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1.3土方邊坡與土壁支撐
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.1土方邊坡與土壁支護(hù)土壁主要是靠土體內(nèi)部的摩擦阻力和粘結(jié)力來保持平衡。一旦土體失去平衡,土體就會(huì)塌方,不僅會(huì)造成人身安全事故,同時(shí)也會(huì)影響工期,甚至有時(shí)還會(huì)危及附近的建筑物。造成塌方的原因主要有:1、邊坡過陡,造成土體的穩(wěn)定性不足。2、雨水、地下水滲入土中泡軟土體,從而增加土的自重,同時(shí)降低土的抗剪強(qiáng)度,這也是造成塌方的常見原因。3、基坑上口邊緣附近大量堆土或停放機(jī)具、材料,或由于行車等載荷,使土體中的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強(qiáng)度。4、土壁支撐強(qiáng)度遭到破壞,失效或剛度不足導(dǎo)致塌方。1.放足邊坡2.設(shè)置支撐如何避免塌方?
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.1土方邊坡土方邊坡坡度指挖方深度(或填方高度)H與其邊坡底寬B之比。邊坡可以做成直線形邊坡、折線形邊坡及階梯形邊坡(圖1.15)。土方邊坡坡度=H/B=1/m邊坡坡度既是平常所說按1:xx放坡。(例h為0.6,b為0.3,則坡度為1:0.5)土方坡度系數(shù)(m):是指土壁邊坡坡度的底寬b與基高h(yuǎn)之比,放坡系數(shù)為一個(gè)數(shù)值。(例:b為0.3,h為0.6,則放坡系數(shù)為0.5)m=B/H
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.1土方邊坡當(dāng)土質(zhì)為天然濕度、構(gòu)造均勻、水文地質(zhì)條件良好,且無地下水時(shí),開挖基坑亦可不必放坡,采取直立開挖不加支撐,但挖方深度應(yīng)按表1.5的規(guī)定,基坑長(zhǎng)度應(yīng)稍大于基礎(chǔ)長(zhǎng)度。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.1土方坡如超過表1.5規(guī)定的深度,但不大于5m時(shí),應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和施工具體情況進(jìn)行放坡,以保證不塌方,其不加支撐的邊坡最陡坡度應(yīng)符合表1.6的規(guī)定。放坡后基坑上口寬度由基坑底面寬度及邊坡坡度決定,坑底寬度每邊應(yīng)比基礎(chǔ)寬出150~300mm,以便施工操作。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.2土壁支撐開挖基坑(槽)或管溝,采用放坡開挖比較經(jīng)濟(jì),但有時(shí)由于場(chǎng)地的限制不能按要求放坡,或因土質(zhì)的原因,放坡增加的土方量很大,在這種情況下可采用邊坡支護(hù)(sloperetaining)的施工方法。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.2土壁支撐開挖較窄的溝槽時(shí)常采用橫撐式土壁支撐。根據(jù)擋土板的不同可分為以下幾種形式:1.間斷式水平支撐[圖1.16(a)]兩側(cè)擋土板水平放置,用工具式支撐或木橫撐用木楔頂緊,挖一層土,支頂一層。這種方式適用于能保持直立壁的干土或天然濕度的黏土類土,要求地下水很少,深度在2m以內(nèi)。2.?dāng)嗬m(xù)式水平支撐[圖1.16(b)]擋土板水平放置,并有間隔,兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱立豎向楞木,用工具式支撐或木橫撐上、下頂緊。這種方式適用于保持直立壁的干土或天然濕度的黏土類土,要求地下水很少,深度在3m以內(nèi)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.2土壁支撐3.連續(xù)式水平支撐[圖1.16(c)]擋土板水平連續(xù)放置,無間隔,兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱立豎楞木,上、下各頂一根撐木,端頭用木楔頂緊。適用于較松散的干土或天然濕度的黏土類土,地下水很少,深度為3~5m。4.連續(xù)式或間斷式垂直支撐[圖1.16(d)]擋土板垂直放置,可連續(xù)或留適當(dāng)間隙,每側(cè)上、下各水平頂一根橫楞木,再用橫撐頂緊。適用于土質(zhì)較松散或濕度很高的土,地下水較少,深度不限。5.水平垂直混合式支撐[圖1.16(e)]溝槽上部設(shè)連續(xù)式水平支撐、下部設(shè)連續(xù)式垂直支撐。適用于槽溝深度較大,下部有含水層的情況。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.3.2土壁支撐當(dāng)開挖較大型,但深度不大的基坑或使用機(jī)械挖土,不能安裝橫撐時(shí),可采用錨碇式支撐(圖1.17)或斜柱式支撐(圖1.18)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX復(fù)習(xí)題1.土按開挖的難易程度分為幾類?各類土的特征分別是什么?2.正鏟、反鏟挖掘機(jī)開挖方式有哪幾種?3.土方挖運(yùn)機(jī)械如何選擇?土方開挖注意事項(xiàng)有哪些?4.分析土壁塌方的原因和預(yù)防塌方的措施。5.土壁支護(hù)的方法和適用范圍?1.4人工降低地下水位在開挖基坑或溝槽時(shí),土壤的含水層常被切斷,導(dǎo)致地下水不斷地滲入坑內(nèi)。雨期施工時(shí),地面水也會(huì)流入坑內(nèi)?;咏邓椒ǎ?.明排水法(集水井、明渠等)2.人工降低地下水位
