KR101683718B1 - Pre-loading apparatus for construction pile and method for constructing the pile using the same - Google Patents

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KR101683718B1
KR101683718B1 KR1020160050127A KR20160050127A KR101683718B1 KR 101683718 B1 KR101683718 B1 KR 101683718B1 KR 1020160050127 A KR1020160050127 A KR 1020160050127A KR 20160050127 A KR20160050127 A KR 20160050127A KR 101683718 B1 KR101683718 B1 KR 101683718B1
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강홍덕
정준교
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주식회사 한국지오콘
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Abstract

The present invention relates to a preload loading apparatus for a pile and a pile constructing method using the same which install a preloader jack between an upper end of a pile buried in the ground and an upper support member buried in a foundation bottom, and supply a fluid such as cement milk to the preloader jack to generate a vertical compression load to simply and quickly load a prescribed preload on the pile. According to the present invention, the preload loading apparatus for a pile comprises: an upper support member fixed inside a through hole formed on a foundation bottom of a structure; a preloader jack which is installed between an upper end of a pile buried in the ground through the through hole formed on the foundation bottom and the upper support member to be connected to the upper end of the pile and the upper support member, and generates a pressing force in a vertical direction by a fluid injected from the outside to apply a compression load to the pile with respect to the upper support member; a fluid supply unit to inject the fluid into the preloader jack; and an air discharge unit to discharge air in the preloader jack to the outside before injecting the fluid into the preloader jack.

Description

말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 말뚝 시공 방법{PRE-LOADING APPARATUS FOR CONSTRUCTION PILE AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE PILE USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a preloading apparatus for piles,

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반에 매입되어 건축 구조물을 지지하는 마이크로 파일 등의 말뚝에 선행하중(pre-load)을 가하여 인접한 말뚝이 하중을 원활히 분담할 수 있도록 한 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 말뚝 시공 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a construction field, and more particularly, to a construction field, and more particularly, to a construction field in which a pile of a micro pile or the like which is embedded in a ground and supports an architectural structure is pre- And a pile installation method using the same.

빌딩이나 아파트를 리모델링 하는 경우, 기 시공된 말뚝의 보수 보강이 필요한 경우, 구조물에 부등침하가 발행하여 문제가 발생된 경우, 신설되는 구조물에 변위를 제어하여야 하는 경우, 마이크로 파일(micro pile)과 같은 말뚝을 시공하는 공법이 적용되고 있다.When a building or an apartment is remodeled, when piles are to be repaired or reinforced, when there is a problem caused by uneven settlement in the structure, or when displacement is to be controlled in a new structure, A method of constructing the same pile is applied.

기 시공된 빌딩이나 아파트와 같은 구조물의 기초는 일반적으로 콘크리트말뚝에 의해 지지되며, 보강용으로 시공되는 말뚝은 협소한 작업공간으로 인해 주로 시공장비가 소형인 마이크로 파일이 사용된다.The foundations of structures such as buildings and apartments are generally supported by concrete piles. Micro piles with small construction equipment are used because of the narrow working space.

보강공사가 완료된 후 건물의 전체 하중이 기초에 작용하면 말뚝들이 당초 이론에 의한 하중분담을 하지 못하는 문제가 발생되는데 이는 콘크리트 말뚝과 마이크로 파일 사이에 탄성계수(modulus of elasticity)와 단면적이 상이하기 때문에 변위거동이 다르기 때문이다.After the reinforcement is completed, if the total load of the building acts on the foundations, the piles will not be able to share the load due to the theory, because the modulus of elasticity and the cross-sectional area are different between concrete pile and micro pile This is because the displacement behavior is different.

이로 인하여 기존의 말뚝의 강성을 무시하고 새로이 시공하거나 보강되는 말뚝이 건물 전체 하중을 지지하는 것으로 설계되고 있어 자원의 낭비가 되고 있는 현실이다.Therefore, it is a waste of resources because the pile is designed to support the whole load of the building by neglecting the rigidity of the existing pile and newly constructed or reinforced.

등록특허 제10-1494260호(2015.02.11. 등록)Registration No. 10-1494260 (Registered on Nov. 11, 2015) 등록특허 제10-1103530호(2012.01.02. 등록)Registration No. 10-1103530 (Registered on January 02, 2012) 등록특허 제10-1406259호(2014.06.03. 등록)Registration No. 10-1406259 (Registered on March 3, 2014) 등록특허 제10-1070426호(2011.09.28. 등록)Registration No. 10-1070426 (registered on September 28, 2011)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 말뚝에 선행하중을 재하하는 시간을 대폭 단축시킬 수 있으며, 선행하중 재하 중에도 다른 공정을 수행할 수 있도록 하여 공사 기간을 단축시킬 수 있고, 선행하중 재하에 의한 건축구조물의 수직 변위 제어, 침하가 발생된 건축구조물의 원상복구, 기존 건축물의 증·개축시 기존 말뚝과 하중을 적절하게 분담할 수 있는 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 말뚝 시공 방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to shorten the time required to load a preceding load on a pile and to shorten a construction period This can be accomplished by controlling the vertical displacement of the building structure by the preceding load, restoring the original structure of the building where settlement occurs, and loading the preceding pile load properly to share the existing pile and load. And a method of constructing a pile using the method.

