Rapport-essai-de-sol..

B.N.S. S.P.R.L
ESSAIS DE SOLS
Rue de Vance, 17
B-6720 Habay-la-Neuve
Tél. :063/42.22.94
Fax : 063/42.22.93
TVA : BE 0874.970.484
PROCES VERBAL D’ESSAI ref. Es0001/06
M. Nadin - Rue de la Libération à Habay-la-Neuve
Construction d’une maison unifamiliale
DEMANDE PAR :
Nadin Franck
Rue de la Libération,24
6720 Habay-la-Neuve
POUR LE COMPTE DE :
Nadin Franck
Rue de la Libération, 24
6720 Habay-la-Neuve
REFERENCE DE LA DEMANDE : Demande par fax du 14/06/06
DATE DE REALISATION DES ESSAIS : 15/06/06
LIEU DES ESSAIS : Rue de la Libération
6720 Habay-la-Neuve
Description des machines et des essais.
Sondage au pénétromètre statique.
L’essai est réalisé à partir d’un pénétromètre de 10 tonnes.
L’essai de pénétration statique consiste à enfoncer dans le sol, à l’aide d’un vérin, un train de
tubes muni en tête d’une pointe conique d’une section de 10 cm² de base et ayant un angle au
sommet de 60[°]. Par l’intermédiaire de tiges coulissant dans les tubes-allonges, il est
possible de faire avancer la pointe seule. Au cours de l’essai, deux séries de mesures peuvent
être enregistrées :
- tous les 20 cm est mesurée la force nécessaire pour enfoncer la pointe et le manchon de la
pointe.
- par paliers, on fait progresser uniquement la pointe.
On obtient ainsi des valeurs de rupture à la pointe q c [kg/cm²] et la force totale de frottement
exercée par le sol sur les tubes (frottement latéral Qst).
1) La pointe est en position
totalement fermée
2) Application d’une force sur le
tube intérieur de façon à
descendre la pointe de 4cm
Mesure de Rp.
3) Application d’une force sur le
tube intérieur de façon à
descendre la pointe + le
manchon de la pointe de
Begeman de 4cm
Mesure de Rp+Rl.
4) Application d’une force sur
les tubes-allonges de façon à
ramener la pointe en position
fermée
En fin d’essai, après extraction des tubes, le niveau d’eau est relevé au moyen d’une sonde
électronique. Le niveau d’eau déterminé de cette façon peut être fort imprécis dans le cas de
terrains peu perméables (argiles, limons), et être fort éloigné du niveau réel des eaux
souterraines.
Mr Nadin à Habay-la-Neuve
2
Interprétations des résultats.
Par application de la théorie du Professeur De Beer sur l'interprétation des essais de
pénétration statique, il est possible de déduire, de la valeur de la résistance à la pointe, un
angle de frottement apparent ϕ u du sol aux différents niveaux de mesure.
Les hypothèses simplificatrices de base de cette théorie sont les suivantes (à défaut de valeurs
plus précises) :
-
cohésion du sol nulle : c = 0 [kPa]
poids volumique du sol au-dessus de la nappe : γ = 16 [kN/m³] = 1600 [kg/m³]
poids volumique du sol immergé : γ = 20 [kN/m³] = 2000 [kg/m³]
•
La valeur de q c [kg/cm²] est, dès lors, déterminée via la formule suivante :
RP( x ) * 10 + Rods( x ) * Poids_Rods
qc ( x) =
10
La multiplication de RP par 10 vient du fait que les valeurs données par la carte
d'acquisition de l’appareillage sont déjà en [kg/cm²].
•
Le frottement latéral unitaire Fs [kg/cm²] à la profondeur x est calculé au moyen de la
formule suivante :
Fs ( x ) = [RL( x + 1) − RP( x + 1)] *
= [RL( x + 1) − RP( x + 1)] *
section pointe
section manchon
10
150
•
Le Friction Ratio FR est le rapport entre Fs et q c , exprimé en [%].
•
L'angle de frottement apparent φu du sol est déterminé aux différents niveaux de
mesure de la manière suivante :
q
1) L'essai de pénétration permet de calculer le rapport N q' ',d = c' (1),
σv
avec N q' ',d = f (ϕ ' ,ϕ u ) (2)
2) On postule ϕ ' = 30° et on déduit ϕ u de la relation (2).
3) Si ϕ u < 30° , on adopte la valeur trouvée;
si ϕ u > 30° , on la rejette; on admet dans ce cas que ϕ ' = ϕ u et on recalcule l'angle
de frottement apparent, considéré comme égal à l'angle de frottement interne.
