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地基加固处理

3.5.1路堤基底处理原则

（1）岗地及丘坡地段根据地表植被情况，挖除表层0.3～0.5m厚表土，换填A、B组填料或改良土。

（2）对水田、雨季滞水或地下水位高（地下水位距地表0.5m）的低洼谷地路堤地段，应清除表层种植土（一般0.5m左右），路堤底部浸水影响范围换填渗水性填料，并设宽度不小于1m的抬高式护道护脚。

（3）对水塘地段路堤应采取排水疏干或围堰抽水后，清除塘底淤泥再填筑路堤，塘埂标高以下填筑渗水性填料。

（4）路堤地基处于倾斜地段（包括路堑与路堤衔接处、路基横断面、桥路过渡段纵向及横向坡度大于1：

10等）：

当地面横坡为1:

10～1：

2.5时，路堤基底应挖台阶,台阶高度不大于0.6m、台阶宽度不得小于1.0m,台阶底应有2～4%向外倾斜的坡度；当地面横坡等于或陡于1：

2.5的地段时应按陡坡路堤进行处理。

有条件时，地面应尽量整平，以保证路基纵横断面的沉降均匀。

（5）当地基表层厚度分布小于2m的为人工填土、松软土等松散土层时，根据沉降分析不需深层处理措施时，应挖除换填A、B组填料，否则应进行加固处理。

（6）当路堤基底存在压缩性较大的地基土，经沉降估算分析，当工后沉降不满足设计要求时，应采用挖除换填、复合地基（+堆载预压）或其他地基处理措施进行地基加固。

（7）路堤基底在清除表土或人工填土后，对未采用复合地基或桩基础处理的路堤基底，采用重型压实机具进行冲击压实。

3.5.2低矮路堤

（1）一般路堤基床：

路堤填高大于或等于基床厚度，基床结构按上述进行设置。

（2）对于路堤填高小于基床厚度的低矮路基，若基床范围内的地基夹有Ps＜1.5MPa或σ0＜0.18MPa的土层或松软土层时，应进行地基处理。

①当基床以下为浅层松软土时，一般采用挖除软弱土层，换填渗水土或A、B组填料填筑进行处理，中心填高+换填厚度应不小于基床厚度。

②当基床以下存在较深松软土时，采用复合地基处理，且中心填高+换填厚度应不小于基床厚度。

（3）对于路堤填高小于基床厚度的低矮路基，若基床范围内的地基无夹有Ps＜1.5MPa或σ0＜0.18MPa的土层或松软土层时，按下表进行换填。

低矮路堤基床处理措施一览表

线别

路堤填高

地基条件

基床底层处理措施

换填厚度

200km/h、250km/h、350km/h

无砟轨道

填高＜0.4m

弱风化硬质岩（花岗岩、石英砂岩、玄武岩、片麻岩、熔结凝灰岩、大理岩、白云岩、灰岩等）

清除凹凸不平处，采用C25砼填平至路基面标高，其上直接施做支承层或底座

最小填筑厚度0.2m。

强～弱风化的不易风化软质岩（砂岩类、板岩、石英片岩等）、强风化硬质岩（花岗岩、石英砂岩、玄武岩、片麻岩、熔结凝灰岩等）

换填A、B组填料，当填料满足要求时，可就地翻挖压实

中心填高+换填厚度≥0.9m

弱风化的易风化软质岩（泥质砂岩类、页岩、云母片岩类等）、强风化的不易风化软质岩（砂岩类、板岩、石英片岩等）、强风化灰岩等可溶岩

换填A、B组填料

中心填高+换填厚度≥1.4m

一般土质地层、碎石类土、砂类土、全风化岩层、强～弱风化的易风化软质岩（第三系～白垩系泥质岩类）

换填A、B组填料或改良土

中高+换填厚度≥1.9m

膨胀土、红黏土等特殊岩土

换填A、B组填料或改良土

中心填高+换填厚度≥2.7m

0.4m≤填高＜2.7m

弱风化硬质岩（花岗岩、长石石英砂岩、玄武岩、片麻岩、大理岩、白云岩、灰岩等）

清除凹凸不平处，采用C25砼填平，其上直接填筑级配碎石或C25砼

强～弱风化的不易风化软质岩（砂岩类、板岩、石英片岩等）、强风化硬质岩（花岗岩、长石石英砂岩、玄武岩、片麻岩等）

换填A、B组填料，当填料满足要求时，可就地翻挖压实

