混凝土管桩行业分析报告Word文档格式.docx
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二、行业发展简介
1、桩的种类
桩基础是用承台或梁将沉入土中的桩联系起来,以承受上部结构荷载的一种常用的深基础形式。
当天然地基土质不良,不能满足建筑物对地基变形和强度方面的要求时,常常采用桩基础将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较大的土层上,以保证建筑物的稳定和减少其沉降量。
同时,当软弱土层较厚时,采用桩基础施工,可省去大量土方、支撑和排水、降水设施,一般均能获得良好的经济效益。
因此,桩基础在我国建筑工程中尤其沿海浅层土质不良地区以及施工难度较大的水工项目中得到广泛应用。
桩基础示意图:
桩作为桩基础的重要组成部分,惯常的分类主要有以下几种:
(1)按桩身的材料不同可分为:
木桩、混凝土桩、钢桩、砂石桩、灰土桩等,其中混凝土桩在我国建筑工程中的运用最为广泛。
混凝土桩按外形分为管桩和方桩、按使用钢筋与否分为混凝土桩和钢筋混凝土桩。
钢筋混凝土桩又可按使用的钢筋材料与制作工艺分为非预应力混凝土桩(一般为现场灌注桩)和预应力混凝土桩(预制桩)。
(2)按桩的使用功能不同可分为:
竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平荷载桩、复合受力桩。
(3)按桩直径大小不同可分为:
小直径桩(Φ≤600)、大直径桩(Φ>600)。
(4)按桩的制作工艺可分为预制桩和现场灌注桩。
预制桩是在工厂或施工现场预制成各种材料和形式的桩,而后用沉桩设备将桩沉入土中。
现场灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔,然后在孔内灌注混凝土(或钢筋混凝土)。
现场灌注桩的沉桩方法有;
沉管灌注法、钻孔灌注法、人工挖孔灌注法等。
2、预应力混凝土管桩行业简介
预应力混凝土管桩在我国的生产与应用最早出现于上世纪60年代。
当时由国家铁道部北京丰台桥梁厂研制的Φ550预应力混凝土管桩被应用于60年代末建设的南京长江大桥。
现代(焊接驳接)的预应力混凝土管桩则最早于上世纪80年代中期,由当时的广东省构件公司与广东省建筑科学院合作首先研制成功。
1987年,我国从日本引进了国内第一条Φ1000、L10米的PHC管桩生产线。
我国现代预应力混凝土管桩行业由此开始起步。
从上世纪80年代开始,在二十年左右的时间内,随着国内经济的持续高速发展,预应力混凝土管桩行业也经历了从无到有、从小到大的飞速发展过程。
至今,整个行业在材料的使用、产品的应用、生产工艺的布置、新产品的研制开发各方面均可以自主完成。
目前,我国已成为全球预应力混凝土管桩品种最多、规格最全、应用范围最广的国家之一。
预应力混凝土管桩作为建筑物的重要桩基材料之一,其行业发展过程与我国整体国民经济发展具有紧密的正相关性。
上世纪后期至今,我国国内经济的整体持续高速发展,城市化进程的日益加快、国家大力度的基础建设投资、房地产行业的整体复苏乃至繁荣以及近几年来国家加大港口建设、电力设施所带来的巨大的市场需求,直接导致了目前我国预应力混凝土管桩行业快速发展阶段的形成。
目前,我国预应力混凝土管桩行业的发展情况主要呈现以下特点:
(1)分布广、产量大
混凝土管桩企业在我国的分布从最初集中在珠江三角洲区域,拓展到长江三角洲区域,并逐步向其他沿海沿江沿湖及软土地带发展。
目前全国管桩生产企业已将近350家,广泛分布于广东、浙江、上海、江苏、福建、安徽、山东、湖北、北京、天津、广西、云南等省市,其中,仍以广东、江浙一带以及上海最为密集。