•
A partir de la résistance à la pointe q c , il est possible, moyennant certaines
hypothèses, de disposer d'une valeur minimale de la constante de compressibilité C
q
d'un sol : C = α c' , le facteur α valant 1,5 selon Buisman (généralement bien adapté
σv
aux sols sableux). Ce facteur est généralement supérieur pour les argiles et les limons
(comprise entre 2 et 8) et moindre pour les sols tourbeux.
Mr Nadin à Habay-la-Neuve
3
•
Pour estimer la capacité portante ultime ou le pouvoir portant ultime, plusieurs
théories ont été développées. Celle retenue étant celle de Buisman :
q ult = q.N q + γ '.N γ .B (le terme relatif à la cohésion étant annulé),
 π ϕ' 
où N q = tan 2  + . exp(π . tan(ϕ ' )) et N γ ≈ 1,5.( N q − 1). tan ϕ ' .
4 2
•
Le pouvoir portant admissible est égal au pouvoir portant ultime divisé par un
coefficient de sécurité, idéalement entre 2 et 3.
Sondage au pénétromètre dynamique.
-
-
-
Caractéristiques géométriques de la pointe de sondage :
• Angle au sommet : 90[°]
• Section à la base du cône : 15 [cm²]
Diamètre extérieur des tiges de battage : 32 [mm]
Masse du mouton :
Pour les essais de Pénétration Dynamique Moyens (DPM) : 30 [kg]
Pour les essais de Pénétration Dynamique Lourds (DPH) : 50 [kg]
Hauteur de chute du mouton : 50[cm]
Vitesse d’enfoncement : entre 15 et 30 [coups/minute]
L’essai dynamique consiste à enfoncer dans le sol un train de tiges muni en tête d’une
pointe conique, et ce par l’intermédiaire de coups donnés par un mouton de masse
déterminée tombant d’une hauteur déterminée. Au cours de l’essai, à chaque palier de 10
cm, le nombre de coup N nécessaires pour enfoncer le train de tiges sur la longueur du
palier est enregistré. En tenant compte du poids des différents éléments du train de tiges,
on obtient alors la résistance de pointe dynamique Rd [kg/cm²].
Interprétations des résultats.
La mesure du nombre de coups (N) nécessaires pour enfoncer de 10 cm le train de tiges
permet de déterminer la résistance de pointe dynamique Rd définie comme suit :
M²H
[kg/cm²]
Rd =
A.e.(M+P)
Avec M = masse du mouton de battage [kg]
H = Hauteur de chute du mouton = 50 [cm]
A = Section de la pointe = 15 [cm²]
e = enfoncement par coup = 10/N [cm]
P = masse totale du train de tiges et de l’enclume [kg]
Le professeur SANGLERAT propose de déduire de la valeur de Rd, la valeur de la
capacité portante (contrainte admissible qadm) :
qadm = Rd/20
Mr Nadin à Habay-la-Neuve
4
Implantation et nivellement.
Les 4 essais au pénétromètre statique et dynamique sont repérés sur le plan
d’implantation ci-dessous.
Les côtes de niveau du terrain naturel au droit des essais ont été relevées par rapport au
niveau repère 0,00m pris à l’intersection de l’axe de la route et le prolongement du poteau
électrique.
Essai
1 (Statique)
2 (Dynamique)
3 (Dynamique)
4 (Statique)
Côte en m
+0,33
+0,35
+0,34
+0,34
Niveau d’eau.
Essai
Profondeur du niveau d’eau (m) (*)
Profondeur d’éboulement (m) (*)
1
2
3
4
1,30
1,30
1,30
1,30
/
/
/
/
(*) par rapport au terrain naturel en place lors des essais de sol.
Mr Nadin à Habay-la-Neuve
5
Caractéristiques mécaniques du sol.
-
Le sol présente des caractéristiques similaires sur l’ensemble du terrain :
o Sous la couche superficielle jusqu’à une profondeur de 1,10m, le sol est
constitué d’une terre argileuse de qualité médiocre dont la capacité portante
admissible est limitée à 0,50 kg/cm².
o Sous cette couche la capacité portante augmente progressivement pour
atteindre des valeurs variant de 1,00 kg/cm² à 10,00 kg/cm² jusqu’à ce que la
capacité nominale du pénétromètre de 10T soit atteinte à une profondeur de
4,20m à 4,40m sous le terrain naturel.
o Toutefois, on peut constater une couche de qualité légèrement moindre à une
profondeur de 3,30m sur une épaisseur de 0,50m, la capacité portante atteint
des valeurs de l’ordre de 1,80kg/cm².
Conclusions.
