JP2006037492A - 場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法 - Google Patents

Abstract

【課題】場所打ちコンクリート杭の杭頭部に発生する不良コンクリート部分を静的に無騒音、無振動に近い状態で除去処理する杭頭処理工法を提供する。
【解決手段】各杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付け、地盤に掘削した杭孔１中へ杭鉄筋２を建て込み、コンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する。コンクリートが硬化した後に、不良コンクリート部分Ｂが露出する位置まで地盤４の掘削を行う。不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに杭主筋２ａを傷つけない深さまでほぼ水平な切り込み５を形成する。薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された複数の杭頭処理材７を切り込み５の隙間中へ円周方向に配分して押し込み、各杭頭処理材７の入り口バルブ７ａを流体ポンプ１０の配管８と接続し、ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７へ送り込み同杭頭処理材７を膨脹させて、杭頭部の不良コンクリートを破砕し除去する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に発生する不良コンクリート部分を静的に無騒音、無振動に近い状態で除去処理する杭頭処理工法の技術分野に属する。

場所打ちコンクリート杭の構築においては、杭頭部に、杭孔掘削時の不純物が混じったり安定液に晒されて劣化した不良コンクリート部分が発生する。そこで通例は、杭頭部を杭の有効部よりも不良コンクリート部分の長さ分だけ高く打ち上げ（余盛り）、コンクリートの硬化後に前記不良コンクリート部分を除去することが行われている。
上記不良コンクリート部分の除去方法として、古くはブレーカー等で斫り取る方法が一般的に実施されてきた。しかし、この作業には大きな振動と騒音を伴い、環境を損なう公害問題が発生するほか、市街地では作業時間を制限される等々の問題点を抱えている。
その他の方法として、コンクリート打設直後の未だ硬化しない段階で、不良コンクリート部分をバキューム吸引装置で吸引し除去する方法も実施されている。しかし、この方法は吸引装置の設置場所が場所打ちコンクリート杭の不良コンクリート部分の位置よりもはるかに高いと、物理的に吸引除去ができないという欠陥がある。また、吸引した不良コンクリートの事後処理費用などが嵩み、施工単価が高いという問題点も指摘されている。

一方、下記の特許文献１その他に、不良コンクリート部分（余盛りコンクリート）を固めないように遅延剤を混入して処理する杭頭余盛りコンクリート処理機が開示されている。固めないコンクリートは、例えば杭孔に接して掘った横穴へ横流しをして除去する。しかし、この方法も、杭頭部が地盤面に近い高さである場合にのみ施工可能であり、施工条件の制約が厳しい。
下記の特許文献２その他多数に、杭孔へ打設したコンクリートが未だ硬化しない段階で、不良コンクリート部分へ混和剤やアルミ粉等の破壊剤、又は発泡剤を水に溶かした懸濁液、或いはベントナイト溶液に粘調性高分子化合物を混合した溶液などのいわゆる強度劣化剤を注入、攪拌してコンクリート強度を低下させ、杭頭処理を容易にする方法が開示されている。しかし、使用する強度劣化剤が高価である上に、予定した薬効が確実に得られず、杭頭処理に難渋する場合が多々あり、確実性に欠ける方法である。

特許文献３には、コンクリート切削用のビットを取り付けたアースドリル状の杭頭処理装置で、不良コンクリート部分のうち杭主筋の内側部分のコンクリートを切削除去する方法が開示されている。しかし、この方法は切削時の振動、騒音の発生を避けられないし、杭主筋の外側部分に残存するコンクリートを解砕し除去する作業を別途行わなければならないので、必ずしも作業効率が高いとはいえない。
特許文献４には、杭孔へ打設したコンクリートが未だ硬化しない段階で、杭主筋の内側の不良コンクリート部分へ、環状枠の内側へ薄板による格子を縦に形成した治具を沈めてコンクリートの硬化状況を見定め、一定時間の経過後に前記治具を引き上げて不良コンクリート部分に格子形の切れ目を形成する方法が開示されている。しかし、前記切れ目は完全に切れたままではなく、不完全に復旧するので、せいぜい不良コンクリートの斫り作業を少し容易にする程度の効果しか期待できない。