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.1集水井降水法集水井降水法又稱明溝排水法,是在基坑開挖過程中,沿坑底周圍或中央開挖有一定坡度的排水溝,在坑底每隔一定距離設(shè)一個(gè)集水井,地下水通過排水溝流入集水井中,然后用水泵抽走(圖1.19)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.1集水井降水法1.集水井及排水溝的設(shè)置為了防止基底土的細(xì)顆粒隨水流失,使土結(jié)構(gòu)受到破壞,排水溝及集水井應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍之外,距基礎(chǔ)邊線距離不少于0.4m,地下水走向的上游。根據(jù)基坑涌水量大小、基坑平面形狀及尺寸以及水泵的抽水能力,確定集水井的數(shù)量和間距。一般每隔30~40m設(shè)置一個(gè)。集水井的直徑或?qū)挾纫话銥?.6~0.8m。集水井的深度隨挖土加深而加深,要始終低于挖土面0.8~1.0m。井壁用竹、木等材料加固。排水溝深度為0.3~0.4m,底寬不小于0.2~0.3m,邊坡坡度為1∶1~1∶1.5,溝底設(shè)有1‰~2‰的縱坡。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.1集水井降水法當(dāng)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,集水井底應(yīng)低于坑底1~2m,并鋪設(shè)0.3m碎石濾水層,以免在抽水時(shí)將泥沙抽出,并防止坑底土被攪動(dòng)。集水井降水常用的水泵主要有離心泵、潛水泵和泥漿泵。選用水泵類型時(shí),一般取水泵的排水量為基坑涌水量的1.5~2.0倍。當(dāng)基坑涌水量很小時(shí),也可采用人力提水桶、手搖泵等將水排出。
*1.4.1集水井降水法(2)流沙的防治措施顆粒細(xì)、均勻、松散、飽和的非黏性土容易發(fā)生流沙現(xiàn)象,但是否出現(xiàn)流沙現(xiàn)象的重要條件是動(dòng)水壓力的大小和方向。因此,防治流沙的主要途徑有減少或平衡動(dòng)水壓力,或者改變動(dòng)水壓力的方向使之向下。其具體措施如下。①安排在全年最低水位季節(jié)施工,使基坑內(nèi)動(dòng)水壓力減小。②采取水下挖土(不抽水或少抽水),使坑內(nèi)水壓力與坑外地下水壓力平衡或縮小水頭差。③采用井點(diǎn)降水,使水位降至坑底0.5m以下,使動(dòng)水壓力的方向向下,坑底土面保持無水狀態(tài)。
*1.4.1集水井降水法④沿基坑外圍四周打板樁,深入坑底下面一定深度,增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的滲流路線,減小動(dòng)水壓力。⑤采用化學(xué)壓力注漿或高壓水泥注漿,固結(jié)基坑周圍粉砂層,形成防滲帷幕。⑥往坑底拋大石塊,增加土的壓重和減小動(dòng)水壓力,同時(shí)組織快速施工。⑦當(dāng)基坑面積較小時(shí),也可采取在四周設(shè)鋼板護(hù)筒,護(hù)筒隨著挖土不斷加深,直到穿過流沙層。
*1.4.1集水井降水法防止流沙的方法主要有:1、水下挖土法。即不排水施工,使坑內(nèi)的水壓互相平衡,不致形成動(dòng)水壓力,如沉井施工,不排水下沉,進(jìn)行水中挖土、水下澆筑混凝土等,是防止流沙的有效措施。2、打板樁法。將板樁沿基坑周圍打入不透水層,便可達(dá)到截住水流的作用;或打入坑底面一定深度,這樣將地下水引至樁底以下才流入基坑,不僅增加了滲流長(zhǎng)度,而且改變了動(dòng)水壓力方向。3、搶挖法。即拋大石塊、搶速度施工。4、地下連續(xù)墻法。此法是沿基坑的周圍先澆筑一道鋼筋混凝土的地下連續(xù)墻,從而起到承重、截水和防止流砂的作用。5、枯水期施工法。即選擇在枯水期間施工。6、井點(diǎn)降水法。
*1.4.2井點(diǎn)降水法井點(diǎn)降水法就是在基坑開挖前,預(yù)先在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的井點(diǎn)管,利用抽水設(shè)備從中抽水,使地下水位降至坑底以下,直至基礎(chǔ)施工結(jié)束回填土完成為止,如圖1.21所示。井點(diǎn)降水改善了施工條件,可使所挖的土始終保持干燥狀態(tài),同時(shí)還使動(dòng)水壓力方向向下,從根本上防止流沙發(fā)生,并增加土中有效應(yīng)力,提高土的強(qiáng)度或密實(shí)度,土方邊坡也可陡些,從而減少挖土數(shù)量。但在降水過程中,基坑附近的地基土?xí)幸欢ǖ某两担┕r(shí)應(yīng)加以注意。
*1.4.2井點(diǎn)降水法
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法1.井點(diǎn)降水法的類型井點(diǎn)降水的方法有輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)及深井井點(diǎn)等。對(duì)不同類型的井點(diǎn)降水可參考表1.7。
*1.4.2井點(diǎn)降水法(1)輕型井點(diǎn)降水設(shè)備輕型井點(diǎn)降水是沿基坑四周或一側(cè)以一定間距將井點(diǎn)管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi),井點(diǎn)管上端通過彎聯(lián)管與總管連接,利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井點(diǎn)管,經(jīng)總管不斷抽出,使原有地下水位降至坑底以下,輕型井點(diǎn)降水法如圖1.21所示。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法輕型井點(diǎn)降水設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管等。濾管為進(jìn)水設(shè)備,如圖1.22所示。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法(2)輕型井點(diǎn)布置輕型井點(diǎn)布置,根據(jù)基坑大小與深度、土質(zhì)、地下水位高低與流向和降水深度要求等確定。①平面布置。當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m,且水位降低深度不超過5m時(shí),可采用單排線狀井點(diǎn),布置在地下水流的上游一側(cè),其兩端延伸長(zhǎng)度一般以不小于基坑(槽)為宜,如圖1.23所示。