同时,随着生产企业的不断增加,分布区域的不断拓展,全国混凝土管桩产量近几年也连创新高,2007年全国总产量超过2.5亿米,再创历史新高。
(2)品种全、规格齐
目前我国的预应力混凝土管桩品种主要有:
预应力混凝土管桩(PC管桩,强度≥C60)、预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩,强度≥C80)以及预应力混凝土薄壁管桩(PTC),其中,PHC管桩为最主要的管桩品种,占据了所有混凝土管桩产量中80%以上的比重。
同时,我国目前也具备了生产现有几乎所有规格管桩的能力。
按管桩的外径分,可生产Φ300~Φ1400各种大小的管桩;
按抗弯性能以及混凝土的有效预应力分,可生产A、AB、B、C型四种型号;
按长度分,PC管桩可生产7米~55米、PHC管桩可生产7米~39米。
(3)应用领域广
近几年来,随着预应力混凝土管桩生产技术的日益成熟、产品质量的日益提高,尤其是PHC管桩的迅速发展以及新规格产品的不断推出,预应力混凝土管桩已被广泛地应用于多、高层民用建筑、工业厂房、大型设备基础、城市高架道路基础、公路、桥梁、港口码头、机场、城市轻轨、电力、冶金等工程中,基本涵盖了我国所有的建筑工程的基础施工中,成为我国最重要的建筑桩基础材料。
三、PHC管桩简介
预应力高强度混凝土管桩,代号为PHC(简称PHC管桩),是以预应力钢筋和高强度混凝土为主要材料,采用先张预应力离心成型工艺,并经过10个大气压、180℃左右蒸汽养护,制成的一种空心圆筒型混凝土预制构件。
PHC管桩因其技术成熟、产量大、规格全、应用范围广,早在1993年就被国家建设部列为全国重点推广产品,目前不但是我国最主要的混凝土管桩品种,同时也是我国最重要的桩基材料之一。
同时,PHC管桩的生产技术工艺作为“高强、高性能混凝土预制构配件技术”被列入国家《建设事业“十一五”重点推广技术领域》。
1、PHC管桩的种类与规格
PHC管桩产品主要根据管桩外径大小、管桩的抗弯性及有效预应力的强弱、单节管桩的长度不同,以及上述三项指标的不同组合可分为多种不同型号及规格的各类产品。
同时,按行业惯例,一般将直径Φ600(含)以下的品种称为小直径PHC管桩,直径Φ600以上的品种称为大直径PHC管桩。
小直径PCH管桩主要用于多、高层建筑、高速公路、高架道路、电厂等一般工业或民用建筑等陆上建筑工程基础,大直径PHC管桩则主要用于港口、码头、大跨度桥梁、船台船坞、取排水系统等水上建筑工程基础。
而大直径PHC管桩尤其是适用于深水码头等深水建筑的大直径超长PHC管桩体现了目前国内混凝土管桩的最先进生产技术和工艺,因进入门槛相对较高,产品的运输条件限制等因素,目前国内能够提供稳定规模供货的企业家数较少,市场需求则应港口、造船业的快速发展而迅猛增加,呈现出供不应求的局面,产品的价格相对较高,利润空间相对较大,为目前国内预应力混凝土管桩企业的主要发展方向。
国内各类型大直径PHC管桩的主要技术性能指标:
2、国内PHC管桩行业的技术水平
PHC管桩是体现了我国当代混凝土的技术进步和混凝土制品高新工艺水平的一种预制混凝土管桩。
其生产技术工艺作为“高强、高性能混凝土预制构配件技术”被列入国家《建设事业“十一五”重点推广技术领域》。
其技术特点是工厂化生产、机械化自动化程度高,工艺先进合理,产品质量控制稳定。
主要技术特点如下:
(1)钢筋骨架制作精良。
首先由自动切断机对钢筋精确切料(长度误差控制在L/5000),然后由可控硅控制电流给钢筋头部加热,确保钢棒头部金相组织不受破坏,镦头后强度损失控制在5%以内,再由滚焊机编制钢筋笼,保证焊接牢固,尺寸精确。
