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2023/8/151中鐵四局集團第二工程有限公司主講人:簡朝深基坑工程技術(shù)培訓(xùn)深基坑荷載分析ContentsPage目錄頁深基坑支護穩(wěn)定性分析深基坑支護結(jié)構(gòu)計算深基坑支護設(shè)計原則抗隆起驗算驗算實例演示抗管涌驗算深基坑工程特點深基坑工程特點12023/8/154深基坑工程特點所謂“基坑”是指為進行建筑物(包括構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與地下室的施工而開挖的地面以下的空間,基坑工程界一般將開挖深度大于或等于5m的基坑稱為深基坑。深基坑工程主要包括深基坑支護體系設(shè)計與施工、土方開挖、地下水控制、工程監(jiān)測和周圍環(huán)境保護等內(nèi)容。目前的研究主要集中在土層性質(zhì)研究、計算分析的理論方法研究、環(huán)境效應(yīng)問題對策研究、新型支護結(jié)構(gòu)及施工工藝研究等四個方面。2023/8/155深基坑工程特點(1)基坑圍護結(jié)構(gòu)多數(shù)是臨時的,安全儲備較小,具有較大風(fēng)險性。(2)基坑工程具有很強的區(qū)域性,不同的地區(qū)工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件不同,且差別較大,因此基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工及開挖方式都應(yīng)因地制宜,只可作為借鑒,不可生搬硬套。(3)基坑工程綜合性很強,它不只是一個巖土工程問題,還涉及到結(jié)構(gòu)工程、材料工程、工程地質(zhì)、材料力學(xué)及施工技術(shù)等諸多領(lǐng)域。(4)基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計時土壓力的確定是最基本的,同時也是很難準(zhǔn)確掌握的,在開挖過程中它是一個變量,隨著開挖深度、寬度、墻體橫向和縱向位移、地下水情況而變,在設(shè)計中必須同時考慮這些因素,否則得不出正確的結(jié)論。(5)基坑工程具有較強的時空效應(yīng)。(6)基坑工程質(zhì)量要求高。2023/8/156深基坑工程特點(1)基坑開挖深度;(2)邊坡允許坡度;(3)坑壁土體物理力學(xué)性質(zhì);(4)地下水位情況;(5)坑邊地表超載范圍及大??;(6)周圍環(huán)境(周邊建筑物及管線情況);(7)基坑允許變形;(8)施工因素(施工單位技術(shù)水平和設(shè)備狀況等);(9)能夠因地制宜合理選定支撐材料和支撐體系布置形式,使其綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)得以優(yōu)化;(10)支撐體系受力明確,充分協(xié)調(diào)發(fā)揮各桿件的力學(xué)性能,安全可靠,經(jīng)濟合理,能夠在穩(wěn)定性和控制變形方面滿足對周圍環(huán)境保護的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求;(11)支撐體系布置能在安全可靠的前提下,最大限度的方便土方開挖和主體結(jié)構(gòu)的快速施工要求。深基坑支護形式在設(shè)計時需要考慮幾個方面因素2023/8/157深基坑工程特點材料截面形式布置形式特點現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可根據(jù)設(shè)計要求確定斷面形狀和尺寸。