CN113668562A - 一种基坑支护的结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基坑支护的结构，涉及基坑施工技术领域，包括若干层沿基坑深度间隔设置的支护组件以及安装在基坑顶部的横向支撑组件；每层支护组件均包括贴合设于基坑内壁的防护机构以及设置在基坑四周内壁中的内桩，且内桩和防护机构通过连接组件固定，且内桩包括壳体以及壳体内的填充物；基坑的侧壁内沿倾斜方向开设预埋槽，预埋槽的顶端敞口位于基坑的侧壁上。本发明设计的基坑支护结构，无需在基坑的底部设置支撑架，节约基坑内部空间，从而方便基坑施工，提高基坑的施工效率，并且能够有效使得防护机构和内桩固定，起到稳定基坑的作用，同时设计的横向支撑组件进一步提高支护结构的稳定性。

Description

一种基坑支护的结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及基坑施工技术领域，具体而言，涉及一种基坑支护的结构及其施工方法。

背景技术

目前，随着城市建设的发展，高层建筑逐渐增多，城区建筑物日益密集。由于使用功能和开发地下空间的要求，高层建筑一般都设计有较大平面尺寸和深度的地下室。地下空间的开发涉及到深建筑基坑的安全，这对坐落于软土地基上的建筑密集地区尤为重要。

因此，基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全。现有的基坑支护结构有地连墙、支护桩等。其中地连墙的施工方法为：在基坑开挖前，在预挖基坑的位置的周边开挖沟壑，在沟壑中进行混凝土的浇筑，混凝土凝固后形成地连墙。地连墙完成后进行基坑的开挖，通过地连墙的结构对基坑侧壁的支护。但是基坑较大且较深时，依然需要在基坑内部制作支护结构对地连墙进行支护，提供地连墙的支护强度。而支护结构一般为一端支撑在基坑底部，另一端支撑在地连墙的内壁上。现有技术中的不足之处在于：在基坑内另设支护结构需要占据较大的空间，影响基坑内部的施工，给工作带来很大的不便。

发明内容

本申请提供一种基坑支护的结构及其施工方法，以改善上述问题。

本发明具体是这样的：

一种基坑支护的结构，包括若干层沿基坑深度间隔设置的支护组件以及安装在基坑顶部的横向支撑组件；

每层支护组件均包括贴合设于基坑内壁的防护机构以及设置在基坑四周内壁中的内桩，且内桩和防护机构通过连接组件固定，且内桩包括壳体以及壳体内的填充物；

基坑的侧壁内沿倾斜方向开设预埋槽，预埋槽的顶端敞口位于基坑的侧壁上。

优选的，防护机构包括若干个和内桩对应的护板；

壳体包括上段、下段以及开设在壳体上的若干个环形槽，且壳体内设有填充腔以容纳填充物，其中，上段的端部具有连通填充腔的开口、用以注入填充物，下段内开设穿孔，壳体内还分布若干个与其内部连通的镂空，环形槽的横截面为方形。

优选的，连接组件包括穿过穿孔的第一连接机构和穿过环形槽的第二连接机构，且第一连接机构和第二连接机构的结构相同，其中，第一连接机构和第二连接机构均穿过护板后插入基坑的内壁，连接组件还包括预埋在壳体的填充物中的埋杆一。

优选的，第一连接机构和第二连接机构均包括杆体、和转动内杆，其中，杆体为锥形杆状，杆体内具有空心，转动内杆转动设于空心内，且转动内杆的外端贯穿出杆体外，转动内杆的内端具有限位卡块，杆体的末端还开设有缺口，旋转转动内杆，能够使得限位卡块伸出缺口或收容于空心内，第一连接机构内的限位卡块用以从一侧穿过环形槽、并抵触于该侧的相邻侧壁，第二连接机构内的限位卡块用以和对应穿孔内壁上的限位槽配合卡接。

优选的，相邻的两块护板之间还通过若干组锁紧机构连接，锁紧机构包括伸缩杆、中间套筒以及连接套，其中，中间套筒的内壁开设有内螺纹，伸缩杆的外壁具有外螺纹，且中间套筒的两端均螺旋安装有伸缩杆，伸缩杆的另一端分别螺旋连接在一连接套上，两个连接套分别和相邻的两块护板固定。

优选的，相邻的护板之间还可拆卸安装有覆在锁紧机构外侧的卡接板，卡接板的中心开设有和锁紧机构对应的通孔，中间套筒的中部开设有中心孔，每个通孔内均插设有插杆，插杆的末端穿过中心孔、并深入至基坑的内侧壁中。

