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软地基处理(软地基处理)

 人阅读 | 作者juacai | 时间:2023-08-20 17:20

软土地基处理方法概述

一地基处理的目的

软土地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,主要包括:

1)提高地基的抗剪切强度

2)降低地基的压缩性

3)改善地基的透水特性 一种增加地基土的透水性加快固结,另一种是降低透水性或减少其水压力(基坑抗渗透)。

二地基处理方法分类及应用范围

软土地基处理的基本方法主要有置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋、和热学等方法。

常用地基处理方法的原理、作用及适用范围如下。

1. 换土垫层法

(1)垫层法 其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土,分层碾压或夯实土,按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣;粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力,减少沉降量;常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。

该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程,一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2~3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。

(2)强夯挤淤法 采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法,在地基中形成碎石墩体。可提高地基承载力和减小变形。

适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基,应通过现场试验才能确定其适应性。

2.振密、挤密法

振密、挤密法的原理是采用一定的手段,通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小,强度提高,达到地基处理的目的。软土地基中常用强夯法

强夯法 利用强大的夯击能,迫使深层土液化和动力固结,使土体密实,用以提高地基土的强度并降低其压缩性。

3.排水固结法 其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散,土的有效应力增加,地基抗剪强度相应增加,并使沉降提前完成或提高沉降速率。

排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性,尤其是上海地区多夹砂薄层的特点,也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土,在一定条件下,采用电渗排水井点也是合理而有效的。

(1)堆载预压法 在建造建筑物以前,通过临时堆填土石等方法对地基加载预压,达到预先完成部分或大部分地基沉降,并通过地基土固结提高地基承载力,然后撤除荷载,再建造建筑物。

临时的预压堆载一般等于建筑物的荷载,但为了减少由于次固结而产生的沉降,预压荷载也可大于建筑物荷载,称为超载预压。

为了加速堆载预压地基固结速度,常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄,透水性较好,也可单独采用堆载预压法。

适用于软粘土地基。

(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等) 在软粘土地基中,设置一系列砂井,在砂井之上铺设砂垫层或砂沟,人为地增加土层固结排水通道,缩短排水距离,从而加速固结,并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压,称为砂井堆载预压法。

适用于透水性低的软弱粘性土,但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。

(3)真空预压法 在粘土层上铺设砂垫层,然后用薄膜密封砂垫层,用真空泵对砂垫层及砂井抽气,使地下水位降低,同时在大气压力作用下加速地基固结。

适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。

(4)真空-堆载联合预压法 当真空预压达不到要求的预压荷载时,可与堆载预压联合使用,其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。

适用于软粘土地基。

(5)降低地下水位法 通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小,从而增大有效应力,促进地基固结。

适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程,特别适用于饱和粉、细砂地基。

(6)电渗排水法 在土中插入金属电极并通以直流电,由于直流电场作用,土中的水从阳极流向阴极,然后将水从阴极排除,而不让水在阳极附近补充,借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。

适用于饱和软粘土地基。

4.置换法 其原理是以砂、碎石等材料置换软土,与未加固部分形成复合地基,达到提高地基强度的目的。

(1)振冲置换法(或称碎石桩法) 碎石桩法是利用一种单向或双向振动的冲头,边喷高压水流边下沉成孔,然后边填入碎石边振实,形成碎石桩。桩体和原来的粘性土构成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降。

适用于地基土的不排水抗剪强度大于20kPa的淤泥、淤泥质土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基。对不排水抗剪强度小于20kPa的软土地基,采用碎石桩时须慎重。

(2)石灰桩法 在软弱地基中用机械成孔,填入作为固化剂的生石灰并压实形成桩体,利用生石灰的吸水、膨胀、放热作用以及土与石灰的物理化学作用,改善桩体周围土体的物理力学性质,同时桩与土形成复合地基,达到地基加固的目的。

适用于软弱粘性土地基。

(3)强夯置换法 对厚度小于6m的软弱土层,边夯边填碎石,形成深度3~6m、直径为2m左右的碎石拄体,与周围土体形成复合地基。

适用于软粘土。

(4)水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩) 是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和,用振动沉管打桩机或其它成桩机具制成的具有一定粘结强度的桩。桩和桩间土通过褥垫层形成复合地基。

适用于填土、饱和及非饱和粘性土、砂土、粉土等地基。

(6)EPS超轻质料填土法 发泡聚苯乙烯(EPS)的重度只有土的1/50~1/100,并具有较好的强度和压缩性能, 用于填土料可有效减少作用在地基上的荷载,需要时也可置换部分地基土,以达到更好的效果。

