2023年度预制混凝土桩行业发展报告
文章来源:CCPA 预制混凝土桩分会 发布时间: 2024-07-14

一、行业发展现状

2023年,受房地产市场(1~12月全国房地产开发投资同比下降9.6%,其中,住宅投资下降9.3%)等因素影响,以及国家宏观政策的调整——从过度依赖基础设施和房地产建设的传统增长模式,加快转向高质量和可持续发展增长模式,大力发展新兴产业;城市建设从大规模拆建转为老旧房屋功能和节能改造、市政功能改造提升与景观生态形象美化,预制混凝土桩市场需求持续减少,尽管西北地区光伏项目集中建设,短期内光伏桩的需求短缺,仍改变不了预制混凝土桩产能过剩、总体需求减少的状况。据不完全统计,前三季度全国预制混凝土桩产量约3.8亿米(包括西北地区今年新增的光伏桩产量约2400万米)左右。由于冬季的来临、“能耗双控”政策的要求,一些企业面临季节性或临时性停产,预计第四季度产量环比还会有所下降。

1.产业现状

预制混凝土桩按截面形状可分为预应力混凝土管桩(包括预制混凝土薄壁钢管桩)、混凝土方桩(包括预制钢筋混凝土方桩、预应力实心方桩、预应力空心方桩等)、

预应力混凝土矩形桩、预应力混凝土竹节桩、预应力混凝土异形桩(包括扩大头桩、三角桩、六角桩、铅笔桩、外表面加肋桩、预应力混凝土U形板桩、预应力混凝土H形支护桩、离心法预应力混凝土六角空心支护桩等);按是否施加预应力可分为预应力混凝土桩(包括先张法预应力混凝土桩、后张法预应力混凝土桩)、非预应力混凝土桩(钢筋混凝土方桩)、部分预应力混凝土桩(有限预应力混凝土桩)等;按预制混凝土桩是否设置端板可分为有端板桩和无端板桩。近年来,企业研发了新型的预制桩机械快速连接方式,如即插式连接方式、弹卡式连接方式、抱箍式接桩方式等。截至目前,我国已成为全球预制混凝土桩产量最大、品种最多、规格最全、应用范围最广的国家。预制混凝土桩的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。

我国预制混凝土桩生产企业主要分布在长江三角洲地区、珠江三角洲地区、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。随着光伏在西北地区的推广应用,西北已成为了光伏桩生产的热点地区。截至2023年底,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。西北地区2023年新增光伏桩生产企业100多家,另有20多家在建或筹建),

设计总产能超过7亿米/年(含2023年新增和扩建的生产线),2023年实际产量不足设计产能的60%,产能过剩较为严重。

2.行业集中度

2022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、广东鸿业管桩有限公司、天津宝丰建材有限公司、广东宏基管桩有限公司、海通能源集团有限公司、广州羊城管桩有限公司、天津建城基业集团有限公司,前10强企业的年产量为2.6623亿米,约占总产量的70%,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简介

a.多个自动化生产线建成

随着预制混凝土桩生产装备的技术进步,多个骨干企业开始着眼于自动化、智能化的生产线改造或新建,目前全国已建成多条自动化生产线,通过智能生产装备投入和智能化改造,集成雷达模具识别系统、生产制造执行系统(MES)、仓库管理(WMS)系统、企业资源管理(ERP)系统、数据统一平台集成等工业软件以及新一代信息技术等,实现生产制造、物流仓储和质量控制的全流程智能化,可有效缩短研发周期、提升生产效率、降低运营成本、提高产品质量、降低能源消耗,实现生产、检测、验收信息全自动化,实现从传统工厂到“智慧工厂”的蜕变。

b.C105超高强管桩的应用

少数骨干企业设计开发的超高强管桩混凝土抗压强度值达到105MPa及以上,具有超过普通管桩产品的各项力学性能,同时由于其具有强度高,密实度高等特点,使得该产品具有超高的耐腐蚀性能,可适用于石化工程中具有高承载高抗弯要求的工程中,也可用于高桩承台工程。

c.机制砂在管桩混凝土中的应用与推广

全国预拌混凝土生产量大,加上天然砂资源的匮乏,机制砂在混凝土中使用越来越广泛,行业内多家企业使用机制砂替代天然砂在管桩混凝土中使用,通过严格控制原材料质量和配合比,保证了混凝土的和易性以及管桩产品的性能。机制砂来源广泛,便于生产,可降低生产成本,无需考虑环境破坏问题,符合可持续发展理念的要求,值得大范围推广应用。

