胶济客专复合地基桥梁基桩工程质量检测实施细则.docx
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胶济客专复合地基桥梁基桩工程质量检测实施细则
胶济客专复合地基桥梁基桩工程质量检测实施细则
来源:
作者:
铁路论文 发布时间:
2008-3-2120:
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胶济客运专线复合地基、桥梁基桩
工程质量检测实施细则
胶济客运专线有限责任公司
二○○七年三月
胶济客运专线为国家重点建设项目,作好施工过程质量控制尤其重要。
为更好地作好胶济客运专线工程质量施工过程控制,严把工程质量关,特对复合地基和桥梁基桩实施工程质量专项检测。
为了做到方法可靠、数据准确、结论公正,特制定本检测实施细则。
一、检测内容
1、检测碎石桩、水泥搅拌桩、灰土挤密桩、CFG桩的桩身质量和复合地基承载力。
2、强夯地基、冲击碾压地基的地基承载力。
3、桥梁基桩桩身混凝土的均质性和完整性,判定桩身的缺陷及推定位置。
二、检测依据
1、《铁路工程基桩无损检测规程》(TB 10218-99)
2、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)
3、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)
4、《铁路工程结构混凝土强度检测规程》(TB10426-2004)
5、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)
6、《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)
7、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)
8、《铁路工程地质原位测试规程》(TB10041-2003)
9、《建筑基桩检测技术规程》(JGJ106-2003)
10、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS21:
2000)
11、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)
12、《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T50081-2002)
13、《桥梁工程检测手册》人民交通出版社
14、改建铁路胶济客运专线有关技术要求
三、一般技术要求
1、检测人员根据检测项目必须按相应规范、规程进行检测。
2、检测人员在检测前必须对仪器进行校准、标定或检查,确保检测仪器在检测过程中处于正常状态。
如果在检测过程中检测仪器出现异常,应立即更换同类型、同精度的仪器继续进行检测。
3、检测人员必须在检测条件满足相应规范、规程要求时,才能进行检测,确保采集数据的准确性。
4、检测前,检测人员必须收集设计、施工有关资料。
5、复合地基中的碎石桩、水泥搅拌桩的桩身质量检测(圆锥动力触探法、钻探取芯法)由施工单位委托有资质的检测单位进行检测,检测数量为总桩数的2‰,且每检测批不少于3根;复合地基中的灰土挤密桩的施工质量检测(钻探取芯法)由施工单位委托有资质的检测单位进行检测,检测数量为总桩数的1.5%;复合地基中的强夯地基、冲击碾压地基的施工质量检测(静力触探法、标准贯入等)由施工单位委托有资质的检测单位进行检测,检测数量为每一工点每3000m2抽样检验9点;CFG桩的桩身完整性检测(低应变法)由业主指定有检测资质的单位进行检测。
检测数量为总桩数的10%,且每检测批不少于3根。
6、碎石桩、水泥搅拌桩、灰土挤密桩、CFG桩、强夯地基、冲击碾压地基的地基承载力由业主指定有检测资质的单位进行检测。
碎石桩、水泥搅拌桩、灰土挤密桩、CFG桩检测数量为总桩数的2‰,且每检测批不少于3根;强夯地基、冲击碾压地基检测数量为每一工点每3000m2抽样检验3点,且每个工点不少于3点。
7、桥梁及路基混凝土灌注桩由业主指定有检测资质的检测单位采用低应变反射波法或声波透射法检测,检测数量为总桩数的100%。
8、低应变反射波法检测时,对同一根桩必须进行多次采集(更换激发点、更换激发能量、更换传感器),确认采集曲线的可靠性。
9、检测人员在检测后应及时分析资料,提出初步检测结果,发现重大质量问题及时报告胶济客运专线有限责任公司。
10、检测单位应根据实际情况、分阶段及时分析数据和整理资料,编制正式报告,报送胶济客运专线有限责任公司及有关单位,同时应做好对原始资料、成果资料、电子文挡(含原始采集数据)分类归档保存工作。
11、检测过程中注意人员和仪器设备的安全。
四、检测实施细则
㈠、复合地基工程质量检测实施方案
1、碎石桩
检测桩身质量和复合地基承载力是否满足设计要求。
⑴桩身质量检测
①检测目的
检测桩身密实度。
②检测方法
在成桩7天后由施工单位采用浅部开挖桩头,观察桩身均匀程度,量测成桩直径。
检查量为总桩数的5%。
在成桩28天后由施工单位委托有资质单位采用圆锥动力触探法检测桩身密实度。