豎向布置有水平撐、斜撐;平面布置有對撐、邊桁架、環(huán)梁結(jié)合邊桁架等,形式靈活多樣?;炷恋葟姾髣偠却?,變形小,強度的安全可靠性強,施工方便,但支撐澆制和養(yǎng)護時間長,圍護結(jié)構(gòu)處于無支撐的暴露狀態(tài)的時間長,軟土中被動區(qū)土體位移大,如對控制變形有較高要求時,需對被動區(qū)軟土加固,施工工期長,拆除困難,爆破拆除對周圍環(huán)境有影響。鋼結(jié)構(gòu)單鋼管、雙鋼管、單工字鋼、雙工字鋼、H型鋼、槽鋼及以上鋼材的組合。豎向布置有水平撐、斜撐;平面布置形式一般有對撐、井字撐、角撐,亦有與鋼筋混凝土支撐結(jié)合使用,但要謹慎處理變形協(xié)調(diào)問題。安裝、拆除施工方便,可周轉(zhuǎn)使用,支撐中可加預(yù)應(yīng)力,可調(diào)整軸力而有效控制圍護墻變形。施工工藝要求較高,如節(jié)點和支撐結(jié)構(gòu)處理不當(dāng),施工支撐不及時不準(zhǔn)確,會造成失穩(wěn)。支護結(jié)構(gòu)按材料種類可分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐體系和鋼支撐體系兩類2023/8/158深基坑工程特點常用支撐體系的布置形式表序號布置形式圖例特點1井字形集中式布置1)一般在采用鋼筋混凝土支撐時,在環(huán)境保護要求不高的條件下,將水平直交的支撐集中布置成井字型與角撐結(jié)合的支撐體系以方便土方開挖和主體工程施工;2)用鋼筋混凝土支撐時可與施工用棧橋平臺結(jié)合設(shè)計。2腳撐體系布置1)方便土方挖掘和主體工程施工;2)整體穩(wěn)定性及變形控制效果不及水平直交式支撐及井字型集中式布置者。3邊桁架1)方便土方開挖和主體工程施工;2)整體穩(wěn)定性及變形控制效果不及水平直交式或井字型集中式布置者。4圓形環(huán)梁布置1)在采用鋼筋混凝土支撐時,因地制宜的采用環(huán)梁方案,可方便中建筒體,主樓施工,方便土方開挖;2)將支撐體系受力主構(gòu)件化為圓形結(jié)構(gòu),受力條件較好,可節(jié)省鋼筋混凝土量;3)在坑外周荷載不均勻,土性軟硬差異較大,部分地層水平基床系數(shù)很小時,此布置形式要慎用。

2023/8/159深基坑工程特點常用支撐體系的布置形式表序號布置形式圖例特點5垂直對稱布置使用長條形基坑,如排管和地鐵,隧道工程6圓拱布置利用圓拱受力特點,節(jié)省材料,方便土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工。7豎向斜撐1)節(jié)省立柱和支撐材料;2)有利于開挖面積較大而深度較小的基坑;3)在軟弱地層中,不易控制基坑穩(wěn)定和變形;4)斜撐和底板相交處結(jié)構(gòu)處理較困難。20終23羊/7棍/510深基蓮坑工旺程特依點常用兼支撐時體系糟的布英置形俊式表序號布置形式圖例特點8拉錨(錨錠)1)造價經(jīng)濟,方便土方開挖和主體工程施工;2)只適用于周圍場地具有拉設(shè)錨錠的環(huán)境和地質(zhì)條件。

9錨桿1)造價經(jīng)濟,方便土方開挖和土方工程施工;2)只適用于周圍場地具有拉設(shè)錨桿的環(huán)境和地質(zhì)條件。10組合式布置根據(jù)基坑開挖方法,工程特點和基坑平面形狀,將以上各種支撐布置形式因地制宜搭配布置。深基花坑支受護設(shè)業(yè)計原舅則220州23當(dāng)/7讀/512深基皺坑支設(shè)護設(shè)單計原抹則(1)基坑刪支護友結(jié)構(gòu)迫應(yīng)采持用以威分項顏系數(shù)蹄表示別的極限歸狀態(tài)晉設(shè)計表達癥式進在行設(shè)盯計。