본 발명의 다른 목적은 말뚝에 도입된 선행하중이 영구적으로 존속되게 할 수 있는 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 말뚝 시공 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a pile prior loading device capable of permanently maintaining the preceding load introduced into the pile and a pile installing method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 말뚝의 선행하중 재하장치는, 구조물의 기초저판에 형성된 관통공의 내측에 고정되는 상부 지지부재; 상기 기초저판에 형성된 관통공을 통해 지중에 매설되는 말뚝의 상단부와 상기 상부 지지부재 사이에 설치되어 상기 말뚝의 상단부 및 상부 지지부재에 각각 연결되며, 외부에서 주입되는 유체에 의해 상하 방향으로 가압력를 발생시켜 상부 지지부재에 대해 말뚝에 압축 하중을 가하는 프리로더 잭; 상기 프리로더 잭에 유체를 주입하는 유체공급유닛; 및 상기 프리로더 잭에 유체를 주입하기 전에 프리로더 잭 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pile prior loading device comprising: an upper supporting member fixed to an inner side of a through hole formed in a base bottom plate of a structure; The pile is connected to the upper end of the pile and to the upper support member, and is connected to the upper end of the pile buried in the ground through the through hole formed in the base bottom plate and the upper support member. A preloader jack for applying a compressive load to the pile with respect to the upper support member; A fluid supply unit for injecting fluid into the pre-loader jack; And an exhaust unit for exhausting the air inside the pre-loader jack to the outside before injecting the fluid into the pre-loader jack.

상기와 같은 본 발명의 선행하중 재하장치를 이용하여 말뚝을 시공하는 방법은, A method of constructing a pile using the preceding load device of the present invention, as described above,

(a) 구조물의 기초저판에 관통공을 형성하는 단계;(a) forming a through hole in a base bottom plate of the structure;

(b) 말뚝의 상단부에 프리로더 잭의 하부를 연결하고 프리로더 잭의 상부에 상부 지지부재를 연결한 상태로 말뚝과 프리로더 잭을 상기 관통공을 통해 지중에 매설하는 단계;(b) burying a pile and a pre-loader jack through the through-hole in a state where a lower portion of a pre-loader jack is connected to an upper end of a pile and an upper support member is connected to an upper portion of the pre-

(c) 상기 관통공을 통해 그라우트를 주입하여 말뚝과 프리로더 잭과 상부 지지부재의 외측에 그라우트를 채우고 양생하는 단계;(c) injecting the grout through the through-hole to fill and cure the pile, the pre-loader jack, and the outer side of the upper support member with the grout;

(d) 상기 프리로더 잭 내부의 공기를 외부로 배출하여 프리로더 잭 내부를 진공 상태로 만드는 단계;(d) discharging the air inside the pre-loader jack to the outside to make the interior of the pre-loader jack into a vacuum state;

(e) 상기 프리로더 잭에 유체를 공급하여 프리로더 잭에 상하로 가압력를 발생시키는 단계;(e) supplying fluid to the pre-loader jack to generate a pressing force in the pre-loader jack up and down;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.

본 발명에 따르면, 지중에 매설되는 말뚝의 상단부와 기초저판의 내부에 매설되는 상부 지지부재 사이에 프리로더 잭을 설치하고, 프리로더 잭에 레진(resin)과 같은 유체를 공급하여 상하 방향으로 압축 하중을 발생시킴으로써 말뚝에 소정의 선행하중을 간단하고 신속하게 재하할 수 있으며, 프리로더 잭이 말뚝에 선행하중을 재하하는 공정 도중에도 다른 공정을 수행할 수 있고, 선행하중을 재하하는 공정 기간을 1일 정도로 대폭 단축할 수 있다. According to the present invention, a pre-loader jack is provided between an upper end of a pile buried in the ground and an upper support member buried in the bottom bottom plate, and a fluid such as resin is supplied to the pre- It is possible to load a predetermined preceding load on the pile simply and quickly by generating a load, and it is possible to carry out another process even during the process in which the preloader jack loads the preceding load on the pile, It can be drastically shortened to about one day.

또한 본 발명의 선행하중 재하장치는 구조물의 기초저판에 설치되는 말뚝에 선행하중을 재하하여 기존의 다른 말뚝 부재와 하중을 분담하는 작용을 수행할 수 있지만, 이외에도 구조물에 예상되는 수직변위를 제어하거나, 침하가 발생된 구조물의 원상 복구하는 데에도 이용될 수 있다. In addition, the preceding load-carrying device of the present invention can perform a function of sharing a load with other existing pile members by placing a preceding load on a pile installed on a base bottom plate of the structure, but also controlling the expected vertical displacement of the structure , And can be used to recover the original structure of the settlement.

특히 본 발명의 선행하중 재하장치는 프리로더 잭에 주입되는 유체로서 에폭시 등의 레진을 사용할 경우, 선행하중을 재하한 후 레진의 경화에 의해 재하된 선행하중이 영구적으로 존속하게 할 수 있는 이점이 있다. Particularly, when the resin such as epoxy is used as a fluid to be injected into the pre-loader jack, the preceding load-bearing device of the present invention has an advantage that the preceding load, which is caused by the hardening of the resin after the preceding load is loaded, have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝의 선행하중 재하장치가 적용된 구조물의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선행하중 재하장치의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 선행하중 재하장치의 주요 부분을 확대하여 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 선행하중 재하장치를 이용하여 말뚝을 시공하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 말뚝 시공 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a structure to which a pile prior load device according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view of the preceding load-carrying device shown in Fig.
FIG. 3A and FIG. 3B are enlarged sectional views showing a main part of the preceding load-carrying device shown in FIG.
4 is a flowchart illustrating a method of constructing a pile using a preceding load device according to the present invention.
5A to 5D are sectional views sequentially showing a pile construction method of FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 말뚝의 선행하중 재하장치 및 이를 이용한 말뚝 시공 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a pile prior loading device and a method of pile construction using the pile according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝의 선행하중 재하장치는, 구조물의 기초저판(1)에 형성된 관통공(2)의 내측에 고정되는 상부 지지부재(20)와, 상기 기초저판(1)에 형성된 관통공(2)을 통해 지중에 매설되는 말뚝(10)의 상단부와 상기 상부 지지부재(20) 사이에 설치되는 프리로더 잭(100)과, 상기 프리로더 잭(100) 내부에 유체(R)를 주입하는 유체공급유닛 및, 상기 프리로더 잭(100) 내부에 유체를 주입하기 전에 프리로더 잭(100) 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기유닛을 포함한 구성으로 이루어진다. 1 to 3B, an apparatus for loading a pile according to an embodiment of the present invention includes an upper support member 20 fixed to an inner side of a through hole 2 formed in a base bottom plate 1 of a structure, , A preloader jack (100) installed between an upper end of a pile (10) buried in the ground through a through hole (2) formed in the bottom plate (1) and the upper support member (20) A fluid supply unit for injecting the fluid R into the jack 100 and an exhaust unit for discharging the air inside the preloader jack 100 to the outside before injecting the fluid into the preloader jack 100 .