③检测仪器设备
采用动力触探仪(63.5Kg和120Kg两种)。
④检测方案
采用圆锥动力触探法检测桩身密实度,具体桩号现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的桩必须检测。
(2)复合地基承载力检测
① 检测目的
检测处理后复合地基承载力。
②检测方法
采用平板载荷试验方法。
③ 检测仪器设备
采用符合规范要求的静力载荷测试仪。
④ 检测方案
在复合地基进行竣工验收时由业主指定有检测资质的单位按单体工程施工桩总数的2‰(且不少于3根)进行复合地基静载荷试验,具体桩号现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的桩必须检测。
加载等级按8~12级划分,最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。
每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次,以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。
当出现下列现象之一时可终止试验:
·沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
·承压板的累记沉降量已大于其宽度或直径的6%;
·当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
2、水泥搅拌桩
检测桩身质量和复合地基承载力是否满足设计要求。
(1)桩身质量检测
①检测目的
检测桩身的完整性、均匀性和无侧限抗压强度。
② 检测方法
在成桩7天后由施工单位和监理单位共同采用浅部开挖桩头,观察桩身均匀程度,量测成桩直径。
检查量为总桩数的5%。
在成桩28天后由施工单位委托有资质单位采用钻探取芯法检测桩身情况。
在28天后,用双管单动取样器钻取水泥搅拌桩桩芯,直观地检验桩体强度、搅拌的完整性、均匀性,并取不同深度的3个试样作无侧限抗压强度试验。
③ 检测仪器设备
选用液压操纵的单动双管钻机,并配有相应的钻塔和牢固的底座,机械技术性能良好。
钻机的额定转速应不低于790转/分,钻机的额定转速最好能不低于1000转/分,转速调节范围应不少于4档,额定配用压力应不少于1.5MPa。
钻头选用合适的粒度、浓度、胎体硬度的金刚石钻头。
(2)复合地基承载力检测
① 检测目的
检测处理后复合地基承载力。
② 检测方法
采用平板载荷试验方法。
③ 检测仪器设备
采用符合规范要求的静力载荷测试仪。
④ 检测方案
在复合地基进行竣工验收时由业主指定有检测资质的单位按单体工程施工桩总数的2‰(且不少于3根)进行复合地基静载荷试验,具体桩号现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的桩必须检测。
加载等级按8~12级划分,最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。
每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次,以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。
当出现下列现象之一时可终止试验:
·沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
·承压板的累记沉降量已大于其宽度或直径的6%;
·当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
3、灰土挤密桩或水泥土挤密桩
检测桩体和桩间土的密实情况和复合地基承载力是否满足设计要求。
(1)桩体和桩间土的密实情况
①检测目的
检测桩体和桩间土的密实情况是否满足设计要求。
② 检测方法
成桩后,在桩体和桩间土进行钻探取样,在全孔深度内,每1m取土样测定干密度,检测点位置应在距孔心2/3孔半径处,并换算为平均压实系数;桩间土在孔之间形心点附近、成孔挤密深度内,每1m取土样测定干密度,进行湿陷性试验和压缩性试验,计算挤密系数、陷性系数、压缩模量。
③ 检测仪器设备
液压操纵的单动双管钻机,并配有相应的钻塔和牢固的底座,机械技术性能良好。
钻机的额定转速应不低于790转/分,钻机的额定转速最好能不低于1000转/分,转速调节范围应不少于4档,额定配用压力应不少于1.5MPa;室内土工设备。
钻头选用合适的粒度、浓度、胎体硬度的金刚石钻头。
(2)复合地基承载力检测
① 检测目的
检测处理后复合地基承载力。
② 检测方法
采用平板载荷试验方法。
③ 检测仪器设备
采用符合规范要求的静力载荷测试仪。
④ 检测方案
在复合地基进行竣工验收时由业主指定有检测资质的单位按单体工程施工桩总数的2‰(且不少于3根)进行复合地基静载荷试验,具体桩号现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的桩必须检测。
加载等级按8~12级划分,最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。