特許文献５には、杭主筋にコンクリートとの接触を断つ発泡ウレタン等の縁切り材を取り付け、同杭主筋の内側部へ、コンクリートの打設前又は打設後の未だコンクリートが硬化しない段階で、膨脹発現時間が異なる２種の静的膨脹破砕剤を取り付けた捨て治具を設置し、硬化した不良コンクリート部分を前記２種の静的膨脹破砕剤の膨脹作用により破砕する方法が開示されている。しかし、２種の静的膨脹破砕剤の膨脹作用によって、硬化した不良コンクリート部分の破砕が確実に行われるか、の効果は大いに疑問視される。
特許文献６には、杭孔へ打設したコンクリートが未だ硬化しない段階で、杭主筋の内側の不良コンクリート部分へ杭頭処理治具を押し込み杭の設計天端高さ位置にカット板を水平に設置し、コンクリートが硬化した後、地盤を掘削して杭頭部分が露出した段階で、杭体の前記カット板の外周位置に切削溝を形成し、更に孔を開け、この孔に破砕工具を挿入し打撃を加えて前記カット板の位置でコンクリートを割裂させ、不良コンクリート部分を吊り上げて除去する方法が開示されている。しかし、カット板の設置や切削溝の形成、孔開け、並びに破砕工具を挿入し打撃を加えて前記カット板の位置で割裂させるまで、多くの手数と工具等の使用を必要とする。その割にカット板の位置でコンクリートを確実に割裂させることができるかの点に不安要素が多くある。また、破砕工具に打撃を加えて割裂させるまでの作業に騒音と振動の発生を避けられないという大きな問題がある。

その他、特許文献７には、コンクリート構造物の外周にワイヤーソーにより切断溝を形成し、この切断溝の内部に金属製袋体を挿入し、前記金属製袋体をポンプと接続し、ポンプの運転により前記金属製袋体へ高圧水を送り込んで膨脹させ、その膨脹力によりコンクリート構造物の割裂を進行させる切断方法が開示されている。

なお、本願と同じ発明者らによる先の出願（特願２００４−１４５１１９号）の明細書及び図面には、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された環状の杭頭処理材を杭鉄筋の各主筋に通して略水平に先付け設置すると共に杭主筋にコンクリートと縁切りする養生材を取り付けておき、打設したコンクリートの硬化後に、杭体に埋設した前記ジャッキの作用で杭頭の不良コンクリート部分を破砕させて除去する、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法を開示している。

実公平３−２４６６３号公報 特開昭６４−６４１３号公報 特公平７−６１８５号公報 特開２００２−２１２９４６号公報 特開平７−２０７６６１号公報 特許第２７２６２４１号公報 特開２００３−７４１９７号公報

本発明の目的は、従来技術が抱える上述したような諸問題点を解決すること、具体的に言えば、振動や騒音を殆ど発生しない静的方法であり、施工条件の制約がなく、施工費用を安価にでき、施工の手間と時間の節減並びに工期の短縮を図ることができ、施工の確実性を期待できる、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法を提供することである。
本発明の次の目的は、上記の特許文献７に見られる流体圧ジャッキの静的破壊力に着目して、これを薄板形状に構成した杭頭処理材と、略同形、同大に形成した杭頭処理スペーサとを併用して有効に活用し、不良コンクリート部分の破砕に効果的に用いる、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法を提供することである。

上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法は、
杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃより上方の各杭主筋２ａ…にコンクリートと縁切りする養生材６を取り付け、地盤４に掘削した杭孔１中へ前記の杭鉄筋２を建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する段階と、
打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃが露出する位置まで地盤４の掘削を行う段階と、
前記杭頭部の不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃの杭体外周のコンクリート被り部分に杭主筋２ａ…を傷つけない深さまでほぼ水平な切り込み５を形成する段階と、
薄板形状の流体圧ジャッキとして構成され、且つ杭体３のコンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状の複数の杭頭処理材７…を前記切り込み５の隙間中へ円周方向に配分して押し込み、各杭頭処理材７…の入り口バルブ７ａを流体ポンプ１０の配管８と接続し、前記ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７…へ送り込み、同杭頭処理材７を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する段階とから成る、ジャッキ後付け工法である。

請求項２記載の発明に係る場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法は、
杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７を、杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋２へ取り付けて設置し、前記杭頭処理材７より上方に立ち上がる各杭主筋２ａ…にコンクリートと縁切りする養生材６を取り付ける段階と、
前記杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する段階と、
打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材７が露出する位置まで地盤４の掘削を行う段階と、
前記薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７の入り口バルブ７ａを杭体３から外へ引き出してこれに流体ポンプ１０の配管８を接続し、前記ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７へ送り込み、同杭頭処理材７を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する段階とから成る、ジャッキ先付け工法である。

請求項３記載の発明に係る場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法は、
杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに、薄板形状の杭頭処理スペーサ１７を杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋２へ取り付けて設置し、前記杭頭処理スペーサ１７より上方に立ち上がる各杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付ける段階と、
前記杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する段階と、
打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理スペーサ１７が露出する位置まで地盤４の掘削を行う段階と、
前記薄板形状の杭頭処理スペーサ１７を杭体３から引き抜き、その跡へ薄板形状の流体圧ジャッキとして略同形状に構成された杭頭処理材７を前記引き抜き跡の隙間へ押し込み、同杭頭処理材７を流体ポンプ１０の配管８と接続し、前記ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７へ送り込み、同杭頭処理材７を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する段階とから成る、スペーサ先付け、ジャッキ後付け工法である。