基床底层换填厚度≥0.5m

弱风化的易化软质岩（泥质砂岩类、页岩、云母片岩类等）、强风化的不易风化软质岩（砂岩类、板岩、石英片岩等）、强风化灰岩等可溶岩

换填A、B组填料

基床底层换填厚度≥1.0m

一般土质地层、碎石类土、砂类土、全风化岩层、强～弱风化的易风化软质岩（第三系～白垩系泥质岩类）

换填A、B组填料或改良土

基床底层换填厚度≥1.5m

膨胀土、红黏土等特殊岩土

换填A、B组填料或改良土

基床底层换填厚度≥2.3m

注：

路堤换填厚度不小于表列值，同时原地面向下换填厚度不小于0.5m。

表格（来源技术交底）

3.5.2地基换填处理

基床下填筑材料为普通土填料、3%的水泥改良土。

首先对地基处理后的垫层中线、高程、平整度、几何尺寸及压实度进行检查验收，合格后进行填筑。

（1）施工方法

对水泥的品种、标号、出厂批次、出厂时间、初凝时间、终凝时间、胶砂强度等进行进场检验和试验。

核对取土场土的类别、分布、进行填料复查和试验，填料应做筛分试验、液塑限试验、颗粒密度试验。

施工过程中，当填料土质发生变化或取土场更换时，重新进行填料试验。

试验室确定水泥掺入比和水泥土标准干密度、无侧限抗压强度，根据各取土场土质和设计要求的掺入比，采集取土场土样，掺入多种配合比的水泥用量，制备试件，做拌和击实试验，确定符合规范和设计要求的标准干密度、最佳含水量、水泥掺量，试件经过养生7天后，做无侧限抗压强度试验，确定符合规范和设计要求的水泥掺入比。

对土工格栅进行现场检查，并抽样送有检验资质机构检验其技术性能指标，应满足设计要求。

土工格栅应搭棚堆放，避免日光暴晒老化。

备土：

采备前应先将取土场表面树木、草皮和杂土清除干净。

将取土场运来的土料堆放在备土场，清除大于15mm的土团、石块、杂物等。

拌合混合料：

用装载机将土料卸入稳定土搅拌机料斗内，水泥用罐车压入水泥料仓内，按试验室配合比通过搅拌机均匀拌合混合料，用自卸汽车将混合料运往现场。

拌合的混合料应混合料拌合均匀、色泽一致、无灰条、灰团、花面。

拌合好的混合料应在水泥改良土初凝以前使用完毕。

施工期路堤两侧排水：

在护坡道外侧结合与永久性排水系统开挖临时排水沟或开挖正式排水沟，预留沟边坡保护层，待正式施工时，挖除保护层，砌筑排水沟；同时，在沟的外侧填筑截水土埂，防止水流流向路基。

在进行路基施工前，首先要进行路基试验段的施工，通过路基试验段确定施工中的一些参数，来指导以后的路基施工。

按试验段确定的松铺厚度全宽、纵向、水平分层填筑。

填筑时挂线控制虚铺厚度，先用推土机初平，再用平地机精平。

自卸汽车卸混合料时，根据车容量计算堆土间距，以使平整时控制填层厚度，填筑时路基两侧各加宽50厘米，以保证边坡压实密度。

分层填筑平整后，使用振动压路机按试验段确定的工艺参数进行碾压。

碾压时，振动压路机先慢后快，振动频率先弱后强，直线段由两侧向中间，曲线段由线段内侧向外侧纵向进退错行进行碾压，行与行的轮迹重叠宽度不小于0.3m，横向同层接头处重叠压实不小于1m，前后相邻两区段纵向重叠2m，上下两层接头处错开3m，达到无漏压，无死角，确保碾压均匀。

碾压完再用平地机精平一次，使每层压实面有4%的横坡且平整，无积水，无明显碾压轮迹，无显著的局部凸凹。

在填筑过程中应按沉降观测所述要求严格控制填筑速率，确保路基安全稳定。

施工中，要严格按照路基工点图纸的要求设置防冻护道，其防冻护道的施工与路堤填筑同步进行。

（2）施工工艺图见下页

（3）施工质量保证措施

改良土路堤施工艺流程图

路堤填筑按照三阶段（准备阶段、施工阶段、整修验收阶段）、四区段（填土区段、整平区段、压实区段、检测区段）、八流程（施工测量、地基处理、分层填土、摊铺整平、洒水晾晒、碾压密实、检测签证、路基修整）的施工工艺组织施工。

