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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上深基坑課程設(shè)計(jì) XX大廈基坑支護(hù)工程 班級(jí): 土木1001班 姓名: 尹普才 學(xué)號(hào): 201008141030 指導(dǎo)教師: 楊泰華 日期: 2013年12月31日 工程概況及周邊環(huán)境狀況說(shuō)明1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目如:xx大廈基坑支護(hù)工程2 建設(shè)地點(diǎn)東南某市3 設(shè)計(jì)基本資料3.1 地層劃分根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告按成因類型及地質(zhì)特征將場(chǎng)地地層情況劃分如下:表1.1層號(hào)及名稱地層年代及成因分 布范 圍層面埋深(m)地層一般厚 度(m)顏色狀態(tài)及密 度壓縮性包含物及其它特征(1)雜填土Qml全場(chǎng)地0.93.6雜松散由碎石、磚塊及粘性土組成(2)粉質(zhì)粘土夾粉土Q4al全場(chǎng)地0.93.61.
2、05.3褐黃可塑中含氧化鐵,夾稍密狀粉土夾層,干強(qiáng)度一般,韌性差。(3-1)粉質(zhì)粘土全場(chǎng)地2.77.61.86.3褐灰灰色軟塑中高含有機(jī)質(zhì)、腐植物、有臭味,局部少量螺殼(3-2)粘土全場(chǎng)地7.810.81.05.6褐黃褐灰可塑中含氧化鐵、鐵錳質(zhì),局部少量螺殼(3-3)強(qiáng)風(fēng)化砂巖全場(chǎng)地9.215.102.27.5淡褐可塑中低含硅、鈣、粘土和氧化鐵。(3-4)粉質(zhì)粘土 全場(chǎng)地13.320.82.08.0褐灰可塑中含少量腐值物,偶夾薄層粉砂。(4-1)粉砂夾粉質(zhì)粘土局部分布17.524.00.97.7灰色松散中低含云母片,夾少量薄層可塑粘性土3.2 土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)與基坑支護(hù)有關(guān)的各層物理力學(xué)指
3、標(biāo)如表1.2所示。表1.2層號(hào)土層名重度(kN/m3)粘聚力C(kPa)內(nèi)摩擦角(度)“m”值(kPa)極限摩阻力(kPa)承載力fak(kpa)(1)雜填土18.5420200020(2)粉質(zhì)粘土夾粉土18.82111.2350040180(31)粉質(zhì)粘土17.0157200040130(32)粘土17.52211.6400035240(33)強(qiáng)風(fēng)化砂巖203227800070(3-4)粉質(zhì)粘土18.811.8400035一層土層厚:2m,基坑開(kāi)挖深度6m;二層土層厚:依次為3m;其余土層各組均?。悍圪|(zhì)粘土6米;粘土5m;強(qiáng)分化砂巖5m;3.3 地下水本場(chǎng)地地下水可分為二類型:上層為賦存于(
4、1-1)雜填土層中的上層滯水,其水位、水量隨季節(jié)變化,主要受大氣降水、生活排放水滲透補(bǔ)給,下層為賦存于砂土層中的承壓水,水量較豐富;本次勘察期間,在40#孔測(cè)得其承壓水頭埋深為2.4米,其標(biāo)高為18.32米;上下層地下水之間因粘性土阻隔而無(wú)水力聯(lián)系,勘察期間測(cè)得混合穩(wěn)定水位埋深為0.42.6米。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土不具腐蝕性,對(duì)混凝土中的鋼筋不具腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。4 周邊環(huán)境條件依據(jù)總平面圖及現(xiàn)場(chǎng)踏勘: 基坑?xùn)|北側(cè)臨近前進(jìn)路,基坑邊線距紅線6.59米,距前進(jìn)路邊線11.514米;前進(jìn)路上分布有給水、排水、電信管道,其中排水管為帶壓排水管,正在使用,最近的一根靠近路邊,且為80年代建造,
5、該管線為重點(diǎn)要保護(hù)的對(duì)象?;?xùn)|南角為市同昌房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司住宅樓,磚混結(jié)構(gòu)7層,基礎(chǔ)形式為天然地基,距基坑邊約9米。 基坑安全等級(jí)按二級(jí)考慮,基坑周圍地表均布荷載按15kPa考慮。5.3參考文獻(xiàn)(1) xxx大廈巖土工程勘察報(bào)告(2) xxx大廈施工圖設(shè)計(jì)(3) xx地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范(4) 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)(5) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2012)(6) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)(7) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2012)(8) 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 (JGJ 94-2008) 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算一土壓力計(jì)算及土釘布
