钻芯法检测混凝土强度，是近年来国外推行较广的一种半破损检测结构中混凝土强度的有效方法。适用情况a．对试块抗压强度的测试结果有怀疑时。b．因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时。c．混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时。d．需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。
看你取样的直径了，直径100长300圆柱体试样和150立方体的换算好像是0.75，时间太长记得不太清楚了，圆柱体是美标的，150是国标的，圆柱体的实测值比立方体低
钻芯检测法在桥梁桩基工程中的应用分析 李秋杰 龙岩漳龙高速公路有限公司 龙岩 364000摘 要：本文通过钻芯检测法在桩基工程中的应用，分析不同的取样位置、取芯直经与取样方法对桩基质量评定的影响。关键词：桥梁桩基 钻芯检测 应用分析1、概述随着公路建设的发展，桥梁桩基工程被大量的应用。由于桩基属于地下隐蔽工程，因此对桩基的质量检查是十分的重要。桩基础在桥梁工程中，主要有钻孔灌注桩与挖孔灌注桩。桩基的质量检测方法主要常用的有：超声波检测法、低应变动力检测法、钻芯取样检测法等。超声波与低应变动力检测法属无破损检测法，对于重要工程或重要部位的桩基宜逐根进行，而钻芯检测法属局部破损检测法，应按照规定的抽检比例及对桩的质量有疑问时采用。通过钻芯检测法可以判断桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉碴及持力层性状能否满足设计及规范的要求。2、芯样钻取的要求在钻芯检测法中，钻取芯样是主要环节，采取的芯样质量好坏直接关系到对整个桩基质量评价的准确性。钻取的混凝土芯样可分为两种状况，一种是形状规则完整、表面平整光滑；另一种是取出的芯样表面粗糙，完整性差，粗骨料与水泥胶结差，甚至难于钻取完整的芯样。产生后一种芯样的原因除了由于桩基本身质量较差外，还与钻探设备、操作工艺导致芯样破损有关。显然，由操作引起的芯样不完整性不能代表该桩的混凝土质量。因此，钻取芯样过程，要求保证芯样的原状性、代表性，对不完整的、破碎的芯样要能作出准确的分析判断。2·1 钻机的使用要求应选择有资质、有经验的钻探单位进行钻芯取样工作。钻机应选择振动小、调速范围广、扭矩大、液压操纵的高速钻机。钻机设备安装必须水平、周正、稳固，如钻机不稳，则钻机容易发生晃动、位移，这不仅影响芯样质量，也影响钻机的使用寿命，且容易发生卡钻。2·2 钻取混凝土芯样直径的选择《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ053）规定芯样直径应为混凝土所用集料最大粒径的3倍，一般为150mm或100mm。桩基所用粗集料最大粒径一般为40mm，则取芯直径应为120mm，但芯样直径大，取芯费用较高。因此，通常是选用100mm左右的芯样直径。2·3 取芯要求取出的芯样要自上而下按顺序编号排列，不得颠倒、丢失、更换，芯样上写明孔号、回次数、起至深度、总块数、块号，并在取样试验前及时拍摄芯样全部照片。取芯过程及取出的芯样应由监理工程师监督检查及验收，芯样还应妥善进行保存。3、钻芯取样判断桩身完整性桩基需要进行钻芯取样的情况有：①按桩基总数的百分率抽检（公路施工手册《桥梁》提供的比例为5%～10%）。②对桩的质量有疑问，这疑问有二方面：一是施工过程发现的疑问；二是进行无破损检测时发现信号异常提出的疑问，对此，检测单位往往建议进行钻芯检测作进一步的判断。因此，钻芯检测结果，对桩基的取舍处理是至关重要。根据钻芯检测法判断桩身的完整性及质量状况就一定要做到准确可靠。影响桩身完整性及质量的主要缺陷有：断桩、夹泥桩、缩径、桩底沉渣太厚、混凝土离析、胶结差、强度不足等。在取芯过程，遇到钻进速度突然加快，则可能钻遇断层、夹层、混凝土严重离析层、缩径层、灌注时坍落进入桩身的砂土等，遇此情况应立即停钻，测量孔深位置，记录异常情况，然后才可继续钻进穿过病害层并取出相应层位的芯样。对局部缺陷的桩，如夹泥、缩径等，因缺陷范围只占桩截面的部分，则有可能取芯孔未穿过该部分而未能发现缺陷，从而留下事故隐患。对此，当施工过程或无破损检测怀疑桩基有此类缺陷，就应增加钻芯孔数，钻孔位置布置时可将孔位偏向外侧，如按等距离布置三个钻孔取芯，这样才能比较准确反映此类桩的缺陷情况。钻孔布置一般又不能太靠近边缘，且钻孔要垂直钻进，否则易碰上钢筋笼而无法钻进或钻眼斜出桩体外而取不到芯样。桩身出现缺陷的原因主要有：清孔不彻底、灌注水下混凝土过程中导管进水、坍孔等。对挖孔桩非水下灌注混凝土，如孔内有一定的渗水量，在混凝土浇筑过程中间又有停顿，混凝土顶面易形成积水层，如积水达到一定量又未能排除，继续浇筑混凝土则该处会出现混凝土严重离析、胶结不良的缺陷。4、芯样抗压强度试验钻取芯样之后，除了对桩基的完整性作出评价外，当混凝土试块强度不足或对试块的强度结果有怀疑时，应对钻取的芯样取样进行抗压强度试验，对桩身混凝土强度作出评价。影响混凝土芯样强度的因素很多，除了原材料、施工工艺方面的因素外，芯样试件的取样位置、试件的尺寸及数量等方面也是重要的影响因素。因此，如何选择具有代表性的试件是评价桩身混凝土强度的重要条件。4·1 取样位置的影响一根桩的芯样通常都比较长，选取芯样抗压的试件只是其中的很小一部分，而桩身混凝土灌注过程受到许多不确定因素的影响，取出的芯样在各个不同的位置强度差别就可能比较大，如有些部位混凝土胶结较差、骨料较少、试样表面粗糙，这些部位强度一般都比较低，如芯样表面光滑、完整，则强度会比较高。要如何取样，现在试验规程还没有一个明确的规定。因此，会出现不同的取样位置会有不同的试验结果，这样就容易出现争议。公路施工手册《桥梁》2000版介绍的取样方法是每根桩按不同位置采取3个试件，也没能说明取样位置是如何确定。从对质量严格要求的角度出发，应取最差部位的芯样进行强度评定，但持不同观点认为，最差部位如混凝土离析、胶结差等是属于工艺操作问题，该部位芯样不能代表混凝土的实际强度，不能象混凝土试块那样取样过程拌和料比较均匀，试件制作比较标准，代表性比较好。因此，如何选取具有代表性的芯样试件，应该有一个比较具体的规定。按不同取样位置、取样方法，在龙岩漳龙高速公路高架桥桩基工程进行了三根桩的取样试验对比，对比条件是把芯样按外观情况相对分为好、中、差三种，然后按好、中、差三种芯样的不同组合进行取样，试验结果见表1。取样方法说明：1#桩是按上、中、下三个部位，取好、中、差三种芯样，各种芯样截取一组三个试件。2#桩是按上、中、下三个部位，各部位取好、中、差三种芯样作为一组。3#桩是按取芯钻探编号取样，每钻号各取一个中等芯样试件。从表1取芯抗压结果分析，不同的取样方法对桩基混凝土芯样的抗压强度评定影响很大。例如1#桩好的一组芯样强度为45Mpa，差的一组只有27.5 Mpa，组间差值比较大；2#桩三组芯样都是取好、中、差三种芯样组合，同组各试样之间的强度差值也非常大；3#桩全部取中等的芯样试件，各组试件与各单个试件之间强度就比较接近。