1土方工程ppt_第1頁
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文檔簡介

1、1 土方工程,主要內(nèi)容:土方規(guī)劃、土的分類及工程性質(zhì)、土方量計算、施工輔助工作、土方機(jī)械化施工及土方工程質(zhì)量驗(yàn)收;學(xué)習(xí)重點(diǎn):土的工程性質(zhì)及其對施工的影響,土壁支護(hù)與邊坡,以及降低地下水位的方法。,,學(xué)習(xí)要求:了解土的分類和現(xiàn)場鑒別土的種類;掌握基坑(槽)、場地平整土石方工程量的計算方法;了解土壁塌方和發(fā)生流砂現(xiàn)象的原因及防止方法;熟悉常用土方施工機(jī)械的特點(diǎn)、性能、適用范圍及提高生產(chǎn)率的方法;掌握回填土施工方法及質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2、,1.1 土方規(guī)劃,1.2 土方計算,1.3 土方邊坡與土壁穩(wěn)定,1.5 施工準(zhǔn)備與基坑(槽)施工,1.4 土方機(jī)械化施工,1.6 填土與壓實(shí),1.7 地基局部處理,1.8 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù),本章作業(yè),End,本 章 內(nèi) 容,1.1 土方規(guī)劃,,1、內(nèi)容: (1)場地平整 其中包括確定場地設(shè)計標(biāo)高,計算挖、填土方量,合理地進(jìn)行土方調(diào)配等。 (2)開挖溝槽、基坑、豎井、隧道、修筑路基、堤壩,其中包括施工排水、降水,

3、土壁邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。 (3)土方回填與壓實(shí) 其中包括土料選擇,填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。 此外,在土方工程施工前,應(yīng)完成場地清理,地面水的排除和測量放線工作;在施工中,則應(yīng)及時采取有關(guān)技術(shù)措施,預(yù)防產(chǎn)生流砂、管涌和塌方現(xiàn)象,確保施工安全。,1.1.1 土方工程的內(nèi)容及施工要求,,2、土方工程的特點(diǎn): 1)工程量大,勞動力或機(jī)械設(shè)備用量大且施工工期較長; 2)施工難度較大,受地質(zhì)、水文、氣候、地下

4、障礙物等因素影響; 3)事故多,基坑深度、面積大的易出現(xiàn)較大事故。 3、施工要求: 土方工程施工,要求標(biāo)高、斷面準(zhǔn)確,土體有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,土方量少,工期短,費(fèi)用省。但由于土方工程施工具有面廣量大,勞動繁重,施工條件復(fù)雜等特點(diǎn),因此,在施工前,首先要進(jìn)行調(diào)查研究,了解土壤的種類和工程性質(zhì),土方工程的施工工期、質(zhì)量要求及施工條件,施工地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文、氣象等資料,以便編制切實(shí)可行的施工組織設(shè)計,擬定合理地施工方案。

5、為了減輕繁重的體力勞動,提高勞動生產(chǎn)率,加快工程進(jìn)度,降低工程成本,在組織土方工程施工時,應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的施工工藝和施工組織,實(shí)現(xiàn)土方工程施工綜合機(jī)械化。,,4、土方工程施工前應(yīng)準(zhǔn)備資料: 1)當(dāng)?shù)貙?shí)測地形圖(包括測量成果),比例一般為1:500~1:1000; 2)原有地下管線、構(gòu)筑物的竣工圖; 3)土石方施工圖或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖; 4)工程地質(zhì)資料; 5)平面控制樁和水準(zhǔn)點(diǎn)的有關(guān)資料; 6)施工組織設(shè)計或施工方案

6、:由施工單位編制且經(jīng)上級技術(shù)主管部門批準(zhǔn),并已得到建設(shè)單位和監(jiān)理單位審核; 地下室工程的土方工程,必須經(jīng)市級建設(shè)主管部門組織的技術(shù)專家組審核通過。,,5、土方工程施工組織設(shè)計(或施工方案)的內(nèi)容: 1)根據(jù)工程條件,選擇合理適宜的施工方案和效率較高、費(fèi)用較低的施工機(jī)械進(jìn)行施工; 施工方案的內(nèi)容: A、工程概況:工程名稱、性質(zhì)、規(guī)模、基礎(chǔ)資料、占地面積,建筑面積等;B、工程地質(zhì)資料,場地周邊條件,棄、堆土場地條件;

7、C、挖土方法:人工、機(jī)械(機(jī)械型號、臺套數(shù)以及配備);D、土方運(yùn)輸路線; E、工期及進(jìn)度計劃,降低工期的合理措施;F、現(xiàn)場勞動力計劃、技術(shù)管理組織機(jī)構(gòu)配備,,2)合理調(diào)配土方,使總的土方施工工作量達(dá)到最小,并調(diào)配好挖土、留土(回填土)、運(yùn)土等計劃; 3)合理組織機(jī)械施工,保證機(jī)械發(fā)揮最大的使用效率;挖土機(jī)械與運(yùn)土機(jī)械的配合 4)安排好運(yùn)輸?shù)缆?、排水、降水、止水、土壁支護(hù)等一切有效措施; 5)合理安排施工進(jìn)度計劃,盡量避免雨