6、置由設(shè)計(jì)任務(wù)書得基坑開(kāi)挖深度為6m,穿越三個(gè)土層,具體如圖1所示,地面均布荷載為15kPa,地下水位埋深2.4m,故需考慮降水,采用井點(diǎn)降水,將地下水面降至基坑開(kāi)挖深度下1m。 1. 主動(dòng)土壓力計(jì)算 圖1土層分布圖 q地面荷載();土的重度(); c土層粘聚力(kPa) 主動(dòng)土壓力系數(shù), ,為土層內(nèi)摩擦角。 各層土壓力計(jì)算:雜填土表面處的土壓力雜填土底面土壓力粉質(zhì)粘土夾粉土頂面土壓力粉質(zhì)粘土夾粉土底面土壓力粉質(zhì)粘土頂層土壓力粉質(zhì)粘土底層土壓力2.土釘參數(shù)及布置土釘墻水平傾角為,即按1:0.3放坡,土釘與水平面的傾角取,土釘豎直間距取,水平間距取,機(jī)械成孔,取孔徑120。具體見(jiàn)圖2。 圖2右側(cè)土
7、釘墻土釘布置土釘處主動(dòng)土壓力計(jì)算:第1點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力 第2點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力 第3點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力 第4點(diǎn)最大主動(dòng)土壓力二土釘設(shè)計(jì)1.折減系數(shù)計(jì)算 土釘墻坡面與水平面夾角,為(坡度1:0.3);主動(dòng)土壓力折減系數(shù); m基坑底面以上各土層按土層厚度加權(quán)的內(nèi)摩擦角平均值(°)。 2. 土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù)(j)可按下列公式計(jì)算: 式中: j土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù); zj第j層土釘至基坑頂面的垂直距離(m); h基坑深度(m); Eaj作用在以sxj、szj為邊長(zhǎng)的面積內(nèi)的主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); a計(jì)算系數(shù); b經(jīng)驗(yàn)系數(shù),可取0.61.0; n土釘層數(shù)。取,則,所以3.受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
8、 式中: Nk,j第j層土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); j第j層土釘?shù)膬A角(°); 墻面傾斜時(shí)的主動(dòng)土壓力折減系數(shù); j第j層土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù); ea,j第j層土釘處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa); sxj土釘?shù)乃介g距(m); szj土釘?shù)拇怪遍g距(m)。 4. 土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值 式中: Kt土釘抗拔安全系數(shù);安全等級(jí)為二級(jí)、三級(jí)的土釘墻,Kt分別不應(yīng)小于1.6、1.4; Nk,j第j層土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); Rk,j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)。 5.土釘長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 土釘長(zhǎng)度按以下公式計(jì)算: 式中:Rk,j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)
9、; dj第j層土釘?shù)腻^固體直徑(m);對(duì)成孔注漿土釘,按成孔直徑計(jì)算,對(duì)打入鋼管土釘,按鋼管直徑計(jì)算; qsik第j層土釘在第i層土的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);應(yīng)由土釘抗拔試驗(yàn)確定,無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合規(guī)范上表5.2.5取值; li第j層土釘在滑動(dòng)面外第i土層中的長(zhǎng)度(m);計(jì)算單根土釘極限抗拔承載力時(shí),取規(guī)范上圖5.2.5所示的直線滑動(dòng)面,直線滑動(dòng)面與水平面的夾角取。 查表得 6、自由段長(zhǎng)度的計(jì)算自由段長(zhǎng)度按以下公式計(jì)算: 其中:-第i排土釘自由段長(zhǎng)度(m);-基坑深度(m);-土釘墻坡面與水平面的夾角;-土釘與水平面的傾角取;-第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x(m)。 第1排土釘自