由此可以看出，抽取好的芯样与抽取差的芯样，对芯样的强度评定结果有很大的差异，因而很有必要对芯样强度试件取样方法作一个合理的规定。芯样强度是以单个测值还是以三个一组测定值进行评定也会有较大差异。以2#桩为例，中部一组三个试件抗压强度分别为23.9 Mpa、31.7 Mpa、34.2 Mpa。如按单个测定值的最低值评定，其值为23.9 Mpa，按三个一组平均值为29.9 Mpa，按《公路工程混凝土试验规程》JTJ053规定，标准抗压试块以3个试件的平均值作为测定值，如任一个测值与中值的差值超过15%时，以中间值作为测定值，按此评定该组评定值为31.7 Mpa，因此不同的评定方法会作出不同的评定结果。4·2 芯样抗压强度的换算在施工技术规范中，是以边长15cm的立方体试块的强度作为混凝土强度验收与评定标准。因此，芯样强度必须根据其直径、高径比转换成立方体试块的强度。这种转换包括三个部分内容：①芯样试件长度与直径比（高径比）的换算。②不同直径芯样的强度换算成直径15cm的强度。③圆柱体试件强度换算成标准方块试件强度。根据《公路工程水泥混凝土试验规程》及公路施工手册《桥梁》提供的换算系数参见表2、表3、表4。根据上面3表换算值，当有一芯样直径为100mm、长度为100mm、芯样抗压强度为28 Mpa，则换算为标准试件的抗压强度为：28.0×0.89×1.03×1.20=30.8 Mpa。根据中国工程建设标准化委员会标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS 03：88规定,高度和直径均为100mm或150mm芯样试件的抗压强度值可直接作为混凝土的强度换算值。依此，上述芯样抗压强度28.0Mpa，就不用换算可直接作为换算值。从上述二种芯样抗压强度的换算方法可以看出其评定结果也有一定的差异。5、结语综上所述，不同的取芯位置、取样方法，不同的芯样直径、强度换算方法等对桩基的质量评定都会有很大的影响，因而就不容易从客观上对桩基质量作出准确的认定。为此，建议对桥梁桩基钻芯检测应制定出专用的试验检测评定方法，对取芯位置、取样方法、芯样直径、强度换算、异常值舍弃等作出明确的规定。参考文献（1）交通部第一公路工程总公司 公路施工手册 桥梁 北京： 人民交通出版社，2000（2）CECS 03:88 钻芯检测混凝土强度技术规程 北京： 建筑工业出版社，1989（3）JTJ053-94 公路工程水泥混凝土试验规程 北京：人民交通出版社， 1994
在今天的中国，正处在经济快速发展的时期，人民的生活水平也日益提高。各种现代化的建筑在祖国大地上如雨后春笋般拔地而起。但是，近年来，在建筑工程遍地开花的同时，建筑工程的质量也一直为人们所诟病。混凝土作为建筑工程中不可或缺的原材料，其质量与建筑工程的安全息息相关。混凝土强度是混凝土结构或构件承载能力等性能的关键因素。所以说，混凝土强度对于建筑工程来说，是十分重要的。在建筑工程中，关于混凝土强度的检测一定要做到位。检测混凝土强度的方法有很多种，在本文中主要探讨钻芯法这种检测技术在建筑工程中的应用。混凝土强度的钻孔取样法是直接从构件上钻取芯样,并进行抗压强度测试,属于微破损检测方法.由于钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度,它与标准立方体试块抗压强度之间,除了进行必要的尺寸修正外,不需进行某种物理量与待测量之间的换算,被国内外专家普遍认为是已有结构混凝土强度评定和内部状况直观检查的可靠方法。1钻芯法的选用条件钻芯法检测混凝土强度，一般来说，并不是首选方法，而是在回弹法不适用时，或者是对其他非破损测得的数据有怀疑时，才采用这种方法。随着技术的发展，人们对建筑工程的质量要求越来越高，对检测精度的要求也越来越高，这时，选择钻芯法就更为适合了。而且现在高强度的混凝土在建筑工程也得到了越来越广泛的应用，使得钻芯法的地位更为突出。现在，钻芯法已经成为评价混凝土强度的重要方法。选择使用钻芯法检测混凝土强度时，都一定的适用范围，当有下列情况时，一般是选用钻芯法更为合理：一是试块抗压强度的测试结果不正常，或是对测试结果有所怀疑时，又或者是对其他非破损测试强度时取得的数据有所怀疑时，采用钻芯法；二是如果被检测的建筑物已经使用多年了，具有一定的历史，这时如果需要检测构筑物中混凝土的强度时，采用钻芯法；三是混凝土并没有一直储存在正常的气候条件下，而是遭受了火灾、冻伤、化学侵蚀或者是其他损害时，采用钻芯法；四是由于一些相关因素导致的质量问题，比如因材料、施工或者是养护不当造成的质量问题，也采用钻芯法检测。钻芯法并不是万能的，它有它本身的局限性。在使用钻芯法检测的过程中，对钻心位置的选择和数量的确定等都会受到不同程度的限制。在操作的过程中，会对混凝土构件产生一定的破坏，而且操作复杂，成本也随之提高。所以说，一般不是到了必要的时候，在工程检测中这种方法不会大量使用。2现场钻心位置的选择钻芯位置的选择是非常关键的，因为混凝土构件对于整个建筑工程来说是支撑结构，如果在钻心时，钻到了关键的部位，影响到了整个混凝土构件，后果将是不堪设想的。所以，作为工程检测鉴定的专业技术人员，他们需要具备充分的专业知识，对建筑工程的结构设计和施工的基本原则有基本了解。在选择钻芯位置时，也是基于对混凝土构件有足够的了解之上的。第一，在实际的工程中，混凝土结构或是构架有很多类型，选取钻芯的部位也是不尽相同的。如果是同层次、同混凝土强度等级，同浇筑日期的相同类型的结构或构件，在选择钻芯部位时，要选择一些不是主要承力的部位，或者说是一些受力较小的构件来作为钻取芯样。比如说，一些跨度或者是高度较小的构件作为钻取芯样就较为合适。第二，混凝土构件都会有一个混凝土梁，对力学有一定了解的人都知道，梁的受力图形为余弦波状。分析梁中间部位截面的受力情况，我们可以知道截面的上部受压下部受拉。再分析梁受剪力的情况，我们会发现在梁两端13-14跨度范围内，受到的剪力较大，梁的上部受压，而且在这个部位，常有抗剪弯筋。在选取钻芯部位时，选在距梁两端13-14跨度部位、梁身中下部。第三，当在混凝土柱上选取钻芯部位时，无论是轴向受力或是偏心受力柱，都可以将钻芯部位选在混凝土柱上。柱中也就是在纵横线交点处，在混凝土施工的过程中，都是从下到上进行浇筑的。当振动完成后，由于重力的作用，在柱的下半部会积累较多的石子，柱的上部石子则会偏少。所以说，柱的下半部的强度会比上半部高。混凝土柱中还有一些是偏心受力柱，对于这些受力柱来说，我们可以通过计算得知，弯矩最小值大致在柱中位置。所以，在混凝土柱上选取钻芯部位时，往往会选择是柱中部位，这都是有科学依据的。柱中部位作为钻芯点，既能代表该柱混凝土的实际质量，有可以最大程度上减少柱的损伤。3钻芯在检测中遇到的问题及解决方法钻芯法检测混凝土强度将是应用在未来建筑工程中的主流方法，因此，解决现在钻芯在检测中遇到的问题是尤为必要的，为未来钻芯法更好的应用打下基础。在实际检测的过程中，钻筒是处在高速运转的状态的，这种状态会使得混凝土产生强烈的摩擦抖动。带来的后果是钻芯机慢慢变松，摩擦抖动越快，变松得越快，渐渐的，钻筒与结构面就不垂直了。在这样的钻芯机中出来的芯样，会存在较多的问题，比如芯样裂缝、少角、缺边、错位、倾斜、喇叭口变形、端面与轴线的不垂直度超过2度等，这些缺陷都是有可能出现的。