8、季施工。如無法避免,應(yīng)有有效的雨季施工措施和排水措施; 6)確保工程質(zhì)量的有效措施,主要為邊坡穩(wěn)定、流砂現(xiàn)象的處理; 7)確保安全施工的措施,如:人員、機(jī)械設(shè)備等。,1.1.2 土的分類,按土開挖的難易程度將土分為:松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖,或用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工;堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖,或預(yù)先松土,部分用爆破的方法施工;次堅石、堅石

9、和特堅硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法見表1.1所示。,表1.1 土的工程分類與現(xiàn)場鑒別方法,土的含水量:土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。,1.1.3 土的工程性質(zhì),1.1.3.1 土的含水量,,式中:m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量,kg; m干——烘干后土的質(zhì)量,kg; mW ——土中水的質(zhì)量,kg; mS—固體顆粒的質(zhì)量,kg。,土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影

10、響而變化,對土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響。,(1.1),1.土的天然密度: 在天然狀態(tài)下,單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計算:,1.1.3.2 土的天然密度和干密度,式中ρ——土的天然密度,kg/m3; m ——土的總質(zhì)量,kg; V — 土的體積,m3。,(1.2),2.土的干密度: 土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值,用下式表示:,式中ρd——土的干密度,k

11、g/m3; mS ——固體顆粒質(zhì)量,kg; V — 土的體積,m3。,在一定程度上,土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大,表示土愈密實(shí)。土的密實(shí)程度主要通過檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來控制。,(1.3),1.1.3.3 土的可松性系數(shù),土的可松性:天然土經(jīng)開挖后,其體積因松散而增加,雖經(jīng)振動夯實(shí),仍然不能完全復(fù)原,土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示,即,式中 KS、KS′—

12、—土的最初、最終可松性系數(shù); V1——土在天然狀態(tài)下的體積,m3; V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積,m3; V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積,m3。,(1.4),(1.5),土的最初可松性系數(shù)KS是計算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù);土的最終可松性系數(shù)是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù),各類土的可松性系數(shù)見表1.1所示。,1.1.3.4 土的滲透性,土的滲透性:指土體被水透過的性質(zhì)。土

13、的滲透性用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù):表示單位時間內(nèi)水穿透土層的能力,以m/d表示;它同土的顆粒級配、密實(shí)程度等有關(guān),是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。土的滲透系數(shù)見表1.2所示。,表1.2 土的滲透系數(shù)參考表,1.3土方邊坡與土壁穩(wěn)定,,土壁穩(wěn)定,主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡,一旦失去平衡,土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有:,邊坡過陡,使土體本身穩(wěn)定性不夠,尤其是在土質(zhì)差、開挖深度大的坑槽中,常引起塌方。 雨

14、水、地下水滲入基坑,使土體重力增大及抗剪能力降低,是造成塌方的主要原因?;?槽)邊緣附近大量堆土,或停放機(jī)具、材料,或由于動荷載的作用,使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過土體的抗剪強(qiáng)度。,1.3.1 土方邊坡,1.土方邊坡的坡度:以挖方深度(或填方深度) h與底寬b之比表示(圖1.11),即 土方邊坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m 式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。,2.注意事項:(1)當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件

15、良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時,挖方邊坡可做成直立壁不加支撐,但深度不宜超過下列規(guī)定: 密實(shí)、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土):1.0m; 硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)粘土: 1.25m; 硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土):1.5m; 堅硬的粘土: 2m。 挖土深度超過上述規(guī)定時,應(yīng)考慮放坡或做成直立壁加支撐。,基坑(槽)或管溝挖好后,應(yīng)及時進(jìn)行基礎(chǔ)工程或地下結(jié)構(gòu)工程施工。在

16、施工過程中,應(yīng)經(jīng)常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。當(dāng)挖地基坑較深或晾槽時間較長時,應(yīng)根據(jù)實(shí)行情況采取護(hù)面措施。常用的坡面保護(hù)方法有帆布、塑料薄膜覆蓋法,坡面拉網(wǎng)法或掛網(wǎng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好,土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時,挖方深度在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1.4規(guī)定。,,表1.4 深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度,永久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計要求放坡。臨時性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.5的規(guī)定。,表1.5

17、 臨時性挖方邊坡值,,擋土結(jié)構(gòu): (1)重力式:用深層攪拌旋噴工藝,作擋土隔水,深度可達(dá)9.8m (2)各種板樁:木板樁、鋼筋砼板樁、鋼板樁,擋土,有一定的隔水作用

18、 (3)鋼筋砼地下連續(xù)墻:有現(xiàn)場成槽澆注與成槽插入預(yù)制墻,擋土和隔水 (4)就地灌注排樁:接搓不密貼,只起擋土作用 (5)勁性水泥土樁(SMW工法):水泥排樁中插入型鋼,以型鋼受力,水泥土作為隔

19、水帷幕 (6)其他擋土結(jié)構(gòu):噴錨護(hù)坡、鋼樁插板,1.3.2 土壁穩(wěn)定,支撐結(jié)構(gòu): (1)鋼支撐:用傳統(tǒng)型鋼支撐方法 (2)鋼筋砼支撐:適應(yīng)不規(guī)

20、則基坑體形,使挖土有較大空間 (3)雙向雙股復(fù)加預(yù)應(yīng)力鋼管支撐:雙股井字形接頭解決傳統(tǒng)鋼支撐空間小的缺點(diǎn) (4)土錨桿(土釘)拉錨:擋土結(jié)構(gòu)處側(cè)向向基坑外土體深部