进入路堤填筑实施阶段，主要按照四区段的思路组织施工。

路堤填筑前预先规划好作业程序和各种机械作业路线。

按照每次填筑循环（填筑→平整→碾压→检测）,在检测期由领工员按照《基床以下路堤顶面外形尺寸允许偏差表》来负责组织检测路堤外形尺寸。

由试验室按照规范来检测其压实标准。

对于填筑压实质量可疑地段，根据工程质量控制的需要，增加检验的点数。

基床以下路堤填料要求及压实标准表

线路等级

填料

压实标准

化学改良土

砂类土及细砾土

碎石类及粗砾土

无砟轨道

A、B、C（不含细粒土、粉砂及易风化软质岩）组填料及改良土

地基系数K30（MPa/m）

≥110

≥130

压实系数K

≥0.92

7d饱和无侧限抗压强度（kPa）

≥250

注：

1.压实系数K为重型击实标准;

2.当采用硬质岩石及不易风化的软质岩碎、块石填料时，填料的最大粒径不得大于7.5cm。

3.无砟轨道可采用K30或Ev2。

当采用Ev2时，其控制标准为Ev2≥45MPa且Ev2/Ev1≤2.6。

基床以下路堤顶面外形尺寸允许偏差

序号

项目

允许偏差

中线至边缘距离

±50mm

宽度

不小于设计值

横坡

±0.5%

平整度

不大于15mm

注:

表来源TZ212-200543页

每层碾压完毕用灌砂法检测压实密度，每填层的地基系数用K30检测仪检测，试件无侧限抗压强度在试验室养护后试验并评定，达到设计要求后，经监理工程师检查签认后再进行下一层填筑。

当水泥改良土暂停施工时进行保湿养生，养生期不少于7天，养生期间实行交通管制，除了洒水车外，其他车辆禁止通行。

雨天不进行改良土施工，对于已经摊铺好的改良土，在下雨之前，集中压实机械进行碾压，直至压实合格，及时养生、用塑料薄膜覆盖。

施工期路堤两侧排水：

3.5.3褥垫层（碎石、砂砾石垫层）

（1）垫层的结构组成

当路基基底采用预应力管桩桩网结构时，褥垫层厚60cm，当设计为内铺二层土工格栅时，结构组成可按20cm碎石（第一层）＋第一层土工格栅＋5cm中粗砂＋15cm碎石（第二层）＋第二层土工格栅＋5cm中粗砂＋15cm碎石（第三层）进行填筑。

当设计采用内铺一层土工格栅，厚50cm时，结构组成可按20cm碎石（第一层）＋5cm中粗砂＋土工格栅＋5cm中粗砂＋20cm碎石（第二层）。

当路基基底采用CFG桩、旋喷桩、水泥砂浆桩等复合地基加固，当设计褥垫层厚60cm内铺一层土工格栅时，结构组成可按25cm碎石（第一层）＋5cm砂＋土工格栅＋5cm砂＋25cm碎石（第二层）。

当设计采用褥垫层厚50cm内铺一层土工格栅时，结构组成可按20cm碎石（第一层）＋5cm砂＋土工格栅＋5cm砂＋20cm碎石（第二层）。

当采用砂砾石或对土工格栅不产生破坏的材料填筑褥垫层时，砂垫层可取消。

（2）填料材料。

垫层选用渗水性较好的A、B组粗粒土填料：

如中粗砂、砂砾石、碎石、卵石、砂卵砾石土等。

当采用砂石垫层时，应采用未风化、级配良好的碎、砾石，不含植物残体、垃圾等杂质，含泥量不得大于5%，最大粒径不大于32mm。

由于碎石垫层的碎石粒径大小，级配要求及压实标准没有明确的规定。

厚达50～60cm的碎石垫层很难达到设计要求的路基相应部位的压实标准，参照各标段褥垫层工艺试验，采用预应力管桩桩网结构，褥垫层内铺设二层土工格栅时，其填层填料可采用级配碎石或B组填料，当采用最大粒径不大于31.5mm的碎砾石时，可按5mm以下，5～16mm，16～31.5mm三种料混合掺加石粉，5mm以下细料应控制在40％以内，0.075mm以下石粉控制在2～5％，宜采用场拌均匀后进行填筑。