优选的，横向支撑组件设有若干组，其包括横梁以及设于横梁两侧的两个支撑块，支撑块内开设有卡槽，在内桩中设有的埋杆二，支撑块固定连接在埋杆二上，且横梁的两端卡接在支撑块内的卡槽中，横向支撑组件还包括有用以稳定支撑块的稳定机构。

优选的，稳定机构包括固定在基坑四周地面上的锚定柱以及设于地面上的连接板，且连接板的一端连接于锚定柱，连接板的另一端和支撑块通过一铰接杆铰接，支撑块的底部还通过铰链转动安装有支撑杆，支撑杆的底端铰接在一支撑座上，支撑座与相邻的护板纵向滑动连接，且护板上固定有纵向设置的拉簧、以支撑在支撑座的底部；

稳定机构还包括固定套、稳定杆以及安装架，其中，固定套固定套接在横梁上，稳定杆的一端和固定套转动连接，稳定杆的另一端转动连接在一连接座上，连接座的一侧固定有竖板，上述的安装架为U形支架，且其两端固定在护板的外侧，安装架上转动安装有传动齿轮，传动齿轮位于支撑座、竖板之间，且支撑座与竖板上均固定有与传动齿轮啮合的齿板。

优选的，壳体的上段的末端端面与基坑侧壁在同一水平面上，填充物为混凝土，且壳体内设有压迫机构，以在混凝土硬化时压迫混凝土收缩；

压迫机构包括设置在壳体内壁的若干组伸缩气囊以及设于壳体内、并与各个伸缩气囊内部气相连通的气道以及外部的气泵。

一种基坑支护的结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一、整理、清洁待挖基坑处的地面，四周设置围挡，设备进场；

步骤二、预挖基坑至一初始深度，于此时的基坑侧壁钻取预埋槽、并安装内桩；

步骤三、继续挖设基坑至指定深度，此时能够沿基坑内侧壁在内桩的对应位置逐个防护机构；

步骤四、于基坑的顶部安装横向支撑组件；

步骤五、继续在此时基坑的底面重复步骤二、步骤三的操作，如此往复，完成支护结构的安装。

本发明的有益效果是：

本发明设计的基坑支护结构，主要包括设置在基坑内的内桩和贴合在基坑侧壁的防护机构，相对于现有的支护机构，无需在基坑的底部设置支撑架，节约基坑内部空间，从而方便基坑施工，提高基坑的施工效率。

本发明设计的内桩和防护机构主要包括设于预埋槽内的壳体以及壳体内的填充物，还包括贴合在基坑内壁的防护板以及卡接板，通过第一连接机构、第二连接机构固定，能够有效使得防护机构和内桩固定，起到稳定基坑的作用。

本发明在基坑的顶部设置有横向支撑组件，其主要包括横梁和横梁两端的支撑块，通过上述结构能够使得基坑得到进一步支护，并且横梁的压力能够为防护机构与基坑侧壁的贴合起到进一步的压紧作用，提高支护结构的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的基坑开始挖设时的结构示意图；

图3为本发明的图1的A处放大图；

图4为本发明的图3的B处放大图；

图5为本发明的图3的C处放大图；

图6为本发明的基坑侧壁的结构示意图；

图7为本发明的第二连接机构和内桩的安装结构示意图；

图8为本发明的内桩壳体的结构示意图；

图9为本发明的锁紧机构的结构示意图；

图10为本发明的图6的D处放大图；

图11为本发明的实施例2中的局部结构示意图；

图12为本发明的图11的E处放大图。

图标：基坑1、防护机构2、横梁3、内桩4、埋杆一5、预埋槽6、埋杆二7、连接板8、铰接杆9、支撑杆10、支撑座11、铰接座12、卡槽13、锚定柱14、护板15、第一连接机构16、辅助锚杆17、环形槽18、第二连接机构19、凹槽20、通孔21、卡接板22、锁紧机构23、限位卡块24、穿孔25、限位槽26、伸缩杆27、中心孔28、中间套筒29、插杆30、连接套31、杆体32、空心33、转动内杆34、缺口35、上段36、镂空37、开口38、下段39、固定套40、稳定杆41、连接座42、竖板43、连接滑块44、安装架45、传动齿轮46。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