상기 상부 지지부재(20)는 말뚝과 대응하는 형태의 원형 바아 형태를 가지며, 상기 기초저판(1)의 관통공(2)의 내측에 채워져 양생되는 그라우트(3)에 의해서 기초저판(1)에 일체화되어 지지된다. 상기 상부 지지부재(20)는 상기 프리로더 잭(100)의 상부와 결합되어 프리로더 잭(100)의 상부를 지지한다. 상기 상부 지지부재(20)는 말뚝(10)의 상단부를 일정 길이로 절단하여 사용할 수도 있으나, 말뚝과는 개별체로 된 것을 사용할 수도 있다. 상기 상부 지지부재(20)의 하단부 외주면에는 프리로더 잭(100)과의 결합을 위한 나사산이 형성되어 있다. The upper support member 20 has a shape of a circular bar corresponding to the pile and is formed on the base bottom plate 1 by a grout 3 filled and cured inside the through hole 2 of the base bottom plate 1 And are integrally supported. The upper support member 20 is engaged with the upper portion of the pre-loader jack 100 to support the upper portion of the pre-loader jack 100. The upper support member 20 may be formed by cutting the upper end of the pile 10 to a predetermined length, but may be formed as an individual piece with the pile. A thread for engagement with the preloader jack 100 is formed on the outer circumferential surface of the lower end of the upper support member 20.

상기 프리로더 잭(100)은 상기 말뚝(10)의 상단부와 상기 상부 지지부재(20) 사이에서 상기 말뚝(10)의 상단부 및 상부 지지부재(20)의 하단부에 각각 연결되게 설치되며, 외부에서 주입되는 유체에 의해 상하 방향으로 가압력를 발생시켜 상부 지지부재(20)에 대해 말뚝(10)에 하측으로 압축 하중을 가하는 작용을 한다. 즉, 상기 프리로더 잭(100)은 외부에서 주입되는 유체에 의해 말뚝(10)에 선행하중(pre-load)을 재하하는 작용을 하도록 구성된다. The preloader jack 100 is installed between the upper end of the pile 10 and the upper support member 20 so as to be connected to the upper end of the pile 10 and the lower end of the upper support member 20, And generates a pressing force in the up and down direction by the fluid to be injected and acts to apply a compressive load to the pile 10 downward with respect to the upper support member 20. [ That is, the pre-loader jack 100 is configured to load a pre-load on the pile 10 by a fluid injected from the outside.

이 실시예에서 상기 프리로더 잭(100)은 하부가 상기 말뚝(10)의 상단부에 연결되는 하부 프리로더(110)와, 상기 하부 프리로더(110)의 상측에 하부 프리로더(110)에 대해 상하로 이동 가능하게 설치되며 상부가 상기 상부 지지부재(20)와 연결되는 상부 프리로더(120)를 포함한다. 상기 상부 프리로더(120)와 하부 프리로더(110)는 그 사이에 주입되는 유체(R)에 의해 상부 프리로더(120)와 하부 프리로더(110) 각각에 상하 방향으로 상대 변위가 발생하여 말뚝(10)에 압축 하중을 가하게 된다. In this embodiment, the preloader jack 100 includes a lower preloader 110 having a lower portion connected to the upper end of the pile 10, and a lower preloader 110 disposed above the lower preloader 110, And an upper preloader 120 installed to be movable up and down and having an upper portion connected to the upper support member 20. The upper preloader 120 and the lower preloader 110 are displaced relative to each other in the upper and lower loaders 120 and 110 by the fluid R injected therebetween, A compressive load is exerted on the body 10.

상기 상부 프리로더(120)와 하부 프리로더(110) 사이에 주입되는 유체(R)는 에폭시와 같은 레진(resin) 또는 물에 시멘트가 혼합된 시멘트 밀크 또는 시멘트 페이스트 등을 사용할 수 있는데, 경화 후에 수축 발생이 없는 에폭시 등의 레진이 바람직하며, 이하의 실시예에서는 유체(R)로서 레진을 사용하는 것을 예로 하여 설명한다. 상기 레진은 상부 프리로더(120)와 하부 프리로더(110) 사이에 주입된 후 짧은 시간 내에 경화됨으로써 영구적인 선행하중을 가하게 된다. The fluid R injected between the upper preloader 120 and the lower preloader 110 may be resin such as epoxy or cement milk or cement paste in which water is mixed with cement. A resin such as an epoxy resin which does not cause shrinkage is preferable. In the following embodiments, the use of a resin as the fluid R will be described as an example. The resin is injected between the upper preloader 120 and the lower preloader 110 and hardened within a short time to apply a permanent preload.

상기 하부 프리로더(110)는 상부면이 개방된 중공부(111)를 갖는 원통 형태로 이루어지며, 상기 상부 프리로더(120)는 상기 하부 프리로더(110)의 중공부 내측에 삽입되는 원통 형태로 이루어진다. 즉, 상기 하부 프리로더(110)는 실린더의 구조를 가지며, 상부 프리로더(120)는 피스톤의 구조를 갖는다. 상기 상부 프리로더(120)의 하단부 외주면에는 레진(R)이 누출되는 것을 방지하기 위한 오링(O-ring) 형태의 패킹재(114)가 장착되어 있다.The lower pre-loader 110 is formed in a cylindrical shape having a hollow portion 111 with an opened upper surface. The upper pre-loader 120 has a cylindrical shape inserted into the hollow portion of the lower pre- . That is, the lower preloader 110 has a structure of a cylinder, and the upper preloader 120 has a structure of a piston. An O-ring type packing material 114 is mounted on the outer peripheral surface of the lower end of the upper preloader 120 to prevent the resin R from leaking.