当采用CFG桩、旋喷桩、水泥砂浆桩等复合地基加固，褥垫层厚50～60cm，内铺一层土工格栅时，可按5～25mm碎石90％，掺加石粉10％的配比，在稳定土拌和站按0.9：

0.1：

0.1（碎石：

石粉：

水）集中进行加水搅拌。

填料施工含水量控制在最优含水量的－1.5％～＋10％之间，当天气炎热，实际含水量较小时，在碾压前用洒水车夜间洒水闷料，第二天早上碾压。

（3）内铺二层土工格栅的褥垫层由于在底层碎石垫层的基础上铺设土工格栅，为确保施工时不破坏土工格栅，铺设土工格栅前应在碎石层表面适当散铺薄层细料（不计厚度），以表面不露碎石棱角且均匀平整为原则，找平后采用压路机静压二遍即可铺设第一层土工格栅。

受底层桩帽砼影响，为防止桩帽因碾压而损坏，不宜采用强振碾压。

碾压的组合方式可按第一层静压二遍，弱振一遍，再静压两遍。

第二、三层可采用静压二遍，弱振三遍，再静压二遍的组合方式，振动碾压时速宜控制在3km/h以内，静压速度控制在4km/h以内。

当为CFG桩桩顶褥垫层厚50cm内铺设一层土工格栅时碾压的组合方式可按底层碎石垫层静压二遍经检测达到要求后其上铺设厚5cm天然中粗砂摊铺平整后静压一遍，在其上铺设土工格栅，再在其上铺厚5cm天然中粗砂，摊铺平整后静压二遍,上层碎石垫层填筑方法与底层碎石填筑方法一致，填筑完上部碎石后静压一遍，弱振一遍，强振二遍，最后再静压一遍。

经检测达到要求后，进入下道工序施工。

（4）褥垫层压实检测可按以下标准控制：

褥垫层施工允许偏差

填料

压实标准

压实系数K

地基系数K30

（Mpa/m）

动态变形模

量Evd（MPa）

孔隙率n

级配砾石或级配碎石

≥0.92

≥190

≥35

≤22%

注：

来源杭洲至长沙客运专线首次设计技术交底资料

3.5.4CFG桩处理

（1）施工准备

①核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。

②进行满足桩体设计强度的配合比试验，确定各种材料的施工用配比。

③平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。

④测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。

⑤施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。

（2）施工顺序

CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法，也可采用连打法。

具体的施工方法由现场试验来确定。

连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易发生上述现象，但土层较硬时，在已打桩中间补打新桩，可能造成已打桩被振裂或振断。

在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打，但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d；在饱和的松散粉土中，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打；全长布桩时，应遵循由“由一边向另一边”的原则。

（3）施工步骤

①沉管

根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。

桩机就位，保持桩管垂直，垂直度偏差不大于l％；若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右。

开始沉管，为避免对邻桩的影响，沉管时间应尽量短；记录激振电流变化情况，应1m记录一次，对土层变化处应予以说明。

②投料

在沉管过程中用料斗进行空中投料（可边沉管边投料）。

待沉管至设计标高且停机后须尽快完成投料，直至管内混合料顶面与钢管料口平齐。

③拔管

启动电动机，首次投料留振5～10s再开始拔管。

拔管速率按工艺性试验并经监理工程师批准的参数进行控制，一般1.2～1.5m／min较合适。

拔管过快易造成局部缩颈或断桩；拔管太慢振动时间过长，会使桩顶浮浆增厚，易使混合料离析，对淤泥质土，拔管速度可适当放慢。

拔管过程中不宜反插留振。

如上料不足，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。

成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米，且浮浆厚度不超过20cm。

④封顶

沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用湿粘性土封顶。

⑤移机

钻机移位进行下一根桩的施工。

⑥挖除桩头

待桩头达到设计强度后，桩头0.5米范围应挖除；清土和截桩时不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