*1.4.2井點(diǎn)降水法②高程布置。在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失后,井點(diǎn)降水深度一般不超過6m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按式(1.21)計(jì)算,如圖1.24所示。H=H1+h+iL式中H1——井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離(m);h——基坑中心底面(單排井點(diǎn)時(shí),為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離,一般為0.5~1.0m;i——水力坡度,環(huán)狀井點(diǎn)為1/10,單排線狀井點(diǎn)為1/4;L——井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離(單排井點(diǎn)為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離)(m)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度要求時(shí),可采用二級(jí)井點(diǎn),即先挖去第一級(jí)井點(diǎn)所疏干的土,然后在基坑底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn),使降水深度增加,如圖1.25所示。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法③輕型井點(diǎn)降水法的施工。輕型井點(diǎn)的安裝是根據(jù)降水方案,先布設(shè)總管,再埋設(shè)井點(diǎn)管,然后用彎聯(lián)管連接井點(diǎn)管與總管,最后安裝抽水設(shè)備。井點(diǎn)管的埋設(shè)一般用水沖法施工,分為沖孔和埋管兩個(gè)過程,如圖1.26所示。
*1.4.2井點(diǎn)降水法沖孔時(shí),利用起重設(shè)備將沖管吊起,并插在井點(diǎn)位置上,開動(dòng)高壓水泵將土沖松,沖管邊沖邊沉。沖孔要垂直,直徑一般為300mm,以保證井管四壁有一定厚度的砂濾層,沖孔深度要比濾管底深0.5m左右,以防沖管拔出時(shí)部分土顆粒沉于底部而觸及濾管。井孔沖成后,隨即拔出沖管,插入井點(diǎn)管。井點(diǎn)管與井壁間應(yīng)立即用粗砂灌實(shí),距地面1.0~1.5m深處,用黏土填塞密實(shí),防止漏氣。
*1.4.2井點(diǎn)降水法④輕型井點(diǎn)的使用。輕型井點(diǎn)運(yùn)行后,應(yīng)保證連續(xù)不斷抽水。如果井點(diǎn)淤塞,一般可以通過聽管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有震動(dòng)、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡(jiǎn)便方法檢查,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)排除隱患,確保施工正常進(jìn)行。輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.1~50m/d的土層降水,一級(jí)輕型井點(diǎn)水位降低深度為3~6m,二級(jí)井點(diǎn)水位降低深度可達(dá)6~9m。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX輕型井點(diǎn)布置計(jì)算要點(diǎn)1、確定平面布置當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m,且水位降低深度不超過5m時(shí),可采用單排線狀井點(diǎn)。如寬度大于6m或土質(zhì)不良,則用雙排線狀井點(diǎn)。有時(shí)亦可布置為U形。
*1.4.2井點(diǎn)降水法②高程布置。在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失后,井點(diǎn)降水深度一般不超過6m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按式(1.21)計(jì)算,如圖1.24所示。H=H1+h+iL式中H1——井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離(m);h——基坑中心底面(單排井點(diǎn)時(shí),為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離,一般為0.5~1.0m;i——水力坡度,環(huán)狀井點(diǎn)為1/10,單排線狀井點(diǎn)為1/4;L——井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離(單排井點(diǎn)為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離)(m)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失后,井點(diǎn)降水深度一般不超過6m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按式(1.21)計(jì)算,H=H1+h+iL式中:
H1——井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離(m);h——基坑中心底面(單排井點(diǎn)時(shí),為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離,一般為0.5~1.0m;i——水力坡度,環(huán)狀井點(diǎn)為1/10,單排線狀井點(diǎn)為1/4;雙排線狀井點(diǎn)為1/7L——井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離(單排井點(diǎn)為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離)(m)。