21、打入錨桿,可施加預(yù)應(yīng)力,土壁支撐形式應(yīng)根據(jù)開挖深度和寬度、土質(zhì)和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進(jìn)行選擇和設(shè)計。,橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成,用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。根據(jù)擋土板放置方式不同,分為水平擋土板垂直擋土板,(1) 橫撐式支撐(見圖1.12),一. 溝槽支撐,(2) 板樁式支撐 板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質(zhì)為細(xì)顆粒、松散飽和土的支護(hù),可防治流砂現(xiàn)象產(chǎn)生。

22、一般有木板樁、鋼筋砼板樁 、鋼板樁,板樁支撐作用:使地下水在土中的滲流路線延長,減小了動水壓力,從而可預(yù)防流砂的產(chǎn)生;板樁支撐既擋土又防水,特別適于開挖較深、地下水位較高的大型基坑;可以防止基坑附近建筑物基礎(chǔ)下沉。,打入板樁的質(zhì)量要求:板樁位置在板樁的軸線上,板壁面垂直,保證平面尺寸準(zhǔn)確和垂直度;封閉式板樁墻要求封閉合攏;埋置達(dá)到規(guī)定深度要求,有足夠的抗彎強(qiáng)度和防水性能。,鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。適用軟土、

23、淤泥土, 挖深<15m平板樁(下圖(c))防水和承受軸向壓力性能良好,易打入地下,但長軸方向抗彎強(qiáng)度較小;波浪式板樁(下圖(b))的防水和抗彎性能都較好,施工中多采用。,鋼板樁施工,鋼板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機(jī)械和流水段劃分,以保證打設(shè)后的板樁墻有足夠的剛度和防水作用。,鋼板樁打入法一般分為單獨(dú)打入法、雙層圍檁插樁法和分段復(fù)打法。 單獨(dú)打入法適用于樁長小于10m,且工程要求不高的鋼板樁支撐施工。,A 選擇打樁方法,

24、雙層圍檁插樁法是在樁的軸線兩側(cè)先安裝雙層圍檁(一定高度的鋼制柵欄)支架后,將鋼板樁依次鎖口咬合全部插入雙層圍檁間。詳見圖1.14。,分段復(fù)打法是在板樁軸線一側(cè)安裝好單層圍檁支架,將10~20塊鋼板樁拼裝組成施工段插入土中一定深度,形成一段鋼板樁墻,即屏風(fēng)墻。詳見圖1.15。,B 合理劃分流水段,施工流水段的劃分應(yīng)使板樁墻面垂直,滿足墻面支撐安裝要求,有利于封閉合攏,使行車路線短。,C 鋼板樁打設(shè)準(zhǔn)備工作,E 鋼板樁的拔除,D 鋼板樁的打

25、設(shè),鋼板樁、圍檁支架的矯正修理 按施工圖放板樁的軸線進(jìn)行測標(biāo)高,作為控制板樁入土深度的依據(jù)。 樁錘不宜過重,以防樁頭因過大錘擊而產(chǎn)生縱向彎曲。 準(zhǔn)確安裝好圍檁支架。,,二. 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),(一)擋土結(jié)構(gòu):,1.水泥土墻又稱攪拌樁擋墻 ,利用一種特殊的攪拌頭或鉆頭,鉆進(jìn)地基至一定深度后,噴出固化劑,與地基土強(qiáng)行拌和而形成的加固土樁體。Mixed-In-Place Method MIP(美國)Deep Mixing Metho

26、d (日本)固化劑采用水泥或石灰;適用:加固淤泥質(zhì)土、粘土; 特點(diǎn):施工無震動、噪音、無廢水泥漿; 坑內(nèi)無需支撐拉錨,優(yōu)良的抗?jié)B特性。支擋高度:國外最大深度60m ,國內(nèi)12-18m;一般為9m;,(1)水泥土墻的結(jié)構(gòu)形式,(2)水泥土墻的構(gòu)造,4,1,,,(3)水泥土攪拌樁的施工,水泥土墻按施工機(jī)具和方法不同,分為深層攪拌法、旋噴法和粉噴法。,圖1—42 攪拌水泥土墻施工流程(a)定位;(b)預(yù)埋下沉;

27、(c)提升噴漿攪拌;(d)重復(fù)下沉攪拌 (e)重復(fù)提升攪拌;(f)成樁結(jié)束,(4)SMW水泥土墻,SMW擋土墻是先施工水泥土墻,最后按一定的形式在其中插入型鋼(如H鋼),即形成一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)。止水好,剛度大,構(gòu)造簡單,型鋼插入深度一般小于攪拌深度,型鋼可回收重復(fù)使用,成本較低。SMW適宜的基坑深度為6~10m,國外開挖深度已達(dá)20m。要求型鋼間距不能過大,保證水泥土的強(qiáng)度由受剪,受壓控制。,2.土釘墻與噴錨支護(hù)

28、(1)土釘墻支護(hù) 土釘墻由被加固土體、放置在土中的土釘體和噴射砼面板組成,形成一個以土擋土的重力式擋土墻。 土釘墻自上而下施工,步步為營,土釘墻是靠土釘?shù)南嗷プ饔眯纬蓮?fù)合整體作用。土層錨桿的失效影響較大,不應(yīng)用于沒有臨時自穩(wěn)能力的淤泥、飽和軟弱土層。 適用:一般粘性土、中密以上砂土挖深<15m,(2)土釘墻支護(hù)的施工 土釘墻的施工順序?yàn)椋喊丛O(shè)計要求自上而下分段、分層開挖工作面,修整坡面→埋設(shè)噴射混凝土厚度控制標(biāo)志,

