KR100923587B1 - 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부판, 다수의 분할판으로 구성된 중간판 및 하부판으로 구성된 마이크로 파일용 정착장치에 관한 것으로서, 락너트를 이용하여 마이크로 파일용 정착장치를 용이하게 마이크로 파일에 설치하고, 이러한 마이크로 파일용 정착장치로 하여금 마이크로 파일의 정착시공이 가능하도록 한 것이다.

이러한 중간판은 락너트에 의하여 상부판과 하부판 사이에 압착 고정되도록 하여 종래 마이크로파일 정착용 앵커볼트와 같이 시공이 번거롭지 않아 시공성 및 작업성이 매우 증진되게 된다.

마이크로파일, 정착

Description

마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법{MICRO PILE CONSTRUCTION METHOD USING ANCHORAGE APPRATUS OF MICRO PILE}

본 발명은 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 기초보강 등을 위해 사용되는 마이크로 파일을 기초에 정착시키기 위한 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 특히 마이크로 파일(10)을 지반(20)에 설치한 상태를 단면도로 도시한 것이다.

상기 마이크로파일(10)은 통상 대구경 파일(강관파일, PHC 파일 등)과는 달리 그 직경이 상대적으로 작은 봉 형태로 형성되어 지반(20)에 미리 형성시킨 천공홀(21)에 삽입, 고정된다.

상기 마이크로파일(10)은 봉 형태로서 외주면에 나사부(THREAD, 슬레드)를 형성시키되, 에폭시 코팅과 같은 표면 보호층이 외주면에 더 형성된다.

이러한 마이크로파일(10)은 소정의 길이를 가지되 동일한 직경을 가진 다수의 마이크로파일을 커플러(11)를 이용하여 연결시켜 가면서 지반(20)에 소요 깊이 까지 삽입시키는 방식으로 삽입 시공된다.

이에 상기 마이크로파일(10)의 시공방법을 도 1b를 기준으로 살펴보면, 다음과 같다.

먼저, 지반(20)에 소형 크롤러드릴과 같은 천공장비를 이용하여 마이크로파일(10)를 삽입시킬 수 있을 정도의 홀(21,천공홀)을 형성시키게 된다.

이때, 지반의 상부가 토사층일 경우 천공홀이 붕괴될 우려가 있어 강관인 케이싱(22)을 함께 지반에 삽입시키되 상기 케이싱(22)은 지반 표층으로부터 지반 표층 하부 일정깊이에만 형성되도록 설치한다. 이러한 의미에서 상기 케이싱(22)이 설치된 구간을 케이싱 설치구간이라 한다.

다음으로는 마이크로파일(10) 다수를 커플러(11)를 이용하여 연결시켜 가면서 천공홀(21) 선단까지 삽입되도록 전체 길이를 세팅한 후, 센터라이저(마이크로파일이 천공홀 중심에 배치되도록 하는 수단으로서 간단하게는 철근을 이용할 수 있다.)를 이용하여 마이크로파일(10)를 천공홀(21)의 중앙에 세팅시켜 놓게 된다.

이때 상기 천공홀(21) 내부에서 마이크로파일(10)이 천공 내측면으로부터 일정한 거리를 유지하도록 도 1a와 같이 간격재(12,스페이서)를 설치하기도 한다.

다음으로는 천공홀(21)에 모르타르를 포함하는 그라우팅재(30)를 주입호스 또는 트레미 관 등으로 주입시켜 천공홀 내부가 그라우팅재로 충진되도록 하며, 이로서 마이크로파일(10)은 지반(20)에 삽입, 고정되어 설치된다.

이때 상기 마이크로파일(10)의 머리부는 지반 상부로 돌출되어 구조물 기초판(40,베이스콘크리트)에 매립되도록 하게 되는데,

이를 위해 마이크로파일(10) 두부에는 앵커플레이트(41)를 체결시키고, 상기 앵커플레이트 상면 및 저면에 락너트(42)를 함께 체결시켜 상기 앵커플레이트가 베이스콘크리트에 일종의 고정구 역할을 하도록 함으로서 마이크로파일(10)와 베이스콘크리트(40)가 서로 일체화되도록 한다.