请参照图1-12，一种基坑支护的结构，包括若干层沿基坑1深度间隔设置的支护组件以及安装在基坑1顶部的横向支撑组件；

请参照图1，每层支护组件均包括贴合设于基坑1内壁的防护机构2以及设置在基坑1四周内壁中的内桩4，且内桩4和防护机构2通过连接组件固定，且内桩4包括壳体以及壳体内的填充物；

请参照图2，基坑1的侧壁内沿倾斜方向开设预埋槽6，预埋槽6的顶端敞口位于基坑1的侧壁上。

请参照图1、图3，防护机构2包括若干个和内桩4对应的护板15；

请参照图8，壳体包括上段36、下段39以及开设在壳体上的若干个环形槽18，且壳体内设有填充腔以容纳填充物，其中，上段36的端部具有连通填充腔的开口38、用以注入填充物，下段39内开设穿孔25，壳体内还分布若干个与其内部连通的镂空37，环形槽18的横截面为方形。镂空37以便于填充物流动至与预埋槽6的内壁接触，产生应力，使得内桩4的安装结构更加稳定。

请参照图3，在本方案中，连接组件包括穿过穿孔25的第一连接机构16和穿过环形槽18的第二连接机构19，且第一连接机构16和第二连接机构19的结构相同，其中，第一连接机构16和第二连接机构19均穿过护板15后插入基坑1的内壁，连接组件还包括预埋在壳体的填充物中的埋杆一5。通过第一连接机构16和第二连接机构19能够使得护板15和内桩4以及基坑的侧壁紧密连接，护板能够更加稳定的贴附在基坑的侧壁上，防护效果更佳。

请参照图3、图5以及图7，优选的，本方案中，第一连接机构16和第二连接机构19均包括杆体32、和转动内杆34，其中，杆体32为锥形杆状，杆体32内具有空心33，转动内杆34转动设于空心33内，且转动内杆34的外端贯穿出杆体32外，转动内杆34的内端具有限位卡块24，杆体32的末端还开设有缺口35，旋转转动内杆34，能够使得限位卡块24伸出缺口35或收容于空心33内，第一连接机构16内的限位卡块24用以从一侧穿过环形槽18、并抵触于该侧的相邻侧壁，第二连接机构19内的限位卡块24用以和对应穿孔25内壁上的限位槽26配合卡接。通过上述结构，能够方便安装第一连接机构16和第二连接机构19，方便快速的安装固定护板，并且相对直接插入锚杆固定，本装置操作更加方便省力。

为了进一步稳定基坑的结构以及使得护板15安装更加牢固，请参照图6，在相邻的两块护板15之间还通过若干组锁紧机构23连接，锁紧机构23包括伸缩杆27、中间套筒29以及连接套31，其中，中间套筒29的内壁开设有内螺纹，伸缩杆27的外壁具有外螺纹，且中间套筒29的两端均螺旋安装有伸缩杆27，伸缩杆27的另一端分别螺旋连接在一连接套31上，两个连接套31分别和相邻的两块护板15固定。上述结构可通过旋转中间套筒29改变整个锁紧机构23的长度，便于调节，同时伸缩杆和护板15直接通过与连接套31螺旋连接固定，安装拆卸更加方便。

在上述方案的基础上，相邻的护板15之间还可拆卸安装有覆在锁紧机构23外侧的卡接板22，卡接板22的中心开设有和锁紧机构23对应的通孔21，中间套筒29的中部开设有中心孔28，每个通孔21内均插设有插杆30，插杆30的末端穿过中心孔28、并深入至基坑1的内侧壁中，通过上述结构能够使得基坑1的侧壁被整齐排列的卡接板22和护板15贴合保护，结构更加稳定牢固。

在基坑的顶端容易出现塌陷的问题，因此本方案中，请参照图1、图4、图11，在横向支撑组件设有若干组，其包括横梁3以及设于横梁3两侧的两个支撑块12，支撑块12内开设有卡槽13，在内桩4中设有的埋杆二7，支撑块12固定连接在埋杆二7上，且横梁3的两端卡接在支撑块12内的卡槽13中，横向支撑组件还包括有用以稳定支撑块12的稳定机构。上述结构能够方便固定支撑块12的位置，利用支撑块12能够有效支撑固定横梁3。

进一步的，本方案中稳定机构包括固定在基坑1四周地面上的锚定柱14以及设于地面上的连接板8，且连接板8的一端连接于锚定柱14，连接板8的另一端和支撑块12通过一铰接杆9铰接，支撑块12的底部还通过铰链转动安装有支撑杆10，支撑杆10的底端铰接在一支撑座11上，支撑座11与相邻的护板15纵向滑动连接，且护板15上固定有纵向设置的拉簧、以支撑在支撑座11的底部，其中，在内桩的敞口出的填充物中预设埋杆二7，埋杆二7能够插接在支撑块12的侧面，埋杆二可采用高强度螺纹钢，其直径大于5cm，用以支撑横梁3而不易发生形变。