請求項４記載の発明に係る場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法は、
杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７および薄板形状の杭頭処理スペーサ１７を杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で互い違いの配置に杭鉄筋２へ取り付けて設置し、更に前記杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７より上方に立ち上がる杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付ける段階と、
前記杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する段階と、
打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７が露出する位置まで地盤４の掘削を行う段階と、
前記薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された各杭頭処理材７…の入り口バルブ７ａを杭体３から外へ引き出してこれに流体ポンプ１０の配管８を接続し、前記ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７へ送り込み、同杭頭処理材７を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する段階とから成る、ジャッキ及びスペーサ先付け工法である。

請求項５に記載した発明は、請求項２または４に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法において、
薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７は、杭鉄筋２の各主筋２ａの間隙から杭中心部に向かって延びる仕切板１６を有することを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法において、
薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７は、入り口バルブ７ａを備え曲率半径を変更可能なヘッダーパイプ７ｂと、前記ヘッダーパイプ７ｂと各々連通する複数個の薄板形状ジャッキ７ｃ…の集合体として構成されていることを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、請求項３または４に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法において、
薄板形状の杭頭処理スペーサ１７は、その外周辺から内周辺に向かって楔状に厚さが漸減する抜き勾配を有すると共に、その外周辺部には、コンクリートの打設時点までは杭体３内に向かって曲げることができ、打設したコンクリートが硬化した後には杭体３から外へ引き出すことが可能で、引き出し後には当該杭頭処理スペーサ１７を杭体３から引き抜く作業に使用できる引張り片１８を備えていることを特徴とする。

請求項８に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法において、
杭頭処理材７と杭頭処理スペーサ１７は、杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃのほか、同部位より上方の一乃至複数部位にそれぞれ略水平な配置に設置することを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、杭頭処理材７は、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成され、且つ杭体３のコンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい三日月形状に形成されているので、コンクリートカッター等で杭体外周に切り込み５を形成すると、直ちに同切り込み５の円周方向隙間へ必要数だけ容易に押し込む（後付けする）ことができ、各杭頭処理材７…のジャッキ作用で速やかに、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂを、その下限相当部位Ｃから静的に迅速に破砕し除去することが出来る。このとき杭頭処理材７より上方に立ち上がる杭主筋２ａ…にはコンクリートと縁切りする養生材６を取り付けているので、前記不良コンクリート部分Ｂの静的破砕と除去の抵抗が小さく、処理作業が容易である。かくして本発明の処理工法は、環境に優しいし、杭体外周に切り込み５を形成する手間以外にはさしたる手数と時間を要さず、技術的な熟練も必要なく短工期に実施できる。また、爾後には各杭頭処理材７…を全て回収し転用でき、他に消耗品類も殆ど発生せず費用の低減効果が大きい。

請求項２に記載した発明は、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７を杭鉄筋２に予め先付けするので、請求項１の発明とは異なって、杭体外周に切り込み５を形成する手間さえも必要でなく、一層簡単、迅速に静かに施工できる。すなわち、打設コンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃが露出する深さまで地盤４を掘削し、露出した杭頭処理材７の入り口バルブ７ａを杭体３から外へ引き出し、これに流体ポンプ１０の配管８を接続し、前記ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７へ送り込む操作により、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃを静的に迅速に破砕し除去することが出来る。したがって、環境に優しいことはもとより、工数が更に少なくてすみ、費用の低減、および工期の短縮に寄与するところが大である。

請求項３に記載した発明は、いうなれば請求項１に記載した発明における杭体外周に切り込み５を形成する手間を省く目的で杭頭処理スペーサ１７を先付けする工法である。打設コンクリートが硬化した後、杭頭部の少なくとも不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃが露出する深さまで地盤４を掘削すると、露出した杭頭処理スペーサ１７を杭体３から引き抜くと、その跡に切り込みを形成したに等しい隙間が生ずる。その隙間へ薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された複数の杭頭処理材７を押し込むことにより、直ちに杭頭部の不良コンクリート部分Ｂをその下限相当部位Ｃから静的に迅速に破砕し除去することが出来る。

請求項４に記載した発明は、いうなれば請求項２および３に記載した発明に係る杭頭処理材７及び杭頭処理スぺーサ１７の先付け工法の応用例（または複合例）である。杭頭処理スペーサ１７を設置した個所には杭頭処理材７の設置が無用であるから杭頭処理材７の先付け設置数を減らすことが可能である。もちろん、杭頭処理スペーサ１７および杭頭処理材７はともに、事後には回収して転用することが出来、無駄がない。

