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深基坑工程錨桿施工造成周邊建筑物沉降的分析研究

文檔作者：郭金武，倪曉榮，白志華，王勇文檔來(lái)源：中國(guó)新興建設(shè)開(kāi)發(fā)總公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年12月15日
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上一篇：深基坑局部鋼管降水井法蘭片法封堵施工技術(shù)

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２０１４ 年３ 月下
第４３ 卷　第６ 期
施　工　技　術(shù)
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ?。玻?
ＤＯＩ：１０?? ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１４０６００２７
深基坑工程錨桿施工造成周邊建筑物沉降的分析研究
郭金武，倪曉榮，白志華，王　勇
（中國(guó)新興建設(shè)開(kāi)發(fā)總公司，北京　１０００３９）
［摘要］ 根據(jù)人民日?qǐng)?bào)社報(bào)刊綜合業(yè)務(wù)樓工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，最終確定采用樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深基坑施工。
根據(jù)施工要求對(duì)臨近周邊建筑物基坑進(jìn)行了支護(hù)處理，介紹了錨桿具體施工方法和工藝流程。并對(duì)基坑沉降進(jìn)行
監(jiān)測(cè)，確定沉降監(jiān)測(cè)方法。對(duì)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終得出理論分析結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為吻合，滿(mǎn)足施工
要求。
［關(guān)鍵詞］ 高層建筑；地基；深基坑；錨桿；沉降
［中圖分類(lèi)號(hào)］ ＴＵ７５３ ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ Ａ　　　　［文章編號(hào)］ １００２?８４９８（２０１４）０６?００２７?０３
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｄｅｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ａｎｃｈｏｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｏｎ ｔｈｅ Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ
Ｇｕｏ Ｊｉｎｗｕ， Ｎｉ Ｘｉａｏｒｏｎｇ，Ｂａｉ Ｚｈｉｈｕａ， Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇ
（Ｃｈｉｎａ Ｘｉｎｘｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｃｏ． ， Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３９， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｅｏｐｌｅ’ ｓ Ｄａｉｌｙ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｉｌｅｓ ａｎｄ ａｎｃｈｏｒｓ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ． Ｆｏｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｆｏｒ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｔｈｅ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ
ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｄａｔａ ｂｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｒｅ ａｇｒｅｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｖｅｒｙ ｗｅｌｌ ｂｙ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｓ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔａｌｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ；ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ； ａｎｃｈｏｒｓ； ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ
［作者簡(jiǎn)介］ 郭金武，高級(jí)工程師，Ｅ?ｍａｉｌ：ｌｚｌｅｍ６６＠ ｓｉｎａ． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１３?１０?１５
１　工程概況