10、由段長(zhǎng)度計(jì)算, 第1排土釘長(zhǎng)度: 第2排土釘自由段長(zhǎng)度計(jì)算, 第2排土釘長(zhǎng)度: 第3排土釘自由段長(zhǎng)度計(jì)算, 第3排土釘長(zhǎng)度: 第4排土釘自由段長(zhǎng)度計(jì)算, 第4排土釘長(zhǎng)度: 綜合上述計(jì)算結(jié)果及施工因素,取第13排土釘取6m。第4排土釘長(zhǎng)度為12m。土釘排號(hào)土釘長(zhǎng)度L(m)自由段長(zhǎng)度(m)錨固段長(zhǎng)度l(m)極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN)土釘抗拔安全系數(shù)(>1.6)安全性163.082.9222.013.81.60滿足262.193.8157.57.08.2滿足361.304.7070.938.51.8滿足4120.4111.59174.8106.91.64滿足7.土釘受拉
11、承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算 土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值按以下公式計(jì)算:其中:-第i根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值,(kN);-第i根土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值,(kN);-基坑側(cè)壁重要性系數(shù),取1.0。 8、桿體直徑計(jì)算:土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計(jì)算:其中:-鋼筋截面面積; -普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值; -土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值最大值; -土釘抗拔力安全系數(shù),取1.3。 選取三級(jí)鋼筋26,三土釘?shù)恼w穩(wěn)定性驗(yàn)算: 土釘墻應(yīng)按下列規(guī)定對(duì)基坑開(kāi)挖的各工況進(jìn)行整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算: 1 整體滑動(dòng)穩(wěn)定性可采用圓弧滑動(dòng)條分法進(jìn)行驗(yàn)算; 2 采用圓弧滑動(dòng)條分法時(shí),其整體穩(wěn)定性應(yīng)符合下列規(guī)定:式中: Ks圓弧滑動(dòng)整體穩(wěn)定安全系數(shù);安全等級(jí)為
12、二級(jí)、三級(jí)的土釘墻,Ks分別不應(yīng)小于1.3、1.25; Ks,i第i個(gè)滑動(dòng)圓弧的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩的比值;抗滑力矩與滑動(dòng)力矩之比的最小值宜通過(guò)搜索不同圓心及半徑的所有潛在滑動(dòng)圓弧確定; cj、j第j土條滑弧面處土的粘聚力(kPa)、內(nèi)摩擦角(°),按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定取值; bj第j土條的寬度(m); qj作用在第j土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa); Gj第j土條的自重(kN),按天然重度計(jì)算; j第j土條滑弧面中點(diǎn)處的法線與垂直面的夾角(°); Rk,k第k層土釘或錨桿對(duì)圓弧滑動(dòng)體的極限拉力值(kN);應(yīng)取土釘或錨桿在滑動(dòng)面以外的錨固體極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值與
13、桿體受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fykAs或fptkAp)的較小值;錨固體的極限抗拔承載力應(yīng)按本規(guī)程第5.2.5條和第4.7.4條的規(guī)定計(jì)算,但錨固段應(yīng)取圓弧滑動(dòng)面以外的長(zhǎng)度; k第k層土釘或錨桿的傾角(°); k滑弧面在第k層土釘或錨桿處的法線與垂直面的夾角(°); sx,k第k層土釘或錨桿的水平間距(m); v計(jì)算系數(shù);可取v0.5sin(kk)tan,此處,為第k層土釘或錨桿與滑弧交點(diǎn)處土的內(nèi)摩擦角。計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過(guò)深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 0.8 -2.4 4.8 6.0意圖如下: 采用圓弧滑動(dòng)條分法進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí),將滑弧1分為寬度為的
