深基坑支护专项施工方案36801.docx

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深基坑支护专项施工方案36801

第一章编制说明

1.1工程概况

工程名称:

大学城东片水系与道路建设(水系改造部分)第四标段

建设单位:

长沙先导公共设施投资建设有限公司

设计单位:

长沙市规划设计院有限责任公司

地勘单位:

长沙市勘测设计研究院

监理单位:

友谊国际工程咨询有限公司和深圳市中行建设监理有限公司

自检单位(70%):

湖南省勘测设计院

抽检单位(30%):

湖南中大建设工程检测技术有限公司

施工单位:

湖南岳麓山建设集团有限公司

大学城东片区位于河西先导区范围内,岳麓山以东,湘江以西,靳江河以北,阜埠河路以南的区域,区内有中南大学、湖南大学宿舍区及天马山安置小区等单位。

涉及到的基坑支护类型。

如下:

1、拉森钢板桩支护

本项目标段范围为麻园路K0+360-K1+300范围,拉森钢板桩分2种规格,分别为12mU型和9mU型,其中12mU型拉森钢板桩支护范围为箱涵桩号K0+760-K0+820,K1+030-K1+190,K1+380-K1+470,9mU型拉森钢板桩支护范围为涵桩号K0+700-K0+760,K0+820-K1+030,K1+190-K1+380,K1+470-K1+609。

2、高压旋喷桩止水帷幕

箱涵桩号K1+030-K1+190靠后湖段,由于地下水丰富,采用高压旋喷桩止水帷幕,直径1米,间距0.8米,三管,分二序孔,进入隔水土层不小于1米。

1.2地形地貌、水文地质及其气候

1.2.1地形地貌

拟建工程沿线场地构成为道路、民宅、菜地及现有排水工程等组成,沿线民宅众多,地形地貌简单,地层结构较复杂,属工程地质条件中等复杂场地,场地稳定。

1.2.2水文、地质

水文:

场地位于湘江西岸,在钻孔深度控制范围内,地下水主要表现为赋存于人工填土中的上层滞水和赋存于圆砾层中的孔隙水。

场地地下水环境类型为Ⅱ类,地表水、上层滞水及孔隙水对混凝土结构具微腐蚀性、对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

地质:

大学城东片高低排管涵基础位于粉质粘土、粉土上;勘察结果表明,场地工程地质条件和水文条件均简单,无不良地质作用,场地稳定,适宜修筑大学城东片高低排管涵、基坑侧壁安全等级为三级,岩土工程勘察等级为乙级。

1.2.3气候、气象

长沙市处亚热带大陆性季风气候,具有四季分明、气候温和、雨量充沛的气候特征。

极端最高气温40.4℃,极端最低气温-11.3℃,全年平均气温17.2℃,年平均相对湿度75%,年平均降水量1360mm,日最大降水量192.5mm。

1.3岩土分析与地质评价

1.3.1岩土分析

本标段施工范围内,根据现场调查及钻探揭露,其厚度依据地形形态及人工改造不同存在差异,从上至下各岩土特征描述如下:

(1)杂填土

褐黑色、褐黄色,稍湿-湿,松散-稍密状,由粘性土混碎砖渣、碎石、砂砾等组成,含硬杂质35-50%,回填时间达5年以上。

该层分布于整个场地,层厚0.50-8.50m,层顶标高30.11~36.77m。

(2)素填土

褐红色、褐黄色,松散,硬塑-可塑状,由粘性土为主,局部含较多砂砾石,混少许砖渣、碎石及植物根茎,含硬杂质10-15%,回填时间达5年以上。

该层零星分布。

层厚1.80-3.20m,层顶标高31.94~33.73m。

(3)淤泥质粉质粘土

褐灰色、灰黑色、灰绿色,很湿-饱和,软塑-流塑状,含较多有机质,混砾石,具有异味。

该层呈局部分布HD2-Z01-Z02,厚度大致为0.80-1.60m,层顶标高大致为28.14~28.41m。

(4)粉质粘土

褐黄色、褐黑色,可塑状,含少量粉细砾,无摇震反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,该层分布于整个场地,层厚1.20~5.50m,层顶标高25.58~34.35m。