人民日?qǐng)?bào)社報(bào)刊綜合業(yè)務(wù)樓工程主要由報(bào)刊
綜合業(yè)務(wù)樓、圖書(shū)館及學(xué)術(shù)交流中心組成，報(bào)刊綜
合業(yè)務(wù)樓地下３ 層，地上３２ 層。擬建工程場(chǎng)區(qū)周邊
情況簡(jiǎn)述如下。
場(chǎng)地北側(cè)東部為報(bào)社家屬樓和老干部活動(dòng)中
心，其中２０ 號(hào)甲家屬樓地上６ 層，基礎(chǔ)埋深約
１?? ５ｍ，距本工程地下室外墻約２０?? ５ｍ；２０ 號(hào)乙家屬
樓地上５ 層；基礎(chǔ)埋深約１?? ５ｍ，距本工程地下室外
墻約２７?? ０ｍ。場(chǎng)地北側(cè)西部為機(jī)械工業(yè)學(xué)院招待所
和原有１ 層磚房，距本工程地下室外墻約１６?? ０ｍ。
場(chǎng)地南側(cè)東部為報(bào)社１１ 號(hào)家屬樓，距本工程地下室
外墻約１７?? ０ｍ。場(chǎng)地南側(cè)西部為民４，民５ 號(hào)家屬
樓，距本工程地下室外墻約５?? ０ｍ，具體位置如圖１
所示。
圖１　基坑周邊平面
Ｆｉｇ． １?。樱酰颍颍铮酰睿洌椋睿?ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｐｌａｎ ｏｆ
ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
可見(jiàn)民４，民５ 號(hào)樓距離本工程最近，尤其是民
５ 號(hào)樓，位于護(hù)坡陽(yáng)角部位，更需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，錨桿施
工對(duì)建筑物擾動(dòng)最大。本次研究選取民５ 號(hào)樓作為
研究對(duì)象對(duì)其沉降進(jìn)行分析。
　２８ 施工技術(shù) 第４３ 卷
２　工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
根據(jù)本工程巖土工程勘察報(bào)告，本場(chǎng)區(qū)地層按
成因年代分為人工堆積層和第四紀(jì)沉積層，特征自
上而下主要描述如下。
１）人工堆積層?、俜吭?、碎石填土，①１ 黏質(zhì)
粉土、粉質(zhì)黏土填土。
２）第四紀(jì)沉積層　②粉質(zhì)黏土～ 黏質(zhì)粉土，②１
黏質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土，②２ 黏質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土，③粉
質(zhì)黏土～ 重粉質(zhì)黏土，③１ 粉質(zhì)黏土～ 黏質(zhì)粉土，④
卵石～ 圓礫，④１ 細(xì)砂～ 中砂，④２ 粉質(zhì)黏土～ 重粉
質(zhì)黏土，⑤粉質(zhì)黏土～ 黏質(zhì)粉土，⑤１ 黏土～ 重粉質(zhì)
黏土，⑤２ 黏質(zhì)粉土～ 砂質(zhì)粉土，⑥卵石。
基礎(chǔ)開(kāi)挖范圍內(nèi)分布１ 層地下水，穩(wěn)定水位埋
深為１４?? ３０ ～１５?? ３０ｍ，含水層主要為砂卵石層，地下
水類(lèi)型為層間潛水。
３　民５ 號(hào)樓支護(hù)方案
民５ 號(hào)家屬樓現(xiàn)場(chǎng)不具備放坡條件，基坑側(cè)壁
安全等級(jí)為１ 級(jí)，支護(hù)設(shè)計(jì)重要性系數(shù)為１?? １，支護(hù)
深度為１９?? ３ｍ，支護(hù)形式采用樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，護(hù)坡樁
樁頂位于自然地面，采用４ 道預(yù)應(yīng)力錨桿。護(hù)坡樁
設(shè)計(jì)參數(shù)如下：樁徑８００ｍｍ，樁中心距１?? ６０ｍ，樁頂
標(biāo)高為地面，樁長(zhǎng)２３?? ８ｍ，嵌固深度４?? ５ｍ。錨桿設(shè)
計(jì)參數(shù)如表１ 所示。
表１　錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)
Ｔａｂｌｅ １?。粒睿悖瑁铮颍?ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｍ
錨桿數(shù)錨桿間距錨桿總長(zhǎng)自由段長(zhǎng)度錨固段長(zhǎng)度
第１ 道１?? ６ １８?? ０ ６?? ５ １１?? ５
第２ 道１?? ６ ２１?? ５ ５?? ５ １６?? ０
第３ 道１?? ６ ２３?? ０ ５?? ０ １８?? ０
第４ 道１?? ６ １８?? ０ ５?? ０ １３?? ０
４　錨桿施工方法和工藝流程
４?? １　施工方法
１）根據(jù)設(shè)計(jì)傾角調(diào)整定準(zhǔn)孔位后方可成孔，錨
桿水平方向孔距誤差≤１００ｍｍ，垂直方向孔距誤
差≤５０ｍｍ。
２） 錨桿鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度， 并超
鉆０?? ５ｍ。
３）根據(jù)設(shè)計(jì)桿體長(zhǎng)度下料，下料尺寸誤差≤
１０ｃｍ。下好的料索必須順直排列，沿桿體軸線(xiàn)方向
每２?? ００ｍ 設(shè)置１ 個(gè)隔離架，并用火燒絲將錨索與隔
離架綁扎牢固。非錨固段套?２０ｍｍ 軟塑料管，兩
端用鉛絲扎緊并密封。桿體下端用編織袋扎緊，以
順利下入孔底。
４）插入桿體時(shí)，孔口預(yù)留１?? ２ｍ。
５）錨桿注漿采用孔底返漿做法，直至注滿(mǎn)錨
孔，孔口泛出水泥漿為止。一次注漿完成１ｈ 后進(jìn)行
二次補(bǔ)漿。
６）注漿材料選用Ｐ·Ｓ·Ａ３２?? ５水泥與水?dāng)嚢璩?
