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(1)地基基础行业概况:地基基础主要包含桩基工程及基坑支护工程。其中,桩基由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成,作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层,或者将软弱土层挤密以提高地基土层的承载能力和密实度。基坑支护工程是指在建(构)筑物地下部分开挖基坑时,进行施工降水和基坑周边的围挡,同时要对基坑四周的建(构)筑物、道路和地下管线等进行监测和维护,确保正常、安全施工的一项综合性工程。
随着我国经济发展,城镇化不断推进,基础建设规模不断扩大,建筑用地日趋紧张,高层建筑越来越多,地基基础体量相应扩大,行业呈现供需两旺态势。
1)桩基行业概况:桩基不仅广泛应用于工业和民用建筑、高层建筑、重型仓储基础,还应用于江海大桥、城市高架道路、高等级公路、铁路等领域。混凝土、钢筋混凝土和钢材具有良好的加工性能,可以做成各种截面和形状,其强度、刚度、承载力等都能满足设计要求,因而在桩基中得到广泛使用。此外,桩基也用来承受水平力和上拔力,提高建筑物的抗倾斜能力和抗浮能力。桩基示意图如下:
按照制作工艺,桩基分为预制桩和灌注桩,两者的优缺点如下:
2)基坑支护行业概况:基坑支护工程横跨工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程多门学科,涵盖房屋建筑、水利、桥梁、港口、市政、公用设施、地下工程、近海工程等土木工程领域。基坑支护施工工艺主要包括二轴水泥土搅拌桩、三轴水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩、土钉墙、地下连续墙等相结合的围护体系。
我国城市土地资源日益紧张,高层、超高层建筑大量涌现,深基坑工程越来越多,基坑支护工程向大深度、大面积方向发展。深大基坑多出现在中心城区,紧邻建筑物、交通干道、地铁隧道及各种地下管线,施工场地狭小、施工条件复杂、工期紧张,基坑围护工程的设计和施工难度大,技术要求高。
(2)既有建筑维护改造行业概况:既有建筑维护改造是指区别于土木工程中的常规施工工艺,需要采用特殊施工工艺的特殊专业工程,如隔震加固、结构补强、整体移位、纠偏、顶升/迫降、地下空间开发利用和文物保护等。其中,建筑物纠偏和移位、结构补强与地基基础或基坑支护工程联系紧密。
相对于传统的土木建设工程,既有建筑维护改造是一个新兴的工程领域。我国的城市化建设正从大拆大建、以建代改逐步向“能改不拆”阶段转变,一些有价值的建筑将通过维护改造保留下来。
1)建筑隔震行业概况:1977年至1987年是我国隔震行业的起步阶段,期间编制了《民用砖房抗震加固技术》《工业与民用建筑抗震加固技术措施》等。我国最早的隔震建筑是1993年由周福霖院士设计建造的汕头陵海路八层框架结构商住楼。1994年5月,联合国工业发展组织权威专家将这个隔震居民楼的建成誉为“世界建筑隔震技术发展的第三个里程碑”。2001年,建筑隔震技术与消能减震技术写入国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),成为我国隔震技术进步的重要标志。2008年汶川地震和2012年雅安地震,大量建筑遭到破坏,人员伤亡和财产损失巨大,以全国中小学安全工程为标志,掀起建筑抗震鉴定与加固高潮,国家颁布一系列法规、政策,研究制定、完善国家标准及技术规范,推动隔震技术进步和行业发展。
随着抗震要求、设防标准的提高和改变,许多建筑因不能满足新设防的抗震要求,需要进行抗震处理,包括云南、新疆、四川、陕西、甘肃、河北、江苏、山西、北京、山东、宁夏、天津、海南、福建、内蒙古、青海等省市,已建成隔震建筑3,000多栋。
2)建筑加固行业概况:建筑加固是指在建筑全寿命使用期内,以科学检测鉴定为依据,采取合理的维修加固、结构改造等措施,提高结构的安全性和耐久性,满足建筑物的正常使用功能,延长建筑物安全使用寿命。包括对既有建筑达到设计使用年限后的加固、既有建筑性能维护、部分新建筑使用功能改造以及设计、施工造成的损害补救等。