14、兩條,則測(cè)量計(jì)算各參數(shù)代入下列公式得:計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過(guò)深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第2步 2.3 -2.3 3.2 5.8示意圖如下: 計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過(guò)深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第3步 3.8 -4.2 4.6 9.0示意圖如下: 計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過(guò)深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第4步 5.3 -1.2 3.9 9.2示意圖如下: 計(jì)算步數(shù) 經(jīng)過(guò)深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 6.0 -2.3 3.5 9.5示意圖如下: 第2,3,4,5滑弧面的計(jì)算按第1滑弧面計(jì)算方法計(jì)算,在此就不列出計(jì)算過(guò)程
15、,計(jì)算結(jié)果如下表:計(jì)算步數(shù)深度(m)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)整體滑動(dòng)安全系數(shù)Ks安全性評(píng)價(jià)10.8-2.44.86.02.385滿足22.3-2.33.25.82.411滿足33.8-4.24.69.01.835滿足45.3-1.23.99.21.596滿足56.0-2.33.59.51.326滿足四土釘墻抗滑移抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算(土釘墻簡(jiǎn)化成重力式擋土墻,擋土墻的計(jì)算厚度一般按照土釘墻水平長(zhǎng)度的2/3-11/12,這取11/12)計(jì)算等效擋土墻的寬度1.擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性應(yīng)符合下式式中: 抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù),其值不應(yīng)小于1.3; 、作用在水泥土墻上的主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(
16、kN/m); G水泥土墻的自重(kN/m); 水泥土墻底面上的水壓力(kPa);水泥土墻底面在地下水位以下時(shí),可取,在地下水位以上時(shí),取0,此處,為基坑外側(cè)水泥土墻底處的水頭高度(m),為基坑內(nèi)側(cè)水泥土墻底處的水頭高度(m); c、水泥土墻底面下土層的粘聚力(kPa)、內(nèi)摩擦角(°); B水泥土墻的底面寬度(m)?;屏榭够屏樗?, 滿足要求2.擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性應(yīng)符合下式式中: 抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù),其值不應(yīng)小于1.3; 地面超載; 水泥土墻外側(cè)主動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)至墻趾的豎向距離(m); 水泥土墻內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)至墻趾的豎向距離(m); 水泥土墻自重與墻底水壓力合力
17、作用點(diǎn)至墻趾的水平距離(m)。; 滿足要求。五土釘墻的抗隆起驗(yàn)算由于無(wú)軟弱下臥層,所以無(wú)需進(jìn)行抗隆起驗(yàn)算。六面層的設(shè)計(jì) 噴射混凝土面層中應(yīng)配置鋼筋網(wǎng)和通長(zhǎng)的加強(qiáng)鋼筋,鋼筋網(wǎng)宜采用HPB335級(jí)鋼筋,面層混泥土采用C30。1.進(jìn)行抗彎驗(yàn)算及面層配筋(簡(jiǎn)化計(jì)算):取受力最大的一排土釘,即所以,以均布荷載沿1.5m方向分布,大小如下:跨中和支座的彎矩為,查表得,采用鋼筋14150()鋼筋網(wǎng)間的搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于300mm;加強(qiáng)鋼筋的直徑宜取22mm;當(dāng)充分利用土釘桿體的抗拉強(qiáng)度時(shí),加強(qiáng)鋼筋的截面面積不應(yīng)小于土釘桿體截面面積的二分之一。 土釘與加強(qiáng)鋼筋宜采用焊接連接,其連接應(yīng)滿足承受土釘拉力的要求。2.抗