또한 미도시 하였지만, 상기 앵커플레이트(41)에 추가로 앵커볼트를 베이스콘크리트(40) 고정 정착시키기도 하며, 이때, 상기 마이크로파일(10) 두부를 감싸도록 도 1a와 같이 보강철근(43)을 추가로 설치하기도 한다.

하지만, 상기 앵커플레이트(41)의 경우 마이크로파일(10)이 인발되려는 하중이 작용할 때, 단순히 베이스콘크리트(40)에 매립되어 있을 뿐이므로 상기 인발에 다소 취약할 수 있다는 문제점이 있어 마이크로파일(10)의 정착성능을 증진시킬 수 있는 방법에 대한 기술개발 필요성이 대두되었다.

이에 본 발명은 간단하게 설치할 수 있으면서도 마이크로파일의 정착성능을 증진시킬 수 있는 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법 제공을 그 제공하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

첫째, 마이크로 파일용 정착장치(100)를 상부판(110), 중간판(120) 및 하부판(130)으로 분리하여 구성되도록 하였다.

이때, 상기 상부판 및 하부판은 원형 플레이트 형태로 제작된 것을 이용하고, 중간판은 사다리꼴 형태의 다수 분할판(121,122,123,124)으로 형성되도록 하되, 상기 다수 분할판이 서로 이격되어 상부판과 하부판 사이에 상부판과 하부판 외부로 더 연장되도록 돌출 세팅되도록 하였다.

말하자면 상기 마이크로 파일용 정착장치(100)는 마이크로 파일의 상단부위를 주위의 기초콘크리트에 정착되도록 하는 역할을 하는 장치이므로 기초콘크리트와의 접촉면적이 크도록 형성시키는 것이 마찰지지력 확보를 위해 매우 중요하다.

이에 본 발명에서는 굳이 종래 앵커볼트 등과 같이 기계적 체결장치를 이용하지 않도록 하여 시공이 간편하도록 한 것이다.

둘째, 상기 상부판(110), 중간판(120) 및 하부판(130)의 경우 락너트(150,150)를 이용하여 중간판(120)이 상부판(110)과 하부판(130) 사이에서 압착 고정되도록 하였다.

셋째, 상기 상부판(110), 하부판(130)의 경우 중앙관통홀이 형성되도록 하여 마이크로파일에 관통 삽입되도록 하고, 상부판과 하부판에는 충진재용 구멍이 더 형성되도록 하여 이를 통해 지반천공홀에 그라우팅이 용이하도록 하였다.

본 발명에 의하여 마이크로 파일의 두부 정착이 매우 간편하게 시공될 수 있을뿐더러, 상기 두부 정착을 위해 앵커링 작업이 필요없어 전체적인 공사비 절감도 가능하게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

먼저, 마이크로 파일(200)을 삽입할 수 있는 지반천공홀(300)을 형성시키게 된다.

이러한 지반천공홀(300)은 하부 지반(400)에 도 1a와 같이 오거링장비를 이용하여 수직홀을 기계적인 장치로 형성시키면 된다.

만약 기존 구조물의 보수 또는 보강을 위하여 기초구조물 하부에 마이크로 파일(200)을 설치할 필요가 있는 경우에는 2가지 방법이 제시될 수 있다.

첫째, 도 3a와 같이 기존 구조물의 기초구조물(500) 상부면을 치핑하여 형성시킨 예컨대 사각형태의 치핑블록아웃부(510)를 먼저 형성시키게 된다.