-
Ne possédant pas toutes les données définitives de l’habitation (Niveau d’assise des
fondations, portée des hourdis et de la toiture, matériaux utilisés,…) les conclusions
ci-dessous sont conservatives et établies de manière générale.
-
Le système de fondation ainsi que la descente des charges sont propres à chaque
construction. Il est par conséquent nécessaire de réaliser une étude complète de
stabilité afin de dimensionner les éléments porteurs ainsi que les fondations de
l’habitation.
-
Pour des données plus précises, nous restons à votre entière disposition pour tous
renseignements complémentaires.
-
Une habitation de gabarit classique (2 niveaux de hourdis) pourrait être fondée en
utilisant une des 2 solutions ci-après en fonction du niveau d’assise :
o Sous la couche superficielle et hors-gel entre les niveaux -0,75m et -1,25m par
rapport au niveau repère, semelles filantes B.A., faisant également office de
poutres de raidissement longitudinal, suffisamment rigides pour limiter le taux
de travail admissible à 0,80kg/cm².
o Sous le niveau -1,25m, semelles filantes avec un taux de travail admissible
limité à 2,00 kg/cm².
-
Les couches de sous-fondations étant probablement rocheuses, on veillera à asseoir
les fondations sur les couches de même compacité pour éviter les risques de désordre
dus à des tassements différentiels.
Mr Nadin à Habay-la-Neuve
6
-
Nous attirons l’attention sur le niveau d’eau qui se trouve à une profondeur d’environ
1,30m. Dans le cas d’une habitation avec caves, l’étanchéité ainsi que le drainage
devront être particulièrement soignés et efficaces. Les murs des caves ainsi que la
dalle de sol devront être dimensionnés de façon à reprendre les efforts dus à la
pression de l’eau.
-
Les résultats donnés dans ce rapport ne sont valables qu’aux endroits des tests réalisés.
Un contrôle visuel de la nature des couches sous-jacentes aux fondations doit être
effectué lors des travaux de terrassements afin de déceler des éventuelles
hétérogénéités locales.
Habay, le 10 Août 06
ing. Nadin Franck
Mr Nadin à Habay-la-Neuve
ir. Gillet Grégory
7
ES0001 06 Nadin à Habay-la-Neuve
B.N.S. Habay-la-Neuve
Résultat du sondage au pénétromètre statique
Point 1
Profondeur
[m]
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
Niveau
[m]
0,33
0,13
-0,07
-0,27
-0,47
-0,67
-0,87
-1,07
-1,27
-1,47
-1,67
-1,87
-2,07
-2,27
-2,47
-2,67
-2,87
-3,07
-3,27
-3,47
-3,67
-3,87
σ'v
qc
Fs
[kg/cm²] [kg/cm²] [kg/cm²]
0,00
0,03
0,06
0,10
0,13
0,16
0,19
0,21
0,23
0,25
0,27
0,29
0,31
0,33
0,35
0,37
0,39
0,41
0,43
0,45
0,47
0,49
6,14
3,18
5,28
24,25
18,29
17,33
72,28
50,41
49,45
33,42
83,42
134,42
40,61
52,56
36,56
73,56
28,56
35,70
63,70
53,70
0,20
0,47
0,33
0,07
0,53
1,00
0,47
2,93
0,47
4,67
1,53
0,93
3,07
8,20
0,87
0,40
1,53
0,93
0,07
25,40
Padm 60
φu [°]
27,0
18,2
20,2
30,2
27,0
25,8
33,9
31,7
31,1
28,3
33,2
35,2
28,4
29,8
26,8
31,1
24,1
25,6
29,5
28,0
C [-]
[kg/cm²]
143,8
49,6
61,9
227,4
142,9
122,6
467,3
300,1
272,7
171,7
401,1
607,3
173,0
211,9
139,9
267,8
99,2
118,5
202,4
163,7
0,9
0,4
0,6
2,3
1,7
1,5
4,2
3,4
3,4
2,6
4,9
6,7
3,0
3,8
2,8
4,8
2,3
2,8
4,5
3,9
Valeurs prises en compte pour les calculs:
Profondeur de la nappe phréatique = 1,3 m
Masse volumique du sol saturé = 2000 [kg/cm²]
Masse volumique du sol = 1600 [kg/cm²]
