JPH06146267A - 地盤改良用攪拌装置及びそれを使用した地盤改良工法 - Google Patents
地盤改良用攪拌装置及びそれを使用した地盤改良工法Info
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- JPH06146267A JPH06146267A JP4066977A JP6697792A JPH06146267A JP H06146267 A JPH06146267 A JP H06146267A JP 4066977 A JP4066977 A JP 4066977A JP 6697792 A JP6697792 A JP 6697792A JP H06146267 A JPH06146267 A JP H06146267A
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
- E02D3/126—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil and mixing by rotating blades
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- Piles And Underground Anchors (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
固結体の断面形状を矩形に形成し、上部構造物を効率的
に、完全に支持する状態を得る。 【構成】 掘削ロッドの先端に接続され、上下端に上部
吐出孔1aと下部吐出孔1bが穿設されたロッド本体1と、
ロッド本体1の周面に、その軸方向に互いに距離を隔て
て突設される上部攪拌翼2及び下部攪拌翼3と、その中
間部の高さにロッド本体1の外周面から距離を隔て、そ
の回転から絶縁された状態で固定される箱形断面形状の
ケーシング4とからなり、掘削ロッドの掘進時と引き抜
き時にそれぞれ下部攪拌翼1aと上部攪拌翼1bによって攪
拌,混合された掘削土と固化材の混合物をケーシング4
によって箱形に均し、これをそのまま柱状に成型するこ
とにより矩形断面形状の固結体Sを造成し、上部構造物
を効率的に、完全に支持する状態を得るものである。
Description
合することにより地中に矩形断面形状の固結体を造成す
る地盤改良工法に使用される攪拌装置,及びそれを使用
した地盤改良工法に関するものである。
削ロッドにより目標の深度まで掘進し、掘削終了後、ま
たは掘削と同時に掘削土砂と掘削ロッドの先端から土中
に吐出される固化材を攪拌し、両者を混合してそのまま
硬化させることにより地中に造成杭等の固結体を造成す
る方法は従来、掘削ロッドと共に鉛直軸回りに回転する
攪拌翼のみで混合を行うことから、完成する固結体は円
柱状,もしくはそれが連続した形状となる。
れることになるが、固結体が円形断面であるのに対し、
構造物の底面は通常矩形であるため、固結体の断面積が
構造物の底面積を下回り(80%程度) 、固結体は構造物
の底面全面を支持する状態にはならないのが実情であ
る。従って底面を完全に支持するには、構造物の底面よ
り広範囲に必要以上の固結体を造成しなければならず、
非効率的で、不経済な支持状態となっている。
体の実情を踏まえてなされたもので、効率的に構造物を
支持する断面形状の固結体を造成する攪拌装置と、それ
を使用した施工方法を新たに提案しようとするものであ
る。
先端に接続されるロッド本体の周面に、その軸方向に互
いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼と下部攪拌翼の
中間部の高さに、ロッド本体の外周面から距離を隔て、
その回転から絶縁された状態で箱形断面形状のケーシン
グを固定し、このケーシングによって掘進時と引き抜き
時にそれぞれ下部攪拌翼と上部攪拌翼によって攪拌,混