每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次,以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。
当出现下列现象之一时可终止试验:
·沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
·承压板的累记沉降量已大于其宽度或直径的6%;
·当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
4、CFG桩
检测桩身质量和复合地基承载力是否满足设计要求。
(1)桩身质量检测
① 检测目的
检测桩身的完整性、均匀性。
② 检测方法
在成桩7天后由施工单位和监理单位共同采用浅部开挖桩头,观察桩身均匀程度,量测成桩直径。
检查量为总桩数的5%。
在成桩28天后由业主指定有检测资质的单位单位采用瞬态激振时域频域分析法(低应变法)对CFG基桩按混凝土灌注桩总桩数的10%进行检测。
③ 检测仪器设备
检测仪器主要技术性能指标应符合《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-99)等的有关规定,且具有信号放大、显示、存储和处理分析功能。
采用能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤或力棒及锤垫,选用高灵敏度的加速度传感器,灵敏度在1000pc/g左右,可测频率范围为0~5000Hz;速度传感器灵敏度优于300mv/(cm/s)。
④ 检测方案
a.检测前的准备工作
收集现场施工记录和设计资料,进行波速和强度试验,对被测桩头处理。
b.信息采集
当检测条件满足要求(如:
桩身混凝土强度至少达到设计强度的70%,且不小于15MPa)后立即进场检测,选取最佳采集参数进行检测,记录下每根桩的实测曲线。
c.检测数据的分析和桩身的完整性、混凝土质量判定
判断桩身的完整性和混凝土质量时,要对每根桩的多条实测的时域波形和它的频域谱图分析,并结合桩周地质情况和该桩混凝土施工情况作综合判定。
完整桩、缺陷桩都有自己各自的波形特征(详见TB10218-99、JGJ1006-2003),根据这些特征,就可判定出桩身完整性。
在上述分析和判定的基础上按下表进行桩身完整性分类:
桩身完整性类别
分类原则
Ⅰ类桩
桩身混凝土完整性好,桩身混凝土强度达到设计强度。
Ⅱ类桩
桩身混凝土基本完整,有小缺陷,截面稍有削弱,但对桩受力无影响,桩身混凝土强度达到设计强度。
Ⅲ类桩
桩身混凝土有缺陷,但不是断桩等严重缺陷,或桩身混凝土强度低于设计强度,但达到或大于设计强度的80%。
Ⅳ类桩
桩身混凝土有断桩等严重缺陷,或桩身混凝土强度低于设计强度的80%。
检测过程中发现质量问题(Ⅲ、Ⅳ类桩),处理结束后进行复测,以保证施工质量。
对于设计有要求或对桩身混凝土有疑问的桩,采用钻芯取样,以检测或验证桩长、桩身完整性、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩端持力层情况。
(2)复合地基承载力检测
① 检测目的
检测处理后碎石桩的单桩承载力。
② 检测方法
采用平板载荷试验方法。
③ 检测仪器设备
采用符合规范要求的最先进的静力载荷测试仪。
④ 检测方案
在复合地基进行竣工验收时由业主指定有检测资质的单位按单体工程施工桩总数的2‰(且不少于3根)进行复合地基静载荷试验,具体桩号现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的桩必须检测。
加载等级按8~12级划分,最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。
每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次,以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。
当出现下列现象之一时可终止试验:
·沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
·承压板的累记沉降量已大于其宽度或直径的6%;
·当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
5、强夯地基
①检测目的
检测地基密实程度和地基承载力是否满足设计要求。
② 检测方法
隔7~10天,在每500~1000m2面积内的各夯点之间任选一处,自夯击终止时的夯面起至其下5~12m深度内,每隔1m取1~2个土样进行室内试验,测定土的干密度、压缩系数和湿陷系数。
强夯土承载力在地基强夯结束后30天左右,进行标准贯入试验、静力触探试验或动力触探及平板载荷试验,具体要求参见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)。
③ 检测仪器设备
采用符合规范要求的贯砂仪(或贯水仪)、标准贯入仪、静力触探仪、动力触探仪、静力载荷测试仪。