상기 하부 프리로더(110)의 측면부에는 외부에서 유체를 공급하기 위한 'L'자형의 주입구(112)가 형성된다. 상기 주입구(112)의 하단부는 하부 프리로더(110)의 중공부(111) 하단부와 연통되고 상단부는 하부 프리로더(110)의 상부면을 관통하게 형성된다. 상기 주입구(112)의 상단부에는 유체의 공급 및 공기의 배출을 위한 주입관(210)을 연결하기 위한 소켓(211)이 연결된다. An L-shaped injection port 112 for supplying a fluid from the outside is formed on the side surface of the lower preloader 110. The lower end of the injection port 112 communicates with the lower end of the hollow portion 111 of the lower preloader 110 and the upper end of the injection port 112 passes through the upper surface of the lower preloader 110. A socket 211 is connected to the upper end of the injection port 112 to connect the injection pipe 210 for supplying the fluid and discharging the air.

상기 하부 프리로더(110)의 하단부에는 하부면이 개방된 관 형태로 되어 상기 말뚝(10)의 상단부가 삽입되면서 결합되는 하부 커플러(115)가 일체로 형성되어 있다. 상기 하부 커플러(115)의 내주면에는 상기 말뚝(10)의 상단부 외주면에 형성된 나사산에 나선 결합되는 나사산(116)이 형성되어 있다. 따라서 상기 하부 커플러(115)의 하단부를 말뚝(10)의 상단부에 정렬하고 하부 프리로더(110)를 돌리면 하부 커플러(115)의 나사산(116)이 말뚝(10)의 나사산에 나선 결합되면서 하부 프리로더(110)가 말뚝(10)의 상단부에 결합된다. The lower preloader 110 is integrally formed with a lower coupler 115, which is formed in a tube shape having a bottom open at its lower end and coupled with an upper end of the pile 10 inserted therein. A screw thread 116 is formed on the inner circumferential surface of the lower coupler 115 so as to be threadedly formed on the outer circumferential surface of the upper end of the pile 10. [ Therefore, when the lower end of the lower coupler 115 is aligned with the upper end of the pile 10 and the lower preloader 110 is turned, the thread 116 of the lower coupler 115 is coupled to the thread of the pile 10, The loader 110 is coupled to the upper end of the pile 10. [

상기 상부 프리로더(120)는 상기 하부 프리로더(110)의 중공부(111) 내측에 슬라이딩 가능하게 설치되어, 상부 프리로더(120)의 하단부와 하부 프리로더(110)의 중공부(111) 하단부 사이로 주입되는 레진(R)에 의해 상측으로 가압된다. 상기 상부 프리로더(120)의 상단부에는 상부 지지부재(20)와의 결합을 위한 상부 커플러(125)가 일체로 형성되어 있다. The upper preloader 120 is slidably installed inside the hollow portion 111 of the lower preloader 110 and is connected to the lower end of the upper preloader 120 and the hollow portion 111 of the lower preloader 110, And is pressed upward by the resin R injected between the lower ends. An upper coupler 125 for coupling with the upper support member 20 is integrally formed at the upper end of the upper preloader 120.

상기 상부 커플러(125)는 상기 하부 커플러(115)와 유사하게 상부면이 개방된 관 형태로 이루어져 상기 상부 지지부재(20)의 하단부가 삽입되면서 결합된다. 상기 상부 커플러(125)의 내주면에는 상기 상부 지지부재(20)의 하단부 외주면에 형성된 나사산에 나선 결합되는 나사산(126)이 형성되어 있다. Similar to the lower coupler 115, the upper coupler 125 has a tube shape whose upper surface is opened, and the lower end of the upper support member 20 is inserted and coupled. A screw thread 126 is formed on the inner circumferential surface of the upper coupler 125 so as to be threadedly formed on the outer peripheral surface of the lower end of the upper support member 20.

상기 유체공급유닛은 상기 프리로더 잭(100)의 내부로 레진을 주입함으로써 프리로더 잭(100)이 말뚝(10)에 선행하중을 가할 수 있게 한다. 상기 유체공급유닛은 레진과 유체를 중력 방식으로 공급할 수도 있지만, 레진과 점성이 있는 유체를 소정의 압력으로 가압하여 주입함으로써 프리로더 잭(100)이 원하는 선행하중을 재하할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The fluid supply unit injects resin into the pre-loader jack 100 to allow the pre-loader jack 100 to apply a pre-load to the pile 10. [ The fluid supply unit may supply the resin and the fluid in a gravitational manner. However, it is preferable that the preloader jack 100 can load the desired load by pressing the resin and viscous fluid under a predetermined pressure .

이를 위한 유체공급유닛은, 일단이 상기 프리로더 잭(100)의 하부 프리로더(110)와 연결되는 주입관(210)과, 상기 기초저판(1)의 외부에서 상기 주입관(210)의 타단에 연결되어 유체를 가압하는 가압력을 가하는 유체공급펌프(230)를 포함한다. The fluid supply unit for this purpose includes an injection pipe 210 having one end connected to the lower preloader 110 of the preloader jack 100 and a second end of the injection pipe 210 at the outside of the bottom bottom 1, And a fluid supply pump 230 connected to the fluid supply pump 230 for applying a pressure to pressurize the fluid.

