静压力管桩施工方案.doc

静压力管桩施工方案 杭州鼎业
目 录
一、前言………………………………………………2
二、工程概况…………………………………………2
三、施工原理…………………………………………3
四、施工流程及操作要点……………………………4
五、材料准备…………………………………………8
六、施工机械设备……………………………………12
七、劳动力组织………………………………………13
八、质量标准及控制…………………………………13
九、安全注意事项……………………………………18
十、施工现场应急制度………………………………18

一、前言
预应力混凝土管桩是采用先张法预应力离心成型工艺，并经过10个大气压、180 ℃左右的蒸汽养护，采用工厂化生产的一种等截面空心圆筒型的混疑土预制构件。在施工现场，采用静压的方式沉入地下作为建（构）筑物的基础。这是一种新型的基桩，是近年来快速发展兴起的一种地基基础处理形式。PHC管桩静压法施工，是通过桩机自带吊装设备或另配吊机吊装、喂桩，压桩机以其自重和桩架上的配重作反力将PHC管桩压人土中的一种沉桩工艺，与锤击法管桩施工工艺相比具有低噪音、低污染的环保特性，对土层及周边建（构）筑物影响小、桩身质量破坏小的特点。
二、工程概况
工程名称：杭政储出（2009）78号地块商品住宅高层
建设单位：杭州昆湖房地产开发有限公
设计单位：浙江南方建筑设计有限公司
监理单位：浙江腾飞工程建设监理有限公司
勘察单位：浙江省工程物探勘察院
本工程位于杭州市丁桥镇，西邻笕丁路，南邻华丰路。该工程10#—15#楼，地下一层 ，地上11层，建筑高度35.9m；该工程16#、17#楼，地下一层 ，地上10层，建筑高度32.9m；18#、19#、20#楼，地下一层，地上16层，建筑高度47.7m，地下设一层整体式地下车库。工程建筑总面积115673.6 m²,地下室面积为30115.1 m²。±0.00相当于黄海高程7.250米。住宅楼结构形式为框架剪力墙结构，地下车库为框架结构。抗震设计为6度设防，抗震等级三级。桩基工程采用预应力管桩，本工程选用的桩型号有PHC—500—A100（1138根）、T—PHC—AB500—460(100)（542根）、PHC—600—A100（96根）、T—PHC—AB600—560(100)（184根）四种。基坑围护采用水泥搅拌桩、土钉墙辅以井点降水。
根据浙江省工程物探勘察院提供资料，本工程桩身范围地质土层自上而下为：
1、杂填土：厚度约为0.2~4.7m
2-1、粘质粉土：厚度约为1.4~9.3 m
2-2、砂质粉土：厚度约为0.0~2.6m
3、淤泥质粉质粘土)：厚度约为：17~26m
4、粉质粘土：厚度约为：0.0~10.9m
5、粘土：厚度约为：0.0~10.4m
6、夹粉砂：厚度约为：4.7m（仅Z89孔分布）
6-1、粉质粘土：厚度约为：0~8.8m
6-2、粉砂：厚度约为：0~6.4m
6-3、含粘质土角沙砾：厚度约为： 0~2.6m
8-1、全风化凝灰岩：厚度约为：0~5.4m
8-2、强风化花凝灰岩：厚度约为：0~10.8m
8-3、中风化凝灰岩：厚度约为：0~6.7m
三、施工原理
PHC管桩静压法沉桩工艺原理，在桩机就位后，利用适合吨位的吊车（或压桩机自带的起吊设施）吊起管桩进行喂桩，通过静压桩机中心的夹具对桩进行夹抱，调整垂直后进行施压。施压时，静压桩机机身通过油缸支持安装在大小步履上的小车，小车在大小步履轨道上由油缸控制运动，抱压桩时，借助自重及配重，以器缸液压互联动力系统方式通过夹头相交压力施加压桩力，管桩在自重及配重静压力作用下逐渐将桩压入地基土中，然后通过焊接将上下两节管桩连接实现接长，并通过送桩器将桩顶送到设计标高的一种成桩工艺。
四、施工流程及操作要点
（一）、PHC管桩静压法沉桩施工流程
喂桩（焊接桩尖）
定位放线
桩机就位
对位、插桩
压桩
人、机、料进场
调整桩身垂直度
吊桩
吊桩
电焊停歇、质量检查
电焊接桩
对桩
压桩
接桩或送桩
控制桩顶标高
成 桩
转移桩机

