工程实践论文淡谈人工挖孔桩施工方案.docx
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工程实践论文淡谈人工挖孔桩施工方案
深圳大学
成人教育学院2005级工程实践论文
论文题目：
淡谈人工挖孔桩施工方案
专业：
土木工程
姓名：
刘举礼
学号：
20051032121701033
指导老师：
王卫仑
日期：
2008-06-25
[摘要]
近年来，全国许多地区都采用和逐渐推广了人工挖孔桩，其特有的大承载力优势得到了许多设计、业主的认可，确实是一种在软弱地基上的经济适用的基础形式，但同时也存在一些问题，我们在通过对采用人工挖孔桩基础的工程实践中，积累了一些经验，取得了良好的效果，现总结成文，以期和同行切磋、交流。
[关键词]
桩、基础、施工
目录
摘要 ………………………………………………………………………………………
（1）
第一章工程概况 …………………………………………………………………………（3）
一、编制依据 …………………………………………………………………………（3）
二、工程简介 …………………………………………………………………………（3）
三、问题分析 …………………………………………………………………………（4）
四、施工条件 …………………………………………………………………………（4）
第二章施工准备工作 ……………………………………………………………………（5）
一、技术准备 …………………………………………………………………………（5）
二、施工现场的工程准备 ……………………………………………………………（5）
三、工地现场管理机构 ………………………………………………………………（6）
第三章施工部署及进度安排 …………………………………………………………（8）
一、施工部置 …………………………………………………………………………（8）
二、施工进度安排及保证措施 ………………………………………………………（10）
第四章挖孔桩的施工工艺及施工措施 ………………………………………………（11）
一、工艺程序 …………………………………………………………………………（11）
二、成孔 ………………………………………………………………………………（11）
三、人工挖孔桩常遇问题及解决方法 ………………………………………………（14）
四、桩芯砼质量检测 …………………………………………………………………（16）
五、挖孔桩施工的排降水措施 ………………………………………………………（16）
六、挖孔桩施工与回灌井 ……………………………………………………………（17）
第五章桩芯钢筋笼制安 ………………………………………………………………（17）
一、施工部署及进度安排 ……………………………………………………………（17）
二、钢筋工程的施工方法 ……………………………………………………………（18）
三、钢筋的质量要求和质量保证措施 ………………………………………………（20）
第六章质量保证措施 …………………………………………………………………（20）
第七章结论 ……………………………………………………………………………（21）
参考文献 …………………………………………………………………………………（22）
第一章工程概况
一、编制依据
1．深圳市粤鹏建筑设计有限公司设计的《湖畔雅苑人工挖孔桩施工图纸》GS-02、GS-03；
2．深圳市南华岩土工程有限公司提供的湖畔雅苑《岩土工程勘察报告》；
3．建筑地基技术处理规范JG79-91。
4．建筑桩基技术规范JGJ-94。
5．砼结构工程施工质量验收规范GB502040-2002。
6．现行国家有关规范、标准和规程，广东省及深圳市有关文件及规定。