29、噴射第一層混凝土→鉆孔,安設(shè)土釘鋼筋→注漿,安設(shè)連接件→綁扎鋼筋網(wǎng),噴射第二層混凝土→設(shè)置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。若土質(zhì)較好亦可采取如下順序:開挖工作面、修坡→綁扎鋼筋網(wǎng)→成孔→安設(shè)土釘→注漿、安設(shè)連接件→噴射混凝土面層。,(3)噴錨支護(hù)噴錨支護(hù)(Shootcrete and Bolting)是采用噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、錨桿噴射混凝土或錨桿鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等在毛洞開挖后及時地對地層進(jìn)行加固的結(jié)構(gòu)。,,,圖1-45 噴錨支

30、護(hù) (a)噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu);(b)土釘墻與噴錨網(wǎng)復(fù)合支護(hù);(c)錨桿頭與鋼筋網(wǎng)和加強(qiáng)筋的連接 1-噴射混凝土面層;2-鋼筋網(wǎng)層;3-錨桿頭;4-錨桿(土釘);5-加強(qiáng)筋;6-鎖定筋二根與錨桿雙面焊接,3、灌注排樁式擋墻(1)一般排樁擋墻 稀疏排樁 適用砂土、一般粘性土 挖深<10m連續(xù)排樁 適用軟土、一般粘性土 挖深<7m框架式雙排樁 適用軟土、砂土、一般粘性土 挖深<12m

31、(2)止水排樁擋墻稀疏排樁加鋼絲網(wǎng)水泥抹面 適用一般粘性土、砂土,挖深<10m排樁加深層攪拌樁止水 適用軟土 挖深<8m排樁加水泥旋噴樁止水 適用軟土、砂性土 挖深<8m排樁加薄壁砼防滲墻 適用軟土、砂性土 挖深<10m,,,圖1-46 擋土灌注樁支護(hù)形式(a)間隔式;(b)雙排式;(c)連續(xù)式1-擋土灌注樁;2-連系梁(圈梁);3-前排樁;4-后排樁

32、,,,4.板樁擋墻 (1)型鋼橫擋板擋墻(2)鋼板樁擋墻 5.板墻式擋墻 該類支護(hù)結(jié)構(gòu)是指現(xiàn)澆或預(yù)制的地下連續(xù)墻。,,,6. 逆作拱墻支護(hù) 逆作拱墻支護(hù),是在開挖過程中,隨開挖深度分段,澆筑平面為閉合的圓形、橢圓形鋼筋混凝土墻體在基坑四周場地都允許起拱的條件下(基坑各邊長L的起拱矢高f>0.12L),可以采用閉合的水平拱圈來支擋土壓力以圍護(hù)基坑的穩(wěn)定,采用閉合的水平拱圈來支擋土壓力以圍護(hù)基坑的穩(wěn)定 ;拱結(jié)構(gòu)是以受壓力

33、為主,能更好地發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高的材料特性,而且拱圈支擋高度只需在坑底以上。,,二.支撐結(jié)構(gòu) 擋墻的支撐結(jié)構(gòu)按構(gòu)造特點(diǎn)可分為自立式(懸臂式)、斜撐式、錨拉式、錨桿式、坑內(nèi)支撐式等幾種,其中坑內(nèi)支撐又可分為水平支撐、桁架支撐及環(huán)梁支撐等。如圖1-49 (1)懸臂支撐形式的擋墻 (2)斜撐式支撐 (3)拉錨式支撐 (4)土層錨桿:是一種埋入土層深部的受拉桿件,它一端與構(gòu)筑物相連,另一端錨固在土層中(5)坑內(nèi)支撐,,,,施工中開

34、挖基坑時,流入坑內(nèi)的水有:地面水和地下水。為了保持基坑干燥,防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降,必須做好基坑的排水、降水工作。排除地面水(包括雨水、施工用水、生活污水等)常采用在基坑周圍設(shè)置排水溝、截水溝或筑土堤等辦法,并盡量利用原有的排水系統(tǒng),或?qū)⑴R時性排水設(shè)施與永久性設(shè)施相結(jié)合使用。地下水處理方法歸結(jié)成兩種:一種是降水;第二種是止水——防水帷幕。常采用降水的方法有明排水法(集水井降水法)和人工降低地下水位法(井點(diǎn)降水法)

35、兩類 。井點(diǎn)降水法又有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)和電滲井點(diǎn) 、管井井點(diǎn)和深井泵等。,1.3.3 地下水的處理,,一. 明排水法(集水井降水法),明排水法是一種設(shè)備簡單、應(yīng)用普遍的人工降低水位的方法。1)施工工藝:開挖基坑或溝槽過程中,遇到地下水或地表水時,在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游,沿坑底的周圍開挖排水溝,設(shè)置集水井,使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi),然后用水泵抽出坑外(見圖1.16)。2)設(shè)置:四周的排水溝及集水井一般應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍以外,地