上記の請求項２または４の発明に使用する杭頭処理材７が、請求項５に記載した仕切板１６を有する構成にすると、同仕切板１６の面積分は構築の時点で既に杭体３が割裂されたと同じ構造になっているから、杭頭処理材７に要求されるジャッキ能力が小さくて済み、不良コンクリート部分Ｂの破砕を速やか容易に進めることが出来る。
請求項６に記載した杭頭処理材７は、三日月形状の曲率を可変に構成されているので、例えば通例９００mm〜２０００mm位の直径で実施される場所打ちコンクリート杭３への適用範囲を広範囲にできる。
請求項７の発明によれば、楔効果と、引張り片１８の利用により、杭頭処理スペーサ１７の引き抜き作業を容易に行える。
また、請求項８の発明のように杭頭処理材７や杭頭処理スペーサ１７の設置を、不良コンクリート部分Ｂの長さの範囲内で多段に行えば、それだけ不良コンクリート部分Ｂの静的な破砕と除去処理を効率的に行うことが出来る。

杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃより上方の各杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付け、地盤に掘削した杭孔１中へ前記の杭鉄筋２を建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する。打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃが露出する位置まで地盤４の掘削を行い、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃの杭体外周のコンクリート被り部分に杭主筋２ａを傷つけない深さまでほぼ水平な切り込み５を形成し、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成され、且つ杭体３のコンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状の複数の杭頭処理材７を前記切り込み５の隙間中へ円周方向に配分して押し込む。これらの各杭頭処理材７のジャッキ作用により杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ破砕する、いわばジャッキ後付け工法として実施する。

又は杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７を、杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へその円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋２へ取り付けて設置し、前記杭頭処理材７より上方に立ち上がる各杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付けた杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、場所打ちコンクリート杭３を構築する。打設したコンクリートが硬化した後に、前記杭頭処理材７が露出する位置まで地盤４の掘削を行い、前記杭頭処理材７のジャッキ作用により杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ破砕する、いわばジャッキ先付け工法として実施する。

或いは杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに、薄板形状の杭頭処理スペーサ１７を杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋２へ取り付けて設置し、前記杭頭処理スペーサ１７より上方に立ち上がる各杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付けた杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、場所打ちコンクリート杭３を構築する。打設したコンクリートが硬化した後に、前記杭頭処理スペーサ１７が露出する位置まで地盤４の掘削を行い、前記薄板形状の杭頭処理スペーサ１７を杭体３から引き抜き、その跡へ薄板形状の流体圧ジャッキとして略同形状に構成した杭頭処理材７を後付けし、同杭頭処理材７のジャッキ作用により杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ破砕する、杭頭処理スペーサ１７の先付け、ジャッキ後付け工法として実施する。

更に、杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７および薄板形状の杭頭処理スペーサ１７を杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へその円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋２へ互い違いの配置に取り付けて設置し、更に前記杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７より上方に立ち上がる杭主筋２ａにコンクリートと縁切りする養生材６を取り付けた杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、場所打ちコンクリート杭３を構築する。打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の前記杭頭処理材７及び杭頭処理スペーサ１７が露出する位置まで地盤４の掘削を行い、前記薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された各杭頭処理材７のジャッキ作用により杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ破砕する、杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７の先付け工法として実施する。

先ず図１は、地盤４中に杭孔１を掘削した後、この杭孔１中へ杭鉄筋２を建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築した段階における杭頭部分を示している。
図２は、請求項１に記載した発明の実施例として、上記のように杭孔１中へ打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃが露出する位置よりもなお、以下に説明する杭頭処理作業に必要とされる深さＡまで地盤４の掘削を行い、前記不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃの杭体外周のコンクリート被り部分に、杭主筋２ａを傷つけない深さまでほぼ水平な切り込み５を形成した段階を示している。前記切り込み５の形成は、例えばコンクリートカッター等を使用して行う。

なお、本発明の場合には、上記杭鉄筋２を杭孔１中へ建て込む前の地上作業として、横置きされた杭鉄筋２の各杭主筋２ａ…のうち、上記したように杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃより上方の部分に、コンクリートと縁切りする養生材として、例えばプラスチックチューブ６又は硬質プラスチックフォームを予め取り付けておく。後述する杭頭処理材７のジャッキ作用により杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせて破砕し除去する処理の抵抗を軽減し作業の容易性、迅速性を確保するためである。養生材として離型剤を塗布する方法も実施可能である。

図３と図４は、上記したように不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃの杭体外周のコンクリート被り部分に杭主筋２ａを傷つけない深さまで切り込み５をほぼ水平に形成した段階と、その後の手順として、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成され、且つ上記場所打ちコンクリート杭３の杭主筋２ａ…より外周のコンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい、いわゆる三日月形状の杭頭処理材７を、図示例の場合には合計４個、前記切り込み５の隙間中へ円周方向に等配分して押し込み、各杭頭処理材７の入り口バルブ７ａを流体ポンプ１０（図５参照）の配管８と環状のヘッダー９を介して共通に接続した段階を示している。要するにジャッキの後付け工法である。但し、ヘッダー９を使用しないで各杭頭処理剤７とポンプを個別に接続する方法も実施される。
ちなみに薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７は、一例として０．６mmの薄板を２枚重ねた程度（つまり、全厚で１．２mm程度）の厚さに構成されているので、上記したようにコンクリートカッター等を使用して形成した切り込み５の隙間中へも容易に押し込むことができる。場所打ちコンクリート杭３の杭主筋２ａ…より外周のコンクリート被り部分の厚さは、杭径の大きさによって多少異なるが、１００mm前後である。従って、杭頭処理材７の幅寸もおよそ１００mm程度に製作されている。