有时甚至会出现打断钻头的钢齿的情况。这些问题都是在钻芯法中存在的。带有缺陷的芯样也是非常影响检测结果，造成混凝土检测强度与实际强度偏差较大。这样的检测结果出来后，势必会影响检测人员对建筑工程作出正确的评价，有时甚至会出现误判，这样导致的后果是非常严重的。所以，为了尽可能避免这些问题出现。钻芯机在工作时，一定是要固定的，而且要选择合适的环境要进行钻芯操作。施工现场周围的具体环境需要与钻芯工作相配合，所选取的混凝土的强度范围也需要是合适的，一般是不宜在强度低于10MPa的混凝土上钻芯，因为当强度低于这个值时，钻芯机比较难固定，影响钻芯完成质量。在钻芯机主轴的旋转轴线与被钻芯样的混凝土表面相垂直的情况下，钻芯工作才能开始进行。4不容忽视的几点问题（1）钻取楼板一类的构件，钻取芯样后应切去明显的浇筑面，浇筑面强度不同于混凝土构件强度；绝对避免在混凝土施工缝处即二次混凝土浇捣结合处钻取芯样，此处混凝土不具有代表性；钻芯时钻筒壁离钢筋的距离应大于钢筋直径，以免影响钢筋和混凝土的粘结力或切断钢筋；要避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其它钢筋。（2）芯样在试验前一定要对其几何尺寸作下列测量：平均直径、芯样高度、垂直度、平整度等，这点在实际检测过程中最容易被忽视。（3）结构或构件钻芯后所留下的孔洞要及时修补，很多人认为这不影响结构安全和美观，不必修补。如果没有修补回造成孔洞周围的钢筋保护层不够，容易锈蚀。5总结在实际的建筑工程中，检测混凝土强度的方法有很多，钻芯法只是其中之一，但是随着建筑工程发展的趋势，对建筑工程本身的要求越来越多，对混凝土强度的要求也越来越高。在这种趋势下，钻芯法在未来建筑工程的应用会越来越多。在本文中，笔者针对钻芯法的选用条件，对钻芯位置的选择，以及在钻芯的过程中会出现的问题和解决方法等，都给出了自己的看法。旨在抛砖引玉，希望更多有识之士参与其中进行探讨，来使得混凝土强度检测技术更为先进和科学。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
钻芯法检测混凝土强度，是近年来国外推行较广的一种半破损检测结构中混凝土强度的有效方法。适用情况a．对试块抗压强度的测试结果有怀疑时。b．因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时。c．混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时。d．需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。
绿色高性能混凝土建筑材料可持续发展的设想 多年来,关于混凝土材料的研究和对其发展方向的制定,过于偏重于使其达到某种或综合的优良性能这一基本原则上,而对其耐久性重视程度不够。90 年代初高性能混凝土概念提出后,促使人们加强了对混凝土材料的施工性和耐久性的研究,而绿色高性能混凝土则是将单纯的材料性能的获得与建筑材料的可持续发展综合考虑时的必然方向。1 绿色高性能混凝土 高性能混凝土应该具有下列某些或多项优良性能: (1) 优良的施工性:能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,并尽量降低振动噪音和振实能耗; (2) 强度高:尽量减少肥梁胖柱,并要考虑到建筑的美学效果和结构挠度以及功能等方面的要求; (3)耐久性优良:如抗冻性、抗渗性、抗冲击性、抗水砂冲刷性等; (4) 具有某些特殊功能:如超早强、低脆性、高耐磨性、吸声、自呼吸性等。尽管在开发应用高性能混凝土的过程中,一般都要使用高性能外加剂和性能优良的掺合料,在一定程度上可以起到节约水泥从而节约资源和能源、保护环境的作用,但高性能混凝土的提出者及研究开发者都很少从环境保护、节约资源和能源的高度来认识这一问题,过分强调在任何工程中都使用高强混凝土,无凝是对宝贵而有限的地球资源和能源的浪费。 最早提出绿色高性能混凝土概念的是中国工程院院士吴中伟教授。简要地说,符合以下条件的高性能混凝土才真正能称得上是绿色高性能混凝土: (1) 所使用的水泥必须为绿色水泥,砂石料的开采应以十分有序且不过分破坏环境为前提; (2) 最大限量地节约水泥用量,从而减少水泥生产中的“副产品”———CO2 、SO2 和NOx 等气体,以保护环境; (3) 更多地掺加经加工处理的工农业废渣,如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料,以节约水泥保护环境,并改善混凝土耐久性; (4) 大量应用以工业废液,尤其是黑色纸浆废液为原料改性制造的减水剂,以及在此基础上研制的其它复合外加剂,帮助其它工业消化处理难以处治的液体排放物; (5) 集中搅拌混凝土,消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水,并加强对废料、废水的循环使用; (6) 发挥高性能混凝土的优势,通过提高强度,减小结构截面积或结构体积,减少混凝土用量,从而节约水泥和砂、石的用量;通过改善施工性能来减小浇筑密实能耗,降低噪音;通过大幅度提高混凝土耐久性,延长结构物的使用寿命,进一步节约维修和重建费用,减少对自然资源无节制的使用; (7) 对大量拆除废弃的混凝土进行循环利用,发展再生混凝土。2 绿色高性能混凝土的原材料 尽管绿色高性能混凝土是一种相对节能的建筑材料,但随着世界水泥年产量和混凝土浇筑量的不断增加,它对资源、能源和环境所产生的影响是非常惊人的。据估算,生产1t 水泥熟料所排放的CO2 约为1t ,同时还要排放SO2 、NOx 等有害气体,CO2 的大量排放直接导致“温室效应”,而SO2 、NOx 等气体的排放则会引起“酸雨”现象,由于收尘设施不佳,水泥生产还排放出大量粉尘,水泥厂一直被看作环境污染源;水泥工业也是耗煤、耗电大户,水泥的大量生产和应用还将导致地球矿产资源的匮乏和生态平衡的破坏。因此,混凝土能否长期作为最主要的建筑材料,不仅要求其具备在耐久性、施工性和强度等方面的高性能,而且最关键之处在于其绿色“含量”是否高。水泥虽然只占混凝土所有原材料质量的10 %～20 % ,但水泥工业生产中所消耗的能量是最多的,几乎占混凝土能耗的50 %～60 %;混凝土从原材料生产加工到浇筑成型的整个过程中,水泥工业是排放粉尘和有害气体的最大的污染源。 因而,发展绿色高性能混凝土的首要条件是生产和使用节能型、环境污染少的绿色水泥。“绿色”型水泥生产是将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平,并能够循环利用其它工业的废渣和废料;技术装备上更强化了环境保护的技术和措施;产品除了全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保护的保证体系;粉尘、废渣和废气等的排放几乎接近于零,真正做到不但自身实现零污染,无公害,又因循环利用其它工业的废料、废渣,而帮助其它工业进行三废消化,最大限度地改善环境。