加固改造伴随着建筑而出现,但作为一个规范、相对独立的行业,则是在上个世纪50、60年代。建筑都有生命周期,一般情况下,现代建筑大约30~40年后就会集中出现问题,需要大的整修和加固。欧洲发达国家在第一次世界大战后修建了大量现代建筑,但到了上个世纪50、60年代,这些现代建筑大量老化,到了周期的尾端,这便催生了现代加固改造行业。
3)建筑物移位行业概况:建筑物移位是一项建筑结构力学与岩土工程技术紧密结合、技术含量高的活动,主要技术处理为:将建筑物在某一水平面切断,使其与基础分离变成一个可搬动的“重物”;在建筑物切断处设置托换梁,形成一个可移动托梁;在就位处设置新基础;在新旧基础间设置行走轨道梁;安装行走机构,施加外加动力将建筑物移动;就位后拆除行走机构进行上下结构连接,至此移位完成。
建筑物移位在我国起步较晚,大约是在20世纪的80年代,但发展迅速。国目前每年拆除建筑物上亿平方米,造成严重浪费,发展建筑物移位技术,具有积极的社会意义和经济意义。第一,减低对民众生活和工作的影响,甚至避免或消除社会矛盾;第二,节省大量资金资源,实现节能环保;第三,保护历史建筑和文物,缓解城市建设中继承与发展的矛盾。
4)建筑物纠偏行业概况:建筑物纠偏是指对偏移垂直位置、发生倾斜的建筑采取纠倾扶正加固措施,恢复正常使用功能。地基不均、荷载不均或地基土受到扰动等原因,都会导致建筑物倾斜。纠偏通常需要综合运用顶升、迫降、阻沉等多种方法。
建筑物纠偏技术应用非常广泛,特别是旧建筑改造。1990年,我国成立了全国建筑物鉴定和加固标准技术委员会,编制建筑物鉴定和加固纠偏规范,同济大学成立专门的研究学院,纠偏施工理论和技术手段逐步完善。近年来,纠偏改造、受灾房屋加固等工程项目越来越多,纠偏工程的经济效益和社会效益越来越大。
5)地下空间开发利用行业概况:地下空间范围很广,如地下交通设施、商业设施、地下车库、市政公益管线设施、城市综合防灾建设、军事工程、仓储设施、高层建筑地下空间。开发利用地下空间是21世纪结构工程的重要发展趋势。
我国城市地下空间总体规模居世界前列。以北京为例,2020年地下空间建成面积将达到9,000万平方米,人均拥有面积达到5平方米。根据北京中心城区
地下空间规划,2020年中心城区的地下空间规划将达到地面建筑总面积的20-30%。北京市出台的轨道交通新规划方案,2020年全市轨道交通的总里程将超过1,000公里。未来10年内,北京轨道交通将以每年40公里的速度增长,市民在五环以内使用轨道交通能在20分钟内到达目的地;二环以内步行5分钟内就能找到一个地铁车站,公共交通设施将成为8成左右市民的主要交通工具,其中一半的人将会经常使用轨道交通5。
据中金企信国际咨询公布的《2021-2027年地基基础行业发展战略研究及投资潜力预测评估报告》统计数据显示:近年来,我国城市地下空间开发以地下轨道交通为主导,以综合管廊为代表的地下市政基础设施开始兴起,东部大城市以交通枢纽建设的地下综合体为重点,城市地下空间开发需求大、发展快,总规模已居世界第一,城市轨道交通建设速度已居世界首位,许多城市地下综合体的设计手法、建设施工水平已达到了国际先进水平,城市地下道路建设进入加速发展期。
(3)行业发展趋势:
(1)地基基础行业:
①行业集中度有待进一步提升:受益于国民经济的持续快速发展,我国房地产、市政工程、公用设施、港口、工业厂房等领域投资迅速增长,为地基基础行业提供了较大的市场空间,吸引了大量参与者。目前,行业内大多数企业规模较小,没有能力承担造价较高的工程,只能竞争造价较低的项目,导致行业内中小型项目毛利率偏低。随着行业优胜劣汰,以及行业监管和规范标准的不断完善,地基基础市场集中度将逐步提升。
②施工工艺将趋于预制化、标准化:当前,我国建筑业仍以现场建造方式为主,工业化水平偏低,导致建造效率低、行业能耗高,对环境的扰动也非常明显。发达国家广泛使用的以“生产标准化、施工机械化、管理信息化”见长的预制构件技术,在我国尚处于起步阶段。低能耗、低排放的预制构件技术研发及其工程应用,是我国建筑业实现节能减排重要途径。
在桩基施工领域,控制环境污染和满足高承载力要求是大势所趋,适用于不同地层、不同承载力、不同直径和长度的系列化沉桩工艺与设备将得到发展,从而推动预制构件大量替代灌注桩。在基坑支护领域,根据发达国家的发展经验,施工过程中地下围护体系的构建也将趋向于预制化、标准化。