상기 주입관(210)의 하단부는 상기 하부 프리로더(110)의 주입구(112)에 설치된 소켓(211)에 연결되며, 타단은 기초저판(1)의 상부면 위로 노출된다. 상기 기초저판(1) 위로 노출된 주입관(210)의 끝단부에는 주입밸브(212)가 설치될 수 있다. The lower end of the injection tube 210 is connected to a socket 211 provided at the injection port 112 of the lower preloader 110 and the other end is exposed to the upper surface of the base bottom plate 1. An injection valve 212 may be installed at the end of the injection tube 210 exposed above the bottom bottom plate 1.

상기 주입관(210)은 상기 유체공급펌프(230)와 바로 연결될 수도 있지만, 유체공급펌프(230)의 오일이 레진(R)과 섞이는 것을 방지하고, 주입되는 레진(R)의 양을 측정할 수 있도록 하기 위하여 상기 주입관(210)과 유체공급펌프(230) 사이에 더미호스(240)가 추가로 연결될 수 있다. 상기 더미호스(240)는 투명 또는 반투명 재질로 이루어져 내부에서 펌핑되는 오일의 양을 육안으로 확인할 수 있다. 상기 더미호스(240)는 프리로더 잭(100) 내부로 레진(R)를 주입한 후 주입관(210)의 주입밸브(212)와 분리되는 것이 바람직하다. The injection tube 210 may be directly connected to the fluid supply pump 230 but may prevent the oil of the fluid supply pump 230 from mixing with the resin R and measure the amount of the resin R to be injected A dummy hose 240 may be additionally connected between the injection pipe 210 and the fluid supply pump 230. [ The dummy hose 240 is made of a transparent or semitransparent material and can visually confirm the amount of oil pumped therein. The dummy hose 240 is preferably separated from the injection valve 212 of the injection tube 210 after injecting the resin R into the preloader jack 100.

상기 프리로더 잭(100) 내부로 고점성의 레진(R)을 용이하게 주입하기 위해서는 레진(R) 주입 전에 프리로더 잭(100) 내부의 공기를 모두 외부로 배출하여 프리로더 잭(100)의 내부 공간을 진공 또는 진공에 가까운 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 발명의 선행하중 재하장치는 프리로더 잭 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기유닛을 구비한다. In order to easily inject the resin (R) having a high viscosity into the pre-loader jack (100), all the air inside the pre-loader jack (100) is discharged to the outside before the resin (R) It is preferable to make the space close to a vacuum or a vacuum. To this end, the preceding load device of the present invention comprises an exhaust unit for discharging the air inside the pre-loader jack to the outside.

상기 배기유닛은, 상기 주입관(210)과 연결되는 분기관(220)과, 상기 분기관(220) 및 주입관(210)을 통해 흡입력을 발생시키는 진공펌프(221)를 포함한다. 상기 분기관(220)에는 분기관(220)을 통한 공기의 배출을 제어하기 위한 배출밸브(222)가 설치될 수 있다. The exhaust unit includes a branch pipe 220 connected to the injection pipe 210 and a vacuum pump 221 generating a suction force through the branch pipe 220 and the injection pipe 210. The branch pipe 220 may be provided with a discharge valve 222 for controlling the discharge of air through the branch pipe 220.

이와 같이 구성된 본 발명의 선행하중 재하장치를 이용하여 말뚝을 시공하는 방법에 대해 도 2 내지 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명하면 다음과 같다. A method of constructing a pile using the preceding load device of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4 and 5A to 5D.

먼저 도 5a 및 도 5b에 도시한 것과 같이 구조물의 기초저판(1)에 관통공(2)을 형성하고, 상기 관통공(2) 아래의 지중에 말뚝(10)을 매설하기 위한 홀(H)을 천공한다(단계 S1). 5A and 5B, a through hole 2 is formed in a base bottom plate 1 of a structure and a hole H for burying a pile 10 in the ground below the through hole 2 is formed. (Step S1).

그리고, 말뚝(10)의 상단부에 프리로더 잭(100)의 하부 프리로더(110)를 연결하고 프리로더 잭(100)의 상부 프리로더(120)에 상부 지지부재(20)를 연결한다. 이 때 하부 프리로더(110)의 하부 커플러(115)에 말뚝(10)의 상단부를 나선 결합하여 연결하고, 상부 프리로더(120)의 상부 커플러(125)에 상부 지지부재(20)의 하단부를 나선 결합하여 연결한다. 그리고, 하부 프리로더(110)의 주입구(112)에는 엘보우를 매개로 주입관(210)이 연결된다. 상기 주입관(210)의 상단부는 기초저판(1)의 상단부로 노출되어 더미호스(240) 및 분기관(220)과 연결된다. 상기 더미호스(240)의 내부에는 레진(R)이 일정량 채워진 상태에서 상기 유체공급펌프(230)와 연결되고, 분기관(220)은 진공펌프(221)와 연결된다. 이와 같이 말뚝(10)과 프리로더 잭(100)과 상부 지지부재(20)를 조립하는 작업은 상기 단계 S1 보다 먼저 수행될 수 있다. 즉, 기초저판(1)에 관통공(2)과 지중에 홀(H)을 천공하기 이전에 시공될 말뚝(10)과 프리로더 잭(100)과 상부 지지부재(20)의 조립체를 미리 제작하여 준비해둘 수 있다.The lower preloader 110 of the preloader jack 100 is connected to the upper end of the pile 10 and the upper support member 20 is connected to the upper preloader 120 of the preloader jack 100. The upper end of the upper support member 20 is connected to the upper coupler 125 of the upper preloader 120 by connecting the upper end of the pile 10 to the lower coupler 115 of the lower pre- Connect by helical connection. The injection pipe 210 is connected to the injection port 112 of the lower preloader 110 via an elbow. The upper end of the injection tube 210 is exposed to the upper end of the base bottom plate 1 and connected to the dummy hose 240 and the branch pipe 220. The dummy hose 240 is connected to the fluid supply pump 230 while the resin R is filled in a predetermined amount and the branch pipe 220 is connected to the vacuum pump 221. The operation of assembling the pile 10, the preloader jack 100, and the upper support member 20 may be performed before the step S1. That is, before piercing the through hole 2 and the hole H in the foundation bottom plate 1, an assembly of the pile 10 to be installed, the pre-loader jack 100 and the upper support member 20 is preliminarily manufactured You can prepare for it.