适用于软弱地基上的填方工程。

5.加筋法 通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。

(1)土工合成材料 土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料,是用于土工技术和土木工程,而以聚合物为原料的具渗透性的材料名词的总称。它是将由煤、石油、天然气等原材料制成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维,再加工制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。常见的这类纤维有:聚酰胺纤维(PA,如尼龙、锦纶)、聚酯纤维(如涤纶)、聚丙烯纤维(PP,如腈纶)、聚乙烯纤维(PE,如维纶)以及聚氯乙烯纤维(PVC,如氯纶)等。

利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能,扩散土中应力,增大土体的抗拉强度,改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。土工合成材料的功能是多方面的,主要包括排水作用、反滤作用、隔离作用和加筋作用。

适用于砂土、粘性土和软土,或用作反滤、排水和隔离材料。

(2)加筋土 把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中,通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体,用以提高土体的稳定性。

适用于人工填土的路堤和挡墙结构。

(3)土层锚杆 土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的,它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构,如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。

适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。

(4)土钉 土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体,与土共同作用,用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度,又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点,显著提高了整体稳定性。

适用于开挖支护和天然边坡的加固。

(5)树根桩法 在地基中沿不同方向,设置直径为75~250mm的细桩,可以是竖直桩,也可以是斜桩,形成如树根状的群桩,以支撑结构物,或用以挡土,稳定边坡。

适用于软弱粘性土和杂填土地基。

6.胶结法 在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降。

(1)注浆法 其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体,以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。

适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可加固暗浜和使用在托换工程中。

(2)高压喷射注浆法 将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入要处理土层的预定深度,然后将水泥浆液以高压冲切土体,在喷射浆液的同时,以一定速度旋转、提升,形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。

适用于淤泥、淤泥质土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。

(3)水泥土搅拌法 利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,形成坚硬的拌和拄体,与原地层共同形成复合地基。

适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。

7.冷热处理法

冻结法 通过人工冷却,使地基温度低到孔隙水的冰点以下,使之冷却,从而具有理想的截水性能和较高的承载力。适用于软粘土或饱和的砂土地层中的临时措施。

8.其它

(1)锚杆静压桩 是结合锚杆和静压桩技术而发展起来的,它是利用建筑物的自重作为反力架的支承,用千斤顶把小直径的预制桩逐段压入地基,在将桩顶和基础紧固成一体后卸荷,以达到减少建筑物沉降的目的。

主要使用于加固处理淤泥质土、粘性土、人工填土和松散粉土。

(2)沉降控制复合桩基 是指桩与承台共同承担外荷载,按沉降要求确定用桩数量的低承台摩擦桩基。目前上海地区沉降控制复合桩基中的桩,宜采用桩身截面边长250mm、长细比在80左右的预制混凝土小桩,同时工程中实际应用的平均桩距一般在5~6倍桩径以上。

主要适用于较深厚软弱地基上,以沉降控制为主的八层以下多层建筑物。

深耕二十余载,上海港湾:软地基处理领先企业,拥抱高质量快成长

(报告出品方/分析师:中信证券 孙明新 李家明)

深耕软地基二十余载,海外业务主导

上海港湾集团为全球客户提供集勘察、设计、施工、监测于一体的岩土工程综合服务,主要包括地基处理、桩基工程等业务。

公司工程业绩遍布境内、东南亚、中东、南亚、拉美等地区,涉及机场、港口、公路、铁路、电厂、市政、地产、石油化工、国防工程、围海造地等领域。公司成立于 2000 年,在二十年的发展中,承接了多项重大工程,积累工程实践相关丰富经验,期间公司业务范围不断扩张。

公司发展历程可归结为创业期(2000-2006 年)、发展期(2007-2014 年)、快速成长期(2015 年至今)。三个阶段中公司在技术研发、技术应用领域持续扩展。

目前,公司业务主要为海外市场,在多个国家均有相应子公司。据公司招股说明书显示,公司共有 4 家分公司、7 家一级子公司、18 家二级子公司和 1 家三级子公司。2018-2021 年期间公司境外业务合计占比达到 82%,公司主要立足于境外业务的拓展,且公司境外业务来源主要为东南亚地区,占比超过 50%。