③施工设备将趋于机械化、智能化:近年来,我国劳动力成本不断提高,推动基坑支护、桩基工程、地基处理施工方式走向机械化、智能化、安全、高效,资本实力较强、率先采用机械化、智能化施工方式的企业将取得竞争优势。
(2)既有建筑维护改造行业:现阶段,既有建筑维护改造业务和市场的特点主要体现在:(1)具体业务类型多样化,如隔震加固、结构补强、整体迁移、纠偏、顶升/迫降、地下空间开发利用和文物保护等;(2)业主需求和技术特点多元化、个性化,技术创新和应用要求高、难度大、门槛高、竞争者少;(3)城市核心区用地紧张及地下空间需求推动老城区和既有建筑地下加层需求增长;(4)地震多发地建筑隔震加固(如中小学校舍等)需求较大。
①隔震加固工程将是未来行业一个重要的需求领域:我国地处欧亚板块的东南部,受环太平洋地震带和欧亚地震带的影响,属于地震多发国家。据统计,我国大陆7级以上的地震占全球大陆7级以上地震的1/3,因地震死亡人数占全球的1/2;我国有41%的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度7度及7度以上地区,6度及6度以上地区占国土面积的79%。我国几个地震活动较为强烈的地区是:青藏高原和云南、四川西部,华北太行山和京津唐地区,新疆及甘肃、宁夏,福建和广东沿海,台湾地区等。据统计,我国30个省份发生过6级以上地震,19个省份发生过7级以上地震,12个省份发生过8级地震。地震对建筑造成巨大破坏,严重危及人民的生命财产安全6。
中金企信国际咨询专业编制《地基基础项目可行性研究报告》为企业投融资、项目立项、银行贷款申请、批地申请等提供专业化优质服务。我国部分城乡基础设施建设防震标准偏低,避难场所建设滞后,防灾减灾能力弱。随着政府对抗震防灾工作日益重视,隔震行业法规政策得到完善,建筑隔震宣传普及程度提高,社会各界对建筑隔震的需求逐步增加,隔震技术推广和应用呈上升趋势。特别是地震多发灾区,普通工民建、中小学校舍、大型公共建筑、关键基础设施的抗震改造市场需求巨大。
②地下空间开发分层化与网络化:与既有地下建筑之间的整合协同,是城市地下空间开发过程中的重要内容。在城市总体规划层面,需要根据城市经济预期和发展需求,结合当地地质特点与城市延伸方向进行合理分层。这种分层面的地下空间,以人及为其服务的功能区为中心,人、车分流,市政管线、污水和垃圾的处理分置于不同的层次,各种地下交通也分层设置,以减少相互干扰,保证了地下空间利用的充分性和完整性。
在交通、管廊等地下空间专项规划中,为了保障城市各层次空间之间的快速转换,也会向网络化引导,具体体现为轨道交通逐步形成网络,换乘站点比例提高;地下快速路将形成体系,地下市政综合管廊未来会形成网络,远期地下物流系统将在城市和城市群之间规划。
③具备雄厚技术研发实力的企业将在行业内脱颖而出:既有建筑维护改造施工工艺特殊、复杂,从业企业需具备专业的工程资质、专业设计及施工人员,以及足够的项目经验。面对我国巨大的老旧建筑物修复及改造的市场需求,具备雄厚的技术研发实力的企业有望占得先机。
④节能环保是工程施工的重要因素:《中华人民共和国节约能源法》第三十五条规定:“建筑工程的建设、设计、施工和监理单位应当遵守建筑节能标准。不符合建筑节能标准的建筑工程,建设主管部门不得批准开工建设;已经开工建设的,应当责令停止施工、限期改正;已经建成的,不得销售或者使用。建设主管部门应当加强对在建建筑工程执行建筑节能标准情况的监督检查。”此外,《关于加快建筑业改革和发展的若干意见》指出:“建筑业要大力发展节能节地节水节材建筑,严格采用环保和节能建筑材料,禁止使用淘汰产品,走新型工业化道路,促进建筑业经济增长方式的根本性转变”。国务院发布《“十二五”节能减排综合性工作方案》也指出,要求坚持优化产业结构、推动技术进步、强化工程措施、加强管理引导相结合,大幅度提高能源利用效率,显著减少污染物排放。
既有建筑维护改造的施工地多在城市中心区,需要严格控制和处理废土、废气、废物、废水、泥浆、粉尘和噪声等,环保要求很高。遵循绿色建筑、绿色施工的时代要求,全方位节能减排,积极推广无污染、节能的新型施工工法,建设环境友好型绿色工程,是行业发展的必然趋势。