实施例2：

为了使得结构更加稳定，请参照图11，更进一步的，稳定机构还包括固定套40、稳定杆41以及安装架45，其中，固定套40固定套接在横梁3上，稳定杆41的一端和固定套40转动连接，稳定杆41的另一端转动连接在一连接座42上，连接座42的一侧固定有竖板43，上述的安装架45为U形支架，且其两端固定在护板15的外侧，安装架45上转动安装有传动齿轮46，传动齿轮46位于支撑座11、竖板43之间，且支撑座11与竖板43上均固定有与传动齿轮46啮合的齿板。

在本方案中，壳体的上段36的末端端面与基坑1侧壁在同一水平面上，填充物为混凝土，在本方案中，由于混凝土固化时产生一定的收缩，因此在壳体内设有压迫机构，以在混凝土硬化时压迫混凝土收缩，使得内桩结构更加稳定，不易松动；

在本方案中，压迫机构包括设置在壳体内壁的若干组伸缩气囊以及设于壳体内、并与各个伸缩气囊内部气相连通的气道以及外部的气泵。上述结构在图中未示出，但并不影响本领域技术人员的理解和实施。

本申请还提出了一种基坑支护的结构的施工方法，其主要包括如下步骤：

步骤一、整理、清洁待挖基坑处的地面，四周设置围挡，设备进场；

步骤二、预挖基坑至一初始深度，于此时的基坑侧壁钻取预埋槽6、并安装内桩4；

步骤三、继续挖设基坑至指定深度，此时能够沿基坑内侧壁在内桩4的对应位置逐个防护机构2；

步骤四、于基坑的顶部安装横向支撑组件；

步骤五、继续在此时基坑的底面重复步骤二、步骤三的操作，如此往复，完成支护结构的安装。

具体工作中，可在步骤一完成后预先在基坑1四周的地面上安装好锚定柱14，在第一次预挖时，挖至图1中上方虚线处位置，即可方便利用钻机钻取预埋槽6，并且沿基坑内侧壁的四周均匀开设，然后再各个预埋槽中插入内桩的壳体，待壳体均安装完毕后，利用混凝土泵车对各个壳体内灌装足量的混凝土，并与壳体的敞口出设置埋杆一和埋杆二，待内桩内的混凝土固化后，继续挖设基坑直至能够将护板以及卡接板沿纵向贴合于基坑的内壁，通过第一连接机构和第二连接机构将护板和对应的内桩固定，然后逐个安装锁紧机构和卡接板，即完成一层支护组件的安装，本方案提出的基坑支护结构，能够根据基坑的深度调整安装的支护组件的层数，并且内桩、防护机构的尺寸均可根据实际情况调节，施工方便。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑支护的结构，其特征在于，包括若干层沿基坑(1)深度间隔设置的支护组件以及安装在基坑(1)顶部的横向支撑组件；

每层支护组件均包括贴合设于基坑(1)内壁的防护机构(2)以及设置在基坑(1)四周内壁中的内桩(4)，且所述内桩(4)和所述防护机构(2)通过连接组件固定，且内桩(4)包括壳体以及壳体内的填充物；

所述基坑(1)的侧壁内沿倾斜方向开设预埋槽(6)，所述预埋槽(6)的顶端敞口位于基坑(1)的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，所述防护机构(2)包括若干个和内桩(4)对应的护板(15)；

所述壳体包括上段(36)、下段(39)以及开设在壳体上的若干个环形槽(18)，且壳体内设有填充腔以容纳所述填充物，其中，上段(36)的端部具有连通填充腔的开口(38)、用以注入填充物，下段(39)内开设穿孔(25)，所述壳体内还分布若干个与其内部连通的镂空(37)，所述环形槽(18)的横截面为方形。

3.根据权利要求2所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，所述连接组件包括穿过穿孔(25)的第一连接机构(16)和穿过环形槽(18)的第二连接机构(19)，且第一连接机构(16)和第二连接机构(19)的结构相同，其中，第一连接机构(16)和第二连接机构(19)均穿过所述护板(15)后插入基坑(1)的内壁，连接组件还包括预埋在壳体的填充物中的埋杆一(5)。