图-1 施工工艺流程图
（二）、施工操作要点
1、测量定位放线
1）、认真复核设计图纸及设计院交桩点位，将坐标控制点、水准控制点按标准设置要求布设在施工现场，标准控制点数量满足施工需要及测量点间互相复核的需要即可，然后依据设计图纸精确算出尺寸关系或各桩位坐标，对桩位进行精确测放。
2）、采用电子全站仪坐标定位方式建立建筑平面测量控制网，以照施工图纸放出桩位，并进行闭合测量程序进行复核；同时利用水准仪对场地标高进行抄平，然后反映到送桩器上，显示出送桩深度，做好桩顶标高控制工作。
3）、桩位放出后，在中心采用竹筷插入土中,根据需要做好标识:竹筷端头蘸石灰粉,然后画出桩外皮轮廓线的圆周,便于对位、插桩。
4）、为防止挤土效应及移动桩机时的碾压破坏，针对单桩、独立承台以及群桩制定不同的放线方案。当桩数比较少时，采用坐标随时复测；针对大面积群桩，在场地平整度较好的情况下，采用网格进行控制，并在端头桩位延长线上埋设控制桩，以便复核。
2、桩机就位
在对施工场地内的表层土质试压后，确保承载力满足静压机械施工及移动过程中不至于出现沉陷，对局部软土层采用事先换填处理或采用整块钢板铺垫作业。
桩机进场后，检查各部件及仪表是否灵敏有效，确保设备运转安全、正常后，按照打桩顺序，移动调整桩机对位、调平、调直。
3、管桩的验收、堆放、吊运及插桩
1）、管桩的进场验收
管桩进场后，应按照《先张法预应力砼管桩》（GB13476-1999）的国家标准或浙江地区的地方标准对管桩的外观、桩径、长度、壁厚、桩身弯曲度、桩端头板的平整度、桩身强度以及桩身上的材料标识等按规范进行验收，并审查产品合格证明文件，把好材料进场验收关。根据设计及施工规范要求等级将不符合要求的管桩清退出场。
2）、管桩的堆放
现场管桩堆放场地应平整，采用软垫(木垫) 按二点法做相应支垫，且支撑点大致在同一水平面上，见图-2。当管桩在场地内堆放时，不宜超过4层；当在桩位附近准备施工时宜单层放置，且必须设支垫。管桩堆放要按照不同型号、规格分类堆放，以免调运施工过程中发生差错。
管桩在现场堆放后，需要二次倒运时，易采用吊机及平板车配合操作。
图-2 二点支垫示意图
0.58L
0.21L
0.21L

3）、管桩吊运及插桩
单根管桩吊运时可采用两头勾吊法，竖起时可采用单点法，见图-3。管桩起吊运输过程中应免平稳轻放，以免受振动、冲撞。
图-3 管桩起吊示意图
0.79L
0.21L