合された掘削土と固化材を箱形に均し、そのまま柱状に
成型することにより矩形断面形状の固結体を造成し、上
部構造物を完全に支持しながらその底面積に対する固結
体の断面積を縮小し、支持効率を高め、また施工コスト
を削減する。
攪拌翼によって、引き抜き時は同じく先行する上部攪拌
翼によってそれぞれ攪拌,混合された掘削土と固化材の
混合物を未硬化の状態でその外周を仕切りながら内側へ
取り込み、そのままロッド本体と共に移動することによ
り鉄筋コンクリート造構造物用のスライディングフォー
ム式に混合物の外周を矩形状に均し、混合物を角柱状に
成型する。
ロッド本体と、ロッド本体の周面に、その軸方向に互い
に距離を隔てて突設される上部攪拌翼及び下部攪拌翼
と、上部攪拌翼と下部攪拌翼の中間部の高さに固定され
るケーシングとからなり、ロッド本体の周面の、上部攪
拌翼と下部攪拌翼の各突設位置に掘削ロッドの内部を通
じて固化材を吐出する上部吐出孔と下部吐出孔が穿設さ
れる。
から固化材の吐出が行われ、固化材はまず下部吐出孔の
位置の下部攪拌翼で掘削土と攪拌されて混合され、この
混合物はその上方に位置し、降下するケーシングによっ
て箱形に均される。この一旦均された混合物は更にケー
シングの上方に位置する上部攪拌翼によって再度混合さ
れる。
部吐出孔から吐出が行われ、固化材はその位置の上部攪
拌翼によって掘進時の混合物と混合され、その下方に位
置するケーシングによって箱形に繰り返し均され、更に
その下方の下部攪拌翼によって混合される。
って均すことによりケーシングの内壁にはその内部で攪
拌が行われている混合物等が付着し、混合物の損失が生
ずる可能性があるが、この問題はロッド本体の周面の、
上部吐出孔と下部吐出孔の中間部位置に、上部吐出孔や
下部吐出孔と同じくロッド本体の内部に連通する中間部
吐出孔を穿設し、ここからケーシングの内壁に向けて固
化材を吐出することにより解決され、吐出を行うことに
より攪拌装置の降下時や上昇時にケーシングの内壁に付
着する掘削土や固化材との混合物が切り落とされ、混合
物の損失量が軽減され、混合の効率が高められる。
孔の位置に、その穿設方向に向かって中間部攪拌翼を突
設することにより中間部吐出孔からケーシング内壁まで
の固化材の吐出が案内され、掘削土等の切り落とし効果
が上がり、また上部攪拌翼や下部攪拌翼による攪拌が補
われる。
され、中間部吐出孔からの吐出がロッド本体の上昇時に
行われる場合、中間部吐出孔は下部攪拌翼より上方に位
置することから、上部吐出孔を兼ねる機能を持つためそ
の場合は上部吐出孔を特に設ける必要はない。
に,もしくはロッド本体に着脱自在に接続して一部を本
体から分離可能にし、この分離可能な一部を本体から切
り離し、ケーシングの片側を開放した状態で、造成済み
の隣接する固結体にラップさせて施工することにより造
成済みの固結体の一部を取り込みながら新規固結体の造
成を行うことができ、隣接する固結体間の連続性が確保
され、ケーシングで混合物の領域を区切ることに伴う固
結体間の分離の発生が回避される。
転させ、少なくとも下部吐出孔から固化材を吐出し、下
部攪拌翼と上部攪拌翼により掘削土と固化材を攪拌,混
合すると同時に、ケーシングで混合物の外周を仕切り、
均しながら掘進し、所定深度に到達した後は少なくとも
上部吐出孔から固化材を吐出し、再度上部攪拌翼と下部
攪拌翼により掘削土と固化材との攪拌,混合を行うと同
時に、ケーシングにより混合物を矩形状に成型しながら
掘削ロッドを引き抜く、という要領で行われ、そのまま
固化材を硬化させて角柱状の固結体が造成される。
説明する。
掘削ロッド(図示せず)の先端側に接続されるロッド本
体1と、ロッド本体1の周面に、その軸方向に互いに距
離を隔てて突設される上部攪拌翼2,及び下部攪拌翼3
と、上部攪拌翼2と下部攪拌翼3の中間部の高さに、図
2に示すようにロッド本体1の外周面から距離を隔て、
その回転から絶縁された状態で固定される箱形断面形状
のケーシング4とからなり、ロッド本体1の周面の、上