도 5c에 도시한 것처럼, 상기 말뚝(10)과 프리로더 잭(100)과 상부 지지부재(20)의 조립체는 상기 기초저판(1)의 관통공(2)을 통해 지중의 홀(H) 내측에 매설된다(단계 S2). 5c, an assembly of the pile 10, the preloader jack 100 and the upper support member 20 is inserted into the hole H in the ground through the through hole 2 of the base bottom plate 1, (Step S2).

이어서 도 5d에 도시한 것과 같이, 상기 관통공(2)을 통해 시멘트 밀크와 같은 그라우트(3)를 주입하여 말뚝(10)의 외측과 관통공(2) 및 홀(H) 내측에 그라우트(3)를 채우고 양생한다(단계 S3). 5D, a grout 3 such as cement milk is injected through the through-hole 2 to form grout 3 on the outside of the pile 10 and on the inside of the through hole 2 and the hole H, ) (Step S3).

상기 그라우트(3)의 양생이 완료되어 기초저판(1)과 말뚝(10), 프리로더 잭(100), 상부 지지부재(20)가 일체화되면, 진공펌프(221)를 작동시켜 주입관(210) 및 분기관(220)을 통해 흡입력을 발생시킴으로써 프리로더 잭(100) 내부의 공기를 외부로 배출하여 프리로더 잭(100) 내부를 진공 또는 진공에 가까운 음압 상태로 만든다(도 3a 참조)(단계 S4). When the curing of the grout 3 is completed and the pile 10, the preloader jack 100 and the upper support member 20 are integrated with each other, the vacuum pump 221 is operated and the injection pipe 210 ) And the branch pipe 220 to discharge the air inside the pre-loader jack 100 to the outside so as to bring the interior of the pre-loader jack 100 into a vacuum or a state close to a vacuum (see FIG. 3A) Step S4).

상기 프리로더 잭(100) 내부의 공기가 모두 배출되어 진공 또는 진공에 가까운 상태가 되면, 진공펌프(221)의 작동을 중지시키고 배출밸브(222)를 잠근다. When the air in the pre-loader jack 100 is exhausted and becomes in a state close to vacuum or vacuum, the operation of the vacuum pump 221 is stopped and the discharge valve 222 is closed.

그리고, 도 5e에 도시한 것과 같이, 주입밸브(212)를 열고 유체공급펌프(230)를 작동시키면, 더미호스(240) 내부에 채워져 있던 레진(R)이 유체공급펌프(230)의 유압에 의해 가압되면서 주입관(210)을 통해 프리로더 잭(100) 내부로 주입된다(도 3b 참조)(단계 S5). 이 때, 프리로더 잭(100)의 내부와 주입관(210) 내부는 공기가 없는 진공 상태이므로 점성이 높은 레진(R)도 프리로더 잭(100) 내부로 신속하게 빨려 들어가게 된다. 5E, when the injection valve 212 is opened and the fluid supply pump 230 is operated, the resin R filled in the dummy hose 240 is supplied to the hydraulic pressure of the fluid supply pump 230 And is injected into the preloader jack 100 through the injection pipe 210 (see FIG. 3B) (step S5). At this time, since the inside of the pre-loader jack 100 and the inside of the injection tube 210 are in a vacuum state without air, the viscous resin R is quickly sucked into the pre-loader jack 100.

상기 프리로더 잭(100) 내부에 레진(R)이 주입됨에 따라 하부 프리로더(110)와 상부 프리로더(120) 간에는 레진(R)에 의해 상하 방향으로 강한 압력이 발생하게 되어, 상부 지지부재(20)와 말뚝(10)을 각각 상하로 밀어내는 압축 하중을 재하하게 된다. As the resin R is injected into the pre-loader jack 100, strong pressure is generated between the lower pre-loader 110 and the upper pre-loader 120 by the resin R in the vertical direction, The compressive load pushing up and down the pile 20 and the pile 10 is loaded.

이와 같이 프리로더 잭(100) 내부에 레진(R)이 주입되어 말뚝(10)에 압축 하중이 가해지는 동안, 작업자는 더미호스(240)를 통해 레진(R)의 주입량을 확인하고, 원하는 주입량에 도달하면 유체공급펌프(230)의 작동을 중지하고, 주입밸브(212)를 잠근 다음, 더미호스(240) 및 유체공급펌프(230)를 주입밸브(212)에서 분리한다(단계 S5). 물론 분기관(220) 및 진공펌프(221)도 주입관(210)에서 모두 분리한다. While the resin R is injected into the preloader jack 100 and a compressive load is applied to the pile 10 in this manner, the worker confirms the amount of the resin R injected through the dummy hose 240, The fluid supply pump 230 is stopped, the injection valve 212 is closed, and the dummy hose 240 and the fluid supply pump 230 are separated from the injection valve 212 (step S5). Of course, the branch pipe 220 and the vacuum pump 221 are all separated from the injection pipe 210 as well.

상기 프리로더 잭(100)과 주입관(210) 내부에 채워진 레진(R)은 좁은 공간 속에서 빠르게 경화되고, 경화 후 수축이 거의 발생하지 않으므로 영구적으로 말뚝(10)에 일정한 선행하중을 가하게 된다. 상기 레진(R)의 양생이 완료된 뒤에는 주입관(210)을 적절한 길이로 절단함으로써 시공을 마무리한다. The resin R filled in the pre-loader jack 100 and the injection tube 210 quickly cures in a narrow space and hardly shrinks after curing, so that a predetermined leading load is applied to the pile 10 permanently . After completion of the curing of the resin (R), the injection tube (210) is cut to an appropriate length to complete the construction.

