4、機械化、自動化生產線及其生產裝備的研究與應用

                ??近年來,由于性的金融危機及人工成本的提高,降低單位生產成本、降低一線操作工人的勞動強度和安全生產的呼聲越來越高。行業內開始了機械化、自動化生產線的探索研究,已有少數企業建成了機械化、自動化生產線,盡管還存在一些不夠完善的問題,但推動了行業的技術進步是不容置疑的。

                ??為了配合機械化、自動化生產線的需要,已研發出了泵送喂料設備、自動吊具、自動清模機、自動噴涂脫模劑設備等裝備,并正在逐步完善。這些裝備的應用,減輕了操作工人的勞動強度、減少了用工數量、改善了安全生產環境、提高了工效。

                ??5、植樁工法的研究與應用

                ??樁基材料的發展帶動了樁基施工工法的發展,現階段,我國的預制樁樁基施工基本采用錘擊法和靜壓法。錘擊法主要是用筒式柴油錘,用重型柴油錘將預制樁打下去,盡管預制樁特別是PHC樁耐打,但樁身會出現許多橫向裂紋,嚴重時還會出現縱向裂縫。同時,還存在噪聲污染、震動、擠土等問題,錘擊法主要適用于Φ600及以下的管樁。靜壓法主要采用全液壓靜力壓樁機,靜壓法雖解決了噪聲污染問題,但擠土問題仍存在,在抱壓施工時,夾具還可能將樁身損傷。靜壓管樁一般用的管樁直徑也不超過600mm,Φ600靜壓管樁下沉就相當困難,因為靜壓力沒有錘擊力來得大。這兩種施工工法對樁身的破損是不可避免的。所以,目前樁身承載力計算采用工作條件系數加以折減。

                ??為了解決上述問題,目前,行業內正在研發鉆孔植樁工法,通過鉆孔-擴頭-注漿-植樁的新工藝,將預制樁像種樹植樹那樣種植在地基中,可將Φ500~Φ1200的組合樁植入地基中,zui大深度可達90m,這種施工工法,可確保樁身完整無損傷,而且施工速度快,施工時無擠土效應、無噪音、無震動,樁端能做成擴大頭,承載力高,樁的外表面可以涂抹防腐劑,使樁的使用壽命長,耐久性好。這種施工工法將是今后的發展方向。

                ??(七)預制樁應用

                ??經過20多年的快速發展,我國管樁特別是PHC樁的應用領域已從當初單一的鐵路橋梁擴展到了工業與民用建筑(含構筑物)(如:上海世博會、上海航運大廈、廣州亞運村、南京奧林匹克會展中心、大亞灣核電站綜合會館、淮安萬達廣場、萬科東麗湖、天津摩托羅拉廠房、天津天管元通不銹鋼制品有限公司等)、公路(如:廣深高速、南京江六高速公路、滬寧高速拓寬工程、杭甬高速等)、橋梁(如:東海大橋、崇啟通道(上海段)工程II標項目、岳常高速、山汊磯大橋等)、港口和碼頭(如:外高橋舾裝碼頭、外高橋造船基地船塢、中船龍穴、上海外灘拓寬工程、洋山深水港一期碼頭等)、機場(如:上海浦東機場、廣州白云機場、澳門機場等)、鐵路和城市輕軌(如:上海磁懸浮、京津城際列車、武廣客運專線等)、城市高架道路(如:上海內環高架、南北高架等)、水利(如:杭州灣河道駁岸等)、市政、電力(如:華能電廠、遼陽紅陽熱電廠、華能風電等)等工程的樁基基礎。

                ??(八)存在問題

                ??1、原材料

                ??由于過度開采,天然的石、砂料越來越少,符合預制樁生產質量要求的越來越少,尤其是高品質的石、砂原材料更是稀缺,對預制樁的生產帶來了不利影響;鋼棒質量不盡人意,由于盲目擴產,追求高強度,部分鋼棒企業生產的鋼棒延性較差,容易發生脆斷,難以滿足預制樁的生產要求。

                ??2、專業技術人員匱乏

                ??經過20多年的快速發展,預制樁生產企業數量猛增,企業規模越來越大,而由于我國教育系統的改革,高校在專業設置方面做了重大調整,混凝土制品專業幾乎在高校絕跡,專業生的缺失,加上愿意去混凝土制品生產企業的學生少之又少,預制樁生產企業普遍缺少專業技術人員,尤其是既懂混凝土又懂混凝土制品生產工藝的專業技術人員,因此,一些預制樁生產企業存在技術力量薄弱、產品質量差的問題,亟待整改。