部攪拌翼2と下部攪拌翼3の各突設位置に掘削ロッドの
内部を通じて固化材を吐出する上部吐出孔1aと下部吐出
孔1bを穿設したもので、掘削ロッドによる地盤の掘削時
と、その引き抜き時に掘削土と固化材の攪拌を行うと同
時に、その混合物の断面形状をケーシング4によって矩
形に整えるものである。
し、その内周が固化材を送るための注入管1cとなり、こ
の注入管1cに連続してロッド本体1の上下端位置に上部
吐出孔1aと下部吐出孔1bが明けられる。
下部攪拌翼3が突設されるそれぞれ上部ハウジング5と
下部ハウジング6が被せられ、この上部ハウジング5と
下部ハウジング6の、上部吐出孔1aと下部吐出孔1bに対
応する位置にこれらに連続して上部吐出孔5a及び下部吐
出孔6bが明けられる。実施例では上部吐出孔1aと下部吐
出孔1b、及び上部吐出孔5aと下部吐出孔6bを共にロッド
本体1の軸に垂直に穿設し、固化材が孔壁に向かって吐
出される方向に配置している。
ング5と下部ハウジング6のそれぞれ上部吐出孔5aと下
部吐出孔6bの位置に突設されるが、図示するようにこの
上部吐出孔5aと下部吐出孔6bの穿設方向に上部攪拌翼2
と下部攪拌翼3が向くことによって上部攪拌翼2や下部
攪拌翼3はそれぞれの側から吐出された固化材を削孔内
に分散させる働きも兼ねることになる。
は主に下部吐出孔1bから、また上昇時は主に上部吐出孔
1aから固化材の吐出を行い、下部吐出孔1bから吐出され
た固化材はその位置の下部攪拌翼3と、吐出後にその位
置を通過する上部攪拌翼2により、また上部吐出孔1aか
ら吐出された固化材は同じくその位置の上部攪拌翼2
と、吐出後に通過する下部攪拌翼3により攪拌される。
時に攪拌されるため降下時と上昇時のいずれのときも効
率的に掘削土と混合されることになる。
孔1bからの吐出を完全に分割し、降下時は下部吐出孔1b
からのみ、上昇時は上部吐出孔1aからのみの吐出を行う
ために、上部ハウジング5と下部ハウジング6をロッド
本体1に対して、あるストロークだけ相対的に上下動自
在に外接させると同時に、上部吐出孔1aと下部吐出孔1b
間の距離より上部吐出孔5aと下部吐出孔6b間の距離を大
きくし、掘削ロッドの降下時は図1に実線で示すように
上部吐出孔1aを上部ハウジング5で閉鎖し、上昇時は鎖
線で示すように下部吐出孔1bを下部ハウジング6で閉鎖
する構造としている。
1に示すように互いに連結されてロッド本体1に外接
し、ロッド本体1に対しては破線で示すようにその外周
面に突設されるストッパ7と、上部ハウジング5,また
は下部ハウジング6の内周面に形成される、ストッパ7
より長い摺動溝8とによって軸方向に相対移動自在とな
っている。摺動溝8とストッパ7の長さの差が上下部ハ
ウジング5,6のロッド本体1に対するストロークとな
る。
グ5と下部ハウジング6の位置を示すが、掘削ロッドの
降下時は上下部ハウジング5,6が土の抵抗によってロ
ッド本体1に対して相対的に上昇し、摺動溝8の下端が
ストッパ7の下端に係止してロッド本体1に対して固定
された状態となる。このとき、図示するように下部ハウ
ジング6の下部吐出孔6bはロッド本体1の下部吐出孔1b
に合致するが、上部吐出孔5aは下部吐出孔1bより上方に
位置し、上部吐出孔1aは上部ハウジング5によって閉塞
され、固化材は下部吐出孔1b,6bからのみ吐出可能とな
る。この図1に示す状態での上部吐出孔5aと上部吐出孔
1aの軸間の距離は、後述する掘削ロッドの上昇時の下部
吐出孔6bと下部吐出孔1bの軸間の距離と等しく、上記ス
トローク長となっている。
すように上下部ハウジング5,6がロッド本体1に対し
て相対的に降下して上部吐出孔5aが上部吐出孔1aに合致
し、下部ハウジング6が下部吐出孔1bを閉塞し、固化材
を上部吐出孔1a,5aからのみ吐出させることになる。
ッド本体1の外周に接続する軸受け9によってロッド本
体1の回転から絶縁された状態に配置され、この軸受け