이는 상기 기초구조물(500)에 기초천공홀(520)을 형성시키기 위한 초입부 역할을 하게 되며, 추후 모르타르나 기초콘크리트로 마감 폐쇄되도록 하게 된다. 후술되지만 이러한 치핑블록아웃부(510)는 기초천공홀(520)보다 큰 직경을 가지게 되며 앵커플레이트(530)가 도 3b와 같이 장착된다.

치핑블록아웃부(510)가 형성되면, 천공기를 이용 상기 기초구조물(500)에 기초천공홀(520)을 형성시키게 된다. 상기 기초천공홀(520)은 기초구조물(500)이 통상 콘크리트로 형성되어 있으므로 이를 관통시켜 형성시키게 된다.

이러한 기초천공홀(520)을 통해 마이크로 파일(200)이 기초천공홀(520) 하부 지반에 형성되는 지반천공홀(300)로 삽입되도록 하게 된다.

이러한 기초천공홀(520)은 후술되는 본 발명의 마이크로 파일용 정착장치(100)를 구성하는 상부판(110), 중간판(120), 하부판(130)이 삽입설치될 수 있을 정도의 직경을 가지도록 구멍으로 형성되도록 하게 된다.

기초천공홀(520)이 완성되면, 그 하부 지반(400)에 오거링장치를 이용하여 지반천공홀(300)을 형성시키게 되며, 기초구조물 하부 기초지반에 견질 지지층까지 도달되도록 형성시키는 것이 바람직하다.

둘째, 도 4a와 같이 기존 기초구조물(500)의 일부를 완전히 제거하는 방법이다. 이는 결국 기초구조물(500)의 기초천공홀을 형성시킬 필요가 없도록 하는데, 제거된 기초구조물(500)에 의하여 노출된 하부 지반(400)에 직접 오거링장치를 이용하여 지반천공홀(300)을 형성시키게 되며, 역시 기초구조물 하부 기초지반에 견질 지지층까지 도달되도록 형성시키는 것이 바람직하다.

이러한 일부 제거된 기존 기초구조물은 도 4b와 같이 추후 기초마감콘크리트(600)에 의하여 마감복구 되도록 하게 된다.

다음으로 도 5a와 같이 신설 기초구조물(500)을 시공할 때에는, 신설될 기초구조물이 위치하는 기초 지반에 직접 오거링장치를 이용하여 지반천공홀(300)을 형성시키게 되며, 역시 기초구조물 하부 기초지반에 견질 지지층까지 도달되도록 형성시키는 것이 바람직하다.

위와 같이 기존 또는 신설 기초구조물(500)에 있어 지반천공홀(300)이 형성시킬때 지반천공홀(300)이 오거링장치를 제거할 때 붕괴되지 않도록 케이싱을 먼저 기초 지반에 설치한 후 지반천공홀을 형성시킬 수도 있고 지반천공홀이 붕괴될 우려가 없을 경우에는 케이싱을 이용하지 않아도 상관은 없다.

다음으로는 지반천공홀(300)에 마이크로 파일(200)을 삽입시켜 고정시키게 된다.

이러한 마이크로 파일(200)은 외주면에 나사부가 형성된 강봉형태의 파일으 로서 표면 부식을 방지하기 위하여 통상은 에폭시를 코팅하기도 하지만 이러한 에폭시 코팅은 다소 비용이 고가라는 문제점 때문에 본 발명에서는 방청유가 도포된 것을 이용할 수도 있다.

이러한 마이크로 파일(200)은 지반천공홀(300) 및 기초천공홀(520)의 깊이를 고려하여 다수의 마이크로파일을 커플러를 이용하여 서로 연결시켜 가면서 최종 지반천공홀의 하부 선단에 지지되도록 설치할 수 있을 것이다.

이러한 마이크로파일의 두부는 기초구조물(500)에 도 3a와 같이 치핑블럭아웃부(510)가 형성된 경우에는 치핑블럭아웃부 내부까지 상방 연장되도록 하고, 도 4a와 같이 기초구조물(500) 일부를 제거할 경우에는 지반천공홀(300) 상면보다 약간 상방으로 돌출되도록 세팅하도록 한다.