3 开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作 绿色高性能混凝土从原材料到具体工程应用涉及到的部门和环节很多。实现水泥生产“绿色化”一个环节是不够的,必须同时开展如下工作: 第一、要加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计和施工人员等的环保节能意识,加大“绿色”概念的宣传力度,引起混凝土工程领域各环节的高度重视。 第二、工程设计人员应更新传统的混凝土设计方法,敢于在重大工程中掺用活性混合材料和加大掺量;施工人员要提高质量意识,严格施工,加大活性混合材掺量对混凝土各项性能所产生的益处已众所周知,但未被工程界充分重视。比如,对粉煤灰的应用问题,尽管科研工作者早就着手大掺量粉煤灰混凝土的研究,但目前即使在商品混凝土中粉煤灰的实际掺量一般也只有15 %左右,很少超过20 %。有人曾研究过粉煤灰替代率为35 %～50 %的低强度等级混凝土(14MPa)的性能,认为可大量用于道路的路基,大掺量粉煤灰混凝土,尤其适合于大体积混凝土工程和海工混凝土工程。再如针对混凝土材料的耐久性,人们并没有象所期望的那样加大活性混合材的用量,控制某些种类防冻剂和早强剂的掺量,或者重视低碱水泥的使用,以致范围广泛的混凝土工程碱集料破坏现象仍很严重。 第三,研究对工业废渣行之有效的加工方法、加工设备,以期充分利用其活性;在工业废渣利用方面,还要坚持贯彻优质优用的原则,即超细磨矿渣和优质粉煤灰主要用于配制高强度混凝土,而配制中低强度等级混凝土一般仍应采用普通细度矿渣或低等级粉煤灰。 第四,开发适合于掺活性混合材混凝土的高性能外加剂,以解决掺混合材对混凝土性能产生的某些负面效应,同时还可避免过分提倡混合材超细磨所引起的能耗问题。通过掺用合适的高效减水剂和引气剂,可配制出各种性能相当优异的混凝土。对于大掺量普通细度活性混合材的混凝土,通过掺加有效的激发剂,有望改善其早期强度,但应严格限制激发剂中C1 和SO2的含量,或禁止使用这类激发剂,以免引起钢筋锈蚀或碱集料反应。 第五,研究一种或多种活性混合材和外加剂与水泥矿物成分的超叠加效应,以便针对具体材料提出最佳设计方案。 第六,对纸浆黑色废液进行加工处理,开发以纸浆废液为主要原材料的各种外加剂,并扩大其使用范围,长期以来,黑色纸浆废液一直是导致我国长江、黄河流域以及其它河道水质严重污染的“元凶”。我国大约有9000 多家造纸厂,每年产生的黑色废液大约有30 亿～90 亿t ,绝大多数厂家都把未经处理的废液直接排放到江河中,造成的污染十分惊人———竟占我国所有化工污染的1/ 4 ! 尽管国家已对部分厂家实行了关停并转,但处理纸浆废液的任务仍刻不容缓。利用纸浆废液来制取混凝土减水剂不仅可以节省工业萘的消耗,降低成本,最重要的是可帮助造纸厂处理并循环利用废液,减少其对环境、工农业生产以及人身健康造成的巨大危害。 第七,研究和制定绿色高性能混凝土的质量控制方法、验收标准等,绿色高性能混凝土都要求掺加活性混合材,然而,除硅灰和稻壳灰等外,活性混合材对混凝土强度的贡献主要在后期。如果仍沿用普通混凝土质量控制方法和验收标准,即以28 d 抗压强度来衡量混凝土的质量,则不符合实际情况,势必要造成强度和材料的浪费,也影响绿色高性能混凝土生产者的积极性,使绿色高性能混凝土难以推广,这与混凝土“绿色化”的真正目的是背道而驰的。另外,绿色高性能混凝土要求混凝土具有较为优良的耐久性,但对混凝土质量评定的传统和现行的标准只考虑强度,而对耐久性指标一般不予考虑,希望新标准中增加耐久性指标。 第八,应针对当前城市改造过程中大量拆除旧结构物混凝土,研究出一整套破碎、分级技术,开发再生混凝土,用于浇筑强度要求相对较低的地坪、中低等级混凝土路面、路基等工程。
建议按《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS03，第3.2 钻芯确定混凝土强度推定值有关规定换算。
摘 要: 建筑结构的现场检测，按结构、材料不同可分为混凝土和钢结构现场检测。通过对混凝土建筑结构、砌体结构及钢结构现场检测方法的总结、分析、评价，结合检测技术的现场应用，提出对结构现场检测技术的展望。 关键词: 建筑结构；检测方法；非破损检测；强度 引言 建筑结构的现场检测，按不同结构、不同材料可分为:混凝土结构现场检测和钢结构的现场检测，本文试对其现状和发展趋势进行分析和展望。 1、混凝土结构现场检测方法 混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”。这类方法以试件破坏时的实测值，作为判断混凝土性能的依据较为直观，称为破损性实验，由于试件中的混凝土与结构中的混凝土质量、受力状况及各种条件不可能完全一致，而且对于建筑结构的现场检测也不太适用。 20 世纪30 年代混凝土非破损检测方法发展起来了，如回弹法、超声脉冲法等在不破损混凝土的条件下进行现场检测。 1. 1 回弹法 回弹法是用回弹仪弹击混凝土表面，由仪器重锤回弹能量的变化，反映混凝土的弹性和塑性性质，测量混凝土的表面硬度推算抗压强度，是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法，我国已编制了规范。 回弹法的主要优点是:仪器构造简单，方法易于掌握，检测效率高，费用低廉，影响因素较少，但还存在一定不足:回弹值受碳化深度、测试角度的影响，石子种类对其也有影响，要对回弹值进行不同的修正，对存在有质量疑问区域的混凝土，需用其它方法进行进一步检测。 1. 2 超声脉冲法 用超声脉冲法检测混凝土强度是测试超声波在混凝土中的传播参数，找出混凝土抗压强度与这些参数的关系，确定其抗压强度。 混凝土是各向异性的多相复合材料，内部存在广泛分布的砂浆与骨料的界面和各种缺陷，使超声波在混凝土中的传播要比在均匀介质中复杂得多，产生反射、折射和散射现象，并出现较大衰减，因此超声脉冲法检测混凝土强度虽然能够检测出混凝土内部存在的问题，但是对测试仪器、换能器与混凝土的强度和超声传播声速间的定量关系受到混凝土的原材料性质及配合比的影响；测试试件的温度和含水率的影响等，只有综合考虑各种因素和条件，建立高拟合度的专门曲线，使用时才能得到比较满意的精度。 1. 3 超声回弹综合法 超声回弹综合法是建立在超声传播和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系上，以声速和回弹值来综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。 超声回弹综合法在一定程度上克服了以单一指标评定混凝土强度的不足，它把石子和测试面的影响，从检测结果中加以修正，对于多指标综合，能较全面地反映与混凝土强度有关的各种要素的作用，提高了测试精度。 1. 4 钻芯法 钻芯法与前3 种方法不同。它用专用取芯机从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱型的混凝土芯样，并根据芯样的抗压试验强度，推定混凝土的抗压强度，是一种较为直观可靠的检测混凝土强度的方法，由于需要从结构上取样，对原结构有局部损伤，所以是一种现场检测的半破损试验方法。 