目前,公司主营业务中,地基处理营收占比较高,超过 85%。公司在地基处理方面有着众多专利技术及设备,拥有高真空击密系列技术、真空预压系列技术、振冲密实系列技术等技术体系。公司成立二十余年过程中,在机场、港口、公路、铁路、电厂、市政、石油化工、围海造地领域重点项目积累了大量的工程经验,项目遍布亚洲、拉美等地区。

其中上海浦东机场二号跑道项目,以造价低、工期短等优势成功应用,节省 174 万立方石料,节约了近亿元建设资金,工期大大缩短(原 16 个月缩短至 6 个月)。海外也包括印尼 PIK 人工岛(印尼最大人工岛)、迪拜棕榈岛等著名围海造地项目。

岩土工程通常需要综合考虑地质条件和设计要求,从而形成差异化的解决方案,需要在大量的经验累积下才能对当前地基最佳处理方式做出研判。同时在施工过程中,出现不同情况的应对方案也需要相应的经验累积。

公司有参与多个重大工程的丰富经历,能应对多个复杂地基形势,未来在承接重大项目订单上有一定优势。

除在相关领域拥有专利外,公司为中国《吹填土地基处理技术规范》主编单位,参编了印尼《地基处理》国家规范、中国《海岸软土地基堤坝工程技术规范》、《公路吹填流泥地基处理技术规范》、《化工工程管架、管墩设计规范》等。在地基处理工程技术领域有着丰富储备。

根据公司招股说明书,公司到期专利仅有快速“高真空击密法”软地基处理方法,且大部分核心专利剩余有效期较长,高真空击密技术、真空预压技术、振冲密实技术等技术体系均由多项专利构成,一项专利到期不影响公司核心技术形成的知识产权壁垒。

除在专利形成的壁垒外,虽然技术本身复杂程度不高,例如高真空击密法由“强夯+排水”两种方法交替组成;真空预压系列技术中的“低位高真空分层预压击密”由“低位预压+高真空击密法+分层预压击密”组成;振冲密实系列技术由“振冲法”改进而来。

但岩土工程通常需要综合考虑地质条件和设计要求形成差异化的解决方案,土层结构往往需要综合采用多个地基处理技术,公司经过多年经营积累,在综合有效利用不同地基处理技术上储备较多经验,对不同工程项目形成差异化、定制化地基处理解决方案。

软地基处理:需求具备持续性,疫后迎来提速

降低软土压缩特性,达到大型工程施工要求

软土在我国的沿海和内陆区域都有大规模的分布,在一定的外荷载作用下会产生明显的沉降。

软土是软弱黏性土的简称,属于特殊土中的一种,具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、结构性强、灵敏度高、强度低、抗扰动性差、渗透性差、层间物理力学性能存在较大差异等特点。软土地基一般是指承载力不足、压缩变形量大的土层,具有快速沉降、变形不均匀的特点。

软土地基处理的目的就是人工提高地基的抗剪强度和承载能力,降低软土的压缩特性从而达到大型工程建设施工的要求,其原理类似将“豆腐经过一定处理转化为豆腐干”。

目前为止,主要的地基处理方法根据原理可分为排水固结、挤密压实、置换及拌入、高压喷射注浆法、加筋、冷热处理等几个大类。

下游需求多元,平抑周期波动软土地基多分布于江、河、海洋沿岸、内陆湖泊、塘、盆地和多雨的山间洼地。

我国的软土地基分布很广,包括在北方地区的小溪流、河床、污水汇集地、长期受雨水浸泡的地方和我国南方地区的江河湖泊、稻田、沼泽等处,往往成为工程的软土地基。

软土地基处理属于特定建筑工程前端细分环节。横向看,在电厂、铁路、公路、港口、机场、市政、石油化工、围海造地多个领域应用需求广泛。

纵向看,基础设施建设贯穿一国发展历程,相关的软地基处理需求则具备多元化及可持续性,可有效平抑某一单一领域需求变动带来的周期性。

例如,从我国近 20 年发展历程来看,2004-2010 年铁路投资快速增长,2011 年来增速总体放缓,而公路投资高峰出现在 2013-2017 年期间,今年以来水电气热等投资明显提速。

全球地基市场规模达到千亿级别,分区域竞争特性明显

地基处理占项目总投资比例在 1%左右,国内外大体相当。

软土地基处理属于整个地基处理行业的一种特定类别。关于整个地基处理行业空间,在国内市场,根据中化岩土 2011 年招股说明书,2009 年地基处理工程造价合计 598 亿元,约占当年国内基建投资的 1.1%;