7．深圳市安全监督站（关于人工挖孔桩安全检查要求内容）。
本工程人工挖孔桩施工方案将作为指导施工的依据、编制是结合我公司多年的人工挖孔桩施工经验和技术装备能力对目标工期、工程质量、项目管理机构、设备、劳动组织施工进度计划、控制机械设备及周转材料配备的综合考虑，主要分部分项工程施工方法，安全保证措施，文明施工环境保证措施，降低成本措施等尽可能充分考虑，突出科学性及可行性。
二、工程简介
湖畔雅苑工程由深圳祥祺房地产开发有限公司投资新建，由深圳市粤鹏建筑设计有限公司设计，位于田贝四路与文锦北路交叉处，本建筑为商业、住宅综合楼，它由3层裙楼,一层架空层,二十五层住宅组成,总建筑面积为30470m2，设二层地下层。
基底标高-8.7m、-9.0m，底板厚550mm，本工程设计标高±0.000相应于绝对标高为12.80m。
本工程基础均为人工挖孔桩基础，共设计有95根桩基，其中：
桩径1.20m共67根、桩径1.40m共20根、桩径1.60m共8根。
桩ZH1、ZH2、ZH3、ZH4、ZH5，持力层为中风化，桩ZHA、ZHB、ZHC、ZHD、ZHE、ZHF持力层为强风化，入岩深度700~1700mm。
挖孔桩桩底标高随持力层埋深而定，终孔标准以桩入持力层深度为准，桩芯砼强度为C35，桩护壁为C25，桩芯砼约1600M3，桩护壁砼约730M3，拟建场地原始地貌为低山丘陵的山前冲洪地带，后经填土整平，地质土层自上而下依次分布为：
（1）人工填土层：
色杂，褐黄色、褐红色、褐灰色、灰色、稍湿～湿，松散～稍密，主要由粘性土混碎砖块、混凝土碎块及碎石等建筑垃圾堆填而成，局部含填碎石块，结构较松散且不均匀。
厚度1.60－4.00m，平均厚度2.80m。
（2）冲洪积层：
粉质粘土（层号为②-1）：
灰黄色局部杂棕色、黄色、土黄色等，湿，软塑～可塑，无摇震反应，稍有光滑，干强度较高，韧性中等。
含约10～30%的粉细砂。
最小厚度为0.90m，最大厚度为3.40m。
粉细砂（层号为②-2）：
土黄色、黄色、松散～稍密，级配不均匀，含约10～40%的粘性土，最小厚度为0.50m，最大厚度为3.00m。
（3）残积层：
粉质粘土（层号为③）：
灰黄色，褐黄色，灰褪色、褐黑色等，湿，可塑～硬塑，无摇震反应，稍有光滑，干强度及韧性中等，遇水极易软化。
由花岗片麻岩风化残积而成。
最小厚度为3.50m，最大厚度为11.50m。
（4）云开花岗片麻岩：
强风化花岗片麻岩（层号为④-1）：
呈灰褐色、褐黄色、灰色、褪色、灰黄色等，软岩，易破碎，岩体基本质量等级为V级。
原岩结构清晰，但已大部分破坏，矿物成分发生显著变化，矿物成分除石英外，长石及云母等矿物已大部分风化成粘土类矿物。
最小厚度为1.00m，最大厚度为6.50m。
中风花岗片麻岩（层号为④-2）：
褐黄色、灰色、灰黑色，较软岩，破碎～较破碎，岩体基本质量等级为IV级。
岩质致密坚硬，风化裂隙较发育，沿裂隙面有褐色铁质浸染。
最小厚度为1.80m，最大厚度为7.50m。
微风化花岗片麻岩（层号为④-3）：
灰色、灰黑色，局部夹条带状肉红色、灰白色、较硬岩，较破碎，岩体基本质量等级为IV级。
岩质新鲜，致密坚硬，稍有风化裂隙发育。
揭露最小厚度为2.40m，最大厚度为3.20m。
场地下水类型主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，填土层中局部尚存有上层滞水。
孔隙主要赋存于第四系冲洪积的砂层中，属含水量中等且丰富的强透水地层。
裂隙水赋存于风化岩的裂隙中，具一定的富水性，微具承压。
地下水主要由大气降水渗入补给场地周围的侧向补给。
三、问题分析
施工组织和措施，必须根据工程的特点，抓好关键环节，才能保证工程顺利进行，下面问题如何妥善解决成为本工程按质按期地完成的关键。
