一、行业发展现状
2022年,受新冠疫情持续影响,尤其二季度以来,受房地产资金(1-11月全国房地产开发投资同比下降9.8%,其中,住宅投资下降9.2%)、国内疫情多点散发、自然灾害、原材料涨价等因素影响,预制混凝土桩市场需求减少,预制混凝土桩产量持续下滑,据不完全统计,2022年全国预制混凝土桩产量超过4亿米,较去年同比下降约14%。
1.产业现状
预制混凝土桩包括采用离心工艺成型的预应力混凝土管桩、异型桩(含竹节桩等)、空心方桩和采用振动工艺成型的混凝土方桩(含预应力和非预应力、实心和空心方桩)、支护桩等。据不完全统计,截止2022年10月底,全国共有预制混凝土桩生产企业约上千家(其中采用离心工艺生产的企业500余家),生产企业遍布全国除港澳台以外的26个省市自治区,设计总产能超过7亿米/年(含2022年新增和扩建的生产线),实际生产量约占设计产能的60%,产能过剩较为严重。应用领域包括工业与民用建筑、市政、桥梁、铁路、公路、机场、港口码头、水利、电力等。
近几年,采用离心工艺生产的企业中,已有相当数量的企业已逐步对原有生产线实施了机械化、自动化改造,取得了明显的成效,近两年新建的预制混凝土桩生产企业基本上均采用机械化、自动化生产线。
目前,我国的预制混凝土桩生产企业主要分布在珠江三角洲地区、长江三角洲地区、环渤海地区等经济发达地区,以广东、江浙一带以及湖北最为密集。
2.行业集中度
2021年我国预制混凝土桩产量排名前十的企业分别是建华建材(中国)有限公司、广东三和管桩股份有限公司、宁波中淳高科股份有限公司、江西抚州中恒管桩有限公司、广东宏基管桩有限公司、广东鸿业管桩有限公司、天津宝丰建材有限公司、广州羊城管桩有限公司、海通能源集团有限公司、天津建城基业集团有限公司,前10强企业的年产量为3.1717亿米,约占全国总产量的65%,行业集中度较高。
3.科技创新情况
(1)本年度行业技术进步情况
预制桩生产线机械化、自动化装备经过多年的不断持续改进和完善,本年度有了全新的发展,以广东三和管桩股份有限公司江门子公司的“预应力混凝土管桩智能生产线”为例:该生产线由全自动喂料机、全自动合模机、全自动张拉机、全自动校平机、全自动拆模机、全自动放张机组成,采用伺服控制系统、西门子PLC控制系统 、电子称重与行走算法控制系统、液压自动控制系统、气动控制系统、电源系统和安全防护系统等组成,各设备具有识别不同型号的管桩规格,并自动调整相应的位置及技术参数,独立完成该工序的工艺操作要求。
生产线特点:
①该生产线是一条智能生产线,各工序实现全自动控制,提高了生产效率,减少生产的成本。
②生产线可适配生产管桩的范围广,接收上游数据后能自动调整至配套型号的参数,实现全自动化完成此工序的所有作业操作,并可与下工序的实现信号互连。
③生产线采用电子称重与行走伺服电机算法控制系统,通过二次搅拌装置下料,使混凝土布料均匀,不溢料,不胯料,提高了产品的质量。
④生产线采用液压与气动控制系统相结合,配备大吨位千斤顶PC钢筋张拉,并能自动保存张拉相关数据,安全可靠。
生产线核心优势:
①整条生产线可以整体配置,也可以任选其一部分,根据客户实际需求进行扩展定制。且集PLC、传感器、伺服驱动等现代最新工业元素于一身,可实现高效、精准、实时监控等功能。
② 该生产线高效、智能的生产方式是对传统劳动力密集型生产方式的一种颠覆,能够帮助客户大幅度提高生产效率、提升产品品质;降低人工成本、规避工伤风险;实现按需生产、快速交货,从而达到现代企业精益生产的目标,实现管桩加工的整套智能化解决方案。
(2)企业技术中心(国家级、省市级、行业级)数量
目前,预制混凝土桩行业共有国家级企业技术中心1个(建华建材(中国)有限公司技术中心),省市级企业技术中心5个(苏州混凝土水泥制品研究院有限公司的江苏省高耐久混凝土工程技术研究中心、建华建材(中国)有限公司的江苏省管桩制备工程技术研究中心、广东三和管桩股份有限公司的广东省企业技术中心、宁波中淳高科股份有限公司的浙江省企业技术中心和省级高新技术企业研究开发中心),行业级企业技术中心4个(建华建材(中国)有限公司的混凝土与水泥制品行业工程建设预制混凝土技术创新中心和预制混凝土绿色低碳研究中心、近海公路建设与养护新材料技术应用交通运输行业研发中心、宁波中淳高科股份有限公司的建筑材料行业混凝土预制桩工程技术中心)。
(3)年度主要创新成果(鉴定的成果)
①建华建材(中国)有限公司完成的《高性能预制桩成套关键技术研发与应用》通过中国建筑材料联合会、中国硅酸盐学会的认定,获得建筑材料科学技术二等奖。
②天津大学、天津建城基业集团有限公司完成的《基坑工程倾斜桩无支撑绿色支护技术》通过中国建筑业协会的认定,被评为年度十大技术创新项目。