36、下水流的上游,基坑面積較大時,可在基礎(chǔ)范圍內(nèi)設(shè)置盲溝。,,,根據(jù)地下水量、基坑平面形狀及水泵能力,集水井每隔20~40m設(shè)置一個;基坑四個角應(yīng)各設(shè)一個。集水井大?。褐睆交?qū)挾纫话銥?.6~0.8m,深度低于挖土面0.5~1.0m。集水井井壁用竹、木等加固,并在井底鋪設(shè)碎石濾水層,以免在抽水時將泥砂抽出。3)適用范圍:明排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水,也可用于滲水量較小的粘性土層降水,但不適宜于細(xì)砂土和粉砂土層,因?yàn)榈叵滤疂B

37、出會帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。,井點(diǎn)降水:基坑開挖前,在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井),在基坑開挖前和開挖過程中,利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水,使地下水位降到坑底以下,直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。 井點(diǎn)降水有兩類:一類為輕型井點(diǎn)(包括電滲井點(diǎn)與噴射井點(diǎn));另一類為管井點(diǎn)(深井泵)。 對不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式,表1.6為常用的降水形式。,二. 井點(diǎn)降水法,表1.6 降水類型及適用條件,1. 輕型井點(diǎn),輕型井點(diǎn)(圖

38、1.17)就是沿基坑周圍或一側(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)管上部與總管連接,利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管,經(jīng)總管不斷抽出,從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.1~50m/d的土層中; 降低水位深度:一級輕型井點(diǎn)3~6m, 二級井點(diǎn)可達(dá)6~9m。,,輕型井點(diǎn)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。

39、 濾管(圖1.18)為進(jìn)水設(shè)備,其構(gòu)造是否合理對抽水設(shè)備影響很大。,輕型井點(diǎn)的布置 當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m,水位降低深度不超過5m時,可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè),兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度(圖1.19)。,在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后,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)按下式計算(圖1.19(b)):,式中 H1——井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離,m; h——基坑中心處坑底面(

40、單排井點(diǎn)時,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——地下水降落坡度;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)中為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離),m。,(1.14),如寬度大于6m或土質(zhì)不定,滲透系數(shù)較大時,宜用雙排井點(diǎn),面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(diǎn)(圖1.20);為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛出入基坑,可不封閉,布置為U形環(huán)狀井點(diǎn)。,當(dāng)一

41、級井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時,可采用二級井點(diǎn),即先挖去第一級井點(diǎn)所疏干的土,然后在基坑底部裝設(shè)第二級井點(diǎn),使降水深度增加(圖1.21)。,輕型井點(diǎn)的安裝 輕型井點(diǎn)的施工分為準(zhǔn)備工作及井點(diǎn)系統(tǒng)安裝。 準(zhǔn)備工作包括井點(diǎn)設(shè)備、動力、水泵及必要材料準(zhǔn)備,排水溝的開挖,附近建筑物的標(biāo)高監(jiān)測以及防止附近建筑沉降的措施等。埋設(shè)井點(diǎn)系統(tǒng)的順序:根據(jù)降水方案放線、挖管溝、布設(shè)總管、沖孔、下井點(diǎn)管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點(diǎn)管與總管、安裝抽水設(shè)

42、備、試抽。 井點(diǎn)管的埋設(shè)一般用水沖法施工,分為沖孔(圖1.22(a))和埋管(圖1.22(b))兩個過程 。,輕型井點(diǎn)使用 輕型井點(diǎn)運(yùn)行后,應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水。 井點(diǎn)淤塞,一般可以通過聽管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查。 地下基礎(chǔ)工程(或構(gòu)筑物)竣工并進(jìn)行回填土后,停機(jī)拆除井點(diǎn)排水設(shè)備。,2.噴射井點(diǎn) 當(dāng)基坑開挖較深,降水深度要求較大時,可采用噴射井點(diǎn)降水。其降水深度可達(dá)8~20 m

43、,可用于滲透系數(shù)為0.1~50 m/d的砂土、淤泥質(zhì)土層。 噴射井點(diǎn)施工順序是:安裝水泵設(shè)備及泵的進(jìn)出水管路;鋪設(shè)進(jìn)水總管和回水總管;沉設(shè)井點(diǎn)管(包括灌填砂濾料),接通進(jìn)水總管后及時進(jìn)行單根試抽、檢驗(yàn);全部井點(diǎn)管沉設(shè)完畢后,接通回水總管,全面試抽,檢查整個降水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況及降水效果。,,,,3.管井井點(diǎn) 管井井點(diǎn)就是沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井,每個管井單獨(dú)用一臺水泵不斷抽水來降低地下水位。在土的滲透系數(shù)大(20~200m/d

44、)的土層中,宜采用管井井點(diǎn)。管井井點(diǎn)的設(shè)備主要是由管井、吸水管及水泵組成。,,,,4.深井井點(diǎn) 當(dāng)要求井內(nèi)降水深度超過15m時,可在管井中使用深井泵抽水。這種井點(diǎn)稱為深井井點(diǎn)(或深管井井點(diǎn))。深井井點(diǎn)一般可降低水位30~40m,有的甚至可達(dá)百米以上。 常用的深井泵有兩種類型。一種是深井潛水泵, 另一種是電動機(jī)安裝在地面上,通過傳動軸帶動多級葉輪工作而排水。,,5.電滲井點(diǎn)電滲井點(diǎn)是在輕型或噴射井點(diǎn)中增設(shè)電極而形成,主要用于滲

45、透系數(shù)小于0.1m/d的土層。,,圖1-37 電滲井點(diǎn) 1一井點(diǎn)管;2一電極;3-直流電源,三、降水對周圍地面的影響及預(yù)防措施 降低地下水位時,由于土顆粒流失或土體壓縮固結(jié),易引起周周地面沉降。由于土層的不均勻性和形成的水位呈漏斗狀,地面沉降多為不均勻沉降,可能導(dǎo)致周圍的建筑物傾斜、下沉、道路開裂或管線斷裂。因此,井點(diǎn)降水時,必須采取相應(yīng)措施,以防造成危害。 1.回灌井點(diǎn)法2.設(shè)置止水帷幕法 3.減緩降水速度法,,四.