7の外周から張り出す架設部材10に溶接,もしくはボル
トにより接合されてこれに支持され、周辺の土の抵抗に
よってロッド本体1の回転に関係なくその位置を保持す
る。
1の移動によって掘削土と固化材の混合物の成型が十分
に行える程度の高さを持ち、またケーシング4の下端は
例えば図1に示すようにロッド本体1の降下時の土の抵
抗を低減するために歯形状に形成されており、ケーシン
グ4はロッド本体1の降下時にその先端の刃先4aにより
下部攪拌翼3によって攪拌された掘削土と固化材の混合
物をその外周から仕切ると同時に、ケーシング4の内側
へ取り込み、下部攪拌翼3によって円形断面形状に攪拌
された混合物を箱形断面形状に均す。
合物を再度繰り返して均し、固結体Sの形状を角柱状に
成型する。
2軸型の攪拌装置Aの製作例を示したものである。この
攪拌装置Aはケーシング4の平面形状が長方形となる他
は、単軸型の攪拌装置Aと同じである。
明の実施例を示したものである。
出孔1aと下部吐出孔1bの中間部位置に中間部吐出孔1dを
穿設したもので、この中間部吐出孔1dからケーシング4
の内壁へ向けて固化材を吐出することによりケーシング
4の内壁への掘削土や混合物の付着をなくし、あるいは
少なくし、混合物の混合効率を高めるものである。
孔1bと同じくケーシング4の内周側を向いて明けられ、
ここからの固化材の吐出はロッド本体1の降下時と上昇
時の少なくともいずれかのときに行われる。
昇に応じて相対的に昇降する上部ハウジング5と下部ハ
ウジング6を外接させることにより前記の通り、降下時
は下部吐出孔1b,5bから、上昇時は上部吐出孔1a,5aか
らそれぞれ固化材の吐出を行うことにしていることに伴
い、中間部吐出孔1dからの吐出は降下時,または上昇時
のいずれか一方のときに行われることになるが、中間部
吐出孔1dからの吐出による、ケーシング4の内壁からの
掘削土や混合物の切り落とし(剥離)は掘削ロッドの引
き抜き時、すなわち上昇時に行うことが効果的であるこ
とから、図5に示すようにロッド本体1の上昇時の中間
部吐出孔1dに対応した位置の上部ハウジング5に中間部
吐出孔5dを穿設し、双方を合致させることにより上部吐
出孔1a,5aからの吐出と同時に吐出を行う位置に配置し
ている。なお、ロッド本体1の中間部吐出孔1dや中間部
吐出孔5dの形状をロッド本体1の軸方向に長い長孔にす
ればロッド本体1の降下時と上昇時のいずれのときも中
間部吐出孔1dからの吐出を行うことは可能である。
なわち上部ハウジング5の中間部吐出孔5dの位置に中間
部攪拌翼11を突設し、中間部吐出孔5dから吐出された固
化材をケーシング4の内壁まで案内させている。この中
間部攪拌翼11は降下時には下部攪拌翼3の、上昇時には
上部攪拌翼2の攪拌を補う役割も果たす。
部攪拌翼11を突設し、中間部吐出孔1d, 5dからの固化材
の吐出をロッド本体1の上昇時に行う場合、中間部吐出
孔1d,5dが下部吐出孔1b,6bの上方に位置することに加
え、中間部攪拌翼11が吐出と同時に攪拌を行うことか
ら、中間部吐出孔1d, 5dは上部吐出孔1a, 5aの機能を兼
ねるため、この場合は図7に示すように上部吐出孔1a,
5aは特に設けなくとも足りる。
示したものである。
グ4の本体から分離可能にし、造成済みの隣接する固結
体Sとのラップ施工時に両固結体S,Sの連続性の確保
を容易にしたものである。
組み立てて構成されるが、その内、主に造成済みの固結
体S側のプレート41がケーシング4の本体に対して分離
可能となる。このプレート41はその回りのプレート40,
もしくはロッド本体1に着脱自在に接続することにより
ケーシング4から自由に切り離されるが、実施例では図
8,図9に示すようにプレート41に一体化した架設部材
10を軸受け9に一体化した張出部材13にボルト12を用い
て接合することによりロッド本体1に着脱自在に接続し
ている。
レート41が取り外され、ケーシング4のプレート41側が
開放した状態で使用され、ラップさせて施工することに