図５は、上記したように各杭頭処理材７…の入り口バルブ７ａを流体ポンプ１０の配管８及び環状のヘッダー９と共通に接続し、前記流体ポンプ１０を運転して高圧流体を各杭頭処理材７…へ送り込み、同杭頭処理材７を等しく膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する作業の概念図を示している。
図６は、杭頭処理材７のジャッキ作用により杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせて破砕し除去する処理状況を少し誇張して示している。ジャッキによる静的な破砕であるから、勿論、振動や騒音は殆ど発生せず、環境に優しい工法である。杭頭処理材７は、送り込まれた高圧流体の圧力と受圧面積の積として大きなジャッキ能力を発揮するので処理能力と処理速度に優れた工法であり、工期の短縮を図れる。しかも、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ破砕し除去した後、杭頭処理材７と配管８及び環状のヘッダー９は全て回収し、次の杭頭処理に転用できるから、無駄な消費材を生じない、極めて経済的な工法でもある。

次に、請求項２記載の発明の実施例を説明する。
本発明は、上記請求項１の発明で必要であった、杭体外周のコンクリート被り部分に切り込み５を形成する工程を無用にする、ジャッキ先付け工法である。
本発明の場合は、杭鉄筋２を杭孔１中へ建て込む前の地上作業として、同杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂ（図２参照）の下限相当部位Ｃに、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７を、杭主筋２ａよりも外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状、例えば図４のように４分割した三日月形状に構成したものを、予め杭鉄筋２へ取り付けて先付け設置する。
また、前記杭頭処理材７の位置よりも上方へ立ち上がる各杭主筋２ａには、コンクリートと縁切りする養生材として上述したプラスチックチューブ６等を取り付けておく。要するに、図４の構成のうちで、流体ポンプ１０の配管８及び環状のヘッダー９が無いだけの構成に準備する。

因みに、杭鉄筋２に、杭頭処理材７を予め取り付けて設置しておく手段としては、一例を図１３に示したように、不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃに捨てフープ１１を取り付け、この捨てフープ１１を定規変わりにして各主筋２ａ…（又は配置を選択した複数の主筋２ａ）にクランプ１２を取り付ける。図示したクランプ１２は、主筋２ａを挟むＣ型円筒の両端にほぼ平行な２枚の圧着板１２ａを形成した構成であり、前記２枚の圧着板１２ａを締め付けボルト１３で強く圧縮することにより、主筋２ａの所望位置へ固定することができる。このクランプ１２の外周部には、コ字形のブラケット１４が略水平（又は杭の外周に向かって若干下がる傾斜状態）に設けられている。杭頭処理材７は、その内周辺部を前記コ字形のブラケット１４の中へ差し込み、止めボルト１５によりコンクリートの打設圧力などでは動かない程度に固定して設置される。
なお、クランプ１２等に、予め離型剤を塗布するなどして、杭頭処理材７のジャッキ作用で不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する際の抵抗を可及的に軽減する処置を実施することが好ましい。

上記したように地上で杭頭処理材７を先付けした杭鉄筋２は、各杭頭処理剤７の入り口バルブ７ａが杭孔１への建て込みに邪魔しないように内方へ折り曲げた状態にしておいて、同杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、同杭孔中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する。
打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材７が露出する位置まで地盤４の掘削を行うことは、上記実施例１と同じである。
かくして杭体表面へ露出することになった杭頭処理材７の入り口バルブ７ａを杭体から掘り出すようにして外へ引き出し、これに図４及び図５に示すように流体ポンプ１０の配管８やヘッダー９を接続し、流体ポンプ１０を運転して高圧流体を杭頭処理材７へ送り込み、各杭頭処理材７を一様に膨脹させることにより、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃより上方部に亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去することは、上記実施例１の方法と同様である。
要するに、本発明の方法は、ジャッキ先付け工法であるため、実施例１のように杭体外周のコンクリート被り部分に切り込み５を形成する工程が無用であり、切り込み５を形成する時間の節約、及び騒音の解消を達成できる。杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材７が露出する位置まで地盤４の掘削を行うと、速やかに無振動、無騒音の杭頭処理を実行でき、工期の短縮化に利するところ大である。