水灰比為０?? ５ 的純水泥漿，施工前必須對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料
進(jìn)行原材料試驗(yàn)，合格后方可使用。
７）水泥漿液應(yīng)攪拌均勻且攪拌時(shí)間≥２ｍｉｎ，漿
液隨用隨攪，不得有離析現(xiàn)象，漿液應(yīng)在初凝前用
完，嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液。
８）錨桿拉拔試驗(yàn)按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)
程》ＪＧＪ１２０—２０１２ 執(zhí)行。
４?? ２　施工流程
鉆機(jī)就位→穩(wěn)定鉆機(jī)→校正鉆機(jī)位置及角度
→鉆至設(shè)計(jì)深度→插送鋼絞線(xiàn)→壓灌水泥漿→安
裝連梁→安裝錨具→張拉→鎖定。
５　沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置
５?? １　沉降基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)
本次沉降監(jiān)測(cè)采用獨(dú)立高程系統(tǒng)，擬在建筑區(qū)
１００ｍ 以外地面上埋設(shè)３ 個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，在所選基準(zhǔn)點(diǎn)處
挖孔，深度超過(guò)凍土層，然后用混凝土回填至地面，
將水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在孔中央，露出測(cè)頭，周?chē)没炷?
固定，并做好明顯標(biāo)志。
５?? ２　建筑物沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)
在需要布點(diǎn)的地方，用沖擊鉆在墻柱上打孔，
然后用手錘將“Ｌ”形測(cè)點(diǎn)打入孔洞內(nèi)，露出測(cè)頭，安
好測(cè)點(diǎn)，再用水泥砂漿填實(shí)，并做好明顯標(biāo)志。民５
號(hào)樓沉降觀測(cè)點(diǎn)布置如圖２ 所示。
圖２　民５ 號(hào)樓沉降觀測(cè)點(diǎn)布置示意
Ｆｉｇ． ２?。裕瑁?ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ
ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｎｏ． ５
６　沉降監(jiān)測(cè)方法
６?? １　基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)方法
基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量參考國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求，
將基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)成控制網(wǎng)，對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行二次聯(lián)測(cè)，
再利用測(cè)量平差軟件對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算
出所有基準(zhǔn)點(diǎn)的高程，各項(xiàng)精度指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求
后，基準(zhǔn)點(diǎn)可作為沉降監(jiān)測(cè)的起算點(diǎn)。
６?? ２　建筑物沉降觀測(cè)方法
１）周邊建筑物上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)從基坑開(kāi)挖前一周
左右開(kāi)始監(jiān)測(cè)，基坑開(kāi)挖階段，每周測(cè)量１ 次，二級(jí)
開(kāi)挖階段，改為每３ ～５ｄ 測(cè)量１ 次，施工進(jìn)行到地下
室階段，根據(jù)位移量，逐漸延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)周期，主體結(jié)構(gòu)
出正負(fù)零后，再次延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)周期，基坑回填完畢后，
２０１４ Ｎｏ． ６ 郭金武等：深基坑工程錨桿施工造成周邊建筑物沉降的分析研究 　２９
即可停止監(jiān)測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)沉降異常，則隨時(shí)增加測(cè)
量次數(shù)，并提出補(bǔ)救措施。
２）基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量采用一級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量方法，建筑物
測(cè)量嚴(yán)格按國(guó)家二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范進(jìn)行測(cè)量。沉
降觀測(cè)采用單路線(xiàn)往返觀測(cè)，采用ＮＡ２ 型水準(zhǔn)儀，
固定觀測(cè)人員、儀器和轉(zhuǎn)點(diǎn)尺墊。
３）測(cè)量視線(xiàn)長(zhǎng)度≤５０ｍ，前后視距差≤２?? ０ｍ，前
后視距累積差≤３?? ０ｍ，視線(xiàn)高度（下絲讀數(shù)）≥３?? ０ｍ。
４） 測(cè)站觀測(cè)順序　往測(cè)奇數(shù)測(cè)站：后?前?前?