④静力载荷试验检测方案
强夯置换后的地基由业主指定有检测资质的检测单位采用单墩载荷试验,对于饱和粉土地基采用单墩复合地基静载荷试验。
具体位置在现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的位置必须检测。
检测比例为单体工程墩点总数的1%(且不少于3点)。
载荷试验加载等级按8~12级划分,最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。
每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次,以后每半个小时读记一次。
当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可加下一级荷载。
当出现下列现象之一时可终止试验:
·沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
·承压板的累记沉降量已大于其宽度或直径的6%;
·当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。
5、冲击碾压地基
①检测目的
检测地基密实程度是否满足设计要求。
② 检测方法
填土地基压实度检测采用K30、Evd、灌砂(水)法或核子密度法,基床以下每压实层抽样检验压实系数K(或孔隙率n)和动态变形摸量Evd各3点;基床地层每压实系层抽样检验压实系数K(或孔隙率n)3点。
具体要求参见《铁路工程土工试验规程》(TB10102)。
原地基土冲击碾压地基实度检测采用触探法、钻探取芯、K30、灌砂(水)法或核子密度法等。
③ 检测仪器设备
采用符合规范要求的灌砂(水)法仪、动态变形模量仪、K30、触探仪、钻机等。
㈡桥梁基桩工程质量检测实施方案
由业主指定有检测资质的单位采用声波透射法或瞬态激振时域频域分析法(低应变法)对桥梁基桩按混凝土灌注桩总桩数的100%进行检测。
对于桩长小于50米的混凝土灌注桩优先采用瞬态激振时域频域分析法(小应变法)进行检测;对于桩长超过50米或连续梁的混凝土灌注桩要埋声测管,用声波透射法进行检测;对桩身质量有疑问或设计有要求的桩,采用钻芯法进行验证或检测。
各种方法分述如下:
1 瞬态激振时域频域分析法(低应变法)
① 检测目的
检测混凝土桩身的完整性,判定桩身的缺陷及推定位置。
② 检测方法原理
该方法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的,它的基本原理是通过在桩顶进行竖向激振,产生一压缩弹性波,波沿着桩身向下传播,在桩身存在明显波阻抗界面(如桩底、断桩或严重离析处等部位)或桩身截面面积变化(如缩径或扩径)部位将产生反射波和透射波,反射波的相位和幅值大小由波阻抗变化决定,然后通过安装在桩顶上的传感器,接收来自桩身各个波阻抗变化界面处反射回来的信息,经放大滤波和数据处理,可以识别来自桩身的反射信息和排除干扰,据此对桩身完整性进行有效的判断。
③ 检测仪器设备
检测仪器主要技术性能指标应符合《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-99)等的有关规定,且具有信号放大、显示、存储和处理分析功能。
采用能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤或力棒及锤垫,选用高灵敏度的加速度传感器,灵敏度在1000pc/g左右,可测频率范围为0~5000Hz;速度传感器灵敏度优于300mv/(cm/s)。
④检测方案
a.检测前的准备工作
收集现场施工记录和设计资料,进行波速和强度试验,对被测桩头处理。
b.信息采集
当检测条件满足要求(如:
桩身混凝土强度至少达到设计强度的70%,且不小于15MPa)后立即进场检测,选取最佳采集参数进行检测,记录下每根桩的实测曲线。
c.检测数据的分析和桩身的完整性、混凝土质量判定
判断桩身的完整性和混凝土质量时,要对每根桩的多条实测的时域波形和它的频域谱图分析,并结合桩周地质情况和该桩混凝土施工情况作综合判定。
完整桩、缺陷桩都有自己各自的波形特征(详见TB10218-99、JGJ1006-2003),根据这些特征,就可判定出桩身完整性。
在上述分析和判定的基础上按下表进行桩身完整性分类:
桩身完整性类别
分类原则
Ⅰ类桩
桩身混凝土完整性好,桩身混凝土强度达到设计强度。
Ⅱ类桩
桩身混凝土基本完整,有小缺陷,截面稍有削弱,但对桩受力无影响,桩身混凝土强度达到设计强度。
Ⅲ类桩
桩身混凝土有缺陷,但不是断桩等严重缺陷,或桩身混凝土强度低于设计强度,但达到或大于设计强度的80%。
Ⅳ类桩
桩身混凝土有断桩等严重缺陷,或桩身混凝土强度低于设计强度的80%。
检测过程中发现质量问题(Ⅲ、Ⅳ类桩),处理结束后进行复测,以保证施工质量。
对于设计有要求或对桩身混凝土有疑问的桩,采用钻芯取样,以检测或验证桩长、桩身完整性、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩端持力层情况。
2.声波透射法
① 检测目的