在海外市场,我们整理了上海港湾在印尼、柬埔寨、沙特承接的部分重大项目情况(机场项目为主),其合同额占项目总投资比重在 0.3%~2.6%之间,合计占比 0.9%左右,与国内测算的 1.1%相对接近。

我们测算全球地基处理市场空间达到千亿级别,未来十年仍具备较大增长空间。

根据 Statista 测算,2021 年全球建筑业市场规模在 7.3 万亿美元,预测 2030 年将达到 14.4 万亿美元,全球地基处理龙头德国凯勒公司官网信息显示,预计岩土工程承包约占建筑市场 的比例为 0.5%,考虑到部分建筑项目地基投资占比并不高,如上表中,印尼雅万高铁项目占比近 0.3%,我们亦假定全球地基处理占建筑市场价值比重在 0.5%左右,则 2021 年市场价值在 365 亿美元左右(与德国凯勒测算每年全球岩土工程承包市场在 350 亿英镑大体相当,对应人民币 2355 亿元),2030 年将达到 720 亿美元左右(由于软土地基属于广义地基的一部分,其市场空间小于该值)。

从竞争格局看,海外已形成三大龙头,国内集中度相对分散。

在地基处理领域,目前海外已形成三大龙头,分别为德国凯勒集团 (Keller Group plc)、德国宝峨集团 (Bauer Group)、法国梅纳公司(Menard Soltraitement),三家企业 2021 年地基相关业务营收分别达到 197/52/37 亿元人民币(按照当年汇率换算)。

根据我们前文测算的 2021 年全球地基市场空间 2355 亿元,对应三家公司的市场份额分别为 8.4%、2.2%、1.6%;国内大中型岩土工程类企业多达 500 余家,拥有岩土工程专业承包资质的企业众多,但目前尚未形成全国性有影响力的公司,企业规模总体较小,上市企业中从事地基处理的代表性企业主要有中化岩土、城地香江、中岩大地、上海港湾等,2021 年地基相关业务营收分别为27\\15\\14\\7 亿元,对应全球市场份额分别仅为 1.1%、0.7%、0.6%、0.3%。

从业务布局上看,不同企业在区域布局上侧重点有所不同。

海外三大龙头业务均遍布全球各国,但主要聚焦在欧美地区,如德国凯勒 2021 年收入中,北美和欧洲地区占比达到 84%,德国宝峨在德国、欧洲、美国合计占比达到 68%;而国内上市企业除上海港湾外,海外业务占比均较小,如中化岩土、中岩大地、城地香江 2021 年境外收入占比分别仅为 11.7%、1.3%、0%,上海港湾则达到 74.5%,其中东南亚地区超过一半。

展望:短期疫后需求加快释放,中长期景气向上

过去疫情影响下,东南亚等地基建节奏放缓,今年以来正加快释放。

短期来看,疫情后东南亚等地疫情政策逐步放开,泰国、越南、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、菲律宾等国家取消新冠有关入境隔离及检测政策,过去压制的基建需求料将得到释放,尤其东南亚地区建设需求迎来爆发。

印尼首都搬迁重大项目进度加快。

2019年 4 月 29 日,印尼总统佐科·维多多宣布,在获得印尼议会同意之后,计划将行政首都从雅加达迁至东加里曼丹省。此项迁都计划在疫情蔓延中一度遭到停滞。

2022年 1 月 18 日,印尼国会批准迁都法案,新首都位于东加里曼丹省东海岸,取名为“努桑塔拉”,初步预计将在2024年建成使用。

根据 NikkeiAsia 网站显示,8 月底,公共工程和住房部与承包商签署了新首都基础设施建设第一阶段的协议。它们涉及 19 个项目,包括道路和供水系统,总投资约为 3.47 亿美元。然而,这只是建设新首都(名为 Nusantara)的 466 万亿卢比(310 亿美元)估计费用的 1%左右。

中长期而言,结合东南亚、中东等地区经济逐步发展,预计软地基需求将持续释放。

根据贝恩联合 Monk’s Hill Ventures 于近日联合发布的一份报告,尽管当下阶段正面临经济衰退的不利因素,但仍预测在截至 2032 年的未来十年内,东南亚的 GDP 将会呈现出 4%到 5%的年增速。且其中,预计越南将以 5%-7%的增幅居于东南亚各国的首位,菲律宾和印尼则会以 4%到 5%的速度并列次之。