4.根据权利要求3所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，所述第一连接机构(16)和第二连接机构(19)均包括杆体(32)、和转动内杆(34)，其中，杆体(32)为锥形杆状，杆体(32)内具有空心(33)，转动内杆(34)转动设于空心(33)内，且转动内杆(34)的外端贯穿出杆体(32)外，转动内杆(34)的内端具有限位卡块(24)，杆体(32)的末端还开设有缺口(35)，旋转转动内杆(34)，能够使得限位卡块(24)伸出缺口(35)或收容于空心(33)内，第一连接机构(16)内的限位卡块(24)用以从一侧穿过环形槽(18)、并抵触于该侧的相邻侧壁，第二连接机构(19)内的限位卡块(24)用以和对应穿孔(25)内壁上的限位槽(26)配合卡接。

5.根据权利要求1或4所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，相邻的两块护板(15)之间还通过若干组锁紧机构(23)连接，锁紧机构(23)包括伸缩杆(27)、中间套筒(29)以及连接套(31)，其中，中间套筒(29)的内壁开设有内螺纹，伸缩杆(27)的外壁具有外螺纹，且中间套筒(29)的两端均螺旋安装有伸缩杆(27)，伸缩杆(27)的另一端分别螺旋连接在一连接套(31)上，两个连接套(31)分别和相邻的两块护板(15)固定。

6.根据权利要求5所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，相邻的护板(15)之间还可拆卸安装有覆在锁紧机构(23)外侧的卡接板(22)，卡接板(22)的中心开设有和锁紧机构(23)对应的通孔(21)，中间套筒(29)的中部开设有中心孔(28)，每个通孔(21)内均插设有插杆(30)，插杆(30)的末端穿过中心孔(28)、并深入至基坑(1)的内侧壁中。

7.根据权利要求6所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，所述横向支撑组件设有若干组，其包括横梁(3)以及设于横梁(3)两侧的两个支撑块(12)，支撑块(12)内开设有卡槽(13)，在所述内桩(4)中设有的埋杆二(7)，支撑块(12)固定连接在埋杆二(7)上，且横梁(3)的两端卡接在支撑块(12)内的卡槽(13)中，横向支撑组件还包括有用以稳定支撑块(12)的稳定机构。

8.根据权利要求7所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，所述稳定机构包括固定在基坑(1)四周地面上的锚定柱(14)以及设于所述地面上的连接板(8)，且连接板(8)的一端连接于锚定柱(14)，连接板(8)的另一端和支撑块(12)通过一铰接杆(9)铰接，所述支撑块(12)的底部还通过铰链转动安装有支撑杆(10)，支撑杆(10)的底端铰接在一支撑座(11)上，支撑座(11)与相邻的护板(15)纵向滑动连接，且护板(15)上固定有纵向设置的拉簧、以支撑在支撑座(11)的底部；

所述稳定机构还包括固定套(40)、稳定杆(41)以及安装架(45)，其中，固定套(40)固定套接在横梁(3)上，稳定杆(41)的一端和固定套(40)转动连接，稳定杆(41)的另一端转动连接在一连接座(42)上，连接座(42)的一侧固定有竖板(43)，上述的安装架(45)为U形支架，且其两端固定在护板(15)的外侧，安装架(45)上转动安装有传动齿轮(46)，传动齿轮(46)位于所述支撑座(11)、竖板(43)之间，且支撑座(11)与竖板(43)上均固定有与传动齿轮(46)啮合的齿板。

9.根据权利要求8所述的一种基坑支护的结构，其特征在于，所述壳体的上段(36)的末端端面与基坑(1)侧壁在同一水平面上，所述填充物为混凝土，且壳体内设有压迫机构，以在混凝土硬化时压迫混凝土收缩；

所述压迫机构包括设置在壳体内壁的若干组伸缩气囊以及设于壳体内、并与各个伸缩气囊内部气相连通的气道以及外部的气泵。

10.一种基坑支护的结构的施工方法，用于权利要求1-9任一项所述的基坑支护的结构的施工，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、整理、清洁待挖基坑处的地面，四周设置围挡，设备进场；

步骤二、预挖基坑至一初始深度，于此时的基坑侧壁钻取预埋槽(6)、并安装内桩(4)；

步骤三、继续挖设基坑至指定深度，此时能够沿基坑内侧壁在内桩(4)的对应位置逐个防护机构(2)；

步骤四、于基坑的顶部安装横向支撑组件；

步骤五、继续在此时基坑的底面重复步骤二、步骤三的操作，如此往复，完成支护结构的安装。

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