(5)粉土

褐色、褐黄色、褐灰色,湿,可塑状,底部呈软塑状,稍密-中密状,含云母片及少许粉砂。

无光泽反应,干强度低,韧性低。

该层呈零星分布,厚度大致为1.00~4.70m,层顶标高大致为22.46~29.98m。

(6)圆砾

褐黄色、灰白色,湿-饱和,稍密-中密状,圆砾含量55-65%,石英质,多为亚圆形,一般粒径2-20mm,最大粒径达30-40mm,层顶标高20.61~28.88m。

具体层次如下图:

1.3.2地质评价

1、区域地质稳定行评价

根据区域地质资料勘探报告结果,本段内地质结构简单,未发现有断裂,也未发现有新构造运动的迹象,区域内地震基本烈度为Ⅵ度,区域稳定性较好。

2、不良地质作用与特殊性岩土的评价

本标段无不良地质作用,特殊性岩土主要为填筑土及淤泥。

水文地质评价

本标段地下水类型主要为上层滞水和潜水两种类型,其中上层滞水主要赋存于填筑土及淤泥中,补给来源主要为大气降水和生活废水下渗,水量较小,其水位及水量变化直接受季节因素的影响;潜水主要赋存于圆砾中,其补给来源主要为湘江水,水位及水量变化受湘江3水位影响,水量丰富。

本标段地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋五腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。

上层滞水对基坑开挖也有一定的影响。

1.4工程施工环境

1.4.1道路沿线单位及居民区情况

本标段施工区域周边有中南大学校区、驾校、宾馆、美食街等,居民住房密集,清水路沿线商铺林立,来往行人、车辆川流不息。

天马医院,7天酒店位于桩号K1+020~K1+100段,K0+960~K1+000处有一个菜市场。

1.4.2施工现场拆迁情况

本标段施工区域麻园路线上居民住房密集,社会环境复杂,到目前为止,我部已与业主、政府等相关部门协调,已确认麻园路大部分居民房屋已完成拆迁,目前K0+360~K0+660段具备作业条件。

1.4.3管线情况

由于目前对施工区域情况已经详细了解。

地下没有管线;地上有高压线杆7根,抵押电线杆8根。

已经联系电力部门进行改移。

K0+660~K0+800有一条片石砌筑排水涵,宽4米,深约4米。

我项目部将编制科学可行的导流方案。

1.4.4现状道路及现场交通情况

本标段施工区域内麻园路为待修市政道路,目前有少量车辆通行。

1.4.5现场水、电设施情况

该片区拆迁工作已进行多年,至今未完成,造成该区域范围内局部停电停水,对施工临时用电用水造成一定影响。

第二章编制依据及原则

2.1编制依据

(1)大学城东片水系与道路建设工程施工图及业主下发有关文件;

(2)现行有关法规、标准、技术规范、定额以及环境保护、水土保持方面的政策和法规;

(3)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)

(4)《基坑工程设计施工规程》(DBJ08-61-97)

(5)《市政地下工程施工及验收技术规程》(DG/TJ08-236-2006)

(6)《热轧U型钢板桩》(GB/T20933-2007)

(7)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)

(8)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》(JGJ311-2013)

(9)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)

(10)《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)

(12)现场踏勘所掌握的环境资料;

(13)单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力;

(14)类似工程的施工实践经验。

2.2编制原则

确保技术方案针对性强、操作性强;施工方案经济、合理。

坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。

根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。

(1)技术可靠性原则

根据本标段工程特点,依据长沙及其周边地区类似工程施工经验,选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。

(2)经济合理性原则

针对工程的实际情况,本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案,施工过程实施动态管理,从而使旋喷桩加固施工达到既经济又优质的目的。