国际货币基金组织(IMF)10 月 31 日称,在全球经济逆风日益加剧之时,中东、中亚的经济活动仍具有弹性,预计将会在 2022 年继续复苏。国际货币基金组织中东、北非、中亚地区负责人 Jihad Azour 接受采访时表示:“总的来说,该地区仍在复苏,石油出口国和进口国的经济增长水平普遍高于全球增长水平。”

据 IMF 的报告,海湾阿拉伯国家的经济增长速度可能较去年增长一倍以上,2022 年 GDP 或将达到 6.5%,略高于 IMF 在 4 月份做出的预测。受海湾国家的提振,中东和北非地区今年 GDP 预计将从 2021 年的 4.1% 增长至 5%。

上海港湾:技术+市场双重优势,高质量步入快车道

技术:隐形壁垒较高,成本、工期优势明显

公司高真空击密法 HVDM(High Vacuum Durbbing Means)是一种快速加固软土地基的专利新技术,采用快速高真空排水法快速排出土中自由水,再结合变能量击密法增加土体的密实度,通过调整高真空排水与变能量击密的施工参数,反复击密土体,在表层形成超固结硬壳层,完成大部分工前沉降,达到降低土层的含水量,提高密实度、承载力,减少地基工后和差异沉降量,并消除砂土液化的目的。

公司在 1999-2003 年间通过多项工程的试验研究,发明了“高真空击密法”,自发明以来,徐士龙(董事长)、楼晓明(同济大学岩土工程副教授)、吴价城、吴名江先后结合实际工程,对高真空击密法加固处理饱和软粘土地基提出了工艺上的一些建议和改进。高真空击密法是根据详细的地勘资料以及每次击密效果的跟踪检测来不断调整施工参数,以达到符合设计要求的土体加固目的。

高真空击密的主要特点是实践——认识——实践的不断优化的过程,故此技术的应用需要积累较多的工程经验才能有效应对现场环境,在 20 余年的发展过程中,公司凭借充足的技术储备、系统的设计能力、丰富的项目经验,完成境内外大中型岩土工程项目 100 余个,在高空击密法应用端积累经验较多。

地基处理更像是“经验活”,需要综合考虑地质条件和设计要求形成差异化的解决方案。针对地质条件,通常需要考虑土层分布、各土层的物理力学指标、地下水情况等多种因素;针对设计要求,通常需要考虑不同功能区对承载力、工后沉降、差异沉降等指标。

基于丰富的技术储备、成熟的研发体系和大量的项目经验,故地基处理属于量身定做的经验活,而非拿到专利就能被复制模仿,具备较高的隐形壁垒。

与各项地基处理技术对比:地基处理方法发展已久,大部分地基处理技术是改革开放后发展或引进的。为了适应工程建设发展的需要,高压喷射注浆法、振冲法、强夯法、深层搅拌法、土工合成材料、强夯置换法、EPS 超轻质填料法等许多地基处理技术从国外引进,并在实践中发展;许多已经在我国得到应用的地基处理技术,如排水固结法、土桩和灰土桩法、沙土桩等也得到不断发展、提高。高真空击密法在 2003 年研发成功,属于较新地基处理技术。

不同地基处理方式适用于不同地层,目前传统地基处理方法在处理不同厚度、处理范围、工期、单价等均不相同。

根据图表,强夯法与排水固结法在工期与造价上相对优势较大,且适用范围较为广泛,对深层地基覆盖较广。

水泥搅拌桩法适用处理厚度较深,但造价较高。高真空击密法就是将高真空排水+强夯击密两道工序相结合,对软土地基进行交替、多遍处理的一种方法,结合了强夯与排水固结的优点。

根据王松臣在《高真空击密法地基处理方法的应用研究》的描述,HVDM 法(高真空击密法)主要有以下优点:

(1)是处理大面积吹填土地基(特别是碎石、石灰等建筑材料缺乏的地区)的最佳方案;

(2)施工速度快,施工简单,施工周期短,质量容易保证,处理后的地基强度、变形、加固深度等都可通过检测控制;

(3)节约建筑材料,造价低,成本仅为其他碎石桩、石灰桩、大面积置换等方案的1/2~2/3;

(4)无需辅助建筑材料,节省能源,保护环境,适合在城市及周边地区运用,值得推广;