(2)基坑倉支護四結(jié)構(gòu)耽極限巡壽狀態(tài)異可分挪為下厘列兩若類:①承載府能力營極限鬼狀態(tài):對副應(yīng)于腐支護慨結(jié)構(gòu)蠅達到奴最大機承載付能力森或土甩體失局穩(wěn)、謠過大必變形亮導(dǎo)致巧結(jié)構(gòu)紐奉或基予坑周練邊環(huán)尤境破影壞;②正常貓使用排極限晝狀態(tài):對灶應(yīng)于殺支護燙結(jié)構(gòu)達的變涉形已架妨礙樂地下仁結(jié)構(gòu)仗施工添或影必響基考坑周豪邊環(huán)系境的翻正確藝使用由功能。(3)支護創(chuàng)結(jié)構(gòu)嬸設(shè)計哄應(yīng)考雕慮其結(jié)構(gòu)岸水平畫變形拉、地乏下水餓的變趟化對視周邊舊環(huán)境炎的水言平與梳豎向胃變形的影顧響,藝對于惡安全拴等級拔為一冶級和繪對周趟邊環(huán)旱境變賣形有秋限定終要求罩的二堪級建罰筑基期坑側(cè)俊壁,哈應(yīng)根者據(jù)周地邊環(huán)百境的頭重要芳性、欺對變吼形的擁適應(yīng)鋒能力況及土縱的性載質(zhì)等夏因素春確定士支護掛結(jié)構(gòu)短的水帳平變臺形限少值。(4)當(dāng)場紙地內(nèi)割有地嶄下水縱時,獎應(yīng)根妥據(jù)場地潛及周這邊區(qū)門域的顧工程艷地質(zhì)查條件扇、水薦文地格質(zhì)條頑件、北周邊售環(huán)境答情況得和支餃護結(jié)癥構(gòu)與葛基礎(chǔ)齒型式脂等因擊素,確院定地窄下水帖控制岡方法農(nóng)。當(dāng)頑場地嚴(yán)周邊照有地停表水限匯流價、排拐瀉或怎地下朗水管蜓滲漏黑時,鋸應(yīng)對亂基坑材采取龍保護擦措施。20珍23爬/7雜/513深基別坑支挑護設(shè)鋤計原喜則(5)根據(jù)資承載檔能力街極限討狀態(tài)譯和正猶常使糊用極縫限狀呀態(tài)的未設(shè)計太要求暢,基每坑支奧護應(yīng)場按下場列規(guī)使定進嘴行計疾算和奇驗算籮:①基坑漆支護蛙結(jié)構(gòu)壞均應(yīng)陪進行承載背能力吩極限蔬狀態(tài)的計姨算,凱計算飛內(nèi)容觸應(yīng)包闖括:a、根愈據(jù)基纖坑支光護形嶺式及乒其受劈燕力特伏點進接行土燈體穩(wěn)罩定性丙計算絡(luò);b、基芽坑支些護結(jié)抖構(gòu)的浮受壓商、受拒彎、欄受剪殖承載爹力計蓬算;c、當(dāng)倡有錨刑桿或暈支撐像時,霧應(yīng)對堤其進中行承忌載力慶計算跑和穩(wěn)趁定性蚊驗算罰。②對于柱安全怕等級協(xié)為一哨級及閑對支濾護結(jié)勸構(gòu)變寧形有屈限定培的二初級建機筑基丟坑側(cè)象壁,捐尚應(yīng)何對基坑宇周邊提環(huán)境猛及支僵護結(jié)騾構(gòu)變轟形進行泥驗算航。③地下鬧水控妻制計算酷和驗角算:a、抗架滲透扁穩(wěn)定蘆性驗哥算:b、基洲坑底術(shù)突涌艙穩(wěn)定城性驗化算;c、根占據(jù)支野護結(jié)專構(gòu)設(shè)耗計要拾求進根行地瞎下水醒位控勺制計嫂算。20立23芬/7裙/514深基跳坑支戴護設(shè)嚴(yán)計原捎則(6)支護步設(shè)計車內(nèi)容煌應(yīng)包艷括對支護唱結(jié)構(gòu)達計算棒和驗貓算、旁質(zhì)量套檢測餃及施鵝工監(jiān)燒控的投要求。(7)當(dāng)有譜條件踩時,辱基坑鵝應(yīng)采選用局覺部或京全部惠放坡余開挖夠,放孟坡坡駁度應(yīng)承滿足穩(wěn)定龍性要粥求。20耽23輝/7窩/515深基參坑支序護設(shè)悟計原齊則基坑狗支護蓮結(jié)構(gòu)錫設(shè)計仇應(yīng)根據(jù)下表選用相應(yīng)騎的側(cè)炊壁安弓全等船級及揮重要區(qū)性系小數(shù)。安全等級破壞后果γ0一級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重。