18、沖切驗(yàn)算:(土釘?shù)墓潭訌?qiáng)鋼筋取22,長(zhǎng)為500mm)沖切力這里取土釘最大受拉力處設(shè)計(jì)值進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算,F(xiàn)l=133.6kN。 滿足要求。七土釘墻地基承載力的驗(yàn)算: 1. 地基承載力特征值修正計(jì)算: 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m是,按下述方法修正: 式中:為修正后的地基承載力特征值; 為地基承載力特征值; 為寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù),查規(guī)范; 為基底以下土的重度,地下水位下取有效重度; 為基底面以上土的加權(quán)平均重度,地下水位下去有效重度; b為基礎(chǔ)底面寬度,小于3m時(shí)取3m,大于6m時(shí)取6m,其余插值法取值; d為基礎(chǔ)埋置深度。查表得: 2. 地基壓力: 式中:Fn為土的對(duì)地
19、基的壓力; Fg為地面超載; Fq土體自重。Fn=(Nu1+Nu2+Nu3+Nu4)sin15 =207.8sin15=53.8kNFg=G=662.4kN 滿足要求。 八.施工與檢測(cè):1 土釘墻應(yīng)按每層土釘及混凝土面層分層設(shè)置、分層開(kāi)挖基坑的步序施工。2 當(dāng)有地下水時(shí),對(duì)易產(chǎn)生流砂或塌孔的砂土、粉土、碎石土等土層,應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定土釘施工工藝和措施。3 鋼筋土釘成孔時(shí)應(yīng)符合下列要求: 1) 土釘成孔范圍內(nèi)存在地下管線等設(shè)施時(shí),應(yīng)在查明其位置并避開(kāi)后,再進(jìn)行成孔作業(yè); 2) 應(yīng)根據(jù)土層的性狀選擇洛陽(yáng)鏟、螺旋鉆、沖擊鉆、地質(zhì)鉆等成孔方法,采用的成孔方法應(yīng)能保證孔壁的穩(wěn)定性、減小對(duì)孔壁的擾動(dòng); 3
20、)當(dāng)成孔遇不明障礙物時(shí),應(yīng)停止成孔作業(yè),在查明障礙物的情況并采取針對(duì)性措施后方可繼續(xù)成孔; 4) 對(duì)易塌孔的松散土層宜采用機(jī)械成孔工藝;成孔困難時(shí),可采用注入水泥漿等方法進(jìn)行護(hù)壁。4 鋼筋土釘桿體的制作安裝時(shí)應(yīng)符合下列要求: 1) 鋼筋使用前,應(yīng)調(diào)直并清除污銹; 2)當(dāng)鋼筋需要連接時(shí),宜采用搭接焊、幫條焊;應(yīng)采用雙面焊,雙面焊的搭接長(zhǎng)度或幫條長(zhǎng)度應(yīng)不小于主筋直徑的5倍,焊縫高度不應(yīng)小于主筋直徑的0.3倍; 3)對(duì)中支架的斷面尺寸應(yīng)符合土釘桿體保護(hù)層厚度要求,對(duì)中支架可選用直徑6mm8mm的鋼筋焊制; 4) 土釘成孔后應(yīng)及時(shí)插入土釘桿體,遇塌孔、縮徑時(shí),應(yīng)在處理后再插入土釘桿體。5 鋼筋土釘注漿
21、時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定: 1) 注漿材料可選用水泥漿或水泥砂漿;水泥漿的水灰比宜取0.50.55;水泥砂漿的水灰比宜取0.400.45,同時(shí),灰砂比宜取0.51.0,拌和用砂宜選用中粗砂,按重量計(jì)的含泥量不得大于3%; 2 )水泥漿或水泥砂漿應(yīng)拌和均勻,一次拌和的水泥漿或水泥砂漿應(yīng)在初凝前使用; 3) 注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留的虛土清除干凈; 4) 注漿時(shí),宜采用將注漿管與土釘桿體綁扎、同時(shí)插入孔內(nèi)并由孔底注漿的方式;注漿管端部至孔底的距離不宜大于200mm;注漿及拔管時(shí),注漿管口應(yīng)始終埋入注漿液面內(nèi),應(yīng)49 在新鮮漿液從孔口溢出后停止注漿;注漿后,當(dāng)漿液液面下降時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿。6 打入式鋼管土釘施工時(shí)應(yīng)
22、符合下列規(guī)定: 1) 鋼管端部應(yīng)制成尖錐狀;頂部宜設(shè)置防止鋼管頂部施打變形的加強(qiáng)構(gòu)造; 2) 注漿材料應(yīng)采用水泥漿;水泥漿的水灰比宜取0.50.6; 3) 注漿壓力不宜小于0.6MPa;應(yīng)在注漿至管頂周圍出現(xiàn)返漿后停止注漿;當(dāng)不出現(xiàn)返漿時(shí),可采用間歇注漿的方法。7 噴射混凝土面層施工應(yīng)符合下列規(guī)定: 1) 細(xì)骨料宜選用中粗砂,含泥量應(yīng)小于3; 2) 粗骨料宜選用粒徑不大于20mm的級(jí)配礫石; 3) 水泥與砂石的重量比宜取1:41:4.5,砂率宜取4555,水灰比宜取0.40.45; 4) 使用速凝劑等外摻劑時(shí),應(yīng)做外加劑與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)試驗(yàn),并應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定外摻劑摻量及摻入方法; 5) 噴射作業(yè)應(yīng)分段依次進(jìn)行,同一分段
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