より造成済みで、硬化前の固結体Sの一部を新規に造成
される固結体S側に取り込みながら混合を行うことが可
能となり、容易に両固結体S,S間の連続性が保たれ、
プレート41がある場合に混合物の領域が区切られること
によって発生する可能性のある固結体S,S間の分離状
態が回避される。
Aを用いて掘削ロッドを回転させながら昇降させること
により掘削土と固化材を攪拌し、ケーシング4によって
掘削土と固化材の混合物を箱形に均し、図10に示すよう
な角柱状の固結体Sを造成する方法である。固化材には
ソイルセメント,モルタル、またはセメントミルク等の
スラリー等が使用される。
説明したように、攪拌装置Aが付属した掘削ロッドを回
転させ、攪拌装置Aの少なくとも下部吐出孔1bから固化
材を吐出し、上部攪拌翼2及び下部攪拌翼3で掘削土と
固化材を攪拌,混合すると同時に、ケーシング4により
下部攪拌翼3で攪拌された混合物を矩形に均しながら掘
進し、掘削ロッド、すなわち攪拌装置Aが所定深度に到
達した後、改めて少なくとも上部吐出孔1aから固化材を
吐出し、再度上部攪拌翼2及び下部攪拌翼3による混合
物の攪拌を行うと同時に、上部攪拌翼2で攪拌された混
合物のケーシング4による均しを行いながら掘削ロッド
を引き抜く、という要領で行われる。
取り付けられる掘削ビット11により行われ、同時に上部
攪拌翼2と下部攪拌翼3とによる掘削土との攪拌が行わ
れる。
ら固化材の吐出が行われ、まず下部攪拌翼3で掘削土と
攪拌される。攪拌された混合物はその位置に降下してく
るケーシング4によってその内側に取り込まれ、箱形に
均されながら孔底まで連続する。ケーシング4によって
均された混合物はその後から降下する上部攪拌翼2によ
って再度混合される。
5aから固化材の吐出が行われ、その位置で上部攪拌翼2
によって混合される。この混合物は上部攪拌翼2の後か
ら通過するケーシング4によって改めて箱形に均され
る。ケーシング4によって均された混合物は下部攪拌翼
3によって混合が繰り返される。このとき、中間部吐出
孔1d,5dからの固化材の吐出を並行して行うことにより
前記した通り、ケーシング4の内壁に付着した掘削土や
混合物が切り落とされ、無駄のない混合が行われ、混合
効率が上がる。
攪拌翼2と下部攪拌翼3によって円形断面形状に攪拌さ
れた混合物は図10に示すような角柱状の固結体Sに成型
され、完成する。図10は図3,図4に示す2軸型の攪拌
装置Aを使用した場合の、長方形断面形状の固結体Sの
成型状態を示すが、固結体Sの造成は互いにラップして
行われるため請求項4記載発明で説明した通り、隣接す
る固結体S側のプレート41を切り離して施工することに
より連続性のよい固結体S,Sを造成することができ
る。
ドの先端に接続されるロッド本体の周面に、その軸方向
に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼と下部攪拌
翼の中間部の高さに、ロッド本体の外周面から距離を隔
て、その回転から絶縁された状態で箱形断面形状のケー
シングを固定し、このケーシングの移動によって掘進時
と引き抜き時にそれぞれ下部攪拌翼と上部攪拌翼によっ
て攪拌された掘削土と固化材の混合物を箱形に均し、そ
のまま柱状に成型するものであるため、固結体を矩形断
面形状に造成することができ、上部構造物を効率的に、
完全に支持する状態を得ることができると同時に、必要
以上の固結体を造成する必要がなくなるため、施工コス
トの削減を図ることができる。
に中間部吐出孔を穿設することにより掘削土や混合物の
ケーシングへの付着が防止されるため、混合物の損失が
少なくなり、混合の効率を高めることができる。
能に接続しておくことにより造成済みの固結体の一部を
取り込みながら新規固結体の混合を行うことができるた
め、隣接する固結体間の連続性を容易に確保することが
できる。
を示した立面図である。
る。
を示した立面図である。
ある。
を示した平面図である。
