JPH0790834A - 液状化防止方法および液状化防止ドレーン孔 - Google Patents
液状化防止方法および液状化防止ドレーン孔Info
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- JPH0790834A JPH0790834A JP3350393A JP3350393A JPH0790834A JP H0790834 A JPH0790834 A JP H0790834A JP 3350393 A JP3350393 A JP 3350393A JP 3350393 A JP3350393 A JP 3350393A JP H0790834 A JPH0790834 A JP H0790834A
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 地震時にタイムラッグなくドレーン孔の水圧
を下げて過剰間隙水圧を放散させ、液状化を確実に防止
でき、かつ地盤沈下等の環境のへの影響がなく、経済的
である液状化防止およびドレーン孔。 【構成】 地下水位が高い地盤に、下端が開口し、上部
が気密部となった内管と透水性の外管の二重管からなる
ドレーン孔を設け、内管内に圧気を封入して内管内の水
位を下げておき、地震を感知して排気バルブを開放し、
圧気を放出して、ドレーン孔内の水圧を低下せしめて、
ドレーン孔周囲の過剰間隙水圧を放散させる。
を下げて過剰間隙水圧を放散させ、液状化を確実に防止
でき、かつ地盤沈下等の環境のへの影響がなく、経済的
である液状化防止およびドレーン孔。 【構成】 地下水位が高い地盤に、下端が開口し、上部
が気密部となった内管と透水性の外管の二重管からなる
ドレーン孔を設け、内管内に圧気を封入して内管内の水
位を下げておき、地震を感知して排気バルブを開放し、
圧気を放出して、ドレーン孔内の水圧を低下せしめて、
ドレーン孔周囲の過剰間隙水圧を放散させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は地震によって引き起さ
れる地盤の液状化の防止方法および液状化防止ドレーン
孔に関する。
れる地盤の液状化の防止方法および液状化防止ドレーン
孔に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】地下水位が高くゆるい
砂地盤は地震により液状化し易すく、構築物の倒壊をも
たらすので、液状化の防止対策が求められており、少な
からぬ防止対策が提案されている。すなわち、揚水井
戸で原地下水位を低下させて液状化を防止する地下水位
低下法。グラベルドレーン等を打設して液状化で発生
する過剰間隙水圧を水平方向に消散させる過剰間隙水圧
消散工法。ＡＥセンサーで液状化を検知し、あるいは
地震の振動を検知し、ポンプを起動し井戸を揚水した
り、真空ポンプでウエルポインを稼動して地下水を吸引
する水位低下併用間隙水圧消散工法等がある。
砂地盤は地震により液状化し易すく、構築物の倒壊をも
たらすので、液状化の防止対策が求められており、少な
からぬ防止対策が提案されている。すなわち、揚水井
戸で原地下水位を低下させて液状化を防止する地下水位
低下法。グラベルドレーン等を打設して液状化で発生
する過剰間隙水圧を水平方向に消散させる過剰間隙水圧
消散工法。ＡＥセンサーで液状化を検知し、あるいは
地震の振動を検知し、ポンプを起動し井戸を揚水した
り、真空ポンプでウエルポインを稼動して地下水を吸引
する水位低下併用間隙水圧消散工法等がある。
【０００３】しかし、これら従来の方法は、地下水位の
低下によって周囲地盤の沈下をもたらしたり、地震発生
時のポンプ起動にタイムラッグがあったり、地震時の動
力源となる電力供給の不安等の問題点があり、その改善
が求められていた。
低下によって周囲地盤の沈下をもたらしたり、地震発生
時のポンプ起動にタイムラッグがあったり、地震時の動
力源となる電力供給の不安等の問題点があり、その改善
が求められていた。
【０００４】この発明は上記問題点に着目しなされたも
のである。その目的は、性能および信頼性が高く、かつ