CFG桩采用圆形扩大桩帽，桩帽顶宽0.9m，高0.5m，现场浇筑C15混凝土。

CFG桩扩大桩头

（4）工艺流程图

振动沉管CFG桩施工工艺流程图

（5）长螺旋钻管内泵压混合料灌注施施工步骤

①施工步骤

A、CFG桩钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。

B、混合料搅拌

混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1min。

混合料加水量和坍落度（设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在16～20cm）根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。

在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。

C、钻进成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。

一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。

在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。

当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。

当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。

施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。

D、灌注及拔管

CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。

成桩的提拔速度宜控制在2～3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。

灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。

施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

E、移机

当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。

施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。

因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。

②工艺流程图见下

（6）质量控制及检验

①质量控制

A、为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。

B、CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。

C、桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

D、CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。

长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图

E、通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。

F、为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。

G、桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。

H、清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

E、冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。

J、跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

K、整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。

L、CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

②质量标准

CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

序号

检验项目

允许偏差

桩位（纵横向）

50mm

桩体垂直度

桩体有效直径

不小于设计值

注:

表来源TZ212-200526页

3.5.5预应力管桩

管桩采用锤击桩机施工，工艺流程如下：

施工准备→定位放样→桩机就位→吊桩喂桩→桩身对中调直→锤击沉桩→接桩→再沉桩→终止锤击→桩机移位→桩质量检验

（1）施工准备

路基两侧排水沟位置挖设临时土水沟，排除地表积水。

清除路基范围内杂草，上铺45cm宕碴垫层作桩基施工场地。

根据具体施工区段进行配桩，提交进桩计划。

（2）桩位放样：

沉桩前由导线点施测出桩位轴线，定出桩位中心，以钢筋或小竹片桩标志。

在每一纵、横排桩位中心延线上设置控制桩，以方木桩标志，木桩加固保护。

测量放样经自复后，请监理工程师进行复核检查，并作好定位记录和技术复核记录。

（3）桩机就位：

桩机使用前应对桩架的机械性能做全面的检验，各项性能均良好后方可使用。

桩架就位后应检查一下桩架的平稳性及垂直度，若不稳定，需抄垫平稳，并使桩架垂直。

就位前应由控制桩复核桩位中心。

（4）吊桩喂桩

管桩沉桩时，一个吊点吊桩，吊点应设在距桩上端0.3倍桩长处；两个吊点吊桩时，吊点应设在距上端0.25倍及0.5倍桩长处，吊运时应防止冲撞和发生附加弯矩。

管桩吊运时，两点捆绑，捆绑点各距桩端部0.21倍桩长；四点捆绑，捆绑点距桩端部0.1及0.23倍桩长，对称分布。

（图见下页）

（5）桩身检查

用目测法观察桩身有无裂缝，用角尺检查桩端与桩身是否垂直及直径、壁厚、法兰盘是否满足要求，用弦线拉直观看桩身是否顺直，用回弹仪检查桩身砼强度是否合格，并要填好交接记录。

（5）压桩

预应力管桩施工采用震动锤击式沉桩,标准锤重7.3吨；沉桩时，用两台经纬仪交叉检查桩身垂直度，边校正桩身垂直度边往下沉桩，以保证桩身的垂直，避免由于桩身倾斜产生管桩损坏。

待第一节桩入土一定深度且桩身稳定后再按正常沉桩速度进行，第一节桩端距地面1.0米左右时停止沉桩。

（7）沉桩施工记录

沉桩时详细、准确地填写沉桩记录。

打入桩施工：

记录每米的锤击数，距设计标高2～3m时则以50cm为单位记录锤击数、最后连续锤击3阵每阵10击的贯入度及桩顶标高,本施工段最后的收捶标准暂定为30~50mm/10击，最后1m的锤击数不宜超过250。

（8）质量保证措施

①项目部和作业队设专职质检、测量试验人员，负责本工程的质量管理、检查，验收及取样、测试、计量、测量等工作。

②写好施工日记，详细记载当天有关施工质量、机具、材料及安全等情况，及时、认真、准确的做好施工原始记录。

③加强管桩的质量与验收，外型尺寸的允许偏差和检验方法应符合下表的规定：

沉桩作业流程图

打入桩施工通允许偏差

序号

项目

允许偏差

直径

中间桩

d/2且不大于250mm

外缘桩

d/4

桩身垂直

斜桩倾度

15%tanθ

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