d.聚羧酸减水剂在管桩混凝土中的应用与推广

聚羧酸减水剂作为一种高效的外加剂,在管桩混凝土中已经广泛应用。其主要作用在于优化混凝土的性能,提高混凝土的工作性、力学性能以及耐久性。具体来说,聚羧酸减水剂在管桩混凝土中的应用主要体现在以下几个方面:提高混凝土的流动性;降低混凝土的泌水率,提高混凝土的密实性和耐久性;延长混凝土塑性时间,有利于大直径管桩的布料工艺;提高与水泥的适应性等。在实际应用中,通过合理的设计和使用,聚羧酸减水剂能够在管桩混凝土中发挥出最大的效益,提高管桩混凝土的整体性能,确保管桩产品的质量。

e.节能养护工艺的使用

养护方式直接影响到管桩的质量、强度和耐久性,由于管桩生产节奏的特殊性,生产中通常采用常压蒸汽养护+高压蒸汽养护两道养护方式,因此,养护过程成为管桩产品生产中的重要耗能环节。为了节能降耗、降本增效,许多企业通过技术改进、工艺优化调整、严格控制原材料等方式,实现了免压蒸工艺、半免工艺、余热回收工艺等,在保证产品质量的前提下,降低能耗,减少环境污染,提高生产效率,同时也为碳达峰碳中和作出相应的贡献。

f.拓展新的应用领域

设计开发的光伏桩、U型板桩等产品,在光伏工程、水利支护工程中实现了应用,扩充了预制桩产品的应用领域;基坑支护工程中,混合配筋预应力混凝土管桩(PRC)、预应力混凝土空心支护桩(PCS)、连锁混凝土预制桩(CHPP)、矩形支护桩(PCR)等产品逐步应用,

此类产品具有优良的抗水平荷载能力,在基坑支护领域广泛应用;水利护岸工程中,离心U型板桩、PCS支护桩、连锁桩等,具有高抗水平荷载力特点,连续施工时可有效达到止淤、挡土的作用,其次,还有一些预制护坡、

预制排水槽等产品;静钻根植地热能源桩,将节能低碳的地源热泵换热器与环境友好的静钻根植工法相结合,形成了桩基内埋管的静钻根植地热能源桩,换热性能和耐久性能好,可实现桩基综合利用,为建筑绿色低碳发展开拓新的方向。

g.企业自主研发多种新装备

自制倒浆机:在设备上安装传感器,设定固定支撑时间,管桩离心后通过行车吊运至倒浆台上,设备自动完成倒浆工作,安装后不仅提高了工作效率,还保证了安全性能;翻模机:管桩模具上模,经常出现粘皮麻面现象,成为整个行业的质量通病,企业研发翻模机,将模具上模吊入设备上,启动电机,可轻易完成翻模工作,做后续清理工作;清模机:对粘模严重的模具进行打磨工作,需要对清理设备进行评估,部分钢丝刷或解除探头可能对模具本身造成不可逆转的损伤,企业自行研发设备,可在保护模具本身的前提下,迅速对模具进行打磨,提高效率;自动裙板压圆机:本设备压圆、焊接一体,成品质量稳定,操作便捷,效率高;采用“辅助喂料盖”进行喂料,优化工艺,设计出了“自落式冲击喂料设备”及“辅助喂料盖”进行喂料,实现低坍落度高速喂料,同时喂料流量实时可控,基本上不需要人工铲料;为了配合长模生产,设计了自动分桩拆桩平台,实现了多条管桩的自动分桩,便于管桩的拆模,设计了全自动拆张拉锚固板设备,实现了张拉锚固板拆卸收集管理;全自动液压合模机和拆模机采用液压传动,实现了螺栓的合模扭矩可控,螺栓无漏打,系统自动检测螺栓是否缺损并报警,对螺栓无冲击,无磨损,增强螺栓的使用寿命,设备损耗小,故障低,无噪声。

(2)企业技术中心建设情况

2023年,广东三和管桩股份有限公司被认定为广东省工程技术研究开发中心;

唐山宝丰管桩有限公司研发中心被认定为河北省工业企业研发机构C级;

天津建城基业集团有限公司被天津市认定为天津市企业技术中心;

广东鸿业管桩有限公司荣获“专精特精中小型企业”称号,是云浮市“高性能预应力管桩工程技术研究中心”,

2023年新增专利项目10项,有两个桩型产品成功入选“2023年广东省名优高新技术产品”名录;

浙江兆弟控股集团为国家高新技术企业,在“环渤海湾”“长三角”“珠三角”三大区域拥有下属和加盟企业30余家,荣获“中国建材200强”“中国民营建材100强”“中国最具成长性建材企业100强”单位。