*1.4.2井點(diǎn)降水法3.應(yīng)用案例如圖1.27所示,本工程基坑底寬1.8m,深3m,地下水位距地面1.2m,土方邊1∶0.5,采用輕型井點(diǎn)降水。試確定:①平面布置類型。②井點(diǎn)管最小埋深及要求的降水深度。③當(dāng)采用6m長(zhǎng)井點(diǎn)管時(shí),其實(shí)際埋深及降水深度。
*1.4.2井點(diǎn)降水法解①計(jì)算基槽上口寬度。B=1.8+2mH=(1.8+2×0.5×3)m=4.8m<6m則采用單排線狀布置。②計(jì)算最小埋深HA及降水深度S。HA≥H1+h1+iL=3+0.5+14×(1.8+0.5×3+1.0)m=4.6m降水深度S=基坑深度-地下水深度+0.5S=H1+h1-1.2=(3+0.5-1.2)m=2.3m③若采用6m井點(diǎn)管,確定HA和S井點(diǎn)管外露地面0.2mHA=(6.0-0.2)m=5.8mS=[2.3+(5.8-4.6)]m=3.5m
*1.4.2井點(diǎn)降水法4.防止或減少降水影響周圍環(huán)境的技術(shù)措施在降水過程中,由于會(huì)隨水流帶出部分細(xì)微土粒,再加上降水后土體的含水量降低,使土壤產(chǎn)生固結(jié),因而會(huì)引起周圍地面的沉降,在建筑物密集地區(qū)進(jìn)行降水施工,如因長(zhǎng)時(shí)間降水引起過大的地面沉降,會(huì)帶來較嚴(yán)重的后果。為防止或減少降水對(duì)周圍環(huán)境的影響,避免產(chǎn)生過大的地面沉降,可采取下列一些技術(shù)措施。
*1.4.2井點(diǎn)降水法(1)采用回灌技術(shù)降水對(duì)周圍環(huán)境的影響,是由于土壤內(nèi)地下水流失造成的?;毓嗉夹g(shù)即在降水井點(diǎn)和要保護(hù)的建(構(gòu))筑物之間打設(shè)一排井點(diǎn),在降水井點(diǎn)抽水的同時(shí),通過回灌井點(diǎn)向土層內(nèi)灌入一定數(shù)量的水(即降水井點(diǎn)抽出的水),形成一道隔水帷幕,從而阻止或減少回灌井點(diǎn)外側(cè)被保護(hù)的建(構(gòu))筑物地下的地下水流失,使地下水位基本保持不變,這樣就不會(huì)因降水使地基自重應(yīng)力增加而引起地面沉降。
*1.4.2井點(diǎn)降水法回灌井點(diǎn)可采用一般真空井點(diǎn)降水的設(shè)備和技術(shù),僅增加回灌水箱、閘閥和水表等少量設(shè)備,一般施工單位皆易掌握。采用回灌井點(diǎn)時(shí),回灌井點(diǎn)與降水井點(diǎn)的距離不宜小于6m。回灌井點(diǎn)的間距應(yīng)根據(jù)降水井點(diǎn)的間距和被保護(hù)建(構(gòu))筑物的平面位置確定?;毓嗑c(diǎn)宜進(jìn)入穩(wěn)定降水曲面下1m,且位于滲透性較好的土層中?;毓嗑c(diǎn)濾管的長(zhǎng)度應(yīng)大于降水井點(diǎn)濾管的長(zhǎng)度。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法回灌水量可通過水位觀測(cè)孔中水位變化進(jìn)行控制和調(diào)節(jié),回灌后水位不宜超過原水位標(biāo)高?;毓嗨涞母叨?,可根據(jù)灌入水量確定?;毓嗨擞们逅?shí)際施工時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)控制降水井點(diǎn)與回灌井點(diǎn)。許多工程實(shí)例證明,用回灌井點(diǎn)回灌水能產(chǎn)生與降水井點(diǎn)相反的地下水降落漏斗,能有效地阻止被保護(hù)建(構(gòu))筑物下的地下水流失,防止產(chǎn)生有害的地面沉降。回灌水量要適當(dāng),過小無效,過大會(huì)從邊坡或鋼板樁縫隙流入基坑。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法(2)采用砂溝、砂井回灌在降水井點(diǎn)與被保護(hù)建(構(gòu))筑物之間設(shè)置砂井作為回灌井,沿砂井布置一道砂溝,將降水井點(diǎn)抽出的水適時(shí)、適量排入砂溝,再經(jīng)砂井回灌到地下,實(shí)踐證明亦能收到良好效果?;毓嗌熬墓嗌傲浚瑧?yīng)取井孔體積的95%,填料宜采用含泥量不大于3%、不均勻系數(shù)在3~5之間的純凈中粗砂。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.2井點(diǎn)降水法(3)使降水速度減緩在砂質(zhì)粉土中降水影響范圍可達(dá)80m以上,降水曲線較平緩,為此可將井點(diǎn)管加長(zhǎng),減緩降水速度,防止產(chǎn)生過大的沉降。亦可在井點(diǎn)系統(tǒng)降水過程中,調(diào)小離心泵閥,減緩抽水速度。還可在鄰近被保護(hù)建(構(gòu))筑物一側(cè),將井點(diǎn)管間距加大,需要時(shí)甚至?xí)和3樗?。為防止抽水過程中將細(xì)微土粒帶出,可根據(jù)土的粒徑選擇濾網(wǎng)。另外確保井點(diǎn)管周圍砂濾層的厚度和施工質(zhì)量,亦能有效防止降水引起的地面沉降。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.4.3降水與排水施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)降水與排水施工質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見表1.8。1.6土方的填筑與壓實(shí)
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.1土料選擇填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,保證填方的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,如設(shè)計(jì)無要求時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定。①碎石類土、砂土和爆破石碴(最大粒徑不大于每層鋪填厚度的2/3,當(dāng)用振動(dòng)碾壓時(shí)不超過每層鋪填厚度的3/4),可用做表層以下的填料。②含水量符合壓實(shí)要求的黏性土,可作為各層填料。③淤泥和淤泥質(zhì)土,一般不能作為填料,但在軟土和沼澤地區(qū),經(jīng)過處理含水量符合壓實(shí)要求后,可用于填方中的次要部位。④碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于5%的土,僅用于無壓實(shí)要求的填方。⑤含鹽量符合規(guī)定的鹽漬土,一般可用作填料,但土中不得含有鹽晶、鹽塊或含鹽植物根莖。⑥凍土、膨脹性土、有機(jī)物含量大于8%的土,以及水溶性硫酸鹽含量大于5%的土均不能作為填土。