检测混凝土桩身的完整性,判定桩身缺陷的程度及位置。
② 检测方法原理
声波透射法是通过采用带波形显示功能的声波检测仪和径向换能器,测量超声脉冲在混凝土中传播的速度(声速)、首波幅度(波幅)和接收信号主频率(主频)等声学参数,并根据这些参数及其相对变化,判定桩身混凝土的均匀性或缺陷情况,通过数理统计方法分析接收到的超声脉冲波的声时值、首波幅度、频率和波形等测量值,判定桩的完整性及缺陷的性质、位置、范围以及缺陷程度。
③ 检测仪器设备
检测仪器主要技术性能指标应符合《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-99)等的有关规定,且具有实时显示和记录接收信号的时程曲线以及频率测量或频谱分析功能。
声时测量分辨率优于或等于0.5us,声波幅值测量相对误差小于5%,系统频带宽度为1~200KHz,系统最大动态范围不小于100dB,声波发射脉冲宜为阶跃或或矩形脉冲,电压幅值为200~1000V。
声波发射或接收换能器选用圆柱状径向振动,沿径向无指向性的换能器。
④ 检测方案
a.检测前的准备工作
收集现场施工记录和设计资料,进行参数测量和标定,检查声测管畅通情况。
b.信息采集
当检测条件满足要求(如:
桩身混凝土强度至少达到设计强度的70%,且不小于15MPa)后立即进场检测。
将多根声测管以两根为一个检测剖面进行全组合,分别对所有检测剖面完成检测;在同一根桩的各检测剖面的检测过程中,声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。
c.检测数据的分析和桩身的完整性、混凝土质量判定
声波透射法检测需要分析和处理的主要声学参数是声速、波幅、主频,同时要注意对实测波形的观察和记录。
根据各测点参数的计算值和测点标高,绘制声速-深度曲线、声幅-深度曲线、主频-深度曲线,将三条曲线对应起来综合分析进行异常测点的判释。
在判释过程中,采用以下判据:
声速判据、概率法判据、斜率法(PSD)判据、波幅判据、主频判据和波形奇变特征进行综合判定。
在上述分析和判定的基础上按下表进行桩身完整性分类:
桩身完整性
类别
分类原则
Ⅰ类桩
各检测剖面的声学参数均无异常,无声速低于低限值异常。
Ⅱ类桩
某一检测剖面个别测点的声学参数出现异常,无声速低于低限值异常。
Ⅲ类桩
某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现异常;
两个或多个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现异常;
局部混凝土声速出现低于低限值异常。
Ⅳ类桩
某一检测剖面连续多个测点的声学参数出现明显异常;
两个或多个以上检测剖面在同一深度测点的声学参数出现明显异常;
桩身混凝土声速出现普遍低于低限值异常或无法检测首波或声波接收信号严重奇变。
检测过程中发现质量问题(Ⅲ、Ⅳ类桩)及时通知甲方及监理单位。
处理结束后进行复测,以保证施工质量。
对于设计有要求或对桩身混凝土有疑问的桩,采用钻芯取样,以检测或验证桩长、桩身完整性、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩端持力层情况。
3、钻芯法
①检测目的
检测桩身的完整性、均匀性和无侧限抗压强度。
② 检测方法
在成桩28天后由施工单位委托有资质单位采用钻探取芯法检测桩身密情况。
钻芯法是一种微破损或局部破损检测方法,它是通过钻机直接从混凝土结构物中钻取芯样,然后通过观察和相关试验,来判定结构物工程质量的,它不仅可以检测混凝土质量及强度,而且还可以检测沉渣厚度、混凝土与持力层的接触情况,桩长以及混凝土中的裂缝、接缝、分层、孔洞或离析等缺陷。
具有直观、精度高等特点。
③ 检测仪器设备
选用液压操纵的单动双管钻机,并配有相应的钻塔和牢固的底座,机械技术性能良好。
钻机的额定转速应不低于790转/分,钻机的额定转速最好能不低于1000转/分,转速调节范围应不少于4档,额定配用压力应不少于1.5MPa。
钻头选用合适的粒度、浓度、胎体硬度的金刚石钻头。
④ 检测方案
具体桩号现场随机抽取或由监理单位确定,对施工中有疑问的桩必须检测。
钻孔布置在基桩顶部,沿桩身垂直钻孔,钻孔数量、取芯样位置以及钻孔深度根据设计要求或对桩身有疑问的部位确定,每组芯样不少于三块。
钻取的芯样应由上而下按回次依次摆放整齐,对芯样质量和钻进情况进行详细编录。
钻芯结束后芯样进行全貌拍照后保存,钻孔用水泥浆回填封闭。
取代表性芯样作室内无侧限试件抗压强度,并结合现场混凝土芯样特征对桩身完整性进行综合判定。
当出现下列情况之一时,应判该桩不满足设计要求:
·桩身完整性类别为Ⅳ类的桩;
·受检桩为混凝土芯样试件抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级的桩;
·桩长、桩底沉渣厚度不满足设计或规范要求的桩。
·桩底持力层岩土性状(强度)或厚度未达到设计或规范要求的桩。
芯样完整性按下表分类:
桩身完整性类别
分类原则
Ⅰ类桩
混凝土
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