1.10二級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響一般。1.00三級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重。0.90基坑么側(cè)壁碑安全澡等級作及重第要性秤系數(shù)深基擠坑荷借載分蚊析320償23臺/7追/517深基舍坑荷寇載分渾析主要荷載土壓力水壓力車輛荷載坑邊鄰近建筑物荷載其它施工荷載《建洞筑基劣坑支呈護技糧術(shù)規(guī)塘程》江(JG越J氏12步0-食20恰12)20膛23勵/7死/518深基慨坑荷食載分冊析土壓跨力計餃算土壓報力計算襖理論才有朗肯享理論欺、庫盾侖理痕論和評極限樣平衡總理論。本仆次培婦訓(xùn)采答用朗肯浪理論進行愿土壓席力計病算,扭選用對了兩同種土睡壓力游模型肌:經(jīng)典遭法土頌壓力置模型眉和彈見性法兄土壓很力模察型。主動誼土壓搶力被動償土壓較力靜止拔土壓博力20礙23商/7占/519深基禿坑荷接載分摧析主動土壓天力計算深度zj處的告主動影土壓掛力標(biāo)訓(xùn)準(zhǔn)值ea袖jk按下歪列公壘式計掏算:Kai第i層的主動土壓力系數(shù);cik三軸試驗(當(dāng)有可靠經(jīng)驗時可采用直接剪切試驗)確定的第i層土固結(jié)不排水(快)剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),由用戶交互;φik三軸試驗確定的第i層土固結(jié)不排水(快)剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(°),由用戶交互;h基坑開挖深度(m);zj計算點深度(m);σajk作用于深度zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);σrk計算點深度zj處自重豎向應(yīng)力(kPa);σ0k基坑外側(cè)任意深度附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),參見公式(2-12);σ1k基坑外側(cè)深度CD范圍內(nèi)的附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),參見公式(2-13);γmj深度zj以上土的加權(quán)平均天然重度(kN/m3);γmh開挖面以上土的加權(quán)平均天然重度(kN/m3)。20贏23會/7水/520深基陣坑荷若載分牢析被動土壓并力計算深度zj處的被動土然壓力標(biāo)準(zhǔn)倉值ea舅jk按下健列公氧式計踐算:Kpi第i層的被動土壓力系數(shù);cik三軸試驗(當(dāng)有可靠經(jīng)驗時可采用直接剪切試驗)確定的第i層土固結(jié)不排水(快)剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);φik三軸試驗確定的第i層土固結(jié)不排水(快)剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(°)zj計算點深度(m);σpjk作用于基坑底面以下深度zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);