(3)年度主要创新成果

宁波中淳高科股份有限公司生产的“非挤土植入式预制桩”被评为“工信部制造业单项冠军产品”。

天津建城基业集团有限公司的《复杂环境下TRD施工工法》《区段复式配筋预应力支护桩设计制作与施工工法》《软地区直斜+锚索无内撑复合支护施工工法》《软钻辅助桩墙沉笼施工工法关键技术》《一种地下连续墙电动刷器装置及其施工工法》《预应力壁体连锁桩施工工法》《复杂环境下等厚度水泥土搅拌墙关键技术及应用》等数项技术成果通过鉴定。

浙江兆弟控股集团快速螺锁式机械接桩技术、无挤土植入施工成套装备、异形截面预制桩技术和工业化生产线等成果,经四名院士专家鉴定认为达到国际领先水平;与浙江交工集团股份有限公司、浙江城市学院合作的“复杂环境明挖隧道长大深基坑变形控制与风险综合防控关键技术研究”荣获中国交通运输协会科技进步二等奖;与浙江数智交院科技股份有限公司、浙大城市学院、浙江交工集团股份有限公司等单位合作的“浙江省公路软基全寿命周期综合处治与智慧管控关键技术研究”项目荣获中国公路学会科学技术三等奖;与浙江理工大学、嘉兴学院共同申报并完成的“高性能预应力混凝土预制桩技术创新与应用”项目,获得了中国发明协会“发明创业奖创新奖”二等奖。

(4)年度制修订的新标准

2023年8月国家标准化管理委员会发布国家标准GB/T13476-2023《先张法预应力混凝土管桩》;

2023年8月中国工程建设标准化协会发布协会标准T/CECS1385-2023《预应力空心混凝土矩形支护桩技术规程》;

2023年10月中国建筑标准设计研究院发布国家建筑标准设计图集23G409《先张法预应力混凝土管桩》;

2023年12月工信部发布建材行业标准JC/T934-2023《预应力混凝土方桩》、JC/T888-2023《预应力混凝土薄壁管桩》;

另外,还发布了一些地方标准,主要有:福建省工程建设地方标准设计图集闽2023-G-01《先张法预应力高强混凝土管桩》;天津市混凝土行业协会图集《先张法预应力混凝土桩》、23ZG210《预应力高强混凝土空心方桩》、

DB33/T1016《先张法预应力混凝土管桩基础技术规程》;2023浙GT37《静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩》、2023浙GT36《复合配筋先张法预应力混凝土管桩》。

正在制修订标准有《预应力混凝土H形护岸》(计划号:2023-0278TJC)、《预应力混凝土实心方用端板》(计划号:2023-0279T-JC)、《光伏用预应力混凝土支柱》(2023-0639T-JC)、《混凝土制品用冷拔低碳钢丝》《产品碳足迹产品种类规则先张法预应力混凝土管桩》《绿色建材评价预制混凝土管片、桩》及地方标准或图集《福建省桩基础与地下结构防腐蚀技术标准》《ZC复合配筋先张法预应力混凝土管桩》《ZC静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩》《先张法预应力混凝土竹节管桩》《ZC静钻根植桩应用技术标准》等。

4.年度重要工程应用情况

2023年全年光伏发电新增装机1.6亿千瓦以上,预制混凝土桩被大量用于光伏项目中,如华电天津海晶100万千瓦“盐光互补”光伏项目、天津滨海新区龙源海晶盐光互补项目、天津国电电力海晶盐光互补一期项目、张北恒丰新能源有限公司50万平价上网项目、中广核文昌翁田100MW农渔光互补光伏发电项目、拓绿新能源浠水渔光互补光伏项目、麻城市多能互补百万千瓦新能源基地项目等,其中颇具代表性的鄂尔多斯杭锦旗库布200万千瓦光伏治沙项目使用管桩超过200万米(图1)。

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图1鄂尔多斯杭锦旗库布200万千瓦光伏治沙项目

轨道交通工程中应用了许多预制混凝土桩,代表项目有:珠海高栏港疏港铁路物流园、济南东绕城高速扩建项目、珠海市香海大桥西延线先行段工程TJ2标项目等。

公共建设项目中代表性的有:上海市嘉定区中医医院迁建工程、苏州太湖科学城南大教育园区项目、深圳市南山水厂扩建工程设计采购施工总承包(EPC)项目工程、上海浦东机场南区地下交通枢纽及配套工程、宁波市康养疗护中心项目、嘉定新城污水处理厂三期扩建工程等;工业项目中代表性的有:格联新能源储能电池(一期)厂房建设项目、华虹半导体制造(无锡)有限公司华虹制造(无锡)项目、汕头海上风电智慧能源四个一体化项目一期工程、瑞典阿特拉斯·科普柯工业压缩机业务研发制造中国总部桩基工程,其中浙石化4000万吨炼化一体化项目二期共使用管桩约800万米(图2)、天津南港乙烯项目共使用预制桩约180万米(图3)等。