Padm = pression admissible sous semelle de 60 cm de largeur, avec coefficient de sécurité de 2
Bureau d'essai de sols B.N.S. rue de la Libération 24
B-6720 Habay-la-Neuve
tél.:063/42.22.94 fax.:063/42.22.93
Résultats Page1/8
ES0001 06 Nadin à Habay-la-Neuve
B.N.S. Habay-la-Neuve
Résultat du sondage au pénétromètre dynamique
Point 2
Point 3
Profondeur Niveau
[m]
[m]
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
2,50
2,60
2,70
2,80
2,90
3,00
3,10
3,20
3,30
3,40
3,50
3,60
3,70
3,80
3,90
4,00
4,10
4,20
4,30
4,40
0,35
0,25
0,15
0,05
-0,05
-0,15
-0,25
-0,35
-0,45
-0,55
-0,65
-0,75
-0,85
-0,95
-1,05
-1,15
-1,25
-1,35
-1,45
-1,55
-1,65
-1,75
-1,85
-1,95
-2,05
-2,15
-2,25
-2,35
-2,45
-2,55
-2,65
-2,75
-2,85
-2,95
-3,05
-3,15
-3,25
-3,35
-3,45
-3,55
-3,65
-3,75
-3,85
-3,95
-4,05
Nbre de
coups
1,50
1,50
1,00
0,50
1,50
1,00
1,00
2,50
2,50
2,00
2,00
3,00
3,00
3,00
4,00
7,00
13,00
15,00
9,00
8,00
7,00
9,00
10,00
9,00
24,00
24,00
18,00
11,00
12,00
15,00
20,00
11,00
8,00
9,00
7,00
7,00
7,00
8,00
20,00
23,00
20,00
15,00
32,00
100,00
Rd
Qadm
[kg/cm²] [kg/cm²]
11,90
11,90
7,94
3,41
10,23
6,82
6,82
17,05
17,05
13,64
13,64
20,45
20,45
17,93
23,90
41,83
77,69
89,64
53,78
47,81
41,83
53,78
59,76
47,87
127,66
127,66
95,74
58,51
63,83
79,79
106,38
58,51
42,55
43,13
33,55
33,55
33,55
38,34
95,85
110,22
95,85
71,88
153,35
436,05
0,60
0,60
0,40
0,17
0,51
0,34
0,34
0,85
0,85
0,68
0,68
1,02
1,02
0,90
1,20
2,09
3,88
4,48
2,69
2,39
2,09
2,69
2,99
2,39
6,38
6,38
4,79
2,93
3,19
3,99
5,32
2,93
2,13
2,16
1,68
1,68
1,68
1,92
4,79
5,51
4,79
3,59
7,67
21,80
Profondeur Niveau
[m]
[m]
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
2,50
2,60
2,70
2,80
2,90
3,00
3,10
3,20
3,30
3,40
3,50
3,60
3,70
3,80
3,90
4,00
4,10
4,20
4,30
Nbre de
coups
0,34
0,24
0,14
0,04
-0,06
-0,16
-0,26
-0,36
-0,46
-0,56
-0,66
-0,76
-0,86
-0,96
-1,06
-1,16
-1,26
-1,36
-1,46
-1,56
-1,66
-1,76
-1,86
-1,96
-2,06
-2,16
-2,26
-2,36
-2,46
-2,56
-2,66
-2,76
-2,86
-2,96
-3,06
-3,16
-3,26
-3,36
-3,46
-3,56
-3,66
-3,76
-3,86
-3,96
Bureau d'essai de sols B.N.S. rue de la Libération 24
B-6720 Habay-la-Neuve
tél.:063/42.22.94 fax.:063/42.22.93
1,50
1,50
1,00
1,00
0,30
0,30
0,30
1,50
1,50
2,00
3,00
4,00
4,00
4,50
4,50
7,00
7,00
14,00
13,00
11,00
11,00
13,00
14,00
14,00
27,00
33,00
18,00
18,00
11,00
16,00
22,00
13,00
12,00
11,00
9,00
12,00
9,00
10,00
12,00
30,00
33,00
21,00
60,00
Rd
Qadm
[kg/cm²] [kg/cm²]
11,90
11,90
7,94
6,82
2,05
2,05
2,05
10,23
10,23
13,64
20,45
27,27
27,27
26,89
26,89
41,83
41,83
83,67
77,69
65,74
65,74
77,69
83,67
74,47
143,62
175,53
95,74
95,74
58,51
85,11
117,02
69,15
63,83
52,72
43,13
57,51
43,13
47,92
57,51
143,77
158,15
100,64
287,54
0,60
0,60
0,40
0,34
0,10
0,10
0,10
0,51
0,51
0,68
1,02
1,36
1,36
1,34
1,34
2,09
2,09
4,18
3,88
3,29
3,29
3,88
4,18
3,72
7,18
8,78
4,79
4,79
2,93
4,26
5,85
3,46
3,19
2,64
2,16
2,88
2,16
2,40
2,88
7,19
7,91
5,03
14,38
Résultats Page2/8
ES0001 06 Nadin à Habay-la-Neuve
B.N.S. Habay-la-Neuve
Résultat du sondage au pénétromètre statique
Point 4
Profondeur
[m]
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
4,40
Niveau
[m]
0,34
0,14
-0,06
-0,26
-0,46
-0,66
-0,86
-1,06
-1,26
-1,46
-1,66
-1,86
-2,06
-2,26
-2,46
-2,66
-2,86
-3,06
-3,26
-3,46
-3,66
-3,86
-4,06
σ'v
qc
Fs
[kg/cm²] [kg/cm²] [kg/cm²]
0,00
0,03
0,06
0,10
0,13
0,16
0,19
0,21
0,23
0,25
0,27
0,29
0,31
0,33
0,35
0,37
0,39
0,41
0,43
0,45
0,47
0,49