③江苏海恒建材机械有限公司、江苏汤辰机械装备制造股份有限公司两家预制混凝土桩装备制造企业入选中国建材机械工业协会《2022年中国建材机械行业20强》及《各专业龙头企业》名单。
④江苏巨威机械有限公司的JWY1200海洋工程大吨位智能液压打桩锤通过江苏省工业和信息化厅的认定。
⑤由浙江大学建筑设计研究院有限公司、宁波中淳高科股份有限公司等单位完成的《新型预制桩关键技术研究、标准化及工程应用》项目通过浙江省建设工程造价管理总站和浙江省建设科学技术奖奖励工作办公室的认定,获得2022年度浙江省建设科学技术二等奖。
⑥由浙江鸿翔建设集团股份有限公司申报的《预制桩桩顶机械连接施工工法》、杭州建工集团有限责任公司申报的《预应力管桩桩孔清理施工工法》、晟博建设工程有限公司申报的《超长大直径PHC斜桩插打同步纠偏施工工法》、浙江鼎元建设有限公司申报的《预应力桩基应力释放孔+土地面应力泄压槽施工工法》通过浙江省住房和城乡建设厅的认定,被评为2022年浙江省省级工法。
⑦建华建材(中国)有限公司完成的《工业固废大掺量制备装配式预制结构构件技术》项目经鉴定成果水平达国际领先。
(4)年度制修订的新标准
提升产品质量,标准先行。2022年度预制混凝土桩行业制修订的新标准有:由苏州混凝土水泥制品研究院有限公司负责、预制混凝土桩行业企业参与编制的国家标准《先张法预应力混凝土管桩》(标准号:GB/T 13476),2022年6月24日通过了全国水泥制品标准化技术委员会组织的专家审查,目前已经完成标准修订报批工作,并进入批准阶段;由嘉兴学院负责、预制混凝土桩行业企业参与编制的行业标准《先张法预应力混凝土薄壁管桩》和《预应力混凝土实心方桩》正在修订,目前已完成标准送审稿;国家建筑标准图集《预应力混凝土管桩》10G409正在修订,目前已完成送审稿;中国混凝土与水泥制品协会标准《预制混凝土桩生产设备技术要求》T/CCPA 32-2022(T/CBMF 174),2022年4月发布、2023年8月11日实施;中国混凝土与水泥制品协会标准《桥梁工程用预制混凝土管桩技术规程》T/CCPA 37-2022(T/CBMF 193),2022年7月发布、2023年11月14日实施;中国土木工程学会标准《根固混凝土桩技术规程》(T/CCES 35-2022),2022年8月发布,2022年11月1日实施。这些标准的制修订和实施,对提升预制混凝土桩的产品质量,保障桩基工程的质量和使用寿命,具有重要的现实意义。
发布实施的标准还有:由浙江永安工程机械有限公司等单位负责修订的国家标准《冲击式打桩机 安全操作规程》(GB/T 13749-2022),2022年10月发布、2023年5月1日实施,该标准适用于冲击打桩锤(包括柴油打桩锤和液压打桩锤)与桩架、起重机、工程船舶等所组成的冲击式打桩机,标准的实施对于提高冲击式打桩机的产品质量和性能,保障施工安全有着十分重要的意义;由苏州混凝土水泥制品研究院有限公司负责、预制混凝土桩行业企业参与编制的行业标准《绿色设计产品评价技术规范 预制混凝土桩》(JC/T 2737-2022),2022年10月发布,2023年4月1日起实施,该标准适用于指导预制混凝土桩企业的绿色设计产品评价,标准的实施对预制混凝土桩行业绿色发展和绿色制造水平的提升具有重要支撑作用;由嘉兴学院负责、预制混凝土桩行业企业参与编制的行业标准《预应力混凝土实心方桩》(JC/T 2723-2022),2022年10月发布,2023年4月1日实施,标准的实施对规范预应力混凝土实心方桩行业的高质量发展起到支撑作用;由中交第三航务局工程勘察设计院有限公司等单位负责修订的《水运工程桩基设计规范》(JT/S 147-7-2022),2022年11月发布,2023年1月1日实施;由中国建筑科学研究院有限公司等单位负责修订的中国土木工程学会标准《低预应力预制混凝土耐腐蚀实心方桩技术规程》(T/CCES 32-2022),2022年3月16日发布,2022年6月1日实施;江苏省地方标准《预应力混凝土空心方桩基础技术规程》(DB32/T 4285-2022),2022年6月13日发布、2022年12月1日实施,等等。
4.年度重要工程的应用情况