周囲地盤の低下がなく、低コストの維持管理によって液
状化の防止を図り得る液状化防止方法およびドレーン孔
を提案するにある。
のである。その目的は、性能および信頼性が高く、かつ
周囲地盤の低下がなく、低コストの維持管理によって液
状化の防止を図り得る液状化防止方法およびドレーン孔
を提案するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の液状化防止方
法は、地下水位が高い地盤に少なくとも上部が気密部を
なしたドレーン孔を設け、この気密部に地下水圧に近い
圧力の圧気を封入し気密部内水位を気密部下端部近傍に
保ち、地震発生時に気密部内圧気を放出し、ドレーン孔
内の水圧を低下せしめることを特徴とする。請求項２の
液状化防止ドレーン孔は地下水位が高い地盤に、下端が
開口し上部が気密部となった内管と透水性の外管の二重
管からなるドレーン孔を設け、内管内に圧気を封入して
内管内水位を下げてなり、内管は地震を感知して開放
し、圧気を放出する排気バルブを備えていることを特徴
とする。請求項３の液状化防止ドレーン孔は地下水位が
高い地盤に、上端部が気密部、下端部が透水部をなした
単管のドレーン孔を設け、気密部内に圧気を封入して気
密部内水位を下げてなり、気密部は地震を感知して開放
し、圧気を放出する排気バルブを備えていることを特徴
とする。
法は、地下水位が高い地盤に少なくとも上部が気密部を
なしたドレーン孔を設け、この気密部に地下水圧に近い
圧力の圧気を封入し気密部内水位を気密部下端部近傍に
保ち、地震発生時に気密部内圧気を放出し、ドレーン孔
内の水圧を低下せしめることを特徴とする。請求項２の
液状化防止ドレーン孔は地下水位が高い地盤に、下端が
開口し上部が気密部となった内管と透水性の外管の二重
管からなるドレーン孔を設け、内管内に圧気を封入して
内管内水位を下げてなり、内管は地震を感知して開放
し、圧気を放出する排気バルブを備えていることを特徴
とする。請求項３の液状化防止ドレーン孔は地下水位が
高い地盤に、上端部が気密部、下端部が透水部をなした
単管のドレーン孔を設け、気密部内に圧気を封入して気
密部内水位を下げてなり、気密部は地震を感知して開放
し、圧気を放出する排気バルブを備えていることを特徴
とする。
【０００６】請求項４の液状化防止方法は、地下水が高
い地盤にドレーン孔を設け、排水バルブで水を内封した
逆流防止弁付のサイフォン管でドレーン孔と排水管を連
結しておき、地震発生時にサイフォン管内とドレーン孔
内の水を放出し、ドレーン孔内の水位を低下せしめるこ
とを特徴とする。
い地盤にドレーン孔を設け、排水バルブで水を内封した
逆流防止弁付のサイフォン管でドレーン孔と排水管を連
結しておき、地震発生時にサイフォン管内とドレーン孔
内の水を放出し、ドレーン孔内の水位を低下せしめるこ
とを特徴とする。
【０００７】
【実施例】図１は請求項２のドレーン孔を用いた液状化
防止の実施例であり、原地下水位１−１が高い地盤２に
内管３、外管４からなる垂直方向の二重管のドレーン孔
５が設けてある。内管３は下端が開口面６、上部は気密
部７からなる。外管４は透水性で側面に透水孔が穿設し
てあり、周囲にストレーナ８が被せてある。通常、内管
直径は２００〜２５０mm、外管直径は３００mm程度であ
る。
防止の実施例であり、原地下水位１−１が高い地盤２に
内管３、外管４からなる垂直方向の二重管のドレーン孔
５が設けてある。内管３は下端が開口面６、上部は気密
部７からなる。外管４は透水性で側面に透水孔が穿設し
てあり、周囲にストレーナ８が被せてある。通常、内管
直径は２００〜２５０mm、外管直径は３００mm程度であ
る。
【０００８】このドレーン孔5 の気密部７の頂部には、
コンプレッサー９から給気バルブ１０を経由して延びた
給気パイプ１１、および排気バルブ１２を経由して大気
に開放した排気バルブ１３が連結してある、排気バルブ
１２は地表あるいは地中に設けた地震センサー１４が取
付けられ地震を感知してバルブを開放する。
コンプレッサー９から給気バルブ１０を経由して延びた
給気パイプ１１、および排気バルブ１２を経由して大気
に開放した排気バルブ１３が連結してある、排気バルブ