1．本工程地下水埋深较浅，而桩长最深约15m，必须采取有效的措施排水，以保证成孔的安全和砼的浇捣。
2．本工程在挖孔过程中可能出现流砂等意外情况，必须制定有效的方法和措施，才能顺利穿越。
3．人工挖孔桩施工期间为保证地下水位稳定要在基坑内布置回灌井才能保证周边建筑物不产生沉降。
四、施工条件
1．根据本工程的地理位置，基坑的东、南侧紧靠市政道路，北侧紧靠茂名大夏，西侧为文锦北路，西北角设置主要出入口；材料堆放、制作区仅有基坑西侧及东侧少部份地段，现场少且陕窄。
基坑四周已搭设好安全防护栏杆。
场地内地下水丰富,在施工期间,不但要考虑因地下水抽排对周围建、构筑物和道路的影响，同时要考虑施工噪声对周边商业、住宅区的影响。
2．施工场地已建围墙，由于该工程位于市区内,须选定合理位置设置三级沉淀池，挖孔桩期间基坑内积水要通过沉淀后，再排入市政管网。
3．在已建围墙范围内，基坑西面已搭建好临时办公、宿舍区、厨房、厕所等设施，可作为桩基施工期间的工人临时生活区和项目办公区。
4．水电设施配套工作已完善，保证满足施工需要。
第二章施工准备工作
施工准备工作是施工阶段的一个重要环节，它的根本任务是为正式施工创造良好条件。
一、技术准备
1．组织各级有关部门技术人员熟悉图纸，分析施工可能性，找出不符合政策、规范、安全规定或不便于施工的问题，研究并提出改进意见。
2．参加建设单位组织的由设计单位交底的图纸会审，提出图纸上和施工中有可能出现的问题，三方共同进行洽商，达成共识，以确保工程顺利进展。
3．组织基层施工人员学习，熟悉设计单位的设计交底内容及修改，同时结合相关的规范、规程一同学习。
4．指定专人编制切实可行的施工组织设计并进行优化，施工过程中要认真按施工组织设计指导施工。
5．开工前由项目技术负责人分别向所有参加施工的人员进行技术交底，（技术交底采用三级制，即：
项目技术负责人→施工员→班长→作业班组）。
项目技术负责人向施工员交底必须细致、齐全，并结合具体操作关键部位的质量要求、操作要点及注意事项详细的交底，施工员接受交底后要认真反复地向班长进行文字交底，必要时用图表、样板及示范操作方法加以说明，班组长在接受交底后向作业班组进行口头的技术交底，施工中应认真组织实施并督促检查执行。
6．挖孔桩施工前，基坑地面修筑排水明沟及集水井沉淀池。
7．人工挖孔桩的施工，除了常规混凝土工程施工中所必须的运输、搅拌、振捣等机具外，还必须有一套为掘进服务的机具：
（1）支架、电动葫芦和提土桶：
用于施工工作业人员、材料弃土的重直运输，葫芦能沿桩位上方的支架横梁作水平移动。
（2）镐、锹、土筐等挖土工具。
（3）潜水泵：
用于抽出桩孔内的地下水及积水，扬程不宜少于40米。
（4）鼓风机和输风管：
用于向桩孔中强力输送新鲜空气。
（5）照明灯：
带橡皮电缆的低压行灯（电压少于24V）。
（6）电铃：
供挖孔作业人员的上下联系。
（7）安全带和防毒面具，供作业人员安全生产用。
二、施工现场的工程准备工作
1．土方大开挖后进行工程测量、放线定位，设置永久性的经纬仪坐标及水平基桩，并进行人工挖孔桩的定位放线。
2．进行各种临时设施如工人宿舍、办公室、食堂、厨房、厕所等临时设施的搭设。
3．组织砂、石、钢材、水泥等材料及材料机具、施工机械的进场。
4．钢筋进场时，按批进行检查和验收，每批由同牌号、同规格，重量不大于60t。
外观检查：
从每批钢筋中抽取5%进行外观检查，钢筋表面不能有裂纹、结疤和折叠，钢筋每1m弯曲不应大于4mm，力学性能试验：
从每批钢筋中任选两根钢筋，去掉端头50cm，每根取两个（30cm、50cm）试样分别进行拉伸试验和冷弯试验，如有一项试验结果不符合要求，则以同一批中另取双倍数量的试样重作各项试验。
5．闪光对焊接头的取样送检，外观检查，每批（200个）抽查10%的接头，并不能少于10个，主要检查接头处不能有横向裂纹，与电极接触处的钢筋表面，不能有明显的烧伤，接头处的变折，不能大于4°；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，同时不能大于2mm。