(3)环保原则

施工前充分调查了解工程周边环境情况,紧密结合环境保护进行施工。

施工中认真作好文明施工,减少空气、噪音污染,施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。

施工过程实施ISO14000标准,进行环境管理。

建设“绿色工地”,实施“环保施工”。

第三章基坑开挖方案选定

3.1放坡分层开挖

3.1.1放坡开挖原则

1、紧密结合工程的特点和要求,充分考虑现场条件、运输条件。

分段施工步骤和工程总体部署等各种因素,安排好各工序的穿插施工,有效投入与合理安排足够的土方工程的机械设备,合理安排土方开挖的先后顺序、分段开挖部位和深度以及运输坡道的合理布置,以满足工期要求。

2、在基坑开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点,遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖、随挖随撑、快速封底”的原则,处理好开挖和支撑的关系。

3、基坑开挖采取分段分层开挖的原则,避免进行大面积土方开挖。

以保证基坑开挖期间的安全。

挖至距基坑地面30cm后停止机械开挖,采用人工开挖的方式进行,即时施工50cm碎石垫层和C15砼垫层进行基坑封底,避免基坑底长期曝露在外。

4、基坑施工期间坡顶周边4m范围内不能堆土,堆料,保证围护结构周围地面超载不得超过20KPa。

5、基坑开挖期间,每层开挖厚度不超过2m,淤泥阶段不大于1m,严禁在一个工况情况下,一次开挖到底,严禁挖成锅底状。

6、在整个土方施工期间须进行坡顶位移及地面和临近建筑物的沉降观测,并做好记录。

7、土方工程须符合长沙市环境保护要求,科学组织以减少交通拥堵和噪音等对市民生活的影响。

3.1.2放坡分层开挖技术参数

根据现场情况,土方采用机械和人工配合开挖,开挖采用1:

1的放坡系数,开挖基底在垫层每侧加宽1.5m,以保证基础施工和箱涵施工有必要的操作空间,开挖淤泥外运,清淤量以实际测量为准。

基槽开挖期间还将加强对其中线和边坡稳定标高的监控,以防止超欠挖和中线位移。

机械开挖至设计管底标高以上0.2~0.3m时,即停止机械作业,改用人工开挖至设计标高。

开挖的同时,在基槽边侧设置宽为30cm*30cm的排水边沟,并且在槽底边外每隔40米设置1.2m*1.2m的集水井,井内设φ100水泵连续排水,专人负责,保证基底干燥。

基槽四周设置彩钢板护栏设置警示牌,防止人员及物体坠落。

采用扣件和钢管搭设爬梯供施工人员上、下基坑。

开挖土方采用自卸汽车将弃方运至长沙市坪塘镇水泥厂附近,约20公里。

土方开挖采用2台挖机配合开挖,一台进行转挖,一台进行装车,土方开挖示意图如下:

3.2拉森钢板桩支护

3.2.1设计思路

根据本工程场地地质情况特点,本工程钢板桩主要作用是为了防止边坡垮塌,起到支护边坡的作用,利于箱涵施工。

另一方面主要是拆迁腾地未完成,放坡开挖不具备条件。

3.2.2设计参数

根据勘察报告力学设计参数如下表:

指标

底层

承载力特征值fak(kpa)

压缩模量Es(MPa)

天然重度γ(KN/M3)

抗压强度

渗透系数

基地摩擦系数

非岩石得比例系数

土石可挖性分级

临时坡率

内摩擦角标准值φκ(度)

凝聚力标准值Ck(kpa)

Km/d

μ

M(KN/M4)

杂填土①

60

2.0

18.5

10

8

0.5

2600

Ⅰ-Ⅱ

1:

1.75

素填土②

65

2.0

18.5

9

10

0.5

2700

Ⅰ-Ⅱ

1:

1.75

淤泥质粉质黏土③

40

1.2

18.0

5

6

0.300

1500

Ⅰ-Ⅱ

1:

2.0

粉质黏土④

200

6.5

19.0

19

32

0.0006

0.22

15000

Ⅱ级普通土

1:

1.25

粉土⑤

140

4.5

19.0

22

10

1.0

0.20

12000

Ⅱ级普通土

1:

1.25

圆砾⑥

350

*30

21.0

35

0

36.0

0.38

70000

Ⅱ级普通土

1:

1.0

3.2.3施工中的问题分析与解决方法

由于地质结构复杂,钢板桩打拔施工中常遇到一些难题,常采用如下几点办法解决:

①桩过程中有时遇上大的块石或其它不明障碍物,导致钢板桩打入深度不够,采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。

②钢板桩杂填土地段挤进过程中受到石块等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜,采取以下措施进行纠偏:

在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m~2.0m,再往下锤进,如此上下往复振拔数次,可使大的块石被振碎或使其发生位移,让钢板桩的位置得到纠正,减少钢板桩的倾斜度。

③钢板桩沿轴线倾斜度较大时,采用异形桩来纠正,异形桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩,异形桩可根据据实际倾斜度进行焊接加工;倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。

④在基础较软处,有时发生施工当时将邻桩带入现象,采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起,并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。

3.2.4拉森钢板桩支护形式

本标段全段为8m箱涵,涵底标高为28.8~27.4m。

根据基坑两侧情况不同,基坑支护采取以下两种形式:

1、12m长U型钢板桩支护

箱涵桩号K0+760-K0+820,K1+030-K1+190,K1+380-K1+470段采用12米长U型钢板桩,入地深度不少于3m。

钢板桩之间采用2I40a工字钢作为环梁进行连接。

加两道内支撑进行支护,内支撑采用规格为DN600*12的钢管,内支撑不影响箱涵施工,水平间距为12m;采用DN400钢管支撑柱加强内支撑侧向稳定性。

双工字钢焊接示意图:

12m长U型拉森钢板桩支护示意图如下:

2、9m长U型钢板桩与放坡开挖结合支护

箱涵桩号K0+700-K0+760,K0+820-K1+030,K1+190-K1+380,K1+470-K1+609段,由于基坑所在路段周边具备放坡距离及条件,采用放坡开挖与U型钢板桩相结合的支护方式。

此支护方式分为两级开挖。

第一级开挖为放坡开挖,开挖深度不大于4m,坡率1:

1,两级边坡之间设置2m宽平台,平台外倾2-4°,以便坡面流水能够顺利流入基坑排水沟。

第二级开挖采用U型钢板桩支护方式,从基坑底往上5m采用9m长U型钢板桩,入地深度不少于3m。

钢板桩之间采用2I40a工字钢作为环梁进行连接。

加一道内支撑进行支护,内支撑采用规格为DN600*12的钢管,内支撑不影响箱涵施工,水平间距为12m;采用DN400钢管支撑柱加强内支撑侧向稳定性。

9m长U型钢板桩与放坡开挖结合支护示意图如下:

拉森钢板桩工程数量表

工程部位

工程项目

单位

数量

本标段箱涵整段

拉森钢板桩施工

t

3600

3.3高压旋喷桩止水帷幕

箱涵桩号K1+030-K1+190靠后湖段,本段靠近后湖段,地下水丰富,场地位于湘江西岸,主要表现为后湖渗水。

还包括赋存于人工填土中的上层滞水和赋存于圆砾层中的孔隙水。

采用高压旋喷桩止水帷幕,直径1米,间距0.8米,三管,分二序孔,进入隔水土层不小于1米。

高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后,以高压设备使浆液、空气成为20~40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲切、扰动、破坏土体,同时钻杆以一定速度逐渐提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个圆柱状固结体(即旋喷桩),以达到加固地基或止水防渗的目的。

高压旋喷桩止水帷幕示意图如下:

高压旋喷桩工程数量表

工程部位

工程项目

单位

根数

单根长度

数量(m)