管桩吊起后，缓缓将桩一端送入桩帽中，待管桩放入桩机夹桩箱内扶正就位后，根据需要焊接开（闭）口型桩尖，然后将桩插入土中0.5m-1.0m的深度后，用两台经纬仪（在接近90度的夹角方向）双向控制桩的垂直度，条件不具备也可采用两个线锤进行垂直度控制。通过桩机导架的旋转、滑动进行调整，确保管桩位置和垂直度符合要求后压桩。
4、压桩
1）、压桩前，根据工程情况制定合理的压桩顺序，减少挤土效应，施工时按照压桩顺序组织施工。
2）、压桩前在每节单桩桩身上划出以米为单位的长度标记，以便观察桩的入土深度及记录对应压力值，并通过实地高程测量，在送桩器上做好最后1m及最终送桩深度标记，通过水准仪配合控制。
3）、在压桩开始阶段，压桩速度不能过快，应根据地质报告显示的土质情况选择压桩速度,一般以2.0m-3.0m/min速度为宜。在初期2-3m的压桩范围内应重点观察控制桩身、机架垂直度，垂直度控制应重点放在第一节桩上，垂直度偏差不得超过桩长的0.5％。并在压桩过程中需要经常观测桩身是否发生位移、偏移等情况并做好过程记录，并详细记录每入土1米时压力表的压力值。
4）、压桩前将地表下的障碍物探明并清除干净，以免桩身移位倾斜。
5、接桩
将首节管桩压至桩头距地面0.5-1.0m左右高度时停止压桩，开始进行接桩作业。接桩前将上下桩端头板用钢丝刷清除浮锈及泥污，然后下放桩身进行对桩。上下两节端头板对齐并初步调整垂直后，采用手工电弧焊在坡口周围点焊4-6点，然后再次进行垂直度的调整，若端头板间隙过大，应加塞铁片。为减少焊接变形引起节点弯曲，焊接时由两名工人对称施焊，焊接层数不少于两层且焊缝应均匀饱满（焊缝与坡口平）。
焊接完成后，自然冷却1min以上，继续压桩。第三节管桩，重复以上工序即可。
6、送桩或截桩
桩顶设计标高较自然地面低必须进行送桩。送桩时选用的送桩器的外形尺寸要与所压桩的外形尺寸相匹配，并且有足够的强度和刚度，为一圆形钢柱体。送桩时，送桩器的轴线要与桩身相吻合。送桩器上根据测定的局部地面标高，事先要标出送桩深度，在送桩器与工程桩之间放置一块模板，将桩洞封盖起来，防止土体涌入管桩桩芯，通过伺候在现场的水准仪跟踪观测，准确地将送桩送至设计标高。同时送桩器上要标出最后1m的位置线，详细记录最终压力值。
当管桩露出地面或未能送到设计桩顶标高时，需要截桩。截桩要求必须用专门的截桩器，严禁用大锤横向敲击、冲撞。
送桩完成后，移动调整机械进行下一棵管桩施工。
7、管桩与承台连接
1）、承台开挖采用普通挖土机即可，但在开挖过程中注意不得碰损桩头，在挖至桩头标高附近时，停止开挖。超高桩根据压桩记录在开挖时提前划定超高桩位置，指挥挖机避开超高桩桩周土体，此部分土体采用人工挖除。桩间土采用人工配合进行挖除。管桩施工完毕后当天承载力没有完全达到设计强度，根据不同的土质情况，需要7天以上的嵌固期，所以承台开挖要与试验检测结合起来进行安排，保证施工连续。
2）、承台是将上部结构的力传递给管桩基础的受力构件，所以管桩要与承台之间实现有效的锚固连接。管桩伸入承台内50mm，在施工完基础素混凝土垫层后，如管桩内有积水应排出，并用吊筋下放3mm厚的圆形钢板托板，伸入管桩内1000mm，待承台浇注混凝土时一同灌入同标号混凝土增强桩头受力截面。同时在桩端头板上焊接伸入承台的锚固钢筋，伸入承台内，然后进行承台钢筋的绑扎作业。需要注意，针对截桩与不截桩有着不同的构造做法。
关于管桩与承台连接构造做法，可参照《预应力砼管桩》（03SG409）图集进行施工，见下图-4、5。
五、材料准备
1、PHC管桩
根据设计图纸，提报管桩加工生产计划，工厂化加工成品出厂。管桩材料规格、型号及外观质量应符合《先张法预应力砼管桩》（GB13476-1999）的标准规定，同时根据设计要求及需要添加阻锈剂等外加剂。材料进场后根据规范要求对管桩外观质量及尺寸进行检查，并向厂家索要相关合格证明文件、外加剂检验报告以及必要时的管桩力学性能检测报告等。
图-4 管桩与承台连接构造图（1）