力学性能试验包括拉伸试验和弯曲试验，应以每批成品中切取6个试样，3个进行接伸试验，3个进行弯曲试验。
6．按双向选择的原则组建项目管理的领导班子，聘任各级各项业务的技术、管理人员，选配各工种的工长。
三、工地现场管理机构
湖畔雅苑经理部，由项目经理负责组织，协调整个人工挖孔桩项目的施工，精心组织、挑选精干的管理人员和技术管理人员，组织技术全面、工作熟练的操作工人。
在开工到竣工期间，将对工程进度、质量、成本、安全、文明施工等各项目工作进行全面化、规范化的严格管理。
（现场管理机构见附图1、2、3、4）
现场管理机构附图1
质量领导小组附图2
安全文明施工领导小组附图3
防火领导小组附图4
第三章施工部置及进度安排
一、施工部置
1．浇筑砼垫层，砌筑排水沟：
（1）基坑土方挖至设计标高后，经甲方工程部，监理公司进行复核隐蔽验收，随即进行挖设砌筑排水沟，从南向北进行底板垫层浇筑。
垫层厚度为100mm，采用C15砼，同时应考虑底板防水保护层的厚度为50mm，完成的垫层面标高定为-9.30米。
考虑到因为可能受到挖孔桩时对垫层面的损坏及垫层面凹凸不平，不光滑，底板防水层施工时质量难以保障。
因此，第一次浇筑垫层厚度定为80mm，待桩基础全面完成后，立即用1：
2水泥砂浆20厚找平、压光，确保底板防水层的施工质量。
（2）在浇筑垫层前，按基坑排水沟平面定出排水沟位置，（详见附图）立即进行挖沟砌筑工作。
排水沟的排水方向定为东西两面，中间沟向两边坡，在T字接头及转角处设700×700方型集水井。
本工程由于受场地的限制，地下室外墙无法留足够的工作面，甚至是外墙面已贴至现时的支护墙，基坑边缘设排水沟已无法实施，所以，对整个地下室的排水造成很大的麻烦。
因此，计划排水沟时，充分考虑了各种因素：
利用东西两侧有工作面的地段设置排水井排至室外市政管网，除后浇带段的排水沟为明沟外，其余水沟设为暗沟，暗沟盖板用废旧模板制作，在桩基全部完成后实施防水层施工前盖严，面上抹20厚水泥砂浆（垫层面上的水泥砂浆找平层）
2．场地平面布置
（1）目前基坑顶面的场地有限，仅西侧为主要材料设备堆放、制作区，东侧有少部分地段可以利用。
西侧计划安排：
材料堆放区、土方外运出入口、搅拌机、砂浆机、电动空气压缩机及砂浆机。
东侧为钢筋制作、堆放区、爆破用电动空气压缩机。
（2）由于基坑内的孔桩全面开挖，土方运输不宜预留车道进入基坑内，孔桩的土方堆放区设置在西北角，由两台挖掘机进行传递上基坑进行外运。
在堆土区内必须挖一个较大较深的土坑，以满足孔桩土方的堆放。
（详见附图）
（3）由于无预留车道，进入基坑只能用搭设几座上人楼梯，计划东侧两座，西侧两座，以方便人员的上下基坑。
（4）基坑顶西面安装搅拌机，直接安装在支护墙的边缘，出料口对向基坑，安装斜溜槽。
地面垫层及桩身混凝土均用此溜槽往下输送，基坑内的混凝土只能用人力斗车运送到位。
3．主要投入的机械设备及劳动计划、钢筋材料使用计划（见下表1、表2、表3）
主要机械设备表
表1
序号
机械设备名称
单位
数量
备注
1
挖掘机
台
2
2
土方运输车
台
6
3
电动挖桩机架
组
30
4
搅拌机
台
1
5
潜水泵
台
35
6
电动空气压缩机
台
2
7
钢筋调直卷扬机
台
1
8
钢筋弯曲机
台
1
9
钢筋切断机
台
2
10
电焊机
台
3
11
对焊机
台
1
12
振动棒
组
8
13
鼓风机
台
35
14
平板震动器
台
1
劳动力计划
表2
序号
工种
班组数
每班人数
合计数
1
挖桩工
30
3
90
2
电工
2
3
6
3
机修工
1
3
3
4
钢筋工
1
20
20
5
机械工
2
2
4
6
砼工
2
15
30
7