なお、請求項２に係る発明のジャッキ先付け工法を実施するに当たっては、図７及び図１３などに点線で図示したように、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７の内周辺に、杭鉄筋２の各主筋２ａ、２ａの間隙から杭中心部に向かって延びる薄鉄板等から成る仕切板１６を有する構成とすることが好ましい（請求項５に記載した発明）。仕切板１６の面積分だけコンクリート杭体を分断するので、その面積分だけ杭頭処理材７のジャッキ作用による亀裂の発生や破砕の負担を軽減することができる。したがって、仕切板１６の面積は大きいほど有利であるが、コンクリート打設時のコンクリートの回り込み性の確保や、杭鉄筋２の各主筋２ａ、２ａのピッチが通常１００mm程度であることを考慮すると、内方への長さ１００mm程度に作るのが好ましい。

次に、請求項３に記載した発明の実施例を説明する。
本発明は、上記請求項２の発明で先付けした、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７に代えて、同じく薄板形状に構成した杭頭処理スペーサ１７を先付けする杭頭処理工法である。
本発明の場合は、上記実施例２と同様に、杭孔１へ建て込む前の杭鉄筋２についての地上作業として、同杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃ（図２参照）に、上記杭頭処理材７と同様に薄板形状に製作された杭頭処理スペーサ１７を、杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい三日月形状として杭鉄筋２へ取り付けて先付け設置する。また、前記杭頭処理スペーサ１７の位置よりも上方に立ち上がる各杭主筋２ａにはコンクリートと縁切りする養生材として上記プラスチックチューブ６等を取り付けることは、上記実施例１、２と共通する。

因みに、薄板形状の杭頭処理スペーサ１７は、図９に例示したように、その外周辺から内周辺に向かって楔状に厚さが漸減する抜き勾配（例えば５°くらい）を有する構成として、事後に必要に応じて場所打ちコンクリート３の杭体中から引き抜く作業が容易な構成とされている。この杭頭処理スペーサ１７の表面には、予め離型剤を塗布しておくことも好ましい。このスペーサ１７はコンクリートに付着しない材質、例えば強度が大きいプラスチック等で成形したものであっても良い。
この杭頭処理スペーサ１７を杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割した配置（図８は４分割を示す。）に分配して杭鉄筋２へ取り付け先付け設置する手段としては、例えば上記杭頭処理材７を先付けする際に使用した図１３に示すようなクランプ１２を使用することができる。この場合、杭頭処理スペーサ１７は、図９に示したように外方に向かって若干下る傾斜（傾斜角θ＝１°〜２°位）を設定しておくのが杭頭処理に好都合である。

上記したように地上で杭頭処理スペーサ１７を先付けした杭鉄筋２は、上記実施例２と同様に杭孔１の中へ建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する。そして、打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理スペーサ１７が露出する位置まで地盤４の掘削を行うことも実施例２と同様である。

請求項３に係る発明の特徴として、上記のようにして露出した薄板形状の杭頭処理スペーサ１７は杭体から掘り出すが如くに引き抜く。そして、杭頭処理スペーサ１７を引き抜いた跡の空隙に、略同形状に製作して予め用意した、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７を押し込む。各杭頭処理材７…を流体ポンプ１０の配管８及び環状のヘッダー９と接続し、前記ポンプ１０を運転して高圧流体を各杭頭処理材７へ送り込み、各杭頭処理材７…を等しく膨脹させて杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに一気に亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去する手順は、上記実施例１、２と共通する。

なお、上記したように場所打ちコンクリート杭３へ打ち込まれた杭頭処理スペーサ１７を杭体から掘り出すが如くに引き抜く作業を容易にする手段として、各杭頭処理スペーサ１７の外周辺部には、図１０に示したように、コンクリートの打設時点までは杭体内に向かって曲げておくことができ（図９の実線図示も参照）、打設したコンクリートが硬化した後には、杭体から掘り出すことにより杭体３の外へ引き出すことが可能であり（図９の点線図示を参照）、引き出し後には例えば図示省略の引き抜き用工具で挟み杭頭処理スペーサ１７を杭体３から引き抜く作業の手掛かりに使用できる引張り片１８を設けておくと作業の進行に至便である（請求項７に記載した発明）。

次に、請求項４に記載した発明の実施例を説明する。
この発明は、上記請求項２の発明で先付けした、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７、及び上記請求項３の発明で先付けした薄板形状に構成した杭頭処理スペーサ１７（斜線を付した）をそれぞれ組み合わせて先付けする杭頭処理工法である。
図１１に示したように、杭鉄筋２の地上作業として、同杭鉄筋２のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃ（図２を参照）に、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材７および薄板形状の杭頭処理スペーサ１７をそれぞれ、杭主筋２ａより外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい三日月形状とし互い違いの配置に杭鉄筋２へ取り付けて先付け設置する。前記杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７より上方に立ち上がる杭主筋２ａ…にコンクリートと縁切りする養生材として上記プラスチックチューブ６等を取り付けておく。そして、薄板形状の杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７を杭鉄筋２に取り付ける手段には、既に説明した図１３のクランプ１２を使用する方法などが実施される。