后，往測(cè)偶數(shù)測(cè)站：前?后?后?前，返測(cè)時(shí)，奇、偶測(cè)站
照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇測(cè)站相同。
５）水準(zhǔn)觀測(cè)各項(xiàng)限差均需符合要求。
７　沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析
工程于２０１０ 年８ 月開(kāi)始土方挖運(yùn)，至２０１１ 年２
月挖至槽底，于２０１１ 年底肥槽回填完畢。根據(jù)研究
院提供的沉降監(jiān)測(cè)資料，沉降監(jiān)測(cè)從２０１０ 年８ 月
２９ 日開(kāi)始觀察，每７ｄ 進(jìn)行１ 次沉降測(cè)量，至２０１１
年３ 月１ ～４ 號(hào)點(diǎn)最大沉降分別為２?? ６８，２?? ４１，２?? ８８，
２?? ６２ｍｍ。２ 號(hào)點(diǎn)距離坑邊最遠(yuǎn)，基坑變形對(duì)它的影
響很小，２ 號(hào)點(diǎn)的沉降可認(rèn)為是因錨桿施工引起的。
基礎(chǔ)下部原為已受壓實(shí)土層，土層已固結(jié)，錨
桿成孔后，該部分土層固結(jié)應(yīng)力轉(zhuǎn)移到相鄰錨桿之
間土體，當(dāng)土層較硬時(shí)，土層變形較?。煌翆虞^軟
時(shí)，土層變形較大，極易引起建筑物沉降。
增加的附加應(yīng)力按照沉降點(diǎn)對(duì)應(yīng)部位下錨桿
水平截面尺寸累積確定，為簡(jiǎn)化計(jì)算，不對(duì)錨桿其
他部位進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算如下：
ｓ ＝ ψｗ? Δσ′ｚｉΔｈｉ
Ｅｓｉ （１）
式中： ψｗ 為沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，應(yīng)根據(jù)地區(qū)工程經(jīng)
驗(yàn)取值，無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，取１； ? 為錨桿周長(zhǎng)累加占建筑
物沿坑邊長(zhǎng)度所得比例系數(shù)； Δσ′ｚｉ 為沉降計(jì)算角點(diǎn)
部位錨桿附加應(yīng)力； Δｈｉ 為錨桿附加應(yīng)力影響厚度，
按照集中力衰減規(guī)律，厚度１?? ０ｍ 以?xún)?nèi)影響最大，按
照１?? ０ｍ 取值； Ｅｓｉ 為錨桿所穿越的主要土層壓縮
模量。
根據(jù)業(yè)主提供的資料，４ 道錨桿各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)
如表２ 所示，建筑物附加應(yīng)力按９０ｋＰａ 計(jì)算。
表２　錨桿沉降計(jì)算參數(shù)
Ｔａｂｌｅ ２?。樱澹簦簦欤澹恚澹睿?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａｎｃｈｏｒｓ
錨桿數(shù)
附加應(yīng)
力系數(shù)
錨桿周長(zhǎng)
累加／ ｍ
建筑沿坑
邊長(zhǎng)度／ ｍ
壓縮模
量／ ＭＰａ
第１ 道０?? ２３２ ４?? ２３９ １４ ６?? ３
第２ 道０?? ２００ ４?? ２３９ １４ １１?? ３
第３ 道０?? １６８ ４?? ２３９ １４ ２２?? ２
第４ 道０?? １５９ ４?? ２３９ １４ ５５?? ０
　　理論計(jì)算錨桿施工引起的總沉降為：
ｓ ＝ １ ＋ ０． ４８２ ＋ ０． ２０６ ＋ ０． ０７８ ＝ １． ７６６ｍｍ
　　該沉降與實(shí)際監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)仍有一定的差
距，主要原因是由于地下水流失造成了部分沉降，
根據(jù)降水引起沉降的計(jì)算公式：
ｓ ＝ ψｗ Δσ′ｚｉΔｈｉ
Ｅｓｉ
　　考慮到本工程已經(jīng)采取了止水帷幕，滲流土層
厚度按照１／３ 考慮，取１?? ５３ｍ，計(jì)算得降水沉降為：
ｓ ＝ １０ × １． ５３ × １． ５３
５０ ＝ ０． ４７ｍｍ
　　兩部分相加，總沉降約為２?? ２４ｍｍ，與２?? ４１ｍｍ
相差０?? １７ｍｍ，可以認(rèn)為兩者基本一致。圖３ 是將
錨桿施工及降水實(shí)際工況結(jié)合所得的沉降與監(jiān)測(cè)
資料擬合。
圖３　理論計(jì)算與實(shí)際監(jiān)測(cè)沉降趨勢(shì)擬合
Ｆｉｇ． ３?。樱澹簦簦欤澹恚澹睿?ｆｉｔｔｉｎｇ ｂｙ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
８　結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)錨桿施工引起建筑物沉降進(jìn)行了分析，
理論分析結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為吻合，對(duì)北京地
區(qū)相關(guān)類(lèi)似分析具有一定的參考價(jià)值。但因?yàn)楝F(xiàn)
場(chǎng)情況千變?nèi)f化，各種因素作用錯(cuò)綜復(fù)雜，想準(zhǔn)確
計(jì)算出錨桿施工對(duì)建筑物引起的沉降仍十分困難，
本文通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算方法對(duì)此進(jìn)行了探討，具有一定
的創(chuàng)新性和實(shí)用性。
參考文獻(xiàn)：
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