(5)处理的地基浅层弹性模量的提高比碎石桩、深层搅拌桩等更为显著,更加适合荷载影响深度较小的道路基础处理。

在彭博《高真空击密法在软土地基处理中的应用》中描述,对于同一工程测算下,高真空击密法相较于真空预压法造价更低、工期更短、承载力更高,同时高真空击密法设备简单、施工组织方便。

总体而言,高真空击密法适用高含水量的水力吹填陆域地基加固,粉煤灰排灰场地基加固,特别适合沿海沿江地区淤泥冲击层地基处理,与常规工法相比,可节约造价约 30%,节约工期约 50%,具有施工环保,质量可控的优势。

市场:深耕东南亚多年,标准、技术、品牌获得较高认可

相比于国内企业,公司更早走出国门,技术、标准已获得东南亚等国家高度认可,并积累了大量品牌工程。

在地基处理工程招标过程中,不同于国内市场,在东南亚等国家市场中企业的技术、标准及历史工程情况成为其核心竞争力。

公司是最早走出国门的工程企业之一,早在国内提出“一带一路”战略之前的 2007-2014 年便进军东南亚、中东等地区,2015 年至今,公司境外市场业务快速发展,在东南亚地区已取得行业领先地位。

表现为:

1)专利、标准获得东南亚国家市场认可。

对于海外业主而言,低价并非主要标准,对供应商企业专利技术、标准的认可成为其抉择的重要影响因素。

公司目前已在马来西亚、越南等国获得授权多项地基处理专利,同时公司立志成为国际岩土行业标准的影响者和领导者,除在国内主编《吹填土地基处理技术规范》国家标准,参编《海岸软土地基堤坝工程技术规范》等国家标准,目前正在参与印尼地基处理国家标准的制定,足以表明公司技术实力、标准在海外市场已获得较高认可。

2)完成多个典型项目,已具备较高品牌效应。

公司凭借充足的技术储备、系统的设计能力、丰富的项目经验,经过二十年的发展,完成境内外大中型岩土工程项目 100 余个,其中东南亚地区的标杆项目包括新加坡樟宜机场、印尼雅加达国际机场、迪拜棕榈岛等,业绩遍布全球 15 个国家。

过往的标杆项目经验在海外业务拓展过程中形成较高的品牌效应,助力公司进一步扩大自身市场份额。

不同于传统建筑企业,公司经营质量大幅领先

从盈利水平看,公司毛利率/营业利润率明显领先国内外同行。

1)公司 2018-2021 平均毛利率达 30%,明显高于国内可比企业中化岩土(地基业务,下同)的 19%、中岩大地的 23%、城地香江的 20%;

2)公司 2019-2021 年平均营业利润率为 15%,而海外龙头德国凯勒仅 5%。

定位海外市场带来领先国内同行的盈利水平。

国内地基处理行业因参与企业众多,技术门槛相对不高,低价竞争成为常态,部分企业即使走出国门,但由于自身技术、标准未被海外国家高度认可,也更多依赖低价策略获取合同。而公司由于早在 2007 年便走出国门,经过多年耕耘,其技术、标准逐步得到海外市场认可,并完成众多典型项目,使其海外业务毛利率明显领先国内同行,甚至接近海外本土企业盈利水平,如公司海外业务毛利率水平接近印尼本土上市岩土工程企业 PTPW。

成本优势助力公司盈利水平明显领先海外龙头。

公司境外项目主要集中在东南亚、南亚、中东等境外市场,竞争对手主要为法国梅纳、德国凯勒、德国宝峨等欧美知名跨国公司。

这些公司基于其强大的品牌影响力,普遍报价较高,以德国凯勒为例,我们测算其 2019-2021 年人均产值达到 201 万元/年(按当年英镑兑人民币平均汇率换算,下同),明显高于上海港湾同期的 154 万元/年。

但欧美企业人工等成本也明显高于公司,同样以德国凯勒为例,我们测算其 2019-2021 年人均成本达到 192 万元/年,明显高于上海港湾同期的 129 万元/年,主要源于公司员工本土化比例较高,且东南亚等地本地人员薪酬水平明显低于公司国内员工,因此最终其盈利水平不及公司。我们测算德国凯勒、上海港湾 2019-2021 年人均创利分别为 9 万元/年、24 万元/年。

从回款看,公司经营现金流亦领先国内同行,向海外龙头靠齐。

由于定位海外市场,公司的客户结构与国内企业亦存在较大区别,具体而言,公司客户以海外国企、海外上市企业为主,这些企业自身付款条件较好,如公司披露的部分海外项目付款条件为“每月按照进度 100%付款”,但国内项目付款条款则为“工程竣工验收合格后一个月内付至工程结算价的 60%,工程竣工验收合格后满一年付至审定价的 80%”。