钻芯法为许多国家所采用，俄罗斯、美国、英国、日本、法国等都制定了各自的标准，国际标准化组织也提出了相应国际标准草案（ ISO/ DIS7034） 。 1. 5 拔出法 拔出法试验也是一种半破损检测方法，它是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内，或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓，然后测试锚固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力，由被拔出时的锥台型混凝土块的投影面积确定混凝土的拔出强度，并由此推算出混凝土的抗压强度。 拔出法在美国、加拿大、丹麦等国家已广泛得到应用，国际标准化组织（ ISO） 曾提出关于测定硬化混凝土拔出强度的国际标准草案（ ISO/ DIS8046） 。 1. 6 超声脉冲法 超声脉冲法是检测混凝土内部缺陷和操作应用最广泛的方法，当结构混凝土中存在缺陷或损伤时，超声脉冲通过缺陷时会产生绕射，传播的声速要比相同种类材质无缺陷混凝土的传播声速要小，声时偏长；缺陷界面上产生反射，因而能量显著衰减，波幅和频率明显降低，接收信号的波形平缓，甚至发生畸变，因此可判别混凝土的缺陷与损伤，这在工程验收、事故处理和已建建筑物可靠性鉴定工作中，可为结构补强和维修，提供可靠的判别依据。 需要特别注意的是，有波形显示的超声检测仪方可用于探伤，而无波形显示的数字式声速仪，只能提供声时和声速作为唯一的判别依据，容易造成误判。 1. 7 混凝土结构中钢筋位置和钢筋锈蚀检测1. 7. 1 钢筋位置的检测 对已建混凝土结构作可靠性诊断和对新建混凝土结构施工质量鉴定时，要求确定钢筋位置、钢筋情况，当采用钻芯法检测混凝土强度时，为所取部位避开钢筋，也常作钢筋位置检测。常用的电磁感应法检测，比较适用于配筋稀疏和混凝土保护层不太厚的情况，当钢筋位置在同一平面或在不同平面内距离较大时，测得的结果比较满意。 1. 7. 2 钢筋锈蚀的检测 混凝土若质量差、工作环境恶劣或其它原因使结构产生各种裂缝，就会造成钢筋的锈蚀。而钢筋锈蚀则导致混凝土保护层胀裂、剥落，钢筋有效面积削弱等，直接影响结构的承载能力和使用寿命，而对已建结构进行结构鉴定和可靠度诊断时，必须对钢筋锈蚀进行检测。 用半电池法测量钢筋表面与探头之间的电位差，以判断钢筋锈蚀的可能性及锈蚀程度。 2、砌体结构的现场检测方法 砌体结构主要指砖砌体，砌体强度是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的，传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样，进行抗压强度试验而砌体结构的特点导致取样存在较大难度，取样时的扰动又会对试样产生较大损伤，从而影响试验结果。因此，砌体结构的现场原位非破损或半破损试验方法理所当然地受到重视，并广泛开展研究和工程实际应用。 2. 1 砌体强度的间接测定法 砌体强度与砂浆和砖块强度有直接关系。由砂浆和砖块强度等级可确定砌体的抗压强度，间接测定法就是使用专门的仪器和专门的测试方法，测量砂浆和砖块的某一项强度指标或与材料强度有关的某一项物理参数，并由此间接测定砌体强度。 （1） 冲击法。依据物体破碎时所消耗的功与破碎过程中新产生表面积成正比的基本原理、由事先建立的单位功表面积增量和抗压强度之间的经验公式，求得砂浆或砖块试样的强度。 （2） 回弹法。检测砖块和砂浆强度的基本原理与混凝土强度检测的回弹法相同，只是采用专门的砂浆回弹仪，因为砖的表面硬度与强度有良好的相关性，所以，此法精度高，且简单、适用。 （3） 推出法。推出法又称顶推法、剪法，具体称单砖单剪法。即把一单砖的顶面、两侧面砂浆清除，只留底面，用特制的小千斤顶将其“顶出”，在极限状态时，测得砖与砂浆的粘接抗剪强度，并根据抗剪强度与抗压强度的关系，推出抗压强度。 此外尚有筒压法、点荷法等通过测定砂浆的强度来测定砌体强度的方法，都已进行了大量的研究，取得了一定成果。 2. 2 砌体强度直接测定法 （1） 抽样检测法。主要包括切割法与取芯法，切割法切割的试件宠大，搬运过程中扰动大，造成试验结果的离散性大，耗费大量的人力、财力，只限于庞大砌体工程质量事故处理及对其它方法的校准。取芯法是对芯样作抗压和抗剪试验，对砌体扰动也很大，其试验结果不太一致。 （2） 原位检测法。主要包括扁顶法、原位轴压法和原位剪切法。扁顶法是采用扁式液压测力器装入开挖的砌体灰缝中进行砌体强度的原位检测方法，它较好地克服了取样法的不足，但设备复杂，允许的极限应变较小，测定砌体的极限强度受到限制。原位轴压法是对扁顶法的改进，其原理与其一致，测定砌体的极限抗压强度，推算其标准抗压强度，缺点是设备较沉重，使用不便，原位剪切法是在墙体上直接测试砌体通缝的抗剪强度，由于对测试部位有限制，使其应用有一定的局限性。 （3） 动测综合法。动测综合法是振动反演理论在工程上的应用。在脉动、起振机共振、自由释放或冲击等激振方式的作用下，通过测量砌体结构的频率和振型等参数，根据系统识别理论得到层间刚度，推算出各层砌体轴心抗压强度，此法从房屋整体出发，不仅能得到砌体的强度，鉴定房屋的质量，便于对房屋进行安全性评定，随着检测仪器技术的改进，算法的优选，结果的精度不断提高，很有发展前途。 （4） 微观结构法。声、波、射线等在材料中传播时，会因材料的微观结构的判别而不同，由此可推断出材料的强度。我国在砌体房屋检测的方法有应力波法和超声波法。应力波法测低强和高强砂浆砌体时，精度不高，超声波法由于影响因素较多，测试结果不理想，有待进一步提高。 3、钢结构的现场检测方法 在我国的建筑结构形式中，钢结构也是一种重要的结构形式，对已建钢结构鉴定时，检查钢结构材质，了解结构钢材的力学性能，最理想的方法就是在结构上截取试样，由拉伸试验确定其强度，但会损伤结构，影响它的正常工作，因此，常用的方法有表面硬度法、超声法等。 3. 1 表面硬度法 表面硬度法由布氏硬度仪测定，由硬度计端部的钢珠受压时在钢材表面和硬度标准试样上的凹痕直径，测得钢材的强度，换算得到钢材的强度、屈服强度。此法在检测中，由于仪器简单、使用方便、基本无损害而得到广泛的应用。 3. 2 超声法检测钢材和焊缝缺陷 超声法检测钢材，多采用脉冲反射法。超声波脉冲发射进入被测材料传播，无缺陷时，不出现缺陷反射波，反之产生部分反射，由于钢材密度比混凝土大得多，为了能检测到较小的缺陷，要求选用较高的超声频率，此法比磁粉探伤、射线探伤更有利于现场检测。 4 、结构现场检测技术展望 结构现场检测技术对工程质量事故的检测、处理方面，具有重大的应用价值，从国内外的发展状况来看，该项技术涉及到多个学科的应用技术，应进一步研究、完善，应从以下几个方面来努力、创新。 （1） 新参数、新性能指标的测试。随着材料科学的发展，许多新材料被工程所应用，建筑结构设计的不断改进，一些新的参数和新的性能指标能够说明新材料和新结构的可靠性，需要不断研究这些参数指标的测试方法，为工程实践服务，是当前测试技术发展的趋势。 （2） 新思想的引入、对数学模型的创新和改善。在建筑结构检测方法的研究中，引入新思想，不仅要考虑宏观力学，还要考虑微观力学，深入全面地看问题。已有的检测方法中用到的经验公式有一定的局限性、在新的数学模型建立时，应更加注意其边界条件，扩大使用范围，提高拟合程度。 （3） 测量仪器的改进。随着计算机的普及与发展，改进测量仪器成为必然，测量仪小型化、智能化，使测试精度不断提高，以保证现场检测的需要。 （4） 操作方法的改进。结构检测仪器的操作方法要日趋简单化，使其更适合于大面积建筑工程质量的检测。