도 5a와 같이 기초구조물(500)을 신설할 경우에도 지반천공홀(300) 상면보다 약간 상방으로 돌출되도록 세팅하도록 한다.

이에 마이크로 파일(200)은 케이싱 또는/및 지반천공홀(300) 내측 중앙부에 세팅고정 되도록 하는데 이를 위해 마이크로 파일 상단 측면에 접하면서 케이싱 상단에 지지되는 미도시된 센터라이저용 철근을 설치하는 것이 바람직하며, 마이크로 파일 중간 중간에 스페이서를 설치하여 지반천공홀 개략 중앙에 위치되도록 하게 된다.

다음으로는 도 2a 및 도 2b에 의한 본 발명의 마이크로 파일용 정착장치(100)를 설치하게 된다. 이러한 마이크로 파일용 정착장치(100)는 상부판(110), 중간판(120), 하부판(130), 하부 및 상부락너트(150,160)를 마이크로 파일(200)에 설치하게 된다.

마이크로 파일(200)은 외주면에 나사산(슬레드)이 형성되어 있기 때문에 하부 및 상부락너트(150,160)를 쉽게 체결시킬 수 있으며 이를 통해 상부판, 중간판 및 하부판을 마이크로파일(200)에 고정설치할 수 있게 된다.

이에 먼저 도 3b(기존 기초구조물), 도 4b(기존 기초구조물 일부 제거) 및 도 5b(신설 기초구조물)와 같이 동일하게 하부락너트(150)를 마이크로 파일(200) 두부 하방의 상단 위치에 체결시키게 된다.

이에 도 2a, 도 2b를 참조하면 하부락너트(150)를 체결하여 그 위치를 세팅한 후에는 하부락너트에 의하여 지지되도록 하부판(130)을 설치하게 된다.

이에 상기 하부판(130)은 중앙관통홀(131)을 형성시켜 마이크로파일(200)에 삽입될 수 있도록 하며, 강재 원형판을 이용할 수 있을 것이다.

또한, 하부판(130)에는 후술되는 상부판(110)과 마찬가지로 충진재용 구멍(132)이 다수 형성되도록 하는데, 이러한 구멍을 통해 충진되는 그라우팅재(700)가 지반천공홀(300)에 용이하게 충진될 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 하부판(130) 상면에 중간판(120)이 설치되는데 이러한 중간판은 하부판보다 외부로 연장되어 돌출되도록 한다.

이를 위해 상기 중간판(120)은 사다리꼴 형태의 다수 분할판(121,122,123,124)으로 형성되도록 하여, 상기 다수 분할판이 서로 이격되어 하부판보다 외부로 더 연장되도록 돌출 세팅되도록 한다.

이로서 중간판(120)은 특히 마이크로파일(200)이 인발되려 할 때, 고정정착판으로 중요한 역할을 하게 되며, 하부판 상면에 안정되게 얹어져 초기 세팅되도록 하여 시공이 간단하게 이루어질 수 있도록 하게 된다.

도 2a, 도 2b의 경우에는 4개의 분할판(121,122,123,124)이 중간판(120)을 구성되도록 하되, 그 세팅위치에 의하여 하부판의 충진재용 구멍이 폐색되지 않도록 함이 바람직하다.

다음으로는 하부판(130)과 동일한 형태로 형성된 상부판(110)을 마이크로 파일(200)에 삽입 고정시키되, 하부면이 중간판 상면에 접하도록 세팅시키게 된다.

이에 상부판(110)도 하부판(130)과 마찬가지로 중앙관통홀(111)을 형성시켜 마이크로파일(200)에 삽입될 수 있도록 하며, 강재 원형판을 이용할 수 있을 것이다.

다음으로는 상기 하부판(130), 중간판(120) 및 상부판(110)이 압착될 수 있도록 상부판 상면에 상부락너트(160)를 마이크로 파일(200) 체결고정시키게 된다.