杂工、土方工
2
15
30
钢筋材料使用计划
表3
序号
钢筋规格型号
单位
数量
备注
1
φ25（II级）
T
60
2
φ22（II级）
T
40
3
φ20（II级）
T
17.5
4
φ16（I级）
T
12
5
φ10（I级）
T
2
6
φ8（I级）
T
108
二、施工进度安排及保证措施
1．进度安排
通过精心组织，规范施工，严格管理，在保证质量安全的前提下，提前完工。
本工程人工挖孔桩工程施工计划于2006年1月1日正式开工，总工期25天。
（1）浇筑C15砼垫层计划4天，分两段浇筑，不影响桩孔的开挖。
（2）砌筑排水沟计划6天完成，分段、分批作业，不影响桩孔的开挖。
（3）前期准备工作包括放线、验线等，计划2天，分两次进行。
（4）基坑内的回灌井与工程桩同步开挖，但不影响总的工期。
（5）现场施工布置：
主要布置钢筋加工场地、机械就位安装、材料堆放、砼搅拌站的设置、材料的堆放。
水、电线路的安装到位，机械调试使用等，计划3天完成，该批工作在桩孔开挖前完成，不得影响桩孔的开挖。
（6）桩成孔：
分二批进行，第一批计划开挖孔桩的一半，以后穿插开挖第二批，该段工期为总工期的主要部份，计划21天全部完成。
（7）钢筋笼安装：
钢筋笼制作安装在第一批成孔验收后，马上进行安装，以后随各桩成孔进度随时安装。
第二批钢筋笼在最后一根桩孔完成时，安装完毕，交付桩芯浇筑。
（8）桩身砼浇筑
本工程人工挖孔桩芯砼约1600M3分批进行，第一批孔验收合格后，即绑扎钢筋笼，监理验收合格后，即浇捣桩身砼，第二批桩身砼浇筑穿插在第一批桩成孔阶段，计划不占总工期。
（9）第二批桩成孔工作日为8天，浇捣桩身砼计划8天。
（10）场地清理、资料整理计划2天，占总工期2天。
2．进度保证措施
本工程工期紧，要在规定的工期内完成，关键在于精心组织，周密安排，从多方面给予有力的保障。
（1）项目经理部要做到靠前指挥、高速运转，所配备的人员业务要精，技术要好，事业心要强，要有类似工程施工经验，选用具有多年挖孔桩施工经验的队伍作为施工作业层。
（2）在合同规定范围内早开工，人、机、料务必在开挖五天前到位，各项施工准备工作应尽可能提前，从而以快开工促进各项工作的推进，加快项目实施。
（3）认真编制结合工程实际、有针对性措施的实施性施工组织设计，以优化的施工组织指导施工。
重视施工组织的动态管理和不断优化，确保施工生产有秩序、有计划的进行。
（4）落实经济承包责任制与广泛开展TQC活动相结合，充分调动全体人员的积极性和创造性，制定、完善和落实确保工期的经济责任制，使“保工期”形成系统，体现在项目实施的各个环节、各项活动中。
（5）加强施工管理，抓好施工中的统筹、协调与控制。
施工管理的中心是抓好各专业关键工序的进展，做好工序衔接。
坚持每周工地碰头会制度，加强检查监督，做到以日保旬，以旬保月，确保各项计划的落实兑现。
（6）严格执行操作规程和质量标准，强化施工现场管理，做到文明施工，努力实现施工作业、施工管理的标准化、科学化，使施工生产有节奏地向前发展。
（7）认真采用适合工程实际的各种成熟施工方法，积极推广新技术、充分发挥设备能力和材料性能，不断提高劳动生产率，把加快工程进度，确保工期建立在技术先进、措施有效的基础上。
（8）加强同有关方面的联系和协调，为施工创造很好的外部环境，增进同业主、监理、设计单位的联系和密切配合，及时解决施工中出现的困难和问题，避免差错和少走弯路，以促进工程的顺利进展。
（9）在人力、物力、财力上保证工程项目的进展，在思想上做好打硬仗的准备，千方百计地克服各种可能的困难，确保工期。
第四章挖孔桩的施工工艺及施工措施
一、工艺程序
1．人工挖孔桩的施工顺序为：