基桩检测包括单桩承载力检测和桩身完整性检测。其中基桩承载力检验又分为单桩竖向抗压承载力检验、竖向抗拔承载力检验、水平承载力检验三种。桩身完整性检测主要是对桩身的完整性进行检测，主要方法有低应变法、高应变法、声波法和钻芯法。
验证方法
用准确可靠程度（或直观性）高的检测方法来弥补或复核准确可靠程度（或直观性）低的检测方法结果的不确定性，称为验证检测。验证的主要方法有：
（1）单桩竖向抗压承载力验证应采用单桩竖向抗压静载试验；
（2）桩身浅部缺陷可采用开挖验证；
（3）桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证，管桩也可采用孔内摄像的方式验证；
（4）单孔钻芯检测发现桩身混凝土存在质量问题时，宜在同一基桩增加钻孔验证，并根据前、后钻芯结果对受检桩重新评价；
（5）对低应变法检测中不能明确桩身完整性类别的桩或Ⅲ类桩，可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等方法进行验证检测。
同时也要注意完整性检测和承载力检测概念上的不同，桩身完整性不符合要求和单桩承载力不满足设计要求是两个独立概念。在实际检测过程中会发现，有时完整性为Ⅰ类或Ⅱ类的桩而承载力不满足设计要求，显然存在结构安全隐患；有时竖向抗压承载力满足设计要求的桩，完整性为Ⅲ类或Ⅳ类，则可能存在安全和耐久性方面的隐患。如桩身出现水平整合型裂缝（灌注桩因挤土、开挖等原因也常出现）或断裂，低应变完整性为Ⅲ类或Ⅳ类，但高应变完整性可能为Ⅱ类，且竖向抗压承载力可能满足设计要求，当这些桩承受水平荷载或上拔荷载时，则很难满足使用上的要求。
（6）桩身混凝土实体强度可在桩顶浅部钻取芯样验证。
当需要验证运送至现场某批次混凝土强度、或对预留的试块强度和浇注后的混凝土强度有异议时，可按结构构件取芯的方式，验证评价桩身实体混凝土强度。注意桩实体强度取芯验证与本教材中钻芯法有差别，前者只要按《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T 50784，在满足随机抽样的代表性和数量要求的条件下，可以给出具有保证率的检验批混凝土强度推定值；后者常因检测桩数少、缺乏代表性而仅对受检单桩的混凝土强度进行评价。
（7）桩身混凝土实体强度可在桩顶浅部钻取芯样验证。
JGJ__106-2003_建筑基桩检测技术规范中有规定，留邮箱，发你一份
国内外常用的桩基检测方法：
①钻芯检测法：由于大直钻孔灌注桩的设计荷载一般较大，用静力试桩法有许多困难，所以常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。
但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，而且设备庞大、费工费时、价格昂贵，不宜作为大面积检测方法，而只能用于抽样检查，一般抽检总桩量的3～5%，或作为无损检测结果的校核手段。
②振动检测法：又称动测法。它是在桩顶用各种方法施加一个激振力，使桩体及至桩土体系产生振动。或在桩内产生应力波，通过对波动及波动参数的种种分析，以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一种方法。
这类方法主要有四种，分别为敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法。
③超声脉冲检验法：该法是在检测混凝土缺陷的基础上发展起来的。其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若干根检测用管道，作为超声检测和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动，沿不同深度逐点测出横断面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土质量。
④射线法：该法是以放射性同位素辐射线在混凝土中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过混凝土时，因混凝土质量不同或因存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。
一、施工前的质量验收
钢筋、水泥、混凝土配合比验收
二、施工过程中质量验收
（一）沉桩的质量控制及检验
打（沉）桩的质量控制
桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。
桩端达到坚硬、硬塑的黏性土等，以贯入度控制为主，桩端标高作参考。
贯入度已达到，桩端标高未达到时，继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值为准。
振动法沉桩，以最后3次振动（加压），每次10 min或 5 min，测出每分钟的平均贯入度，以不大于设计规定的数值为合格。
（二）打（沉）桩验收要求
桩位偏差表
对桩承载力的检验：桩的静荷载试验根数≥总桩数的1％，且≥3根；只有50根时， ≥2根。
桩身质量检验：高、低应变， ≥桩总数的15％，且每个承台不少于1根。
预制桩的检查，钢筋笼的检查。
施工中桩的垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、桩顶质量进行检查。
电焊接柱，抽10％作焊缝探伤检查。
（二）灌注桩质量要求及验收
平面位置和垂直度的要求；桩顶标高至少要比实际标高高出0.5m。
沉渣厚度要求：
试块要求：
桩静载试验的根数要求：
桩身质量的检验及数量要求；
对原材料的检验
扩展资料：
在国内，绝大多数的检测机构采用反射波法（瞬态时域分析法）检测桩身完整性，主要原因是其仪器轻便、现场检测快捷，同时将激励方式、频域分析方法等作为测试、辅助分析手段融合进去。当然，低应变法检测时，不论缺陷的类型如何，其综合表现均为桩的阻抗变小，而对缺陷的性质难以区分，这是其最大的局限性。
它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时，能够在查明这些“缺陷“是否影响竖向抗压承载力的基础上，合理判定缺陷程度，可作为低应变法的补充验证手段。在某些地区，利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率，已成为一种普遍做法。
与其他完整性检测方法相比，声波透射法能够进行全面、细致的检测，且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射，对检测结果会造成影响。近几年涌现的多通道超声波检测仪，使得检测效率成倍的提高。