*1.6.2填筑要求(1)填方基底要求土方填筑前,填方基底的處理,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)無要求時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定。①應(yīng)清除基底上的垃圾、草皮、樹根,排除坑穴中積水、淤泥和雜物等,并應(yīng)采取措施防止地表水流入填方區(qū)浸泡地基土。②當(dāng)填土場(chǎng)地地面坡度陡于1/5時(shí),應(yīng)先將斜坡挖成階梯形,階高0.2~0.3m,階寬不小于1m。③當(dāng)填方基底為耕植土或松土?xí)r,應(yīng)將基底碾壓密實(shí)。④在水田、溝渠或池塘上填土前,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用排水疏干、挖除淤泥進(jìn)行換土或拋填塊石、沙礫、摻石灰等方法處理后,再進(jìn)行填土。
*1.6.2填筑要求(2)填土施工方法填土可采用人工填土和機(jī)械填土兩種方法。人工填土用手推車送土,以人工用鐵鍬、耙和鋤等工具進(jìn)行回填;機(jī)械填土可采用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和汽車等設(shè)備。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.3填土壓實(shí)方法填土壓實(shí)方法[提示]有碾壓法、夯實(shí)法和振動(dòng)壓實(shí)法三種,如圖1.35所示。此外,還可利用運(yùn)土工具壓實(shí)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.3填土壓實(shí)方法1.碾壓法碾壓法是利用機(jī)械滾輪的壓力壓實(shí)土壤,使之達(dá)到所需的密實(shí)度。碾壓機(jī)械有平碾、羊足碾及氣胎碾等。場(chǎng)地平整等大面積填土工程多采用碾壓法。平碾(光碾壓路機(jī))是一種以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的自行式壓路機(jī),適用于碾壓黏性和非黏性土。
*1.6.3填土壓實(shí)方法羊足碾(圖1.36)一般都沒有動(dòng)力,靠拖拉機(jī)牽引,有單筒、雙筒兩種。羊足碾雖與土接觸面積小,但單位面積的壓力比較大,土壤壓實(shí)的效果較好,一般用于碾壓黏性土。氣胎碾在工作時(shí)是彈性體,對(duì)土壤碾壓較為均勻,填土質(zhì)量較好。
*1.6.3填土壓實(shí)方法用碾壓法壓實(shí)填土?xí)r,鋪土應(yīng)均勻一致,碾壓遍數(shù)要一樣,碾壓方向以從填土區(qū)的兩邊逐漸壓向中心,每次碾壓應(yīng)有150~200mm的重疊。一般行駛速度:平碾不超過2km/h,羊足碾不超過3km/h。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.3填土壓實(shí)方法2.夯實(shí)法夯實(shí)法[圖1.37(b)]是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)土壤,主要用于基坑(槽)、管溝及各種零星分散、邊角部位的小面積回填,可以夯實(shí)黏性和非黏性土。夯實(shí)法分人工夯實(shí)和機(jī)械夯實(shí)兩種。人工夯實(shí)常用的工具有木夯、石夯等;機(jī)械夯實(shí)常用的機(jī)械有夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)(圖1.37)等。打夯前對(duì)填土應(yīng)初步平整,打夯機(jī)依次夯打,均勻分布,不留間隙。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.3填土壓實(shí)方法3.振動(dòng)壓實(shí)法振動(dòng)壓實(shí)法是將振動(dòng)壓實(shí)機(jī)放在土層表面,借助振動(dòng)機(jī)構(gòu)使壓實(shí)機(jī)振動(dòng),土顆粒發(fā)生相對(duì)位移而達(dá)到緊密狀態(tài)。采用這種方法振實(shí)非黏性土效果較好。
*1.6.4影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素很多,其中主要有土的含水量、壓實(shí)功和鋪土厚度。1.土的含水量土的含水量的大小對(duì)填土壓實(shí)質(zhì)量有很大影響,含水量過小,土粒之間摩擦阻力較大,填土不宜被壓實(shí);含水量較大,超過一定限度時(shí),土顆粒間的孔隙被水填充而呈飽和狀態(tài),填土也不宜被壓實(shí)。只有當(dāng)土具有適當(dāng)?shù)暮?,土顆粒之間的摩擦阻力由于水的潤(rùn)滑作用而減小,土才易被壓實(shí)。土在最優(yōu)含水量的情況下,使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí),所得到的密度最大(圖1.38)。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.4影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素各種土的最優(yōu)含水量和最大干密度可參見表1.9。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.4影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素2.壓實(shí)功填土壓實(shí)后的密度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加的功有一定關(guān)系。由圖1.39可以看出,當(dāng)土的含水量一定,在開始?jí)簩?shí)時(shí),土的密度急劇增加,待接近土的最大密度時(shí),壓實(shí)功雖然增加許多而土的密度則變化很小。在實(shí)際施工中,對(duì)不同的土應(yīng)根據(jù)壓實(shí)后的密實(shí)度要求和選擇的壓實(shí)機(jī)械選擇合理的壓實(shí)遍數(shù),見表1.10。