海外项目代表项目有:印尼锦江集团园区项目、印尼磷酸铁锂项目、印尼青美邦园区项目等。

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图2浙石化4000万吨炼化一体化项目

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图3天津南港乙烯项目

二、行业发展主要存在的问题

1.常规预制桩生产线产能过剩

2023年,建材市场需求恢复速度总体较缓,供大于求的矛盾依然突出,预制桩市场特别是常规PHC管桩的需求明显减少,产能过剩较为严重。

2.业内同行无序竞争

由于市场竞争的加剧,个别企业通过价格战、不当手段等途径无序竞争,这种无序竞争有可能产生产品质量降低等不良影响,不利于行业的良性发展。

3.部分标准之间不协调、甚至相互矛盾,图集与标准不符

各种标准及图集大量发布实施,标准数量越来越多,在健全标准体系的同时也带来了部分标准之间不协调,甚至相互矛盾的问题;部分图集出现违反标准规定等问题。

三、行业发展趋势展望

预制混凝土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,预计未来预应力混凝土管桩的产量仍然会保持平稳增长,尤其是预应力高强混凝土管桩产品。但随着我国供给侧改革的大力推进、国家制定“中国制造2025”的发展战略以及国家节能环保政策的进一步实施,本行业企业未来更应该对现有产品、原材料、生产工艺、装备、工法等各个方面不断进行升级与改造,使产品更加多样化,材料绿色低碳化,生产工艺更加安全、高效、节能,不断提升产能利用率和自动化水平。

1.预制混凝土桩具有较强竞争力与广阔前景

随着管桩在高铁、大型桥梁、特高压等大型基础中的推广应用,大直径管桩的优势越发明显,直径600mm及以上大直径管桩应是今后发展的方向;除了用于建筑地基承重外,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,市场前景广阔;另外2024年全国能源工作会议预计,2024年新增风光装机将超过2亿万千瓦,在陆上光伏、海上光伏、陆上风电、海上风电领域,预制混凝土桩的用量将在短期内爆发性增长。

2.机械化、自动化、智能化发展进程加快

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、广东鸿业管桩有限公司、中淳高科余姚公司等为代表的自动化、智能化和数据化的工厂将不断涌现,2023年已经出现单线日产15000米以上的自动化、机械化程度相当高的企业,预制混凝土桩行业正在向中、高端制造业迈进,智能化的进程将会进一步加快。

3.创新应用是预制混凝土桩行业的出路

持续扩大预制混凝土的应用领域和应用场景,寻求在生产技术、材料、产品、工艺、环保节能等方面的创新,开发与具体工程相匹配的新产品、新技术、新工法是保持行业活力的必经之路。

4.加强行业自律,规范市场竞争

加强行业自律对于预制混凝土桩行业的良性发展和企业利益的维护具有重要意义。制定规则及要求并且监督执行,有效减少无序竞争行为,促进业内企业之间的良性竞争和共同发展。加强同行间的沟通交流将有利于推动行业的良性发展。健全企业间合作机制,加强企业交流,在交流中分享实践和成功案例,了解行业发展趋势和创新方向,合作开发新产品新技术,不断优化自身企业模式和战略决策。

5.低碳化是预制混凝土桩行业绿色发展的必由之路

“绿色”“低碳”是2023年两会期间热词。政府工作报告中提到“加快传统产业和中小企业数字化转型,着力提升高端化、智能化、绿色化水平”“推进煤炭清洁高效利用和技术研发,加快建设新型能源体系”,可见加快绿色转型的紧迫性和必要性。2020年12月,生态环境部发布《碳排放权交易管理办法(试行)》;2023年10月,生态环境部、市场监管总局联合发布《温室气体自愿减排交易管理办法(试行)》;2023年11月30日,生态环境部发布消息,《碳排放权交易管理暂行条例》的出台已到最后阶段,绿色低碳建筑工程碳排放标准的编制正在紧锣密鼓进行,政策与市场的倒逼,低碳化离预制混凝土桩行业越来越近。

6.进一步开启国际化新征程

发挥先进适用技术优势开拓国际市场,积极开展国际合作和对外产业投资,加强与国内已“走出去”的建筑和工程建设领域的大企业合作,共建共赢。各企业持续加强与国际同行组织和企业的交流与合作,打造具有国际影响力的国际技术创新论坛,持续推动产品进入行业“一带一路”推介技术产品目录。