(2)离心成型工艺混凝土密实。
通过程序控制以低速、中低速、中速、高速四种速度对混凝土进行布料、密实成型和脱水。
经过离心成型工艺,使原始配合比中水份减少20%~30%,大大增加了混凝土密实性和抗压强度。
(3)先张法张拉最大限度降低应力损失。
利用张拉盘对钢筋整体张拉,保证每根钢筋受力均匀,端头板与桩体轴线垂直。
(4)混凝土养护采取普通养护+高温高压养护。
普通养护分四阶段:
静停—升温—恒温—降温。
温度控制在70~85℃,脱模强度40HP2。
高温高压蒸汽养护经升温—恒温—降温,全过程10~12小时。
恒压时蒸汽压力为0.95~1.0MP2,相应温度170~180℃,经二次蒸汽养护保证混凝土强度≥C80,养护龄期缩短至1天。
目前我国PHC管桩行业的生产已全部采用国产化设备及原材料。
生产所需工艺主机如镦头机、滚焊机、离心机、模具、蒸压釜、大型强制式混凝土搅拌机等国产设备均已达到国外同类产品的性能标准,其中部分设备如镦头机、滚焊机等已出口国外市场。
而生产PHC管桩所必须的主要原、辅材料如高强度预应力凹螺纹钢筋(PC钢棒)、端板、高效减水剂、超细硅砂粉的生产企业已配套发展,完全能够满足我国PHC管桩生产的需要。
全部国产化的原材料和机械装备已足以生产出达到国际标准的优质PHC管桩,相关产品已进入港、澳、台、越南、韩国等市场。
3、PHC管桩的优点
PHC管桩与其他主要桩基材料相比,在综合性能上具有较为明显的优势,主要表现在:
(1)单桩承载力高
由于PHC管桩桩身混凝土强度高、耐锤击性能好、桩头不易破碎,可打入密实的砂层和强风化岩层,由于挤压作用,桩端承载力可比原状土质提高70%~80%,桩侧摩阻力提高20%~40%。
因此,PHC管桩承载力设计值要比同类型的其他主要预制混凝土桩和现场灌注桩如沉管灌注桩、钻孔灌注桩和人工挖孔桩高,单位承载力价格相对便宜。
(2)设计选用范围广
PHC管桩是由侧阻力和端阻力共同承受上部荷载,可选择强风化岩层,全风化岩层,坚硬的粘土层或密实的砂层(或卵石层)等多种土质作为持力层,且对持力层起伏变化大的地质条件适应性强。
同时,由于开口空心、挤土量小,可贯入性能好,适应锤击、静压、水中、沉埋等多种沉桩工艺。
因此适应地域广,建筑类型多。
随着PHC管桩直径的增大、单节长度的增长、混凝土性能的增长,已被原以钢管桩为主要桩基材料的水工项目广泛采用。
(3)沉桩质量可靠
PHC管桩生产线标准化、自动化程度高,桩身质量可靠、接桩快捷;
机械化施工程度高,操作简单,易控制;
在承载力,抗弯性能、抗拔性能上相较其他桩型均易得到保证。
(4)造价低
由于单位造价远远低于钢管桩且PHC管桩采用具有低水胶比、高强度、高耐久性、高工作性、高尺寸稳定性等特点的高性能混凝土制成,具有良好的抵抗海水侵蚀的能力,以其作为港口码头的桩基材料无需进行阴极保护等防腐措施,相较钢管桩,在港口码头的施工及使用过程中节省了大量的施工和维护费用。
因此,在普通港口码头等水工建设项目上,已呈现出逐步替代钢管桩的趋势。
(5)生产周期短
PHC管桩经高温高压蒸汽养护,龄期仅需1天,施工前期准备时间短、施工速度快、有利于缩短建筑项目工期。
(6)用料少
相对于其他混凝土管桩,材料用量少,自重轻,既节省大量原材料资源,又便于运输、起吊。
(7)调整灵活
桩身结构定型化,标准化,桩长可根据工程地质变化随时调整,有利于建筑工业化的发展。
PHC管桩与其他主要预制桩型的比较:
PHC管桩与主要现场灌注桩的比较:
综上所述,PHC管桩为目前所有的桩基材
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