γmj深度zj以上土的加權(quán)平均天然重度(kN/m3)。20銜23富/7鄭/521深基喚坑荷松載分濾析水土術(shù)合算是指糊地下尋水位勇以下嚴(yán)取飽帖和重矩度γs換at和總坡應(yīng)力并強度衣指標(biāo)c、φ來計截算總扶的水鬧土壓駛力,悠水壓嶺力不鋤再單孕獨計滔算。水壓力計算對于昨砂土暑和粉主土,臉一般堂采用水土驢分算緒法;對孩于粘咳性土據(jù),可詠采用策水土蓋分算慣法,低也可媽采用尼水土搶合算鏈法。主動糖土壓恒力被動胖土壓圈力20奮23飄/7映/522深基令坑荷猾載分點析其他鬼荷載計算地面貞滿布臣荷載地面灰條行佛附加帽荷載深基鴉坑支舍護結(jié)觸構(gòu)計犬算420芳23另/7善/524深基疾坑支豆護結(jié)柳構(gòu)計羊算樁墻內(nèi)力、變形計算內(nèi)支撐體系內(nèi)力、變形計算沉降計算混凝土結(jié)構(gòu)配筋計算錨桿計算20娘23漁/7黃/525深基條坑支脂護結(jié)港構(gòu)計帝算樁墻內(nèi)腐力、貨變形計算結(jié)構(gòu)哲內(nèi)力魂與變鍬形計糕算值輝、支子點力志計算飽值應(yīng)艙根據(jù)險基坑類開挖追及地丟下結(jié)敗構(gòu)施車工過術(shù)程的器不同舟工況境、根飯據(jù)受順力條撒件分鋤段按蜜平面夕問題宗計算中。通半常采容用兩竟種分遵析方坊法:經(jīng)典突法和電彈性天法。經(jīng)牙典法謎是利揀用靜吐力平弊衡法屬或等掉值梁脊法對蝴結(jié)構(gòu)崗進行括分析口,彈壁性法約是用晶彈性漲地基及梁法僑,并挨結(jié)合逢空間失有限豆元理輝論對里對結(jié)持構(gòu)進掌行分恨析。20懇23紗/7父/526深基凱坑支禍護結(jié)任構(gòu)計撲算內(nèi)支撐音體系賺內(nèi)力計、變倉形計陽算在深攻基坑膊工程協(xié)中,娘內(nèi)支犁撐結(jié)居構(gòu)是指承受陸圍護純墻所芒傳遞語的土趕壓力泊、水袍壓力渾以及聞其他衰荷載仗的結(jié)抹構(gòu)體繞系。高支撐層結(jié)構(gòu)揮體系抗包括貓圍檁主、支呆撐、沙立柱蛛及其蓬它附喊屬構(gòu)恒件。皆支護汪結(jié)構(gòu)權(quán)力的自傳遞狗路徑嗚是圍刺護樁航墻—圍檁捧(圈罵梁)—內(nèi)支包撐,爸在地用質(zhì)條構(gòu)件較萬好放處入有業(yè)錨固糧力的臨地層祝中,述基坑狼支撐草采用膀錨桿味和拉例錨(倆錨錠革)。內(nèi)支森撐形式涌多樣華,根言據(jù)第落二章虎節(jié)中的遇計算質(zhì)原理隱對深縣基坑縮慧進行樹荷載競分析狹后,擁計算景出圍屑護結(jié)農(nóng)構(gòu)傳纏遞給疾內(nèi)支拘撐的漿內(nèi)力始,然厲后根塞據(jù)結(jié)雜構(gòu)力腿學(xué)理府論計昏算出芳支撐結(jié)體系警內(nèi)力扎、變波形及雅穩(wěn)定叮性情藍況。島由于催支撐漏結(jié)構(gòu)壩多為采超靜脆定結(jié)捐構(gòu),陰建議茂設(shè)計己者采酒用空醉間有澡限元驗軟件疼對其蚊進行短分析雕,本玻文不袖對計償算原促理及帥過程鞋進行炊詳細螺說明洞。深基秒坑支膨護穩(wěn)租定性祝分析520忘23魂/7筑/528深基姿坑支強護穩(wěn)扮定性時分析穩(wěn)定毒性分報析理很論瑞典托條分秩法瑞典秤圓弧碼滑動嗓面條倦分法緊,是盲將假增定滑辭動面序以上壺的土列體分宴成n個垂延直土伯條,傲對作至用于夸各土育條上傻的力隊進行脫力和稅力矩曉平衡并分析斧,求臉出在儉極限因平衡斤狀態(tài)塵下土排體穩(wěn)深定的賠安全彼系數(shù)米。該走法由豆于忽盾略土詞條之貿(mào)間的宅相互蜜作用石力的討影響迅,因武此是領(lǐng)條分壁法中塵最簡鄙單的拿一種拉方法考?;瑒咏驁A弧潛處土瓣條重志力計淋算方歐法有償兩種圓:總捆應(yīng)力貢法、拳有效例應(yīng)力屈法。整體她穩(wěn)定疫計算20閥23鵲/7趨/529深基爽坑支腸護穩(wěn)拔定性篩分析穩(wěn)定丑性分戚析理拿論瑞典令條分譜法總應(yīng)板力法有效標(biāo)應(yīng)力襯法K整體穩(wěn)定安全系數(shù);Mk抗滑力矩(kN·m);Mq滑動力矩(kN·m);cik、φik最危險滑動面上第i土條滑動面上土的固結(jié)不排水(快)剪粘聚力(kPa)、內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(°);系統(tǒng)按水位以上、水位以下分別取值;li第i土條的滑裂面弧長(m);bi第i土條的寬度(m);wi作用于滑裂面上第i土條的重量,水位以上按上覆土層的天然土重計算,水位以下按上覆土層的飽和土重計算(kN/m);w'i作用于滑裂面上第i土條的重量,水位以上按上覆土層的天然土重計算,水位以下按上覆土層的浮重度計算(kN/m)。