*1.6.4影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素
*1.6.4影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素3.鋪土厚度土在壓實(shí)功的作用下,其應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小(圖1.40),其影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等因素有關(guān)。鋪得過厚,要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度;鋪得過薄,則也要增加機(jī)械的總壓實(shí)遍數(shù)。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使土方壓實(shí)而機(jī)械功耗費(fèi)最少,可按照表1.10選用。在表中規(guī)定壓實(shí)遍數(shù)范圍內(nèi),輕型壓實(shí)機(jī)械取小值,重型壓實(shí)機(jī)械取大值。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.5填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查填土壓實(shí)后要達(dá)到一定的密實(shí)度要求,以避免建筑物的不均勻沉陷。填方的密實(shí)度要求和質(zhì)量指標(biāo)以壓實(shí)系數(shù)λc(蘭姆達(dá))表示。壓實(shí)系數(shù)為土的控制(實(shí)際)干土密度ρd與最大干土密度ρdmax的比值,即λc=土的實(shí)際干土密度ρd/土的最大干土密度ρdmax
密實(shí)度要求一般由設(shè)計(jì)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)性質(zhì)、使用要求以及土的性質(zhì)決定。如未作規(guī)定,可參考表1.11。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.6.5填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查最大干土密度是當(dāng)土在最優(yōu)含水量時(shí),通過標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)法確定的。當(dāng)無實(shí)驗(yàn)資料時(shí),可按下式計(jì)算:ρdmax=ηρwds/(1+0.01ωopds)
式中ρdmax——壓實(shí)填土的最大干密度(t/m3);η——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),對(duì)于黏土取0.95,粉質(zhì)黏土取0.96,粉土取0.97;ρw——水的密度(t/m3);ds——土粒相對(duì)密度;ωop——最優(yōu)含水量(%,以小數(shù)計(jì)),可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或取ωp+2%(ωp為土的塑限指標(biāo))。1.7基坑(槽)施工
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.1施工準(zhǔn)備工作基坑(槽)施工前,應(yīng)做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作,以保證土方工程順利進(jìn)行。施工準(zhǔn)備工作主要包括:學(xué)習(xí)和審查圖紙;查勘施工現(xiàn)場(chǎng);編制施工方案;平整施工場(chǎng)地;清除現(xiàn)場(chǎng)障礙物;做好排、降水工作;設(shè)置測(cè)量控制網(wǎng);修建臨時(shí)設(shè)施及道路;準(zhǔn)備施工機(jī)具、物資及人員;等等。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.2基坑(槽)施工基坑(槽)施工一般包括測(cè)量放線、分層開挖、排降水、修坡、整平、留預(yù)留土層等施工過程。1.測(cè)量放線(1)基槽放線根據(jù)房屋主軸線控制點(diǎn),首先將外墻軸線的交點(diǎn)用木樁測(cè)設(shè)在地面上,并在樁頂釘上鐵釘作為標(biāo)志。房屋外墻軸線測(cè)定以后,再根據(jù)建筑物平面圖,將內(nèi)部開間所有軸線都一一測(cè)出。最后根據(jù)基槽上口的開挖寬度在中心軸線兩側(cè)用石灰在地面上撒出基槽開挖邊線。同時(shí)在房屋四周設(shè)置龍門板,以便于基礎(chǔ)施工時(shí)復(fù)核軸線位置。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.2基坑(槽)施工(2)柱基放線在基坑開挖前,從設(shè)計(jì)圖上查對(duì)基礎(chǔ)的縱橫軸線編號(hào)和基礎(chǔ)施工詳圖,根據(jù)柱子的縱橫軸線,用經(jīng)緯儀在矩形控制網(wǎng)上測(cè)定基礎(chǔ)中心線的端點(diǎn),同時(shí)在每個(gè)柱基中心線上,測(cè)定基礎(chǔ)定位樁,每個(gè)基礎(chǔ)的中心線上設(shè)置四個(gè)定位木樁,其樁位離基坑開挖線的距離為0.5~1.0m。若基礎(chǔ)之間的距離不大,可每隔1~2個(gè)或幾個(gè)基坑打一個(gè)定位樁,但兩個(gè)定位樁的間距以不超過20m為宜,以便拉線恢復(fù)中間柱基的中線。樁頂上釘一個(gè)釘子,標(biāo)明中心線的位置。