１２は地表あるいは地中に設けた地震センサー１４が取
付けられ地震を感知してバルブを開放する。
【０００９】このドレーン孔５は常時、コンプレッサー
９から送給された地下水圧に相当する圧力の圧気を気密
部７内に封入しておき、その水位１−２を気密管下端近
傍に維持する。この時、内外管３，４間の間隙内の水位
は原地下水位１−１と等しくなる。
９から送給された地下水圧に相当する圧力の圧気を気密
部７内に封入しておき、その水位１−２を気密管下端近
傍に維持する。この時、内外管３，４間の間隙内の水位
は原地下水位１−１と等しくなる。
【００１０】地震が発生し、センサー１４がこれを感知
すると、排気バルブ１２を開放し、気密部７内の圧気を
放出するので、気密部７内の気圧が低下する。このた
め、ドレーン孔５内の地下水（内外管３，４間の間隙内
の地下水）は急速に内管３内に流入し、原地下水位１−
１から孔内水位１−３となり、孔内水圧は静水圧（水位
１−１）から水位１−３に相当する圧に降下する。
すると、排気バルブ１２を開放し、気密部７内の圧気を
放出するので、気密部７内の気圧が低下する。このた
め、ドレーン孔５内の地下水（内外管３，４間の間隙内
の地下水）は急速に内管３内に流入し、原地下水位１−
１から孔内水位１−３となり、孔内水圧は静水圧（水位
１−１）から水位１−３に相当する圧に降下する。
【００１１】地下水位が高い地盤では地震が発生する
と、大きな過剰間隙水圧が発生するが、ドレーン孔の孔
壁の水圧が降下するので、間隙水圧はドレーン孔に向う
横向きの浸透流を起して消散する。
と、大きな過剰間隙水圧が発生するが、ドレーン孔の孔
壁の水圧が降下するので、間隙水圧はドレーン孔に向う
横向きの浸透流を起して消散する。
【００１２】図２(a) ，(b) にドレーン孔壁に作用する
水圧分布およびドレーン孔周囲水平方向の水圧分布を示
す。平常時のドレーン孔５、すなわち外管４内の静水圧
は原地下水位１−１に相当するが、地震発生と同時に急
速に低下し、孔内水位１−３に相当する圧にーーする。
従って、地盤の液状化層に発生した過剰間隙水圧Ｕ0と
孔内水圧との差は、静水圧との差に比べ、孔内水位低下
ΔＨに相当する量大となる。このため孔内に向う大きな
浸透流を生じ、液状化の過剰間隙水圧は急速に低下し、
周囲地盤内の残留過剰間隙水圧が減少する。
水圧分布およびドレーン孔周囲水平方向の水圧分布を示
す。平常時のドレーン孔５、すなわち外管４内の静水圧
は原地下水位１−１に相当するが、地震発生と同時に急
速に低下し、孔内水位１−３に相当する圧にーーする。
従って、地盤の液状化層に発生した過剰間隙水圧Ｕ0と
孔内水圧との差は、静水圧との差に比べ、孔内水位低下
ΔＨに相当する量大となる。このため孔内に向う大きな
浸透流を生じ、液状化の過剰間隙水圧は急速に低下し、
周囲地盤内の残留過剰間隙水圧が減少する。
【００１３】それとともに、下向きの浸透圧も発生し
て、一次液状化の防止（過剰間隙水圧の急速な消散と有
効応力の増大）、二次液状化の防止（上向きの浸透圧＝
過剰間隙水圧の上方への移動の軽減）が図られる。
て、一次液状化の防止（過剰間隙水圧の急速な消散と有
効応力の増大）、二次液状化の防止（上向きの浸透圧＝
過剰間隙水圧の上方への移動の軽減）が図られる。
【００１４】過剰間隙水圧の上昇による一次液状化、過
剰間隙水圧の消散は、数分間の現象であり、ドレーン孔
内の水位を数分間下げていることにより、液状化防止の
効果を高めることができる。
剰間隙水圧の消散は、数分間の現象であり、ドレーン孔
内の水位を数分間下げていることにより、液状化防止の
効果を高めることができる。
【００１５】図３は請求項３の液状化防止ドレーン孔を
用いた液状化防止の実施例である。
用いた液状化防止の実施例である。
【００１６】このドレーン孔5'は上部が気密部１５、下
部が透水部１６をなした単管１７からなる。透水部１６
は周囲に透水孔を穿設し、周囲をとりまきストレーナ８
を被せてなっている。気密部１５の頂部には、給気バル
ブ１０を経由してコンプレッサー９に延びる給気パイプ
１１および排気バルブ１２を経由して大気に開放した排
気パイプ１３が連結してあり、排気バルブ１２には地震