θi第i土條弧線中點切線與水平線夾角(°);γ0建筑基坑側(cè)壁重要性系數(shù);《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)中沒有考慮γ0的作用,系統(tǒng)向用戶開放,令γ0=1.0時,即可嚴(yán)格按照《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)計算;q0作用于基坑面上的荷載(kPa)。20僻23隱/7坐/530深基割坑支鴿護穩(wěn)迎定性訪分析抗傾抽覆驗算單排獻樁和撞連續(xù)謀墻支篩護形蚊式單排柿樁、鵲連續(xù)椒墻的縣抗傾電覆計意算按孔下式倍進行秩:Ks抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù),應(yīng)不小于1.2;MEa支護結(jié)構(gòu)底部以上主動側(cè)水平荷載對支護結(jié)構(gòu)最底部點的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值(kN·m);MEp支護結(jié)構(gòu)底部以上被動側(cè)水平荷載對支護結(jié)構(gòu)最底部點的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值(kN·m);MT錨桿(索)的拉力標(biāo)準(zhǔn)值對支護結(jié)構(gòu)最底部點的彎矩(kN·m);Tki第i個支點反力標(biāo)準(zhǔn)值(kN),對于內(nèi)撐;對于錨桿,根據(jù)式(2-70)計算;Tkki第i排錨桿材料抗力(kN);Tmki第i排錨桿錨固力(kN);di第i個支點距支護結(jié)構(gòu)最底部點的距離(m);si第i個支點的水平間距(m);γk材料抗力調(diào)整系數(shù);γm錨桿錨固力調(diào)整系數(shù);As錨桿實配鋼筋或鋼絞線面積(mm2);fyk鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2);qsjk土體與錨固體的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);lj第j層土中錨固段長度(m);d錨桿直徑(mm)。(內(nèi)撐)(錨揪桿)抗隆趟起驗坊算620獄23狗/7運/532抗隆厭起驗骨算抗隆帝起穩(wěn)租定性軟驗算參照妄普郎飼德爾刻和太革沙基節(jié)的地筋基承鐮載力漆方式候,抗臨隆起田穩(wěn)定鴉性可領(lǐng)用下片列公爹式驗算:普郎可德爾太沙怖基Kwz抗隆起穩(wěn)定性系數(shù),采用普郎德爾公式時,要求Kwz≥1.1~1.2,采用太沙基公式時,要求Kwz≥1.15~1.25;Nc、Nq地基承載力系數(shù);γ1基坑外側(cè)支護結(jié)構(gòu)底部至地面之間土層的加權(quán)重度(kN/m3),水位以上為天然重度,水位以下取飽和重度;γ3基坑內(nèi)側(cè)支護結(jié)構(gòu)底部至坑底之間土體的加權(quán)重度(kN/m3),水位以上為天然重度,水位以下取浮重度;h基坑開挖深度(m),當(dāng)坑外地面有放坡時,

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