然后按施工圖上柱基的尺寸和按邊坡系數(shù)確定的挖土邊線的尺寸,放出基坑上口挖土灰線,標(biāo)出挖土范圍。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.2基坑(槽)施工2.基坑(槽)開挖土方開挖應(yīng)遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴(yán)禁超挖”的原則。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.3基坑(槽)檢驗(yàn)1.表面檢查驗(yàn)槽法①根據(jù)槽壁土層分布情況及走向,初步判明全部基底是否已挖至設(shè)計(jì)所要求的土層。②檢查槽底是否已挖至原(老)土,是否需繼續(xù)下挖或進(jìn)行處理。③檢查整個(gè)槽底的土的顏色是否均勻一致,土的堅(jiān)硬程度是否一樣,是否有局部過松軟或過堅(jiān)硬的部位;是否有局部含水量異?,F(xiàn)象,走上去有沒有顫動(dòng)的感覺等。如有異常部位,要會(huì)同設(shè)計(jì)等有關(guān)單位進(jìn)行處理。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.3基坑(槽)檢驗(yàn)2.釬探檢查驗(yàn)槽法基坑(槽)挖好后,用鐵錘把鋼釬打入坑底的基土中,根據(jù)每打入一定深度的錘擊次數(shù),來判斷地基土的情況。鋼釬一般用直徑22~25mm的鋼筋制成,釬尖呈60°尖錐狀,長(zhǎng)度1.8~2.0m。鐵錘重3.6~4.5kg。一般均應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行釬探,設(shè)計(jì)無要求時(shí)可按下列規(guī)則布置。①槽寬小于800mm時(shí),在槽中心布置探點(diǎn)一排,間距一般為1~1.5m,應(yīng)視地層復(fù)雜情況而定。②槽寬800~2000mm時(shí),在距基槽兩邊200~500mm處,各布置探點(diǎn)一排,間距一般為1~1.5m,應(yīng)視地層復(fù)雜情況而定。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.3基坑(槽)檢驗(yàn)③槽寬2000mm以上者,應(yīng)在槽中心及兩槽邊200~500mm處,各布置探點(diǎn)一排,每排探點(diǎn)間距一般為1~1.5m,應(yīng)視地層復(fù)雜情況而定。④矩形基礎(chǔ):按梅花形布置,縱向和橫向探點(diǎn)間距均為1~2m,一般為1.5m,較小基礎(chǔ)至少應(yīng)在四角及中心各布置一個(gè)探點(diǎn)。⑤基槽轉(zhuǎn)角處應(yīng)再補(bǔ)加一個(gè)點(diǎn)。釬探應(yīng)繪圖編號(hào),并按編號(hào)順序進(jìn)行擊打,應(yīng)固定打釬人員,錘擊高度離釬頂500~700mm為宜,用力均勻,垂直打入土中,記錄每貫入300mm釬段的錘擊次數(shù),釬探完成后應(yīng)對(duì)記錄進(jìn)行分析比較,錘擊數(shù)過多、過少的探點(diǎn)應(yīng)標(biāo)明與檢查,發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)、勘察人員確定處理方案。
*1.7.3基坑(槽)檢驗(yàn)3.洛陽鏟探驗(yàn)槽法在黃土地區(qū)基坑挖好后或大面積基坑挖土前,根據(jù)建筑物所在地區(qū)的具體情況或設(shè)計(jì)要求,對(duì)基坑底以下的土質(zhì)、古墓和洞穴用專用洛陽鏟進(jìn)行釬探檢查。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.4地基的局部處理1.松土坑的處理①松土坑在基槽范圍內(nèi),坑的范圍很小,可將坑中松軟虛土挖除,使坑底及四周均見天然土,然后采用與坑邊天然土壓縮性相近的材料回填。當(dāng)天然土為砂土?xí)r,用砂或級(jí)配砂石回填;天然土為較密實(shí)的黏性土,用3∶7灰土分層夯實(shí)回填;天然土為中密可塑的黏性土或新近沉積黏性土,可用1∶9或2∶8灰土分層回填夯實(shí),每層厚度不超過200mm。②松土坑范圍大,超過5m,如坑底土質(zhì)與一般槽底土質(zhì)相同,可將該部分基礎(chǔ)落深,做1∶2踏步與兩端相接,踏步多少按坑深而定,但每步不高于500mm,長(zhǎng)度不小于1000mm,如深度較大,用灰土分層回填夯實(shí)至坑底。
*1.7.4地基的局部處理③松土坑在基槽中范圍較大,且超過基槽邊沿,當(dāng)坑的范圍較大或因其他條件限制,基槽不能開挖太寬,槽壁不能挖到天然土層時(shí),則應(yīng)將該范圍內(nèi)的基槽適當(dāng)加寬,加寬的寬度應(yīng)按下述條件確定:當(dāng)用砂土或砂石回填時(shí),基槽每邊均應(yīng)按l1∶h1=1∶1坡度放寬;用2∶8或1∶9灰土回填時(shí),基槽每邊均應(yīng)按l1∶h1=0.5∶1坡度放寬;用3∶7灰土回填時(shí),如坑的長(zhǎng)度小于2m,基槽可不放寬,但需將灰土與槽壁接觸處緊密夯實(shí)。④地下水位較高的松土坑。如遇到地下水位較高,坑內(nèi)無法夯實(shí)時(shí),可將坑(槽)中軟弱虛土挖去,再用砂土、砂石或混凝土代替灰土回填;或地下水位以下用粗砂與碎石(比例為1∶3)回填,地下水位以上用3∶7灰土回填夯實(shí)至要求高度。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.4地基的局部處理⑤松土坑較深,且大于槽寬或1.5m,按以上要求處理到老土,槽底處理完畢后,還應(yīng)當(dāng)考慮是否需要加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,常用的加強(qiáng)方法是在灰土基礎(chǔ)上1~2皮磚處(或混凝土基礎(chǔ)內(nèi)),防潮層下1~2皮磚處及首層頂板處各加配4根直徑8~12mm的鋼筋,跨過該松土坑兩端各1m,以防產(chǎn)生過大的局部不均勻沉降。寒冷地區(qū)冬季施工時(shí),槽底換土不能用凍土,因凍土不易夯實(shí),解凍后強(qiáng)度降低,體積收縮會(huì)造成較大的不均勻沉降。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.4地基的局部處理2.磚井及土井的處理①磚井、土井在室外,距基礎(chǔ)邊緣5m以內(nèi),先用素土分層夯實(shí),回填到室外地坪以下1.5m處,將井壁四周磚拆除或松軟部分挖去,然后用素土分層回填并夯實(shí)。②磚井、土井在室內(nèi)基礎(chǔ)附近,將水位降低到最低可能的限度,用中、粗砂及塊石、卵石或碎磚等回填到地下水位以上500mm。磚井應(yīng)將四周磚圈拆至坑(槽)底以下1m或更深些,然后再用素土分層回填并夯實(shí);如井已回填,但不密實(shí)或有軟土,可用大塊石將下面軟土擠緊,再分層回填素土夯實(shí)。③磚井、土井在基礎(chǔ)下或條形基礎(chǔ)3B或柱基2B(B為基礎(chǔ)寬度)范圍內(nèi),先用素土分層回填夯實(shí),至基礎(chǔ)底下2m處,將井壁四周松軟部分挖