上記の杭鉄筋２を杭孔１の中へ建て込み、同杭孔１中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭３を構築する。
打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７が露出する位置まで地盤４の掘削を行うことは、上記の各実施例と同じである。
請求項４に係る発明の場合は、露出した各杭頭処理材７の入り口バルブ７ａを杭体３から掘り出すようにして外へ引き出し、これに流体ポンプ１０の配管８を接続し、直ちに前記ポンプ１０を運転して高圧流体を各杭頭処理材７へ送り込み、同杭頭処理材７を等しく膨脹させて杭頭部の不良コンクリート部分Ｂに亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分Ｂを破砕し除去することを特徴とする。要するに、杭頭処理スペーサ１７が位置する部位は、場所打ちコンクリート杭３を構築した段階で、既にして杭体が分断されているので、残る部位の杭頭処理材７…を等しく膨脹させることにより、杭頭部の不良コンクリート部分Ｂは一気に、比較的小さなジャッキ能力で亀裂が入り、同不良コンクリート部分Ｂの破砕と除去を無振動、低騒音で効率よく迅速に進めることができる。

請求項４に係る発明の方法の実施においても、事後に杭頭処理材７および杭頭処理スペーサ１７並びに配管８、ヘッダー９などはそっくり回収して、他の杭頭処理に転用することができる。

なお、場所打ちコンクリート杭３の杭径は、通例９００mm〜２０００mmと広範囲に及ぶので、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成される杭頭処理材７については、図１２に例示したように、入り口バルブ７ａを備え、且つ曲率半径を変更可能な可撓性を有する材質又は構造で製作されたヘッダーパイプ７ｂと、前記ヘッダーパイプ７ｂとは各々個別に連通する複数個の薄板形状ジャッキ７ｃの集合体として構成したものが好適である。場所打ちコンクリート杭３の杭径の大小に対して曲率半径を任意に変えて適合させることが出来、広範囲な適用性を発揮するからである（請求項６に記載した発明）。なお、図１２の実施例はヘッダーパイプ７ｂが内周辺に位置する構成であるが、逆に外周辺又は中央部に位置する構成で実施することもできる。

なお、上述した実施例１〜４の何れについても応用実施できることであるが、実施例１の場合には切り込み５を、場所打ちコンクリート杭３の杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃの位置のほか、その上方へ複数箇所に形成することにより、また、実施例２〜４の場合には杭鉄筋２へ先付けする杭頭処理材７と杭頭処理スペーサ１７の取り付け位置を、杭頭部に発生する不良コンクリート部分Ｂの下限相当部位Ｃのほか、同部位より上方へ一乃至複数部位にそれぞれ先付け設置することも好ましい実施例である（請求項８に記載した発明）。
このように実施すると、杭頭処理材７による不良コンクリート部分Ｂの亀裂の発生や破砕、除去を複数箇所に分けて同時的に多段に行うことができるので、不良コンクリート部分Ｂの破砕はより効率的に細分化して行われ、後処理が容易になるからである。

もちろん、本発明の実施例は上記した例の限りではない。本発明の要旨、技術的思想を逸脱しない範囲で、或いは当業者が思いつく設計変更的な応用や改変を含めて、多様に実施できることを念のために付言する。

場所打ちコンクリート杭の構築状況を杭頭部について示した立面図である。 場所打ちコンクリート杭を杭頭部まで掘り出し切り込みを形成した状況を示した立面図である。 場所打ちコンクリート杭の杭頭部に形成した切り込みへ杭頭処理材を入れる状況を示した斜視図である。 杭頭処理材の配置を示した平面図である。 杭頭処理材へポンプユニットを接続した杭頭処理作業を示した説明図である。 図５中VI部のコンクリート割裂状況を誇張した説明図である。 杭頭処理材の異なる配置例を示した平面図である。 杭頭処理スペーサの配置例を示した平面図である。 杭鉄筋に対する杭頭処理スペーサの取付け設置の態様を示した説明図である。 杭頭処理スペーサの一例を示した斜視図である。 杭頭処理材と杭頭処理スペーサを組み合わせた配置例を示した平面図である。 杭頭処理材の異なる実施例を示した平面図である。 杭鉄筋に対する杭頭処理材の取付け設置の態様を示した説明図である。

符号の説明

１ 杭孔
２ 杭鉄筋
３ 場所打ちコンクリート杭
４ 地盤
５ 切り込み
２ａ 杭主筋
Ｂ 不良コンクリート部分
Ｃ 下限相当部位
６ 養生材
７ 杭頭処理材（ジャッキ）
７ａ 入り口バルブ
１０ 流体ポンプ
８ 配管
１７ 杭頭処理スペーサ
１６ 仕切板
７ｂ ヘッダーパイプ
７ｃ 薄板形状ジャッキ
１８ 引張り片

Claims (8)