이에 본 발명의 마이크로 파일용 정착장치(100)는 마이크로파일(200) 상단에 고정 설치될 수 있음을 알 수 있다.

이때, 상기 하부락너트(150), 하부판(130), 중간판(120), 상부판(110) 및 상부락너트(160)로 구성된 마이크로 파일용 정착장치(100)는 도 3b와 같이 기초구조물(500)에 치핑블럭아웃부(510)와 기초천공홀(520)을 형성시킬 경우,

하부 지반(400)의 지반천공홀(300) 보다 상부에 위치한 마이크로파일의 상단에 위치하게 되며,

마이크로파일(200)의 두부가 치핑블럭아웃부(510)의 내부에 까지 상방 연장되어 있으므로 치핑블럭아웃부(510) 저면에 중앙관통홀(531)이 형성된 앵커플레이트(530)를 장착하고 나서 도 2a와 같이 추가락너트(550)를 체결시켜 마이크로파일(200)의 두부 고정이 완전히 이루어질 수 있도록 하게 된다.

또한 도 4b와 같이 기초구조물(500)의 일부를 제거할 경우에는 상기 마이크로 파일용 정착장치(100)는 하부 지반의 지반천공홀(300) 보다 상방에 위치한 마이크로파일(200)의 상단에 위치하게 된다. 이에 제거된 기초구조물의 원상복구를 위해 마감용 기초콘크리트(600)가 형성될 때 매립되게 됨을 알 수 있다.

역시 도 5b와 같이 신설 기초구조물(500)의 경우에도 하부 지반(400)의 지반천공홀(300) 보다 상방에 위치한 마이크로파일(200)의 상단에 위치하게 되며 신설 기초구조물용 기초콘크리트(700)가 형성될 때 매립되게 됨을 알 수 있다.

다음으로는 도 3b, 도 4b 및 도 5b와 같이 지반천공홀(300)에 그라우팅재(800)가 충진될 수 있도록 하게 되는데, 이를 위해 마이크로 파일용 정착장치(100)를 구성하는 상부판(110)의 충진재용 구멍(112)을 통해 그라우팅재(800)를 주입시키게 된다.

이러한 상부판(110)으로부터 주입된 그라우팅재(800)는 중간판(120) 중앙공간을 경유하여 하부판(130)의 충진재용 구멍(132)을 통해 지반천공홀(300)을 전부 채워지도록 하여 마이크로 파일(200)이 지반천공홀(300)과 완전 일체화 되도록 한다.

물론 이러한 경우는 본 발명의 마이크로 파일용 정착장치(100)가 케이싱의 상부면에 배치되었을 경우에 해당된다.

다음으로는 도 3b와 같이 기초천공홀(520)이 형성된 경우 위에서 살펴본 것과 같이 기초천공홀 내부를 마감모르타르 또는 마감콘크리트(540)를 주입하여 마감하고, 치핑블럭아웃부(510)에 앵커플레이트(530)를 장착하고 치핑블럭아웃부(510)가 마감되도록 하게 된다.

도 4b와 같이 기초구조물 일부가 제거된 경우에는 이를 원상복구하기 위한 마감용 기초콘크리트(600)를 타설하여 역시 마감하게 된다.

또한, 도 5b와 같이 신설 기초구조물의 경우에는 기초구조물용 기초콘크리트(700)를 타설하여 기초구조물을 완성시키게 된다.