而国内地基处理企业多为建筑总包企业分包商,或直接业主为地产商,总体而言,该类业主由于自身资金相对紧张,付款条件亦相对较差。

最终我们从净现比(经营现金流净额/归属净利润)这一指标看,公司 2018-2021 年平均达到 121%,大幅领先国内同行中化岩土的 78%、中岩大地的-5%、城地香江的-9%,而海外龙头德国凯勒 2019-2021 年平均净现比为 304%,随着公司品牌、技术、标准的持续推广,我们预计公司该指标有望持续向海外龙头靠齐。

总体来看,公司商业模式相对于传统建筑企业更加“轻资产”,规模扩张弹性更大。

相较于传统建筑企业,公司盈利水平更加突出,项目付款情况大幅领先,因此规模扩张并非依赖垫资驱动,具备“轻资产”属性,体现为:

1)公司在手现金充裕,2019 年来货币资金占总资产比重维持在 20%以上;

2)有息负债接近于零,近年有息负债率仅 2%左右。

在人力瓶颈方面,软地基处理因为不同项目均需“对症下药”,更看重技术方案,人员数量对企业规模约束相对较小,因此在行业需求向上通道中,公司规模扩张具备较高弹性。

短期受益东南亚需求放量,三步走战略助力公司步入快车道

短期公司经营迎来反转,2022H1 订单规模已超疫情前全年体量。

东南亚地区为公司海外主战场,2020-2021 年受全球疫情爆发影响,海外需求释放及公司业务开展均受阻,导致新签订单、收入、业绩均有所下降。

随着疫苗接种比例提高,泰国、越南、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、菲律宾等国家今年以来陆续取消新冠有关入境隔离及检测政策,过去受压制的基建需求得到释放,公司前期的海外业务暂时性收缩的情况有所缓解,业务开展及订单获取正在逐步恢复,尤其是新签订单今年已呈现提速趋势:2022 年仅上半年,公司新签合同金额达到 5.2 亿元,超过疫情前 2019 年全年值,短期公司经营迎来反转。

中长期而言,公司在稳步推进境内业务的同时,积极推进境外发展,制定了“三步走”的市场开发计划。

第一步,进军东南亚市场,并将东南亚市场建立为公司境外市场发展的基础;

第二步,以东南亚市场为支撑,抢占中东、南亚及拉美市场;

第三步,发展东欧市场,并以中东市场为跳板,向非洲市场进军,最终达到全球主要市场的全面覆盖。

截至目前,公司已经成功完成了第一步的市场开发计划,东南亚市场已成为公司最大和最稳定的收入来源。

公司目前已进入“第二步”计划实施阶段,在中东市场形成了一定的项目业绩,并已经逐步发展了阿联酋、沙特、埃及等市场,具备了与国际知名的岩土工程公司竞争的实力,如公司前期完成了迪拜 Hassyan 清洁煤电站、迪拜 Deira 棕榈岛等重大项目,正在进行中的重大项目包括沙特吉赞新国际机场项目、国王萨勒曼海事码头综合大楼项目等,目前已成功打入埃及市场。

同时,公司已成功进入了拉美市场,在巴拿马形成了项目业绩,并以此作为逐步打开拉美市场的突破口。公司中长期有望持续受益东南亚、中东等国家发展不同阶段带来的需求放量。

风险因素

1)全球疫情反复导致需求不及预期:公司业务主要布局海外,若疫情反复或导致相应国家地基建设推迟,从而导致需求释放不及预期;

2)重大项目进展不及预期:公司大型项目主要在东南亚等地区,不排除海外项目受地缘政治、营商环境变化导致项目进度放慢,从而导致公司收入、业绩确认放慢;

3)汇率大幅波动风险:公司海外业务主导,由此受各国货币兑人民币汇率波动影响较大,若汇率出现较大波动,或对当年业绩行程较大扰动;

4)低价竞争导致毛利率下行:公司目前竞争对手主要包括国内地基施工企业、海外龙头企业等,未来随着更多企业进入,不排除部分企业为抢占市场采取低价竞争策略,从而导致公司毛利率下降风险;