1. 杭鉄筋のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分の下限相当部位より上方の各杭主筋にコンクリートと縁切りする養生材を取り付け、地盤に掘削した杭孔中へ前記の杭鉄筋を建て込み、同杭孔中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する段階と、
   打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも不良コンクリート部分の下限相当部位が露出する位置まで地盤の掘削を行う段階と、
   前記杭頭部の不良コンクリート部分の下限相当部位の杭体外周のコンクリート被り部分に杭主筋を傷つけない深さまでほぼ水平な切り込みを形成する段階と、
   薄板形状の流体圧ジャッキとして構成され、且つ杭体のコンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状の複数の杭頭処理材を前記切り込みの隙間中へ円周方向に配分して押し込み、各杭頭処理材の入り口バルブを流体ポンプの配管と接続し、前記ポンプを運転して高圧流体を杭頭処理材へ送り込み、同杭頭処理材を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分に亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分を破砕し除去する段階とから成ることを特徴とする、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
2. 杭鉄筋のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分の下限相当部位に、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材を、杭主筋より外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋へ取り付けて設置し、前記杭頭処理材より上方に立ち上がる各杭主筋にコンクリートと縁切りする養生材を取り付ける段階と、
   前記杭鉄筋を杭孔の中へ建て込み、同杭孔中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する段階と、
   打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材が露出する位置まで地盤の掘削を行う段階と、
   前記薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材の入り口バルブを杭体から外へ引き出してこれに流体ポンプの配管を接続し、前記ポンプを運転して高圧流体を杭頭処理材へ送り込み、同杭頭処理材を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分に亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分を破砕し除去する段階とから成ることを特徴とする、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
3. 杭鉄筋のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分の下限相当部位に、薄板形状の杭頭処理スペーサを杭主筋より外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で杭鉄筋へ取り付けて設置し、前記杭頭処理スペーサより上方に立ち上がる各杭主筋にコンクリートと縁切りする養生材を取り付ける段階と、
   前記杭鉄筋を杭孔の中へ建て込み、同杭孔中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する段階と、
   打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理スペーサが露出する位置まで地盤の掘削を行う段階と、
   前記薄板形状の杭頭処理スペーサを杭体から引き抜き、その跡へ薄板形状の流体圧ジャッキとして略同形状に構成された杭頭処理材を押し込み、同杭頭処理材を流体ポンプの配管と接続し、前記ポンプを運転して高圧流体を杭頭処理材へ送り込み、同杭頭処理材を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分に亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分を破砕し除去する段階とから成ることを特徴とする、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
4. 杭鉄筋のうち杭頭部に発生する不良コンクリート部分の下限相当部位に、薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材および薄板形状の杭頭処理スペーサを杭主筋より外周のコンクリート被り部分へ略水平に、且つ同コンクリート被り部分の円周を複数に分割したに等しい形状で互い違いの配置に杭鉄筋へ取り付けて設置し、更に前記杭頭処理材および杭頭処理スペーサより上方に立ち上がる杭主筋にコンクリートと縁切りする養生材を取り付ける段階と、
   前記杭鉄筋を杭孔の中へ建て込み、同杭孔中へコンクリートを打設して場所打ちコンクリート杭を構築する段階と、
   打設したコンクリートが硬化した後に、杭頭部の少なくとも前記杭頭処理材および杭頭処理スペーサが露出する位置まで地盤の掘削を行う段階と、
   前記薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された各杭頭処理材の入り口バルブを杭体から外へ引き出してこれに流体ポンプの配管を接続し、前記ポンプを運転して高圧流体を杭頭処理材へ送り込み、同杭頭処理材を膨脹させることによって杭頭部の不良コンクリート部分に亀裂を生じさせ、同不良コンクリート部分を破砕し除去する段階とから成ることを特徴とする、場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
5. 薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材は、杭鉄筋の各主筋の間隙から杭中心部に向かって延びる仕切板を有することを特徴とする、請求項２または４に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
6. 薄板形状の流体圧ジャッキとして構成された杭頭処理材は、入り口バルブを備え曲率半径を変更可能なヘッダーパイプと、前記ヘッダーパイプと各々連通する複数個の薄板形状ジャッキの集合体として構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
7. 薄板形状の杭頭処理スペーサは、その外周辺から内周辺に向かって楔状に厚さが漸減する抜き勾配を有すると共に、その外周辺部には、コンクリートの打設時点までは杭体内に向かって曲げることができ、打設したコンクリートが硬化した後には杭体から外へ引き出すことが可能で、引き出し後には杭頭処理スペーサを杭体から引き抜く作業に使用できる引張り片を備えていることを特徴とする、請求項３または４に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
8. 杭頭処理材と杭頭処理スペーサは、杭頭部に発生する不良コンクリート部分の下限相当部位のほか、同部位より上方の一乃至複数部位にそれぞれ略水平な配置に設置することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した場所打ちコンクリート杭の杭頭処理工法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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