2022年预制混凝土桩在建筑、光伏、石化、交通、铁路、钢铁项目中持续发挥重要作用,有代表性的工程有:中广核广东台山深井一期渔光互补光伏发电项目,广州发展台山渔业光伏产业园三期300MW项目,孟加拉达卡100MW-DSEPL光伏项目,使用300管桩约18万米;海南逸盛石化有限公司PTA二期项目、PET四期项目,浙石化4000万吨炼化一体化项目二期,使用500-125管桩约45万米;中山翠亨新区起步区科学城片区配套市政路网建设工程项目,广州白云东平地铁站综合开发项目,使用400、500、600管桩产品约10万米;宝钢东山基地项目,使用500、600管桩约5万米;合新高铁安徽段站前二标项目经理部二分部五河高铁站项目所需30万米的管桩已经打入24万米,累计打入管桩12000根;赣江下游尾闾综合整治工程全面进入船闸和泄水闸桩基施工项目中,整个工程管桩总长达58万米;平益高速南阳湘江特大桥在湖区首次大面积使用桥梁装配式预制管桩,保护洞庭湖区生态;连云港碱业公司搬迁升级改造项目开工起,项目动用16台桩机,6台挖机,7台吊车等大型机械进行桩机基础施工,截至12月初,打桩已完成67个单体的桩基工程,总计12523根、319760米,大约完成桩基工程施工量的83.05%;合枞高速建设项目中,全长5650米的桩板式路基施工完成,其中的关键就是要控制桩板路基管桩快速准确地打入,这直接决定整个工程的品质和稳定性,这种新工艺的广泛推广,对有效缓解传统以地和土为主体建造公路的经济性和适用性方面的问题,而且取消了传统路基的放坡宽度,将更大节省征地面积,为我国未来路基施工全部进入标准化、模块化、工厂化作业模式提供借鉴经验,同时,还具有改善作业环境、降低劳动强度、提升绿色能效等良好的应用前景;中铁大桥局京港澳改扩建工程5标首个承台混凝土浇筑完成,承台基础采用预制管桩基础,共计12根桩,分三组规则排列,每个小承台对应4根预制管桩;焦平高速焦荥段第二经理部预制管桩试桩顺利进行,标志着标段预制管桩即将迎来大面积施工,加快焦荥项目施工进展。
二、行业发展存在的主要问题
1.离心工艺法生产预制混凝土桩经过近30年的快速发展,全国已经有500余家生产企业,各类生产线近千条之多,重复建设致产能过剩严重,由于设计更加合理、设备自动化程度越来越高等原因导致新建生产线的产能越来越大,加大了产能过剩程度。
2.由于市场竞争的需要,各种“新型”桩型不断开发并应用,其中确实有经过研发验证的可靠新桩型,但也有部分滥竽充数,夸大其产品性能,为工程的安全埋下隐患。
3.各种国家、行业、地方、团体、企业标准及图集大量发布实施,标准数量越来越多,但是未形成系统的标准体系,部分标准的实用程度较低,造成了很大的浪费。
三、行业发展趋势展望
1.创新应用是预制混凝土桩行业的出路。预制混凝土桩在我国高铁建设、大型水利、超高层建筑等国家重点项目中的表现尤其引人注目,这些领域中,大直径管桩的优势越发明显,直径600mm及以上大直径管桩仍是今后发展的方向;除了用于建筑地基承重外,光伏、基坑支护、地基处理、河道护理等领域应用的功能性预制混凝土桩也得到越来越多的应用,持续扩大预制混凝土的应用领域、开发与具体工程相匹配的桩型是保持行业活力的必经之路。
2.企业集团化(规模化)仍将是预制混凝土桩行业的发展趋势。大型企业为增强企业的竞争力和生存能力,不断扩张布局生产基地、兼并收购中小企业,加剧了市场竞争,企业间的兼并重组将成为常态,集团化将成为企业发展壮大、提升竞争力的趋势。
3.随着机械化、自动化预制桩生产线装备的持续改进和完善,以三和江门子公司为代表的自动化、智能化和数据化的工厂将不断涌现,预制混凝土桩行业正在向中、高端制造业迈进,预制混凝土桩行业生产从机械化、自动化逐步发展成智能化的进程将会进一步加快。
4.实现碳达峰、碳中和目标,绿色低碳是使命。近三年来,百年变局和世纪疫情相互叠加,预制混凝土桩发展也面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。在此背景下,预制混凝土桩行业迈向高质量发展的步伐依然坚定,绿色、低碳、智能化等发展理念深入人心,全行业正在加快重构产业发展的新格局。
5.国际上新冠疫情形势仍然很严重,我国仍面临疫情冲击波的严峻考验,预制混凝土桩企业需高度警惕,要生产、防疫两手抓,在“双循环”中寻觅机会、开拓新市场,在贯彻绿色发展理念中不断创新、解决新难题,择机把握国内国际两个市场,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
6.高质量发展是目标。2021年10月26日,国务院发布了《2030年前碳达峰行动方案》(以下简称《行动方案》),在《行动方案》的“推动建材行业碳达峰”章节中,醒目地出现了“加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用”的要求,从降低单方混凝土胶凝材料用量、提高单位产品使用年限、开发新型施工工法等维度着手,开发适应低碳、绿色的预制高性能混凝土桩型及与之配套的工法迫在眉睫。