이와 같이 본 발명은 지중에 매설되는 말뚝(10)의 상단부와 기초저판(1)의 내부에 매설되는 상부 지지부재(20) 사이에 레진(R)과 같은 유체를 공급받아 상하 방향으로 압축 하중을 발생시키는 프리로더 잭(100)을 구성하여 말뚝(10)에 소정의 선행하중을 가할 수 있다. As described above, according to the present invention, fluid such as resin (R) is supplied between the upper end of a pile (10) buried in the ground and the upper support member (20) embedded in the bottom plate (1) The preloader jack 100 can be configured to generate a predetermined load on the pile 10. [

따라서 프리로더 잭(100)이 말뚝(10)에 선행하중을 재하하는 동안에도 다른 공정을 수행할 수 있으며, 선행하중을 재하하는 공정 기간을 1일 정도로 대폭 단축할 수 있다. Therefore, another process can be performed while the preloader jack 100 loads the preceding load on the pile 10, and the process period for loading the preceding load can be greatly shortened to about one day.

또한 전술한 실시예에서는 하나의 프리로더 잭(100)을 사용하여 말뚝(10)에 선행하중을 재하하였지만, 말뚝(10)에 복수개의 프리로더 잭(100)을 직렬로 설치하여 원하는 압력으로 선행하중을 증대시켜 재하할 수도 있을 것이다. In the above-described embodiment, the preloader jack 100 is used to load the pile 10 in advance, but a plurality of preloader jacks 100 are installed in series on the pile 10, It may be possible to increase the load.

그리고 전술한 실시예에서는 더미호스(240) 내에 레진(R)을 채운 상태에서 더미호스(240)를 유체공급펌프(230)와 연결하여 레진(R)을 공급하였으나, 이와 다르게 더미호스(240)를 사용하지 않고 주입관(210)을 유체공급펌프(230)에 바로 연결하고, 유체공급펌프(230)가 별도의 저장탱크(미도시) 내에 저장되어 있는 레진(R)을 펌핑하여 주입관(210)을 통해서 레진(R)을 공급할 수도 있을 것이다. The dummy hose 240 is connected to the fluid supply pump 230 to supply the resin R while the resin R is filled in the dummy hose 240. Alternatively, And the fluid supply pump 230 pumps the resin R stored in a separate storage tank (not shown) into the injection tube (not shown) 210 may be used to supply the resin R.

상술한 것과 같은 본 발명의 선행하중 재하장치는 구조물의 기초저판(1)에 설치되는 말뚝(10)에 선행하중을 재하하여 기존의 다른 말뚝 부재와 하중을 분담하는 작용을 수행할 수 있지만, 이외에도 구조물에 예상되는 수직변위를 제어하거나, 침하가 발생된 구조물을 원상 복구하는 데에도 이용될 수 있다. The preceding load device of the present invention as described above can perform the action of sharing the load with other existing pile members by placing the preceding load on the pile 10 installed on the bottom plate 1 of the structure, It can also be used to control the expected vertical displacement in the structure, or to restore the original structure with subsidence.

또한 본 발명의 선행하중 재하장치는 프리로더 잭(100)에 주입되는 유체로서 레진(R)을 사용함으로써 선행하중을 재하한 후 레진의 경화에 의해 재하된 선행하중이 영구적으로 존속될 수 있다. In addition, the preceding load device of the present invention can permanently retain the preceding load caused by the hardening of the resin after the preceding load is applied by using the resin (R) as the fluid to be injected into the pre-loader jack 100.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.

H : 홀 R : 레진
1 : 기초저판 2 : 관통공
3 : 그라우트 10 : 말뚝
20 : 상부 지지부재 100 : 프리로더 잭
110 : 하부 프리로더 111 : 중공부
112 : 주입구 114 : 패킹재
115 : 하부 커플러 116 : 나사산
120 : 상부 프리로더 125 : 상부 커플러
126 : 나사산 210 : 주입관
212 : 주입밸브 220 : 분기관
221 : 진공펌프 222 : 배출밸브
230 : 유체공급펌프 240 : 더미호스H: Hall R: Resin
1: base plate 2: through hole
3: grout 10: pile
20: upper support member 100: preloader jack
110: Lower preloader 111: Hollow part
112: inlet 114: packing material
115: lower coupler 116: threaded
120: upper preloader 125: upper coupler
126: thread 210: injection tube
212: injection valve 220:
221: Vacuum pump 222: Discharge valve
230: fluid supply pump 240: dummy hose

Claims (11)