图-5 管桩与承台连接构造图（2）

管桩材料
预应力钢筋混凝土管

图-7 管桩内部结构图
2、其他材料
桩尖、焊条、液压油等其他材料。
桩尖为钢桩尖,可自制,由钢板焊接而成.分开口型桩尖、十字型桩尖。制作可参照标准图集《预应力砼管桩》（03SG409），也可参照各地区的标准图集进行加工。
六、机械设备
1、成桩设备
抱压式静压桩机
采用静压桩机进行沉桩施工，本工程采用ZYJ—800B静力压桩机最大吨位可达800T，为液压步履式底座。
顶压式
根据设计荷载以及各地区的土质情况、施工经验进行选择合适的桩机类型，也可根据打桩前的试桩得到的相关地层、压桩力等参数进行选择。
有些静压桩机没有配备吊桩设备，根据需要配备喂桩的吊装设备，如汽车吊等。并配合长度合适的送桩器。
2、其他配合机具设备
装卸倒运管桩可采用普通汽车吊，选用20T即可，要考虑行走方便。
接桩及焊接桩尖采用普通直流电焊机，截桩采用专用的锯桩器。
测量及检测器具主要有测放桩位的电子全站仪，控制桩身垂直度的经纬仪，控制桩顶标高的水准仪，以及测量管桩外观尺寸的卷尺、游标卡尺等。
序 号
名称
型号
数量
1
静压桩机
ZYJ800B
1
2
静压桩机
ZYJ600B
1
3
全站仪
FTS500N
1
4
经纬仪
DJ2
4
5
水准仪
DS3
2
6
钢卷尺
50米
2
7
钢卷尺
5米
2
8
电焊机

3

七、劳力组织
下表-3为一组静压机械的劳力组织配备，如工期紧张可增加相关劳力。
表-3 劳力需求表
序 号
岗 位
工 作 范 围
人 数
1
施工员
现场施工管理与施工协调
1
2
质量员
质量监督、工序验收、试验检测
1
3
测量员
测量工作
2
4
起重工
吊桩
1
5
桩机手
桩机操作
1
6
倒桩工
配合吊桩、静压作业
4
7
电焊工
接桩焊接
2

合计

12

八、质量标准及控制
1、质量标准
PHC静压管桩施工质量验收标准，执行设计要求和国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）、《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-1999）及桩基施工的相关技术规程的规定。
PHC静压管桩质量检验标准见下表-4。
表-4 管桩质量检验标准
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控项目
1
桩体质量检验
按桩基检测技术规范
按桩基检测技术规范
2
桩位偏差
见规范相关标准
用钢尺量
3
承载力
按桩基检测技术规范
按桩基检测技术规范
一般项目
1
成
品
桩
质
量
外观
无蜂窝、露筋、裂纹、色感均匀、桩顶处无空隙
直观
桩径
mm
±5
用钢尺量
管壁厚度
mm
±5
用钢尺量
桩尖中心线
mm
＜2
用钢尺量
顶面平整度
mm
10
水平尺量
桩体弯曲

＜1/1000L
用钢尺量，L为桩长
2
接
桩
焊缝质量
见规范相关标准
见规范相关标准
电焊结束后停歇时间
min
＞1.0
秒表测定
上下节平面偏差
mm
＜10
用钢尺量
节点弯曲矢高