도시하지 않았지만, 특히 신설 기초구조물의 경우 본 발명의 마이크로 파일용 정착장치와 기초구조물 내부철근을 연결시킨 후 기초구조물용 콘크리트를 타설하여 마감시키게 된다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 마이크로 파일의 시공단면도 및 시공순서도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 마이크로 파일용 정착장치의 실시예 들이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 마이크로 파일용 정착장치를 이용하여 기초구조물에 지반천공홀을 형성시키는 경우에 있어 시공순서도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 마이크로 파일용 정착장치를 이용하여 기초구조물의 일부를 제거하는 경우에 있어 시공순서도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 마이크로 파일용 정착장치를 이용하여 신설구조물에 지반천공홀을 형성시키는 경우에 있어 시공순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:마이크로 파일용 정착장치

110:상부판 120:중간판

130:하부판 200:마이크로 파일

300:지반천공홀 400:하부 지반

500:기초구조물 510:치핑블록아웃부

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 기초 지반에 케이싱을 이용하거나 케이싱 없이 지반천공홀(300)을 형성시키고,

   상기 지반천공홀(300)에 마이크로파일(200)을 삽입하여 고정시키고,

   상기 마이크로파일의 상단에 위치하도록 하부락너트(150)를 먼저 설치하고,

   상기 하부락너트(150) 상부에 충진재용구멍(132)과 중앙관통홀(131)이 형성된 하부판(130)을 마이크로파일(200)에 상기 중앙관통홀을 이용하여 삽입시키고,

   상기 하부판(130) 상면에 사다리꼴 형태의 다수 분할판(121,122,123,124)으로 형성되도록 하여, 상기 다수 분할판이 서로 이격되어 하부판(130)보다 외부로 더 연장되도록 돌출 세팅된 중간판(120)을 설치하고,

   상기 중간판(120) 상면에 충진재용 구멍(112)과 중앙관통홀(111)이 형성되며 하부판과 동일한 형태로 형성된 상부판(110)을 마이크로파일(200)에 상기 중앙관통홀을 이용하여 삽입시키되, 상기 상부판(110)과 하부판(130)의 충진재용 구멍이 상기 중간판(120)에 의하여 폐색되지 않도록 중간판의 외부 돌출 정도가 조정되도록 하고,

   상기 상부판(110) 상면에 상부락너트(160)를 설치하여 하부판, 중간판 및 상부판을 압착시키고,

   상기 하부판과 상부판의 충진재용 구멍을 통해 지반천공홀 내부에 그라우팅재(800)가 충진되도록 하여 파일 시공을 완성시키는 단계를 포함하는 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 지반천공홀(300)은 신설될 기초구조물이 위치하는 기초 지반에 직접 오거링장치를 이용하여 형성시키되, 상기 그라우팅재(800)가 지반천공홀(300)에 충진되도록 한 후, 신설 기초구조물을 형성시키기 위한 기초콘크리트(700)를 더 형성시키는 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 지반천공홀(300)은 기존 기초구조물의 상부면을 치핑하여 형성시킨 치핑블록아웃부(510)에 천공기를 이용하여 형성시킨 기초천공홀(520)의 하부 기초 지반에 오거링을 통해 형성되도록 하여, 상기 그라우팅재(800)가 기초천공홀(520)에 함깨 충진되도록 한 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 그라우팅재(800) 충진 후, 마이크로파일의 상부가 치핑블록아웃부(510) 내부까지 상방으로 더 연장되도록 한 상태에서, 상기 기초천공홀(520)에 마감모르타르 또는 마감콘크리트(540)를 더 형성되도록 하고, 치핑블록아웃부 저면에 앵커플레이트(530)를 더 설치하고, 상기 앵커플레이트 상부면에 추가락너트(550)를 설치하고, 치핑블록아웃부를 마감시키는 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법.
8. 제 4항에 있어서, 상기 지반천공홀(300)은 기존 기초구조물을 일부 제거하여 기초구조물 하부 지반(400)을 노출시킨 상태에서 하부 기초 지반에 오거링을 통해 형성되도록 하여, 상기 그라우팅재(800)가 지반천공홀(300)에 충진되도록 한 후, 제거된 기초구조물을 복원시키기 위한 마감용 기초콘크리트(600)를 더 형성시키는 마이크로 파일용 정착장치를 이용한 파일시공방법.

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