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.4地基的局部處理去,有磚井圈時(shí),將磚井圈拆至槽底以下1~1.5m。當(dāng)井內(nèi)有水時(shí),應(yīng)用中、粗砂及塊石、卵石或碎磚回填至水位以上500mm,然后再按上述方法處理;當(dāng)井內(nèi)已填有土,但不密實(shí),且挖除困難時(shí),可在部分拆除后的磚石井圈上加鋼筋混凝土蓋封口,上面用素土或2∶8灰土回填,夯實(shí)至槽底。④磚井、土井在房屋轉(zhuǎn)角處,且基礎(chǔ)部分或全部壓在井上,除用以上辦法回填處理外,還應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)加固處理,當(dāng)基礎(chǔ)壓在井上部分較少時(shí),可采用從基礎(chǔ)中挑鋼筋混凝土梁的辦法處理。當(dāng)基礎(chǔ)壓在井上部分較多,用挑梁的方法較困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí),則可將基礎(chǔ)沿墻長(zhǎng)方向向外延長(zhǎng)出去,使延長(zhǎng)部分落在天然土上,落在天然土上基礎(chǔ)總面積應(yīng)等于或稍大于井圈范圍內(nèi)原有基礎(chǔ)的面積,并在墻內(nèi)配筋或用鋼筋混凝土梁來加強(qiáng)。
*1.7.4地基的局部處理⑤磚井、土井已淤填,但不密實(shí),可用大塊石將下面軟土擠密,再用上述辦法回填處理,如井內(nèi)不能夯填密實(shí),而上部荷載又較大,可在井內(nèi)設(shè)灰土擠密樁或石灰樁處理,如土井在大體積混凝土基礎(chǔ)下,可在井圈上加鋼筋混凝土蓋板封口,上部再用素土或2∶8灰土回填密實(shí)的辦法處理,蓋板到基底的高差h≥d。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX1.7.4地基的局部處理3.局部范圍內(nèi)硬土的處理基礎(chǔ)下局部遇基巖、舊墻基、大孤石或老灰土等,應(yīng)盡可能挖除,以防建筑物由于局部落于堅(jiān)硬地基上,造成不均勻沉降而使建筑物開裂;或?qū)?jiān)硬地基部分鑿去300~500mm深,再回填土、砂混合物或砂,起到調(diào)節(jié)變形作用,避免裂縫。如硬物挖除困難,可在其上設(shè)置鋼筋混凝土過梁跨越,并與硬物間保留一定空隙或在硬物上部設(shè)置一層軟性褥墊以調(diào)整沉降。當(dāng)基礎(chǔ)一部分落于基巖或硬土層上,一部分落于軟土層上時(shí),在軟土層上采用現(xiàn)場(chǎng)鉆孔至基巖,或在軟土部位做混凝土或砌塊石支撐墻至基巖,或?qū)⒒A(chǔ)以下基巖鑿去300~500mm深填以中粗砂或土砂混合物,調(diào)整地基的變形,避免應(yīng)力集中出現(xiàn)裂縫;或采取加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的剛度的方法,來克服軟硬地基的不均勻變形。
*1.7.4地基的局部處理4.橡皮土的處理當(dāng)?shù)鼗鶠轲ば酝粒液亢艽筅呌陲柡蜁r(shí),夯拍后會(huì)使地基土變成踩上去有一種顫動(dòng)感的土,稱為“橡皮土”。橡皮土不宜直接夯拍,因?yàn)楹慌膶_動(dòng)原狀土,土顆粒之間的毛細(xì)孔將被破壞,在夯拍面形成硬殼,水分不易滲透和散發(fā),這時(shí)可采用翻土晾槽或摻石灰粉的辦法降低土的含水量,然后再根據(jù)具體情況選擇施工方法及基礎(chǔ)類型。如果地基土已發(fā)生了顫動(dòng)現(xiàn)象,可加鋪一層碎石夯擊,以將土擠密;如果基礎(chǔ)荷載較大,可在橡皮土上打入大塊毛石或紅磚擠密土層,然后滿鋪500mm碎石后再夯實(shí),亦可采用換土方法,將橡皮土挖除,填以砂土或級(jí)配碎石。場(chǎng)地平整1.8
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX建筑施工技術(shù)1.8.1場(chǎng)地平整的要求1.做好地面排水2.逐點(diǎn)檢查3.測(cè)量和校核其平面位置、水平標(biāo)高和邊坡坡度是否符合設(shè)計(jì)要求。
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX建筑施工技術(shù)1.8.2場(chǎng)地平整的施工方法場(chǎng)地平整的一般施工工藝程序是:現(xiàn)場(chǎng)勘察→清除地面障礙物→標(biāo)定整平范圍→設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)→設(shè)置方格網(wǎng),測(cè)量標(biāo)高→計(jì)算土方挖填工程量→平整土方→場(chǎng)地碾壓→驗(yàn)收。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與安全技術(shù)1.9
*XXXXXXXXXXXXXXXXXX建筑施工技術(shù)1.9.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)柱基、基坑、基槽和管溝基底的土質(zhì),必須符合設(shè)計(jì)要求,并嚴(yán)禁擾動(dòng)(
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