センサー１４を取付けて地震を感知してバルブ１２を開
放すべくなしてある。
部が透水部１６をなした単管１７からなる。透水部１６
は周囲に透水孔を穿設し、周囲をとりまきストレーナ８
を被せてなっている。気密部１５の頂部には、給気バル
ブ１０を経由してコンプレッサー９に延びる給気パイプ
１１および排気バルブ１２を経由して大気に開放した排
気パイプ１３が連結してあり、排気バルブ１２には地震
センサー１４を取付けて地震を感知してバルブ１２を開
放すべくなしてある。
【００１７】このドレーン孔5'も常時気密部１５内に圧
気を封入しておき水位１−２を気密部下端近傍に維持す
る。地震を検知してバルブ１２を開き、圧気を放出す
る。気密部１５内には、周囲の地下水が急速に流入し、
孔内水位１−３となり、ドレーン孔内の水圧は静水圧
（水位１−１）から水位１−３に相当する圧に低下す
る。
気を封入しておき水位１−２を気密部下端近傍に維持す
る。地震を検知してバルブ１２を開き、圧気を放出す
る。気密部１５内には、周囲の地下水が急速に流入し、
孔内水位１−３となり、ドレーン孔内の水圧は静水圧
（水位１−１）から水位１−３に相当する圧に低下す
る。
【００１８】このドレーン孔も前記ドレーン孔と同様に
過剰間隙水圧を消散緩和して地盤の液状化防止に作用で
きる。
過剰間隙水圧を消散緩和して地盤の液状化防止に作用で
きる。
【００１９】図４は請求項４のサイフォン管で水位低下
するドレーン孔を用いた実施例であり、原地下水位１−
１が高い地盤２に外管と排水先１８に連なるサイフォン
管３’からなる垂直方向のドレーン孔５”が設けてあ
る。サイフォン管３’はドレーン孔５”内の下端が開口
面６’、排水先１８での先端が開口面６”からなり、排
水先側に排水バルブ１９、ドレーン孔側に逆流防止弁２
０、頂部に空気弁２１が設けてある。排水バルブ１９
は、地震センサー１４が取り付けられ地震を感知してバ
ルブを開放する。
するドレーン孔を用いた実施例であり、原地下水位１−
１が高い地盤２に外管と排水先１８に連なるサイフォン
管３’からなる垂直方向のドレーン孔５”が設けてあ
る。サイフォン管３’はドレーン孔５”内の下端が開口
面６’、排水先１８での先端が開口面６”からなり、排
水先側に排水バルブ１９、ドレーン孔側に逆流防止弁２
０、頂部に空気弁２１が設けてある。排水バルブ１９
は、地震センサー１４が取り付けられ地震を感知してバ
ルブを開放する。
【００２０】このドレーン孔５”は常時、サイフォン管
３’に水が内封され排水バルブ１９が閉じられており、
内外管３、４間の水位は原地下水位１−１と等しい。
３’に水が内封され排水バルブ１９が閉じられており、
内外管３、４間の水位は原地下水位１−１と等しい。
【００２１】地震が発生し、センサー１４がこれを感知
すると、排水バルブ１９を開放するので、サイフォン管
３’には開放面６’から排水先１８での開放面６”に向
かう水頭差が生じる。このため、ドレーン孔５”内の地
下水（サイフォン管３’と外管４間の間隙内の地下水）
は急速にサイフォン管を通って排水先１８に流出し、原
地下水位１−１から数秒で坑内水位１−３となり、坑内
水圧は静水圧（水位１−１）から水位１−３に相当する
圧に降下する。このとき逆流防止弁２０はサイフォン管
３’からドレーン孔５”内に戻ろうとする水流の脈動を
防止して、ドレーン孔５”内は水位１−３が保たれる。
すると、排水バルブ１９を開放するので、サイフォン管
３’には開放面６’から排水先１８での開放面６”に向
かう水頭差が生じる。このため、ドレーン孔５”内の地
下水（サイフォン管３’と外管４間の間隙内の地下水）
は急速にサイフォン管を通って排水先１８に流出し、原
地下水位１−１から数秒で坑内水位１−３となり、坑内
水圧は静水圧（水位１−１）から水位１−３に相当する
圧に降下する。このとき逆流防止弁２０はサイフォン管
３’からドレーン孔５”内に戻ろうとする水流の脈動を
防止して、ドレーン孔５”内は水位１−３が保たれる。
【００２２】このドレーン孔も前記ドレーン孔と同様に
過剰間隙水圧を消散緩和して地盤の液状化防止に利用で
きる。
過剰間隙水圧を消散緩和して地盤の液状化防止に利用で
きる。