K1+030-K1+190

φ1000旋喷桩

200

16.3m

3260

第四章施工部署

4.1组织机构

为确保优质、高速、安全、文明地完成本工程建设,我公司本着科学管理,精干高效、结构合理的原则,已选派了具有开拓进取精神、施工经验丰富、态度诚恳、勤奋实干、科学务实的工程技术人员和管理人员组建了项目管理班子和管理机构。

根据本工程的特点,从已组建的项目管理机构中指派工程师具体负责本工程的施工,其他各部门人员协助配合,以质量、安全、工期成本为中心。

开展高效率的工作。

施工现场项目经理部组织机构如下图所示:

 

4.2现场的管理

由项目经理部制定施工现场管理、施工秩序管理、工地卫生管理、环境保护管理、成品保护管理的实施细则,并认真落实。

施工中,按平面布置图实施定位管理,施工现场内所有物品,严格按图定位,做到图物吻合。

同时,根据工程进展,适时地对施工现场进行整顿,必要时做出调整。

根据实施性施工组织设计的工期要求及实际情况,东南场地和西北场地各采用2台地质钻机完成所有注浆孔的钻孔工作,采用1台旋喷机进行旋喷桩的施工。

项目部租赁2台拉森钢板桩打桩机。

基坑支护与开挖做到必要的安全措施,实行全封闭施工,现场以用地红线为界设置施工围挡:

在现有道路与施工交通便道处设置出入口、出入口设门卫室,严禁非施工人员进入施工现场。

在施工沿线铺设一条临时便道,以供施工车辆通行。

具体布置详见本标段项目驻地布置图。

施工便道结构为:

底层40cm片石,中层20cm沙砾石找平,顶层20cmC25素砼。

长度为940m,具体布置详见本标段施工平面布置图。

在K1+150处人员流通量大,采用交通导流措施,保证施工周边人员的出行。

4.3劳动力安排计划

1、高压旋喷桩劳动力安排计划

在施工中各工种工人应各司其职,认真负责,相互协作,互相监督。

钻孔人员必须作好现场钻孔记录,取得第一手地质资料,以便注浆技术人员根据地质资料及时调整注浆参数。

注浆记录人员必须把当班的记录及时整理。

司泵人员应随时注意注浆泵压力变化,值班技术员及时记录并根据地质情况调整注浆压力及施工工艺参数。

高压旋喷桩劳动力组织表

序号

工种

人数(每班)

职责

备注

1

工区主任

1

做好施工管理工作,负责劳动力安排

2

机修工

2

负责排除机械故障和管路的清洗

3

钻工

6

负责旋喷机的操作及注浆施工记录

4

制浆

3

负责浆液的配置

5

值班工程师

1

负责现场技术指导和管理

6

值班经理

1

负责工程总体安排

合计

14

2、拉森钢板桩劳动力安排计划

拉森钢板桩劳动力组织表

序号

工种

人数(每班)

职责

备注

1

工区主任

1

做好施工管理工作,负责劳动力安排

2

打桩班

4

负责钢板装的施工

3

支撑安拆班

6

负责支撑的安装和拆卸

4

机修班

2

负责排除机械故障和机械的修理

5

值班工程师

1

负责现场技术指导和管理

6

值班经理

1

负责工程总体安排

合计

15

4.4主要施工机械设备

1、高压旋喷桩机械配备

高压旋喷桩施工采用XY-150地质钻机引孔,XP-30B型旋喷机作业。

主要施工机械设备如下表:

高压旋喷桩主要机械设备配套表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

地质钻机

XY-150

2

2

高喷台车

XP-30B

1

3

高压泵

3D2-5Z栓塞泵

1

4

灌浆泵

HB-80

2

5

空压机

P-0.8MPa,Q-6m3/min

1

6

泥浆泵

BW-150

2

7

拌浆机

WJG-80

2

2、拉森钢板桩机械配备

拉森钢板桩施工采用在挖掘机上安装MIL-2000液压振动锤施打,围檩与支撑采用汽车式起重机配合。

拉森钢板桩主要机械设备配套表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

液压振动锤

MIL-2000

2

2

履带式单斗挖掘机

W-1001

2

3

汽车式起重机

30t

1

4

气割机

1

5

电焊机

XD1-200

1

第五章施工进度计划

5.1施工工期安排

1、高压旋喷桩工期安排

根据实施性施工组织设计的工期要求、现场施工安排计划及实际情况,旋喷桩于计划于9月1日开始施工,9月30日完成。

每个施工场地钻孔采用2台地质钻机完成所有注浆孔的钻孔工作,采用1台旋喷机进行旋喷桩的施工。

2、拉森钢板桩工期安排

根据实施性施工组织设计的工期要求、现场施工安排计划及实际情况,拉森钢板桩施工工期为5个月,计划于5月25日开工,10月25日完成。

根据现场的征拆情况、施工条件及难易程度,计划优先对K0+360~K0+660进行施工,然后对K0+660~K1+060进行施工,最后对交通流量大、征拆还在进行的K1+060~K1+300段进行施工。

5.2施工进度计划横道图

施工进度计划横道图,见附件:

基坑支护施工计划横道图。

第六章施工现场平面布置

施工总平面布置图详见附后图;

本施工平面图是根据设计规划及现场大致情况进行布置。

现场以用地红线为界设置施工围挡:

在现有道路与施工交通便道处设置出入口、出入口设门卫室,严禁非施工人员进入施工现场。

施工现场平面布置图具体布置详见四标段施工平面布置图。

6.1驻地建设

项目部用房采用租赁,项目部办公区设在麓枫和苑10栋104、项目部生活区设在麓枫和苑10栋103;工人宿舍区拟搭建临时活动板房位置设在K0+810-K0+860;具体布置详见四标段施工平面布置图。

6.2现场临时施工设施

根据工程进度需要进行设置,钢筋、模板加工制作场、材料存储场等现场施工临时设施,位K0+920-K0+980;场地面积约为700m2,场地铺筑20cm碎石垫层,再进行20cmC25砼地面硬化,根据现场需要搭设120m2的材料库房,具体布置详见四标段施工平面布置图。

6.3临时便道

在施工沿线铺设一条临时便道,以供施工车辆通行。

具体布置详见本标段项目驻地布置图。

施工便道结构为:

底层40cm片石,中层20cm沙砾石找平,顶层20cmC25素砼。

长度为940m,具体布置详见本标段施工平面布置图。

在K1+150处人员流通量大,采用交通导流措施,保证施工周边人员的出行。

6.4施工用水

本工程中闭水试验及管道工程施工等用水量均较大,本标段施工区域附近有一湖泊,必要时从此处抽水。

施工及生活用水源同供水部门协商后从麓枫和苑给水管接入,管径100mm,必要时经过报批,准备水车拉水,保证用水的需要。

6.5临时供电

本工程临时用电主要包括生活用电、照明用电和施工用电。

根据用电量统计,本标段主要是钢筋加工、钢管连接接、高压旋喷桩施工用电量大,全线架通380伏的电线,在K0+500处的一个315KVA变压器接入电源;为防备停电,准备180kw柴油发电机一台,满足工程临时应急用电需要。

6.6施工围栏

本工程位于市区,人口密集,交通流量大,施工区域沿线须做好安全防护措施,搭设彩钢板做临时施工围栏,并采取相应加固措施。

第七章基坑支护施工工艺及施工程序

7.1钢板桩支护施工工艺及施工程序

钢板桩采用拉森钢板桩,钢板桩之间采用围檩进行连接,围檩与每根钢板桩之间空隙打入木楔抵紧,转角设置专用构件。

采用钢管进行内支撑,管道安装调整对撑间距并及时回顶。

7.1.1钢板桩施工的一般要求

1)板桩的设置位置要符合设计要求,便于基础施工,即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。

2)基坑护壁板桩的平面布置形状应平直整齐,避免不规则的转角,以便标准板桩的利用和支撑设置,各周边尺寸尽量符合板桩模数。

3)整个基础施工期间,在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中,

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