0,51
4,14
8,18
8,28
10,25
14,29
15,33
78,28
34,41
42,45
64,42
47,42
150,42
37,61
69,56
45,56
44,56
24,56
37,70
194,70
336,70
536,70
0,07
0,00
0,33
0,47
0,80
1,07
0,80
1,87
1,47
1,33
3,33
1,67
3,13
1,00
1,93
0,20
1,07
0,20
6,13
4,27
10,73
Padm, 60
φu [°]
23,9
26,1
23,9
23,9
25,1
24,9
34,3
29,5
30,3
32,2
30,2
35,7
27,8
31,3
28,4
27,9
22,9
26,0
35,3
37,7
39,6
C [-]
[kg/cm²]
97,0
127,8
97,0
96,1
111,7
108,5
506,1
204,8
234,1
330,9
228,0
679,6
160,3
280,5
174,3
162,2
85,3
125,1
618,8
1026,5
1572,4
0,6
1,0
0,9
1,0
1,4
1,3
4,4
2,6
3,1
4,1
3,4
7,2
2,8
4,5
3,4
3,3
2,0
2,9
9,2
13,1
17,7
Valeurs prises en compte pour les calculs:
Profondeur de la nappe phréatique = 1,3 m
Masse volumique du sol saturé = 2000 [kg/cm²]
Masse volumique du sol = 1600 [kg/cm²]
Padm = pression admissible sous semelle de 60 cm de largeur, avec coefficient de sécurité de 2
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B.N.S. Habay-la-Neuve
Essai de pénétration statique
Point 1
qc [kg/cm²]
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Profondeur [m]
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
Matériel utilisé :
Pénétromètre d'une capacité de 10 [T]
Section de la pointe : 10 [cm²]
Section des tubes-allonges : 10 [cm²]
Observations dans le trou de sondage
Profondeur d'éboulement [m]
Profondeur du niveau d'eau [m]
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1,30
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B.N.S. Habay-la-Neuve
Essai de pénétration dynamique DPM
Point 2
qadm [kg/cm²]
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Profondeur [m]
Matériel 1,2
utilisé :
Pénétromètre d'une capacité de 10 [T]
1,4la pointe : 10 [cm²]
Section de
Section des
1,6 tubes-allonges : 10 [cm²]
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
3,6
3,8
4
4,2
4,4
Matériel utilisé :
Masse du mouton : 30 [kg]
Section de la pointe : 15 [cm²]
Section des tubes-allonges : 8 [cm²]
Observations dans le trou de sondage
Profondeur d'éboulement [m]
Profondeur du niveau d'eau [m]
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B.N.S. Habay-la-Neuve
Essai de pénétration dynamique DPM
Point 3
qadm [kg/cm²]
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Profondeur [m]
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
Matériel utilisé :
Masse du mouton : 30 [kg]
Section de la pointe : 15 [cm²]
Section des tubes-allonges : 8 [cm²]
Observations dans le trou de sondage
Profondeur d'éboulement [m]
Profondeur du niveau d'eau [m]
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B.N.S. Habay-la-Neuve
Essai de pénétration statique
Point 4
qc [kg/cm²]
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
Profondeur [m]
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
3,00
3,20
3,40
3,60
3,80
4,00
4,20
4,40
Matériel utilisé :
Pénétromètre d'une capacité de 10 [T]
Section de la pointe : 10 [cm²]
Section des tubes-allonges : 10 [cm²]
Observations dans le trou de sondage
Profondeur d'éboulement [m]
Profondeur du niveau d'eau [m]
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B.N.S. Habay-la-Neuve
Comparaison des différents points
8,0
7,0
6,0
qadm [kg/cm²]
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
1,00
0,00
-1,00
-2,00
Niveaux[m]
Point 1 Statique
Point 2
Point 3
-3,00
-4,00
Point 4 Statique
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