                ??3、基礎研究滯后

                ??雖然我國的預制樁產量(特別是管樁)處于世界,但還稱不上是預制樁生產技術的強國,20年來,我們只注重于擴大生產規模、推廣產品的應用、發展壯大行業,忽視了對預制樁內在性能的研究、耐久性能的研究,如:蒸壓與免蒸壓混凝土的性能差異、蒸壓對預制樁樁身混凝土耐久性能的影響、蒸壓與免蒸壓對保護層厚度的影響、保護層厚度對軸向承載能力的影響、鋼筋的預應力損失及其計算和檢驗方法、螺旋筋間距對預制樁承載能力的影響、有效預壓應力與樁身承載力的關系、施工方法對預制樁承載能力的影響等,以至于在一些技術規范、規程的制定中沒有話語權,不利于預制樁的持續健康發展。

                ??4、生產裝備

                ??目前,我國的預制樁生產裝備雖然已能滿足產品生產的要求,但裝備的精度、質量、自動化程度等與先進發達國家相比還有較大差距,有待進一步提高,如:鐓頭機對鋼棒的適應性不盡人意、鋼筋骨架滾焊機焊接骨架螺距的誤差不是很穩定、鋼筋切斷-鐓頭-滾焊之間的機械化-自動化程度不高、設備的外觀質量較差等。

                ??5、生產線

                ??經過20年的快速發展,我國預制樁行業的生產技術水平總體提高不大,仍然為勞動密集型行業,生產線的機械化、自動化水平有待進一步提高。

                ??二、發展趨勢

                ??我國預制樁行業發展20多年來,在行業內各位專家和有識之士的共同努力下,在學習*技術和先進經驗的同時,從原材料、生產工藝、節能養護、生產裝備、設計施工、檢測等技術領域都做了大量的技術再創新工作,取得了可喜的成績。

                ??(一)產品品種

                ??隨著竹節樁等異型樁、部分預應力預制樁的推出,新的樁型將不斷涌現,高承載(受壓、受拉、受彎、剪切等)能力的預制樁今后將得到大量應用。

                ??(二)生產技術

                ??研究開發新型原材料和生產工藝技術,優化混凝土配合比,在保證預制樁產品質量的前提下,降低生產成本,提高資源的利用率。

                ??(三)生產線

                ??以合理的工藝布置、運轉流暢的生產流程、用工數量少、生產環境安全、節能低碳、自動化-智能化的管控系統為特征的預制樁機械化-自動化-智能化生產線是預制樁行業的發展方向。

                ??(四)生產裝備

                ??與機械化-自動化配套的自動計量-攪拌系統、泵送喂料系統、快裝模具、快速裝拆模裝備、自動化節能養護系統、自動清模-噴涂脫模劑裝置、鋼筋自動切斷-送料-鐓頭-成籠系統、鋼筋骨架及鋼模自動輸送系統、自動吊夾具、生產過程自動化智能化的管控系統等的研發、完善、推廣應用,將使我國預制樁行業的生產及裝備技術水平發生質的飛躍。

                ??(五)節能技術

                ??變頻技術、免壓蒸技術、余汽余熱的利用、熱效鍋爐、太陽能等清潔能源、自動化節能養護系統等的研發、完善、推廣應用,將使我國預制樁行業從高能耗變為低碳*的行業。

                ??(六)應用技術

                ??我國地域遼闊,各地地質條件迥異,在選擇樁基材料時,應改變目前單一規格品種配樁設計的模式,在滿足建筑工程承載力(受壓、受拉、受彎、剪切等)的前提下,進行合理的優化組合配樁設計,既滿足安全和耐久性的要求,又節約樁基材料、減少工程投資。

                ??進一步開發、完善、推廣應用新型無損植樁工法及其施工設備,在滿足樁基承載要求和使用壽命的同時,實現無污染施工(無擠土效應、無噪音、無震動、無污泥排放)、縮短施工周期,降低施工成本,擴大預制樁的應用領域。

                ??我們堅信:在預制樁行業各位專家、學者、企業家們的共同努力下,在不久的將來,我國不僅是世界上預制樁的生產大國,也一定能成為預制樁的生產強國!

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