【００２３】
【発明の効果】この発明は以上の通りであり、この液状
化防止方法およびドレーン孔は次の効果を奏する。
化防止方法およびドレーン孔は次の効果を奏する。
【００２４】ドレーン孔内水位低下をもたらす動力源
はあらかじめ圧気、あるいは地下水位の位置エネルギー
として貯えられているので、地震時に動力を必要とせ
ず、安全性、信頼性が高い。タイムラッグなく、地震
時即時に水位低下をもたらすので、確実に機能し、事前
に地震を予測検知する必要がない。地下水位の低下に
よる周囲の地盤低下の恐れがない。他の水位低下法に
比べ、設備が簡易、操作が簡便で、維持管理が容易、低
コストで経済的である。点検維持や余震に対する再作動
は排気バルブを閉じ、圧気を供給するだけ、あるいは、
排水バルブを閉じ、空気バルブから真空ポンプで空気を
抜くだけでよい。
はあらかじめ圧気、あるいは地下水位の位置エネルギー
として貯えられているので、地震時に動力を必要とせ
ず、安全性、信頼性が高い。タイムラッグなく、地震
時即時に水位低下をもたらすので、確実に機能し、事前
に地震を予測検知する必要がない。地下水位の低下に
よる周囲の地盤低下の恐れがない。他の水位低下法に
比べ、設備が簡易、操作が簡便で、維持管理が容易、低
コストで経済的である。点検維持や余震に対する再作動
は排気バルブを閉じ、圧気を供給するだけ、あるいは、
排水バルブを閉じ、空気バルブから真空ポンプで空気を
抜くだけでよい。
【図１】請求項２のドレーン孔の縦断面図である。
【図２】(a),(b) ドレーン孔壁に作用する水圧分布およ
びドレーン孔周辺の水平方向の水圧分布を示す説明図で
ある。
びドレーン孔周辺の水平方向の水圧分布を示す説明図で
ある。
【図３】請求項３のドレーン孔の縦断面図である。
【図４】請求項４の実施例ドレーン孔の縦断面図であ
る。
る。
１−１…原地下水位、１−２…圧気封入時の孔内水位、
１−３…圧気放出時の孔内水位、２…地盤、３…内管、
４…外管、５…ドレーン孔、６…内管下端開口面、７…
気密部、８…ストレーナ、９…コンプレッサー、１０…
給気バルブ、１１…給気パイプ、１２…排気バルブ、１
３…排気バルブ、１４…地震センサー、１５…気密部、
１６…透水部、１７…単管、１８…排水先、１９…排水
バルブ、２０…逆流防止弁、２１…空気弁。
１−３…圧気放出時の孔内水位、２…地盤、３…内管、
４…外管、５…ドレーン孔、６…内管下端開口面、７…
気密部、８…ストレーナ、９…コンプレッサー、１０…
給気バルブ、１１…給気パイプ、１２…排気バルブ、１
３…排気バルブ、１４…地震センサー、１５…気密部、
１６…透水部、１７…単管、１８…排水先、１９…排水
バルブ、２０…逆流防止弁、２１…空気弁。
Claims (4)
- 【請求項１】 地下水位が高い地盤に少なくとも上部が
気密部をなしたドレーン孔を設け、この気密部に地下水
圧に近い圧力の圧気を封入し気密部内水位を気密部下端
部近傍に保ち、地震発生時に気密部内圧気を放出し、ド
レーン孔内の水圧を低下せしめることを特徴とする液状
化防止方法。 - 【請求項２】 地下水位が高い地盤に、下端が開口し上
部が気密部となった内管と透水性の外管の二重管からな
るドレーン孔を設け、内管内に圧気を封入して内管内水
位を下げてなり、内管は地震を感知して開放し、圧気を
放出する排気バルブを備えていることを特徴とする液状
化防止ドレーン孔。 - 【請求項３】 地下水位が高い地盤に、上端部が気密
部、下端部が透水部をなした単管のドレーン孔を設け、
気密部内に圧気を封入して気密部内水位を下げてなり、
気密部は地震を感知して開放し、圧気を放出する排気バ
ルブを備えていることを特徴とする液状化防止ドレーン
孔。 - 【請求項４】 地下水が高い地盤にドレーン孔を設け、
サイフォン排水管で孔内の地下水と孔内水位面よりも低
い排水先を連結し、常時サイフォン管に設けた排水バル
ブを閉じて排水先とドレーン孔内水位との水頭差を保っ
てあり、地震発生時に排水バルブを開放して排水先とド
レーン孔内の水頭差でドレーン孔内を排水せしめ、サイ
フォン管内の設けた弁で逆流を防止してドレーン孔内の
水位を低く保つことを特徴とする液状化防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5033503A JP2656432B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 液状化防止方法および液状化防止ドレーン孔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5033503A JP2656432B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 液状化防止方法および液状化防止ドレーン孔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790834A true JPH0790834A (ja) | 1995-04-04 |
| JP2656432B2 JP2656432B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=12388357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5033503A Expired - Fee Related JP2656432B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 液状化防止方法および液状化防止ドレーン孔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2656432B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070504A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sato Kogyo Co Ltd | 発破締固め工法 |
| JP2010090687A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-04-22 | Penta Ocean Construction Co Ltd | 吸引力発生装置及び真空圧密地盤改良工法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647166A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Hitachi Ltd | Document editing device |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP5033503A patent/JP2656432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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| JPS647166A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Hitachi Ltd | Document editing device |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006070504A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sato Kogyo Co Ltd | 発破締固め工法 |
| JP2010090687A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-04-22 | Penta Ocean Construction Co Ltd | 吸引力発生装置及び真空圧密地盤改良工法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2656432B2 (ja) | 1997-09-24 |
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