5)应收账款无法收回风险:公司虽总体回款情况较好,主要客户为海外国企及上市企业,但不排除部分客户因经营不善导致公司应收账款无法收回的风险。

盈利预测及估值:高质量快增长,公司配置价值凸显

盈利预测

根据公司披露数据,其业务可大致拆分为地基处理、桩基工程、其他业务三部分,公司所在的地基处理细分领域市场空间达到千亿级别,短期随着东南亚地区疫情管控逐步放松,需求有望加快释放,中长期东南亚、中东等地区经济逐步发展,地基需求景气向上。

公司深耕海外市场,尤其是在东南亚地区其技术、标准、品牌均已获得较高认可,在公司 “三步走”战略指引下,预计未来收入、业绩将迎来提速。

我们预测公司 2022-2024 年收入分别为 7.5/14.2/19.7 亿元,同比+2.2%/+88.8%/+39.2%;预测 2022-2024 年归母净利润分别为 1.6/2.2/2.9 亿元,同比+164.2%/+35.8%/+32.3%。

核心假设如下:

地基处理业务:今年以来,随着东南亚等地区逐步放开疫情管控,其地基建设需求快速放量,公司 2022 年上半年订单已快速恢复,而公司订单周期往往在半年到一年左右,预计后续订单提速将推动收入加快确认。

成本端,公司部分盈利水平较高项目在今年得以确认,其余项目在后续或将继续确认,预计 2022-2024 年该部分业务毛利率分别为 44%/39%/37%。

桩基工程业务:该部分业务占公司收入比重较小,我们预计桩基工程业务收入将维持小幅增长。成本端而言,该部分业务总体成本结构相对清晰,难以获取超额利润,预计2022-2024 年公司该部分业务毛利率将稳定在 13%左右。

其他业务:公司除上述两项业务以外的业务 2021 年来规模几乎为零,预计未来几年该部分业务可忽略不计。

估值

短期而言,随着东南亚地区疫情管控逐步放松,公司主要市场地基处理需求快速放量,中长期而言,东南亚、中东等地区经济逐步发展,地基需求景气有望向上。

公司深耕海外市场,尤其是在东南亚地区其技术、标准、品牌均已获得较高认可,在公司“三步走”战略指引下,我们预计未来经营将步入快车道。

估值水平来看:

1)横向而言,公司可比企业国内主要包括中化岩土、中岩大地、城地香江,海外上市龙头主要为德国凯勒,2021 年至今,可比公司平均 PE(ttm,剔除负值)分别为 32.7、30.6、16.6、11.9 倍;

2)纵向而言,公司自 2021 年上市以来平均 PE(ttm) 为 25.6 倍。考虑到公司近年业绩迎来快速释放期,叠加经营质量总体优于可比企业(盈利水平、经营现金流),我们认为可给予公司 2023 年 30 倍 PE 估值,对应市值 66 亿元。

另外,考虑到公司经营质量较好,报表相对健康(在手现金充裕、有息负债规模接近于零),同样可采用 PB 估值法对公司进行估值,考虑到公司上市以来 PB 平均在 3 倍左右, 我们认为可给予公司 2023 年 3 倍 PB,对应市值 53 亿元。

综合 PE 及 PB 估值,我们预测公司合理市值在 60 亿元左右,目标价 35 元。

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软土地基处理方法有哪些

软土地基是什么

软土地基

软土地基一般指天然含水量大,压缩模量小,承载能力低,并在荷载作用下易产生滑动或固结变形的地基。软弱地基主要由软土、冲填土、杂填土或特殊土地基所构成。特殊土:红粘土、膨胀土、黄土、湿陷性黄土、岩溶、盐渍土多年冻土等。

软土地基处理目的

1、提高土的抗剪强度;

2、降低地基压缩性;

3、改善地基的透水性,提高地基土的透水性,加快固结,或降低透水性以减少水压力作用(如基坑抗渗透)。

软土地基处理方法

1.表层处理法(砂垫层法、反压护道法、土工聚合物处理法)

砂垫层法

2.换填土层法(开挖换填法、抛石挤淤法、爆破挤淤法)

爆破挤淤法

3.排水固结法(堆载预压法、砂井法、真空预压法、真空联合堆载预压、降低地下水位法、电渗排水法)

真空预压法

4.复合地基法(碎石桩、水泥粉煤灰碎石桩、Y形沉管灌注桩、薄壁筒形沉管灌注桩、静压桩)

碎石桩

5.加固土桩(喷浆搅拌法、喷粉搅拌法、高压喷射注浆法)

水泥搅拌桩

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