该检测方法是获得一组（剖面）声学数据后，对数据进行分析，剔除异常值后计算平均值（声速和波幅），然后再将每个测点的数据与平均值进行比较，超过一定范围（如波幅下降6dB）即认为该点存在缺陷。该检测方法同样可应用于地下连续墙、水利坝体的检测。
工程技术的不断发展，新型钢桩和钢筋混凝土桩在工程建设中用途越来越广泛。而不同的桩型特点亦有不同。
按承载性状分类
摩擦型桩
摩擦桩—— 荷载绝大部分由桩周围土的摩擦力承担，而桩端阻力可以忽略不计。
端承摩擦桩—— 荷载主要由桩身摩擦力承担的桩。
端承型桩
端承桩 —— 荷载绝大部分由桩尖支承力来承担，而桩侧阻力可以忽略不计。
摩擦端承桩 ——荷载主要由桩端阻力承担的桩。
按施工方法分法
灌注桩：钻孔灌桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩。
另外，成孔方式有：人工挖孔、机械挖孔(正循环回转法、反循环回转法、螺旋钻机成孔法、潜水钻机成孔法等)。
按桩的设置效应分类
1 非挤土桩：如钻（冲或挖）孔灌注桩及先钻孔后再打入的预制桩，因设置过程中清除孔中土体，桩周土不受排挤作 用，并可能向桩孔内移动，使土的抗剪强度降低，桩侧摩阻力有所减小。
2 部分挤土桩：冲击成孔灌注桩、H型钢桩、开口钢管桩和开口预应力混凝土管桩等。在桩的设置过程中对桩周土体稍 有排挤作用，但土的强度荷变形性质变化不大。
3 挤土桩：实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩等在锤击和振动贯入过程中都要将桩位处的土体 大量排挤开，使土体结构严重扰动破坏，对土的强度及变形性质影响较大。
按桩的形成方法分类
1 打入桩：使用机械将预制的混凝土桩、木桩、钢板桩打入土层中，将土层挤密，从而达到加固地基的目的。
2 灌注桩：采用水下混凝土灌注，形成端承桩或摩擦桩，从而达到加固地基的目的。
桩基础属于地下隐蔽工程，尤其是灌注桩，很易出现缩颈、夹泥、断桩或沉渣过厚等多种形态的质量缺陷， 影响桩身结构完整性和单桩承载力，因此必须进行施工监督、观场记录和质量检测，以保证质量，减少隐患。对于柱下单桩或大直径灌注桩工程，保证桩身质量就更为重要。
参考资料：百度百科——桩基检测 百度百科——桩
钻芯操作对桩身的位置、缺陷、桩底持力层岩土形状、桩底沉渣厚度以及桩身完整性的判定与鉴别都有着一定的影响。这就要求应该严格按照相关的规定与标准对钻进的速度、回次进尺、钻进水压以及桩底持力层的钻进深度进行有效的把控，在具体操作过程当中一旦遇到任何异常情况都应该及时做好记录，并采取相应的不就措施。在进尺将近委托方所提供的桩长时，应该实施一次提钻以更好地确保下一次钻进持力层和桩底的合理性，在接近桩底时应对液压的和钻进速度的变化引起重点关注，及时发现相关的异常情况并做好记录，只有这样才能更好地确保桩底沉渣的厚度更加准确。在利用桩基础钻芯法技术检测过程当中，会在一定程度上受到检测条件、检测技术人员以及检测设备的影响，为了更好地确保检测结果的准确性和权威性就需要对这些影响因素进行有效的控制，工程建设单位在开始施工之前就应该聘用一些具有专业技术能力的人员来实施对桩基础的检测工作。
多年以来，我国芯片行业与欧洲、美国、日本、韩国和台湾相比一直处于弱势地位。近年来，中国在半导体行业研发投入逐渐增加，芯片市场规模占GDP的比重持续上升。2019年，中国芯片市场规模占GDP的比重为0.76%，2020年前三季度，这一比例进一步上升至0.82%。
我国芯片市场规模占GDP比重有所上升
多年以来，我国芯片行业与欧洲、美国、日本、韩国和台湾相比一直处于弱势地位。近年来，中国在半导体行业研发投入逐渐增加，芯片市场规模占GDP的比重持续上升。2019年，中国芯片市场规模占GDP的比重为0.76%，2020年前三季度，这一比例进一步上升至0.82%。
根据中国半导体协会数据，2013-2020年，我国芯片市场规模不断增长，2019年中国芯片销售额为7562.3亿元，同比增长15.8%，2020年前三季度，中国芯片销售额为5905.8亿元，同比增长16.9%。。
江苏省集成电路产量占比最大
近年来中国集成电路产量持续增长，2019年，中国集成电路产量为2613亿块，同比增长29.5%。
分地区来看，2019年，中国集成电路产量前三省份分别为江苏省、甘肃省、广东省，产量分别为516.29亿块、389.86亿块、363.24亿块，占全国集成电路产量的25.58%、19.32%和18.00%。
中国半导体企业制造总额占整体半导体市场规模提升快速
2020年1月6日，IC Insights发布了对中国半导体行业未来5年的展望。ICInsights指出，需要区分“中国半导体市场”和“中国本土半导体制造(公司总部位于中国大陆)”这两个概念，二者的区别比较明显。目前，中国本土半导体企业与国际半导体企业技术上规模上仍有差距。
2020年，中国半导体制造总额占整体半导体市场规模的15.9%，高于2010年10.2%。预计到2025年，这一份额将比2020年增加3.5个百分点，达到19.4%。
—— 更多数据来请参考前瞻产业研究院《中国芯片行业市场需求与投资规划分析报告》
从美国对华为的制裁以及疫情影响导致全球缺芯，这些致命因素无疑加重了我国集成电路业的发展，我国部分高端芯片和元器件短期内无法实现国产替代，只能大规模依赖进口。
我国倚重进口主要缘于国产芯片与国际水平差距太大，而信号链芯片相较于电源管理芯片的设计更为复杂。我国在政策措施扶持下，中国集成电路新增产线的陆续投产以及快速发展的势头。
我国所需核心芯片主要依赖进口，中国芯片封装企业市场目前的占有率较高，部分在高端芯片器件封装领域有较大突破。集成电路产品在功能稳定的同时，需要更小的体积及更少的外围器件，有分析师预测到2030年集成电路产业将扩大至5倍以上。
半导体芯片作为数字时代的基石。
不仅是是信息技术产业的核心，更是保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，已经成为了全世界的必争赛道。芯片国产化替代已经到了加速的窗口期，这也将给A股的芯片板块带来巨大的投资机遇。
拜登签署了《芯片和科学法案》。美国在“芯片法案”中加入“中国护栏”条款，进一步限制和阻止中国芯片先进制造能力的发展。虽然美国出口管制政策短期对国内产业链有所影响，但中长期来看更加凸显国内半导体核心底层产业链自主可控的重要性。
主要企业：长电科技(600584)、通富微电(002156)、华天科技(002185)
本文核心数据：发展背景、行业地位、发展概况
行业发展背景
1、集成电路封测：芯片制造的最后一道工序
集成电路，简称IC就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路，集成电路产业是现代信息技术的基石。
集成电路按照产业链可分为：设计、制造、封装、应用四个部分。其中芯片设计亦可称为超大规模集成电路(VLSI)设计，其流程涉及对电子器件(例如晶体管、电阻器、电容器等)、器件间互连线模型的建立;芯片制造工艺包括光刻、刻蚀、氧化沉积、注入、扩散和平坦化等过程。