る。
孔、1b……下部吐出孔、1c……注入管、1d……中間部吐
出孔、11……掘削ビット、2……上部攪拌翼、3……下
部攪拌翼、4……ケーシング、4a……刃先、40……プレ
ート、41……プレート、5……上部ハウジング、5a……
上部吐出孔、5d……中間部吐出孔、6……下部ハウジン
グ、6b……下部吐出孔、7……ストッパ、8……摺動
溝、9……軸受け、10……架設部材、11……中間部攪拌
翼、12……ボルト、13……張出部材、S……固結体。
Claims (6)
- 【請求項1】 掘削ロッドによる地盤の掘削時と、その
引き抜き時に掘削土と固化材を攪拌し、これらを矩形断
面形状に混合する装置であり、掘削ロッドの先端に接続
されるロッド本体と、ロッド本体の周面に、その軸方向
に互いに距離を隔てて突設される上部攪拌翼及び下部攪
拌翼と、ロッド本体の周面の、上部攪拌翼と下部攪拌翼
の各突設位置に穿設され、掘削ロッドの内部を通じて固
化材を吐出する上部吐出孔及び下部吐出孔と、上部攪拌
翼と下部攪拌翼の中間部の高さに、ロッド本体の外周面
から距離を隔て、その回転から絶縁された状態で固定さ
れる箱形断面形状のケーシングとから構成される地盤改
良用攪拌装置。 - 【請求項2】 ロッド本体の周面の、上部攪拌翼と下部
攪拌翼の中間部位置にはケーシングの内壁に向けて固化
材を吐出する中間部吐出孔が穿設されていることを特徴
とする請求項1記載の地盤改良用攪拌装置。 - 【請求項3】 中間部吐出孔の位置にはその穿設方向
に、固化材の吐出を案内するとともに、上部攪拌翼と下
部攪拌翼の攪拌を補う中間部攪拌翼が突設されているこ
とを特徴とする請求項2記載の地盤改良用攪拌装置。 - 【請求項4】 中間部吐出孔は上部吐出孔を兼ねている
ことを特徴とする請求項3記載の地盤改良用攪拌装置。 - 【請求項5】 ケーシングの一部はケーシング本体に、
もしくはロッド本体に着脱自在に接続し、ケーシングは
一部が本体から分離可能となっていることを特徴とする
請求項1記載の地盤改良用攪拌装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至5記載の攪拌装置が付属し
た掘削ロッドを回転させ、ロッド本体の少なくとも下部
吐出孔から固化材を吐出し、上部攪拌翼及び下部攪拌翼
で掘削土と固化材を攪拌し、下部攪拌翼で攪拌された掘
削土と固化材の混合物を攪拌後に降下するケーシングの
断面形状に均しながら掘進し、掘削ロッドが所定深度に
到達した後、少なくとも上部吐出孔から固化材を吐出
し、再度上部攪拌翼及び下部攪拌翼で固化材と掘削土の
混合物を攪拌し、上部攪拌翼で攪拌された混合物を攪拌
後に上昇するケーシングで箱形に成型しながら掘削ロッ
ドを引き抜き、矩形断面形状の固結体を造成する地盤改
良工法。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP4066977A JPH07119462B2 (ja) | 1991-11-15 | 1992-03-25 | 地盤改良用攪拌装置及びそれを使用した地盤改良工法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3-300168 | 1991-11-15 | ||
JP4066977A JPH07119462B2 (ja) | 1991-11-15 | 1992-03-25 | 地盤改良用攪拌装置及びそれを使用した地盤改良工法 |
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JPH07119462B2 JPH07119462B2 (ja) | 1995-12-20 |
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ID=26408180
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