구조물의 기초저판에 형성된 관통공의 내측에 고정되는 상부 지지부재;
상기 기초저판에 형성된 관통공을 통해 지중에 매설되는 말뚝의 상단부와 상기 상부 지지부재 사이에 설치되어 상기 말뚝의 상단부 및 상부 지지부재에 각각 연결되며, 외부에서 주입되는 유체에 의해 상하 방향으로 가압력를 발생시켜 상부 지지부재에 대해 말뚝에 압축 하중을 가하는 프리로더 잭;
상기 프리로더 잭에 유체를 주입하는 유체공급유닛; 및
상기 프리로더 잭에 유체를 주입하기 전에 프리로더 잭 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기유닛;
을 포함하고,
상기 프리로더 잭은,
하단부에 하부면이 개방된 관 형태로 되어 상기 말뚝의 상단부가 삽입되면서 결합되는 하부 커플러가 형성되어 있는 하부 프리로더와;
상기 하부 프리로더의 상측에 하부 프리로더에 대해 상하로 이동 가능하게 설치되며, 상단부에 상부면이 개방된 관 형태로 되어 상기 상부 지지부재의 하단부가 삽입되면서 결합되는 상부 커플러가 형성되어 있는 상부 프리로더;를 포함하며,
상기 하부 커플러의 내주면에는 상기 말뚝의 상단부 외주면에 형성된 나사산에 나선 결합되는 나사산이 형성되고, 상기 상부 커플러의 내주면에는 상기 상부 지지부재의 하단부 외주면에 형성된 나사산에 나선 결합되는 나사산이 형성되고,
상기 상부 프리로더와 하부 프리로더 사이에 주입되는 유체에 의해 상부 프리로더와 하부 프리로더 사이에 상하 방향으로 상대 변위가 발생하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.An upper support member fixed to the inside of the through hole formed in the base bottom plate of the structure;
The pile is connected to the upper end of the pile and to the upper support member, and is connected to the upper end of the pile buried in the ground through the through hole formed in the base bottom plate and the upper support member. A preloader jack for applying a compressive load to the pile with respect to the upper support member;
A fluid supply unit for injecting fluid into the pre-loader jack; And
An exhaust unit for exhausting air inside the pre-loader jack to the outside before injecting fluid into the pre-loader jack;
/ RTI >
The pre-
A lower preloader having a lower side open at its lower end and formed with a lower coupler to be coupled with an upper end of the pile;
The upper preloader is provided with an upper coupler which is installed to be movable up and down with respect to the lower preloader and which has a tube shape with an upper surface opened at an upper end thereof, A loader,
Wherein a screw thread is formed on an inner circumferential surface of the lower coupler so as to be screwed to a thread formed on an outer circumferential surface of the upper end of the pile, a screw thread is formed on an inner circumferential surface of the upper coupler,
And a relative displacement is generated in the vertical direction between the upper preloader and the lower preloader by the fluid injected between the upper preloader and the lower preloader. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 하부 프리로더는 상부면이 개방된 중공부를 갖는 실린더 형태로 이루어지며, 상기 상부 프리로더는 상기 하부 프리로더의 중공부 내측에 삽입되는 통 형태로 이루어지고, 상기 하부 프리로더의 중공부의 하단부에는 유체공급유닛과 연결되어 유체를 공급받는 주입구가 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.2. The lower preloader according to claim 1, wherein the lower preloader is in the form of a cylinder having a hollow portion with an opened upper surface, the upper preloader is in the form of a cylinder inserted into the hollow portion of the lower preloader, And a lower end of the hollow portion of the loader is connected to a fluid supply unit so that an inlet for supplying fluid is communicated. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 상부 지지부재는 상기 말뚝과 대응하는 형태의 원형 바아 형태를 가지며, 상기 기초저판의 관통공의 내측에 채워져 양생되는 그라우트에 의해서 기초저판에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.The pile according to claim 1, wherein the upper support member has a circular bar shape corresponding to the pile, and is supported by the base bottom plate by a grout filled and cured inside the through hole of the foundation bottom plate Load bearing device. 제1항에 있어서, 상기 유체공급유닛은, 일단이 상기 프리로더 잭과 연결되는 주입관과, 상기 기초저판의 외부에서 상기 주입관의 타단에 연결되어 유체를 가압하는 가압력을 가하는 유체공급펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.The fluid supply apparatus according to claim 1, wherein the fluid supply unit comprises: an injection tube having one end connected to the pre-loader jack; and a fluid supply pump connected to the other end of the injection tube from the outside of the bottom bottom plate for applying a pressing force to pressurize the fluid Wherein the pile load bearing device is a pile load bearing device. 제7항에 있어서, 상기 주입관의 타단과 유체공급펌프 사이에는 투명 또는 반투명한 재질의 더미호스가 연결되는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.[8] The apparatus of claim 7, wherein a dummy hose made of transparent or semitransparent material is connected between the other end of the injection tube and the fluid supply pump. 제7항에 있어서, 상기 배기유닛은, 상기 주입관과 연결되는 분기관과, 상기 분기관 및 주입관을 통해 흡입력을 발생시키는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the exhaust unit includes a branch pipe connected to the injection pipe, and a vacuum pump generating a suction force through the branch pipe and the injection pipe. 제1항에 있어서, 상기 프리로더 잭에 주입되는 유체는 레진(resin)인 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치.The apparatus of claim 1, wherein the fluid injected into the pre-loader jack is a resin. 제1항 및 제3항 및 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 말뚝의 선행하중 재하장치를 이용하여 말뚝을 시공하는 방법으로서,
(a) 구조물의 기초저판에 관통공을 형성하는 단계;
(b) 말뚝의 상단부에 프리로더 잭의 하부를 연결하고 프리로더 잭의 상부에 상부 지지부재를 연결한 상태로 말뚝과 프리로더 잭을 상기 관통공을 통해 지중에 매설하는 단계;
(c) 상기 관통공을 통해 그라우트를 주입하여 말뚝과 프리로더 잭과 상부 지지부재의 외측에 그라우트를 채우고 양생하는 단계;
(d) 상기 프리로더 잭 내부의 공기를 외부로 배출하여 프리로더 잭 내부를 진공 상태로 만드는 단계;
(e) 상기 프리로더 잭에 유체를 공급하여 프리로더 잭에 상하로 가압력를 발생시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝의 선행하중 재하장치를 이용한 말뚝 시공 방법.A method of constructing a pile using a preceding load-bearing device for piles according to any one of claims 1, 3, and 6 to 10,
(a) forming a through hole in a base bottom plate of the structure;
(b) burying a pile and a pre-loader jack through the through-hole in a state where a lower portion of a pre-loader jack is connected to an upper end of a pile and an upper support member is connected to an upper portion of the pre-
(c) injecting the grout through the through-hole to fill and cure the pile, the pre-loader jack, and the outer side of the upper support member with the grout;
(d) discharging the air inside the pre-loader jack to the outside to make the interior of the pre-loader jack into a vacuum state;
(e) supplying fluid to the pre-loader jack to generate a pressing force in the pre-loader jack up and down;
Wherein the pile is formed by a plurality of piles.
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