场地平整→浇捣地面砼垫层→放线、定桩位→修筑排水沟集水井→架设电动机械、安装潜水泵、鼓风机、照明设备等→边挖土边抽水→每下挖1.00米左右土层进行桩孔周壁的清理、校核桩孔直径和垂直度→绑扎钢筋→支撑护壁模板→浇护壁砼→拆模后继续下挖、支模浇护壁砼，达到强度后拆模→进入岩层一定深度后确定能否作为持力层→对桩孔直径、深度、垂直度持力层进行全面验收→排除孔底积水、封底→绑扎钢筋笼安装检测导管→安装砼输送导管串筒→浇筑桩芯砼至桩顶设计标高。
二、成孔
1．掘进：
1．1掘进前、应向每个操作小组作地下层情况、地下水分布情况的交底，并指出有可能出现的问题和处理的一般方法，有条件时，应将可能出现的各类土壤的标本在操作面上展示，使井下的操作人员心中有数。
开挖前，应按工程桩轴线（中心线）向四周引出桩心控制点，在垫层地面上弹出墨线，方便随时校核桩孔中心线，垂直度及孔径尺寸，并把各轴线引测到基坑支护墙上，保证桩位轴线查验方便。
工程桩定位后，根据桩给加护壁的尺寸外径用砼砌块砌筑井圈高250。
开始挖第一节桩孔土方，安装第一节护壁模板时，必须通过较正模板，支护牢固，并检查护壁厚度，位置正确、质量符合要求后方能浇捣护壁砼。
1．2当第一节护壁拆模后应及时将心轴线引到护壁上，作为控制桩心轴线的标准依据，并把标高引到护壁内，用以控制桩底标高及桩顶标高。
第一节护壁，应符合下列规定，轴线偏差不大于2cm，并应高出地面20cm。
1．3弃土和其它建筑材料在竖井内垂直运输时，要采取措施确保井下操作人员的安全，应在井底离下面操作人员2米高设置安全区，以防物体坠落伤人。
（设安全护护罩，为半圆面积的钢筋网）
1．4每个挖孔桩应由一个固定的小组负责施工，每个正在施工的井，井上均应有人操作和值班，并对井下操作人员应负安全责任，上下之间并应有良好的联系信号。
1．5要保持井内有足够的新鲜空气，挖至5米以下时应不断地向井内强力送风。
垂直运输用电动井架，水平运输以手推车为主。
1．6掘井工作宜分三班制连续进行，交按班时间尽量缩短，使未经支护的土层减少在空气中暴晒或受水浸的时间，以防坍塌。
1．7当相邻挖孔桩在浇灌砼桩桩身时，原则上要停止掘进工作，以防竖井在受侧压力下土层失去稳定而坍塌。
1．8相邻桩净距少于3倍桩径及4.5米时，应进行跳挖，交替作业。
1．9掘进过程中可能会出现流砂现象，穿越流砂层时，流砂处理措施方法：
主要是“减少或平衡动水压力”或“使动水压力向下”，使坑底土粒稳定，不受水压干扰。
常用的处理方法有：
（1）安排在最低水位季节施工，使孔内动水压减小。
（2）采取水下挖土（不抽水或少抽水），使孔内水压及孔外水压相平衡或缩小水头差。
（3）采用井点降水，使水位降至孔底下0.5m以下，使动水压力的方向朝下，孔底保持无水状态。
（4）沿护壁周边打插入相当数量的大直径钢筋，用稻草或纺织尼龙布沿插筋周边围成一层过滤圈，安装导水管，导水管的入口处用密砂网包裹住，挡住流砂，并加厚护壁，每级护壁高度可减少至30~50cm高，并随挖随浇护壁。
（5）当流砂严重时，也可采用一次性钢板护筒作护壁的外模，不拆除直至穿越流砂层。
1．10为避免水浸，土方塌方的影响，每挖好一段桩孔土方，浇捣护壁前，必须同时在桩孔中间挖一个小集水坑，以便地下水积聚外排。
1．11本工程部分桩的持力层为中风化，必要时进行爆破作业，爆破工作由专业队伍负责，爆破方案应由爆破专业队员负责编定。
爆破后清孔作业前，必须向井下强力送风，把井内的有毒气体挤出，换成新鲜空气，用测毒仪检查井内是否存在有毒气体；或用禽畜放下井内观察15分钟，确认没有毒气时方可下井作业。
2．挖孔桩的混凝土工程
挖孔桩的砼工程分护壁和桩芯砼两部分：
2．1护壁混凝土工程：
护壁是一个上大下小的楔形园环，护壁厚度大头部份分为22.5cm，小头部份分为12.5cm，在掘进过程中逐段在竖井内捣制，在稳定的土层中，护壁的每段高度取1.0米，当土层比较松散时，则每
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