＜1/1000L
用钢尺量，L为两节桩长
3
电焊条质量
设计要求
查产品合格证书
4
压桩压力（设计有要求时）
％
±5
查压力表读数
5
桩顶标高
mm
±50
水准仪测量
2、质量控制要点
1)、进场材料质量验收与控制
施工前应对成品管桩做外观尺寸及外观质量验收，并查看合格证明文件及相关外加剂的含量证明，索要管桩的抗弯、抗裂性能检验报告；接桩用焊条等应有产品合格证书并送样复检，压桩用压力表也进行检查。
对于堆放在施工场地内的成品管桩，要加强成品保护，严禁机械碰撞，合理安排管桩堆放场地及进场次序，减少二次倒运，并在二次倒运的过程中平稳、轻放，减少对桩身的振动损伤。
2）、场地土承载力要求
场地要平整坚硬，在较软的场地中适当铺设道渣，不能使桩机在打桩过程中产生不均匀沉降，静压桩桩机对施工场地要求较高，由于桩机及配重重量较大，为防止桩机下陷而造成桩身倾斜、桩机挤压对桩位的影响，影响施工质量及施工安全，必须对施工场地进行局部回填平整或铺垫整块钢板，高地基承载力，使其达到静压桩施工要求。
3）、桩位、垂直度及标高控制
在打桩前应调查场地土质情况，本工程场地原来是一化工厂，场地内有大量的废弃混凝土块等杂填土障碍。需将地下障碍物清除干净，并回填夯实后再进行管桩施工。障碍物的存在、地表土质松软均易导致桩位偏移。
桩身垂直度应重点控制第一棵桩身的垂直，从十字交叉的两个方向进行观测，及时发现偏差后，拔出管桩回填后重新施工，不得强行回扳校正，以免将桩扳裂以致断桩。桩身的不垂直沉入，偏心受力容易将桩体压碎裂而降低桩体的承载力。
标高控制，通过正确引测到施工现场附近的水准控制点进行观测。将水准仪安放在离开桩机5m左右以外的位置，测定此时水准线下需要的送桩长度，并标记在送桩器上，送桩时，设专人进行观测，当送桩器上的刻度将与水准仪的水准线重合时，放慢压桩速度直至两线重合，并结合设计要求的稳定终压值停止压桩。
4）、桩尖及接桩焊接质量控制
桩尖焊接时不能只点焊了事，需进行一周满焊。在设计需要桩尖的地层，如桩尖焊接不牢而发生脱落，会影响管桩穿透土层的能力。
接桩焊接质量为管桩施工质量控制的一个重点环节。焊接前需清理干净端头板上的铁锈、泥污等，对称、分层焊接，减少焊接变形而引起的节点弯曲，并保证焊缝均匀饱满。焊接结束后，确保足够的冷却停歇时间，不应小于1min，然后在把桩头连接部分涂刷防腐沥青漆。对于重点工程国家规范规定，还需对电焊接头作10％的焊缝探伤检查，采用磁粉对焊缝表面进行外观检查。
5）、沉桩到位率控制
管桩没有沉入到设计位置，需要截桩，既浪费材料，增加额外的桩头处理费用，而且会导致桩身承载力降低。施工过程中，根据试桩配桩长度及岩土勘探资料适时调整配桩长度，在满足承载力的要求下尽可能的将管桩沉入到设计标高位置。
根据正式工程桩施工前的试验桩资料、地质土层分布情况、桩端持力层土质情况选择合适的压桩力既选择合适本工程的ZYJ—800B静力压桩机,避免压力较小导致管桩压不到设计标高。
降低挤土效应带来的不良影响。由于桩体间距较小、压桩顺序不合理，地下水孔隙压力大均容易导致基础土阻力增大，管桩压不到设计位置。
缩短送桩时间。压桩作业在进入硬土层时，压桩时应控制施工停歇时间，避免由于停歇时间过程中土的磨阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。
6）、终压值的确定
静压法沉桩方式要注意最终压力值的控制。依据施工图纸对于停止压桩的控制有两个指标，一个是设计桩顶标高，一个是最终压力值。两个指标以压桩力为主标高为辅，以试桩压桩记录结论为标准。
7）、降低挤土效应危害的措施
管桩在压入土中后，会将桩身周围的土体向旁侧挤压，而占据原来地基土的空间，尤其在桩位较密集或者靠近既有结构的位置，容易因原土体被扰动而产生土体隆起，导致管桩上浮，同时挤土效应产生的水平压力容易导致桩身产生水平方向的挠曲变形，影响桩体承载力。如果附近有建筑物或地下管网，容易遭到破坏。
预制桩挤土效应是无法完全消除的，只能通过一定的措施降低挤土效应带来的危害。施工中合理安排施工顺序，先施工中间后施工四周位置的管桩、先施工靠近建筑物一侧的管桩后施工远离建筑物的管桩、先施工长桩后施工短桩，并采用间隔跳打法；开挖地面防挤沟和布置应力释放孔消除挤土效应给周围建筑物造成影响。
4、成桩检测