46、流砂及其防治 1.流砂現(xiàn)象及其危害 1)流砂現(xiàn)象:當(dāng)開挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂時,如果采用集水井法降水開挖,當(dāng)挖至地下水位以下時,坑底下面的土?xí)纬闪鲃訝顟B(tài),隨地下水涌入基坑,這種現(xiàn)象稱為流砂。 2)流砂現(xiàn)象的危害: 土失去承載力,引起塌方,土邊挖邊冒,難以施工。2.產(chǎn)生流砂的原因 原因:內(nèi)因和外因 1)內(nèi)因:取決于土的性質(zhì),當(dāng)土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排

47、水性能差等均產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。流砂現(xiàn)象極易發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞粘土中。,,2、外因:動水壓力動水壓力是流砂發(fā)生的重要條件。流動中的地下水對土顆粒產(chǎn)生的壓力稱為動水壓力,其性質(zhì)通過圖1—21 所示的試驗(yàn)說明。由上式可知,動水壓GD與水力坡度I成正比,水位差越大,動水壓力越大,而滲透路程越長,動水壓力越小。產(chǎn)生流砂現(xiàn)象主要是由于地下水的水力坡度大,即動水壓力大,而且動水壓力的方向(與水流方向一致)與土的重力方向相反,土不僅受水的浮力

48、,而且受動水壓力的作用,有向上舉的趨勢,當(dāng)動水壓力等于或大于土的浸水密度時,土顆粒處于懸浮狀態(tài),并隨地下水一起流入基坑,即發(fā)生流砂現(xiàn)象。,3.流砂的防治防治流砂的總原則是“治砂必治水”流砂防治的主要途徑是減小或平衡動水壓力、截住地下水流、改變動水壓力方向。具體措施為:(1)搶挖法(2)水下挖土法:水中挖土?xí)r,不抽水或減少抽水,保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡; (3)打鋼板樁或作地下連續(xù)墻法(4)在枯水季節(jié)開挖:如條件許可,盡

49、量安排枯水期施工,使最高地下水位不高于坑底0.5m; (5)井點(diǎn)降水法(6)凍結(jié)法(7)采用樁基或沉井,,五.深基坑止水技術(shù),1 .止水帷幕施工方法 (1)高壓噴射注漿法——成幕質(zhì)量好,適用土層廣,但成本高; (2)深層攪拌法——成本低,只適用軟粘土地基; (3)壓力灌漿法——適用土層較廣,施工方便,但注漿可控性差,形成完整帷幕較難。,2 高壓噴射注漿法 堵水防滲按雙排或三排布孔,孔距0.866倍旋噴

50、樁直徑。噴射水泥漿,可摻2%~4%的水玻璃,提高抗?jié)B。有抗?jié)B要求,不宜摻礦渣水泥 。 先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升。,3 深層攪拌法 深層攪拌法分噴漿深層攪拌法和噴粉深層攪拌法兩種。形成止水帷幕常用噴漿深層攪拌法。 漿液水灰比0.45~0.55,4 高壓灌漿法 (1)鉆孔Ø91mm (2)鉆桿內(nèi)灌入封閉泥漿。 (3)插入閥管

51、到設(shè)計深度。 (4)封閉泥漿凝固后,在塑料閥管中插入雙向密封注漿芯管進(jìn)行注漿。 (5)注漿完畢沖洗塑料閥管中殘留漿液。,1.4.1.1 推土機(jī) 按行走的方式,可分為履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)按鏟刀的操作方式分為索式和液壓式,按鏟刀的安裝方式又分為固定式和回轉(zhuǎn)式。履帶式推土機(jī)附著力強(qiáng),爬坡性能好,適應(yīng)性強(qiáng);輪胎式推土機(jī)行駛速度快,靈活性好。 目前,我國生產(chǎn)的履帶式推土機(jī)有東方32100、T-120、黃河220等;輪胎式推土機(jī)有

52、TL160等。 推土機(jī)是一種自行式的挖土、運(yùn)土工具。適于運(yùn)距在l00m以內(nèi)的平土或移挖作填,以30~60m為最佳。一般可挖運(yùn)一~三類土。 。,1.4 土方機(jī)械化施工,,1.4.1 常用土方施工機(jī)械,提高生產(chǎn)率的方法:(1)下坡推土法 (2)分批集中,一次推送法(3) 溝槽推土法(4) 并列推土法(5)斜角推土法,1.4.1.2 鏟運(yùn)機(jī) 按行走方式分為牽引式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī);按鏟斗操縱系統(tǒng)分,有液壓操縱和機(jī)械操縱兩種