从实际经营的角度分析，集成电路产业链是以电路设计为主导，由电路设计公司设计出集成电路，然后委托芯片制造厂生产晶圆，再委托封装厂进行集成电路封装及测试，然后销售给电子整机产品生产企业。
2、摩尔定律即将失效?堆叠式封测带来“一线生机”
——行业的周期性-摩尔定律
摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)经过长期观察总结的经验。摩尔定律的内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍;或者说，当价格不变时，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
——摩尔定律面临失效
半导体行业最重要的定律就是摩尔定律，指集成电路上可容纳的晶体管数目，约每两年便会增加一倍，性能也将提升一倍。但一旦芯片上线条的宽度达到纳米数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就面临“失效”。
——堆叠式封装技术将超越摩尔定律
CES2019展会上，Intel正式公布了Foveros3D立体封装技术，其首款产品代号Lakefield。Lakefield使用10nm制程，同时也将是是英特尔首款使用3D封装技术的异质整合处理器。根据英特尔发布的资料，Lakefield处理器，不仅在单一芯片中使用了一个10nm FinFET制程的Sunny Cove架构主核心，另外还配置了4个也以10nm FinFET制程生产的Tremont架构的小核心。此外，还内建LP-DDR4内存控制器、L2/L3Cache，以及全新架构GPU。
而能够将这么多的处理核心和运算单元打包成一个单芯片，且整体体积仅有12 x 12mm，所仰赖的就是Foveros3D封装技术。
后摩尔时代集成电路若想继续满足电路的高性能和特殊功能需求，除了通过工艺缩小CMOS器件尺寸、探索新材料、电路新结构的方法外，最可能通过封装方式的改变来提高集成电路容纳性：以系统级封装(SiP)为代表的功能多样化道路列为半导体技术发展的新方向，着眼于增加系统集成的多种功能，而不是过去一直追求缩小特征尺寸和提高器件密度。
行业发展现状
1、集成电路封测工艺流程
封装是集成电路制造的后道工艺，集成电路封装是把通过测试的晶圆进一步加工得到独立芯片的过程，目的是为芯片的触点加上可与外界电路连接的功能，如加上引脚，使之可以与外部电路如PCB板连接。同时，封装能够为芯片加上一个“保护壳”，防止芯片受到物理或化学损坏。在封装环节结束后的测试环节会针对芯片进行电气功能的确认。在集成电路的生产过程中封装与测试多处在同一个环节，即封装测试过程。
典型的集成电路封测工艺流程为：来料检查-磨片减薄-划片-粘片-压焊-塑封-切筋成型-打印测试-包装-品质检验，具体如图所示。
2、上游：集成电路设计、制造规模增加，将推动封测产业发展
近些年来，在国家政策扶持以及市场应用带动下，中国集成电路产业保持快速增长，继续保持增速全球领先的势头。受此带动，在国内集成电路产业发展中，集成电路设计业始终是国内集成电路产业中最具发展活力的领域，增长也最为迅速。根据中国半导体行业协会统计，2015-2020年，我国集成电路设计市场销售收入呈逐年增长趋势。2020年我国集成电路设计市场销售规模为3778亿元，较2019年同比增长23.30%。
而在集成电路制造行业，由于产业逐渐走向成熟，需求趋于稳定，且我国集成电路行业正在朝着更核心的集成电路设计方向发展，集成电路制造行业增长率有所下降。2020年我国集成电路制造行业市场规模为2560亿元，较2019年同比增长19.11%。集成电路设计、制造规模的快速增长，必将推动封测产业发展。
3、下游：计算机与IT对芯片需求旺盛
——计算机产量增加拉动对封装产品的需求
近年来，随着计算机行业的逐渐成熟，我国电子计算机产业维持稳中有升的态势，电子计算机整机累计产量、微型电子计算机累计产量均同比出现不同程度增长。相对于2016年的低谷，当前计算机行业正处在上升阶段，预计与换新周期及经济缓慢复苏有关。据国家统计局统计，2020年我国电子计算机整机产量为4.05亿，较2019年同比上升13.64%;2021年上半年，电子计算机整机产量为2.30亿台，同比增长40.6%。
——IT产业支出增加拉动对封装产品的需求
根据Gartner公布的数据显示，2020年受新冠疫情影响，全球整体IT支出规模达36949亿美元，同比小幅下降1.65%;随2021年疫情好转以及疫情期间相关在线服务需求的发掘，全球整体IT支出规模将全面复苏，预计达到3.9万亿美元，同比增长6.2%。
从细分领域来看，历年来全球IT支出最多的领域为通讯服务，其次为IT服务，设备和企业软件支出相对较少，数据中心系统的支出最少。2020年全球通讯服务支出为13499亿美元，同比下降0.6%，IT服务支出10118亿美元，同比下降1.9%，设备支出为6532亿美元，同比下降6.4%，企业软件支出为4650亿美元，同比增长1.5%，数据中心系统支出为2360亿美元，同比增长1.6%，增速最快。
4、竞争格局：主要集中在亚太地区，中国大陆市占率超20%
从目前全球封装测试产业的分布来看，主要集中在亚太地区，并且近年来Top3厂商市场占有率超过了50%，行业集中度很高。根据Chip Insight初步估算，2020年全球半导体封测市场规模为2136.69亿人民币，行业前十强占83.98%，达到1794.38亿人民币。中国IC封装市场起步晚，但增速快，行业规模近年来占全球比例也在不断上升。
根据Chip Insight统计，2020年全球前十大封测厂商排名和2019年基本一致，但是2019年产业集中度进一步加剧，前十大封测公司的收入占全球封测总营收的84.0%，相比2019年的83.6%增加了0.4个百分点。据总部所在地划分，前十大封测公司中，中国台湾有五家(日月光ASE、力成科技PTI、京元电子KYEC、南茂ChipMOS、欣邦Chipbond)，市占率为46.26%;中国大陆有三家(长电科技JCET、通富微电TF、华天科技HUATIAN)，市占率为20.94%，较2019年19.90%增长1.04个百分点;美国仅有一家(安靠Amkor)，市占率为14.62%;新加坡一家(联合科技UTAC)，市占率为2.15%。
行业发展前景：高端封装的发展，将带动产业正向循环
结合前文来看，随着半导体制程工艺瓶颈，以及芯片架构优化的限制，未来几年处理器性能的发展将逐步减慢，摩尔定律也将逐渐失效。因此，高端封装技术为行业发展提供一线生机，有利于提高芯片性能。而站在整个产业角度上，芯片性能的提升又会促进计算机、IT产业的发展，从而间接地为芯片设计、制造、封测技术突破带来更多可能。因此，封装行业发展将带动产业正向循环，意义重大，行业具有十分广阔的发展前景。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国集成电路封装行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。