压桩结束后，对桩基进行检测，桩基检测依据设计要求采用《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）及《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T93-95）进行。检测的项目主要有桩身的完整性质量检测、单桩竖向抗压极限承载力检测。
桩身质量检测，主要通过现场低引变反射波法进行，目的是对桩身缺陷进行判定，对桩身质量进行分级。根据规范分为四个等级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类桩。其中Ⅰ类桩为桩身质量优良桩；Ⅱ类桩为合格桩；Ⅲ类桩为明显质量缺陷桩，需要与相关单位研究，确定处理方案或继续使用，按要求修补后或经研究可继续使用的视为合格桩；Ⅳ类为不合格桩。小应变动力检测数量，按规范要求抽检不少于20％且不少于10根。
单桩承载力检测，主要通过现场静荷载试验以及高应变动力检测进行，主要检测单桩承载力是否满足设计要求。静荷载试验检测数量，按规范要求随机抽检总桩数的1％且不少于3根，因为是破坏性试验一般静载试验对施工前的试桩进行；对正式工程桩采取高应变动测，检测数量为总桩数的2%，且不少于10根。
由于管桩施工完毕后，单桩承载力没有完全达到设计承载力强度，需要7天以上的嵌固期，故单桩承载力检测宜在成桩后10-20天范围内进行。
九、安全注意事项
1、静压机械进场前，需要对场地土进行预压，确保桩机平稳施工，避免发生桩机倾斜。
2、桩机手等相关操作人员必须持证上岗，进行安全教育培训与班前安全教育。
3、静压桩机入场后，需提供桩机配套相关合格证明文件及年检报告，每天上班前需要对钢丝绳及液压轮轴等易磨损部分加强检查，确保制动灵活，试机正常后方能施工。施工过程中加强对桩机各部件的日常检查与维修保养。
4、吊装运输及起吊喂桩时，需要专人指挥及监护，隔离操作，严禁人员通行。
5、送桩完毕后，遗留下的孔洞上面要加盖或回填，以防人员掉陷。
6、为避免挤土效应对周围建筑物的影响，需在建筑物边开挖防挤沟。
7、机电设备维修时必须要切断电源后无电方能操作。
8、因露天作业，需注意安全用电防护，实行三相五线制，做好机械漏电保护，防潮防雨设施，一机一闸，闸箱上锁。确保用电作业安全；
十、施工现场应急制度
施工现场应急救援领导小组
1、总指挥和指挥部成员、职能组名单：
总指挥（组长）:孙文龙
副组长： 王重生
成 员：韩江伟、赵晓航、陈坚、邓虹、裴起豪、琚建伍、金正
2、领导小组成员的分工：
  组    长：孙文龙 组织主持全面的应急救援工作。
a.组织指挥救援队伍实施救援活动，向上级汇报事故情况
b. 组织事故调查，总结应急救援工作经验教训；
c. 日常工作：
① 负责对本单位”预案”的制订、修订；
②监督所属单位组建应急救援队伍并组织进行应急救援演习；
③对单位的应急预案制定和落实情况，以及配备的应急救援器材和设施的维修、保养情况进行日常监督检查；
④检查督促做好重大事故的预防措施和应急救援的各项准备工作；
⑤建立健全应急救援档案
副 组 长：王重生   协助总指挥负责应急救援的具体指挥工作，。
成员职责：
联络班：赵晓航协助副组长做好各项调配及汇报工作。负责应急救援过程中的通讯联络工作和信息的正确传递；
调查组：韩江伟、邓虹  协助做好事故报警、情况通报及事故紧急应急处置工作，建立健全急救援档案；分析事故发生的原因、经过、结果及财务损失等调查报告上报公司。如有上级、政府部门介入则配合调查。
抢救组：陈坚、裴起豪 负责扑救、抢险，当事态无法控制时，立刻拨打政府主管部门电话。负责受伤人员的救治和送治。 提供交通运输工具和保证人员、物资、器材、设施及时调动，叶军民提供应急救援器材、设施和调动应急救援所必需的水、电等特殊工种人员；
后勤组：琚建伍、金正日常应急用品的维护检查，日常应急用品的维护保管
保卫组：杨春财负责损失控制，物资抢救，阻止与工程无关人员进入现场。
生产安全事故应急救援程序。
信息畅通：按照项目部值班制度，保证24小时有管理人员值班，同时值班室应有应急救援组织人员和电话等。
生产安全事故应急救援报告程序：
生产安全事故现场第一发现人——现场值班室——兼职应急救援人员——项目部应急救援组织——公司生产安全应急救援组织——市级生产安全事故应急救援体系有关部门。
生产安全事故应急救援程序：
生产安全事故—保护事故现场—控制事态—组织抢救—疏导人员—调查了解事故简况 伤亡人员情况—向公司应急救援组织报告—按照事故情况组成事故调查组——安全监管部。

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