53、。 為了提高鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)效率,可以采取下坡鏟土、推土機(jī)推土助鏟等方法,縮短裝土?xí)r間,使鏟斗的土裝得較滿。 助鏟法:根據(jù)填、挖方區(qū)分布情況,結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件,合理選擇運(yùn)行路線,提高生產(chǎn)率。開行路線:環(huán)形路線“8”字形路線,1.4.1.3 單斗挖土機(jī) 單斗挖土機(jī)按工作裝置不同,可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。 單斗挖土機(jī)按其操縱機(jī)構(gòu)的不同,可分為機(jī)械式和液壓式兩類。液壓式單斗挖土機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大;快速

54、作業(yè)時,慣性小,并能高速反轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)動平穩(wěn),可減少強(qiáng)烈的沖擊和振動;結(jié)構(gòu)簡單,機(jī)身輕,尺寸??;附有不同的裝置,能一機(jī)多用;操縱省力,易實(shí)現(xiàn)自動化。,(1) 正鏟挖土機(jī) 正鏟挖土機(jī)的工作特點(diǎn):前進(jìn)向上,強(qiáng)制切土 前進(jìn)行駛,鏟斗由下向上強(qiáng)制切土,挖掘力大,生產(chǎn)效率高;適用于開挖含水量不大于27%的一至四類土,可以挖掘大型干燥基坑和土丘等;開挖水上土和停機(jī)面以上土;且與自卸汽車配合完成整個挖掘運(yùn)輸作業(yè); 。 正鏟挖土機(jī)的開挖方式,根據(jù)開挖

55、路線與運(yùn)輸車輛的相對位置的不同,挖土和卸土的方式有以下兩種: 正向挖土,側(cè)向卸土(圖1.26(b)) 正向挖土,反向卸土(圖1.26(a)),(2) 反鏟挖土機(jī) 反鏟挖土機(jī)的工作特點(diǎn):后退向下,強(qiáng)制切土 機(jī)械后退行駛,鏟斗由上而下強(qiáng)制切土,用于開挖停機(jī)面以下的一至三類土,適用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管溝,也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開挖。 反鏟挖土機(jī)的開行方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種。 溝端開挖

56、(圖1.28(a))反鏟挖土機(jī)停在溝端,向后退著挖土。 溝側(cè)開挖(圖1.28(b))挖土機(jī)在溝槽一側(cè)挖土,挖土機(jī)移動方向與挖土方向垂直。,(3) 拉鏟挖土機(jī):后退向下,自重切土 拉鏟挖土機(jī)工作時利用慣性,把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼絲繩進(jìn)行挖土或卸土,鏟斗由上而下,靠自重切土,可以開挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程,特別適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似,可溝端開挖

57、,也可溝側(cè)開挖。(4) 抓鏟挖土機(jī):直上直下,自重切土 能開挖一~二類土,適于施工面狹窄而深的基坑、深槽、沉井等開挖,清理河泥等工程,最適于水下挖土,或裝卸碎石、礦渣等松散材料。土質(zhì)堅硬時不能用抓鏟施工。,1.4.2.1 土方機(jī)械選擇的原則 施工機(jī)械的選擇應(yīng)與施工內(nèi)容相適應(yīng);土方施工機(jī)械的選擇與工程實(shí)際情況相結(jié)合;主導(dǎo)施工機(jī)械確定后,要合理配備完成其他輔助施工過程的機(jī)械;選擇土方施工機(jī)械要考慮其他施工方法,輔助土方機(jī)械

58、化施工。,1.4.2 土方機(jī)械的選擇,,1.4.2.2 土方開挖方式與機(jī)械選擇 (1) 平整場地常由土方的開挖、運(yùn)輸、填筑和壓實(shí)等工序完成。 地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地,選用鏟運(yùn)機(jī)較適宜。 地形起伏較大,挖方、填方量大且集中的平整場地,運(yùn)距在1000m以上時,可選擇正鏟挖土機(jī)配合自卸車進(jìn)行挖土、運(yùn)土,在填方區(qū)配備推土機(jī)平整及壓路機(jī)碾壓施工。挖填方高度均不大,運(yùn)距在100m以內(nèi)時,采用推土機(jī)施工,靈活、經(jīng)濟(jì)。,(2)

59、地面上的坑式開挖 單個基坑和中小型基礎(chǔ)基坑開挖,在地面上作業(yè)時,多采用抓鏟挖土機(jī)和反鏟挖土機(jī)。抓鏟挖土機(jī)適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑;反鏟挖土機(jī)適于四類以下土質(zhì),深度在4m以內(nèi)的基坑。(3) 長槽式開挖 指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽,適于挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝,宜采用反鏟挖土機(jī);若為水中取土或土質(zhì)為淤泥,且坑底較深,則可選擇抓鏟挖土機(jī)挖土。若土質(zhì)干燥,槽底開挖不深,基槽長30m以上,可采用推土

60、機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)施工。地面上的坑式開挖,(4) 整片開挖 對于大型淺基坑且基坑土干燥,可采用正鏟挖土機(jī)開挖。若基坑內(nèi)土潮濕,則采用拉鏟或反鏟挖土機(jī),可在坑上作業(yè)。(5)對于獨(dú)立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開挖,則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機(jī)配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運(yùn)土。,1.5 施工準(zhǔn)備與基坑(槽)施工,,1.5.1 施工準(zhǔn)備,(1) 在場地平整施工前,應(yīng)利用原場地上已有各類控制點(diǎn),或已有建筑物、構(gòu)筑物的位置

61、、標(biāo)高,測設(shè)平場范圍線和標(biāo)高。(2) 對施工區(qū)域內(nèi)障礙物要調(diào)查清楚,制訂方案,并征得主管部門意見和同意,拆除影響施工的建筑物、構(gòu)筑物;拆除和改造通訊和電力設(shè)施、自來水管道、煤氣管道和地下管道;遷移樹木。,(3) 盡可能利用自然地形和永久性排水設(shè)施,采用排水溝、截水溝或擋水壩措施,把施工區(qū)域內(nèi)的雨雪自然水、低洼地區(qū)的積水及時排除,使場地保持干燥,便于土方工程施工。(4) 對于大型平整場地,利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀,將場地設(shè)計平面圖的方

62、格網(wǎng)在地面上測設(shè)固定下來,各角點(diǎn)用木樁定位,并在樁上注明樁號、施工高度數(shù)值,以便施工。 (5) 修好臨時道路、電力、通訊及供水設(shè)施,以及生活和生產(chǎn)用臨時房屋。,房屋定位:在基礎(chǔ)施工之前根據(jù)建筑總平面圖設(shè)計要求,將擬建房屋的平面位置和零點(diǎn)標(biāo)高在地面上固定下來。定位一般用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和鋼尺等測量儀器,根據(jù)主軸線控制點(diǎn),將外墻軸線的四個交點(diǎn)用木樁測設(shè)在地面上( )。 房屋外墻軸線測定后,根據(jù)建筑平面圖將內(nèi)部縱橫的所有軸線都

63、一一測出,并用木樁及樁頂面小釘標(biāo)識出來。,1.5.2 房屋定位,,,放線:房屋定位后,根據(jù)基礎(chǔ)的寬度、土質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋置深度及施工方法,計算確定基槽(坑)上口開挖寬度,拉通線后用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線( )。,1.5.3 放線,,,基槽開挖寬度的計算:,(1)不放坡,不加擋土板支撐 (2) 不放坡,但要留工作面 一般,當(dāng)基槽(坑)底在地下水位以上時,每邊留出工作面寬度為300mm,基槽放

64、灰線尺寸為:,式中 d——基礎(chǔ)放灰線寬,mm; a——基礎(chǔ)底寬,mm; c—工作面寬(一般取300mm),(1.15),(3) 留工作面并加支撐  當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深,場地又狹窄不能放坡時,為防止土壁坍塌,必須設(shè)置支撐。此時,放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外,還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。,(4) 放坡  如果基槽深度超過《土方和爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定時,即使

65、土質(zhì)良好且無地下水,亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況,參照表1.5放坡。放灰線尺寸為(圖1.32):,式中 b ——放坡寬度,b=mh; m ——坡度系數(shù); h —基槽開挖深度。,(1.16),1.5.4 基槽(坑)土方開挖,基槽(坑)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機(jī)開挖兩種形式。開挖基槽(坑)應(yīng)按規(guī)定的尺寸,合理安排開挖順序和分層進(jìn)行,且連續(xù)施工。土方開挖的順序、方法必須與設(shè)計工況一致,并遵循“

66、開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴(yán)禁超挖”的原則。,,1.5.3.1 基槽(坑)開挖深度控制,當(dāng)基槽(坑)挖到離坑底0.5m左右時,根據(jù)龍門板上標(biāo)高及時用水準(zhǔn)儀抄平,在土壁上打上水平樁,作為控制開挖深度的依據(jù)。,1.5.3.2 基槽(坑)開挖中注意事項,在開挖基槽(坑)之前,應(yīng)檢查龍門板、軸線樁有無走動現(xiàn)象,并根據(jù)設(shè)計圖紙校核基礎(chǔ)軸線的位置、尺寸及水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高等。基槽(坑)、管溝的挖土應(yīng)分層進(jìn)行。在施工過程中,基槽(坑)、管溝邊堆

67、置土方不應(yīng)超過設(shè)計荷載?;?坑)土方施工中及雨后,應(yīng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境進(jìn)行觀察和監(jiān)測,如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理,待恢復(fù)正常后方可繼續(xù)施工。,基槽(坑)開挖時,要加強(qiáng)垂直高度方向的測量,防止超挖,防止攪動基底土層。 對特大型基坑,應(yīng)分區(qū)分塊挖至設(shè)計標(biāo)高,分區(qū)分塊及時澆筑墊層。土方開挖施工中,若發(fā)現(xiàn)古墓及文物等,要保護(hù)好現(xiàn)場,并立即通知文物管理部門,經(jīng)查看處理后方可施工。,1.5.3.3 驗(yàn)槽,基槽(坑)開挖完畢并清理好以后,在墊

68、層施工以前,施工單位應(yīng)會同勘察、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位一起進(jìn)行現(xiàn)場檢查并驗(yàn)收基槽,通常稱為驗(yàn)槽。,驗(yàn)槽(坑)的主要內(nèi)容和方法如下:核對基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底標(biāo)高。核對基槽(坑)土質(zhì)和地下水情況。空穴、古墓、古井、防空掩體及地下埋設(shè)物的位置、深度、形狀。對整個基槽(坑)底進(jìn)行全面觀察,注意土的顏色是否一致,土的堅硬程度是否一樣,有無軟硬不一或弱土層,局部的含水量有無異?,F(xiàn)象,走上去有無顫動的感覺等。驗(yàn)槽的重點(diǎn)

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