深基坑支护开挖方案.docx
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深基坑支护开挖方案
目录
第一章工程概况2
1.1编制依据2
1.2编制原则2
1.3工程概况2
1.4施工地质条件2
1.5周边环境3
第二章基坑及支护选择3
2.1基坑特点3
2.2基坑支护形式选取3
第三章施工技术方案4
3.1支护结构的施工4
3.2基坑开挖及垫层施工5
3.3用于基坑围护、开挖施工的主要施工机械设备表6
3.4深基坑施工进度安排6
第四章质量保证措施6
4.1现场管理措施6
4.2质量控制及注意事项6
第五章施工应急预案6
5.1施工风险管理6
5.2应急措施7
第六章附图7
第七章计算书7
第一章工程概况
1.1编制依据
1、北京市市政工程设计研究总院提供的主线及辅桥、匝道下部结构施工图纸设计（2008.02）；
2、江苏省文水地质工程地质勘察院提供的《宁波市东外环路-通途路互通立交工程施工图设计阶段工程地质勘察报告》（2007.10）；
3、《宁波市深基坑工程管理暂行规定》；
4、国家颁布的现行有关规范、规程，浙江省、宁波市现行的有关行业标准及施工技术规范等；
5、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）；
6、上海市标准：
《基坑工程设计规程》（DBJ-61-97）;
7、以往有关类似工程的设计计算、监测、施工经验积累；
8、其他有关设计计算与施工的规范及规程。
1.2编制原则
1、施工过程中确保基坑内工程桩的完好；
2、在保证安全施工的前提下，尽可能方便、快速施工；
3、保证基坑支护结构安全可靠及土体的整体稳定性，同时确保支护结构在施工期的安全。
1.3工程概况
本立交工程位于宁波市东侧东外环路与通途路相交处，为一座3层全互通式立交桥。
东外环路工程范围内K0+770～K2+510，全长1.74km，通途路工程范围内K0+538.45～K2+078.45，全长1.54km。
该立交桥分为：
2座东外环路跨线桥、8座立交匝道桥、4座通途路跨河桥、4座辅道跨河桥、1座人行天桥，1座人行通道。
本方案为桥墩施工开挖进行支护方案，桥墩工程桩位钻孔灌注桩，桩径1.0～1.2m。
场地勘察由江苏省文水地质工程地质勘察院完成，结构设计由北京市市政工程设计研究总院完成。
现场地面标高按黄海高程2.2m考虑。
坑内工程桩均为钻孔灌注桩，基坑的计算深度以承台垫层底标高确定，基坑计算深度约为5.7～9.0m。
具体见下表：
序号
承台编号
承台底标高
开挖深度
备注
1
NW7
-6.136
8.64
原地面标高2.20，本类型基坑共9个。
2
NW8
-6.134
8.64
3
NW9
-6.171
8.67
4
TTB5
-6.388
8.89
5
TTB6
-6.441
8.94
6
TTB7
-6.199
8.70
7
F2-3
-6.614
9.00
8
F2-4
-6.333
8.83
9
SW16
-6.130
8.63
10
WN10
-4.350
6.85
原地面标高2.20左右，本类型基坑共7个。
11
DWX6
-4.350
6.85
12
F2-5
-4.350
6.85
13
F2-6
-4.350
6.85
14
TTN5
-4.350
6.85
15
TTN6
-4.350
6.85
16
TTN7
-4.350
6.85
17
TTB1
-4.350
5.75
水中承台，水面标高1.10
18
TTB2
-4.350
5.75
19
TTB8
-4.350
5.75
1.4施工地质条件
根据场地勘探资料，勘探期间所测地下水埋深0.20～5.50m，相当于黄海高层-2.61～1.78m，抗浮设计水位按0.5m考虑。
潜水赋存于上部填土及粘性土层中，含水量贫乏，主要接受大气降水补给及河流的渗透补给，蒸发为主要排泄方式。
根据水质分析资料，场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，在长期浸水条件下，地下水对混凝土中的钢筋无腐蚀性。
本工程地质勘察由江苏省文水地质工程地质勘察院提供，下面将本次在开挖深度范围内所遇到各土层结构特征自上而下分述：
①1层：
人工填土
杂色，土质结构部均匀，成分多为碎石、块石，直径5～50cm不等，局部地段含生活垃圾。
层顶标高1.97～3.95cm，平均标高2.64m，层厚0.40～2.70m，平均厚度1.27m，主要分布于新明达针织厂厂区、居民区。
①2层：
粘土
灰黄色，可～软塑，中～高压缩性，土性自上而下逐渐变软，底部逐渐过渡为淤泥质土，含铁锰质斑点。
场区内普遍分布，水域缺失该层。
层顶标高-0.41～3.09m，平均标高1.87m，层厚0.50～2.60m，平均厚度1.48m。
②1层：
淤泥质粘土
灰色，流塑，高压缩性，含有机质，土质均匀。
该层除山体部位外，场地内均有分布。
层顶标高-1.11～2.13m，平均标高0.45m，层厚0.80～6.50m，平均厚度2.83m。
②2层：
淤泥质粘土
灰色，流塑，高压缩性，含有机质，土质均匀。
该层除山体部位外，场地内均有分布。
层顶标高-6.48～0.19m，平均标高-2.30m，层厚1.80～12.40m，平均厚度6.70m。
②3层：
淤泥质粘土
灰色，流塑，高压缩性，含有机质，土质均匀，底部夹薄层粉砂。
该层除山体部位外，场地内均有分布。
层顶标高-14.05～-5.44m，平均标高-9.05m，层厚0.70～8.60m，平均厚度3.51m。
②4层：
圆砾
浅黄灰色，饱和，松散。
仅分布于山体北侧。
层顶标高-18.77～-5.00m，平均标高-15.02m，层厚0.50～6.15m，平均厚度1.41m。
③1层：
粉砂、细砂
青灰色，饱和，中密，颗粒级配较差，含贝壳碎片。
该层局部分布。
层顶标高-10.48～-9.33m，平均标高-9.92m，层厚2.20～3.70m，平均厚度3.00m。
③2层：
粉砂、细砂
青灰色，饱和，松散，混夹淤泥质亚粘土，呈团块状、加层状，含大量贝壳碎片，该层场地内均有分布，层顶标高-18.01～-8.30m，平均标高-11.94m，层厚1.00～9.60m，平均厚度4.54m。
1.5周边环境
基坑四周现基本为空地，施工场地空旷，具备卸土及放坡空间。
第二章基坑及支护选择
2.1基坑特点
1、各桥墩基坑开挖深度一般在5.7m～9.0m，属于一级基坑；
2、在基坑的开挖范围内，以淤泥质土为主，土质较差；
3、基坑为桥墩施工复位，单个桥墩范围一般较小，单个基坑开挖范围较小；
4、开挖期处于夏季，雨水较多。
5、TTB1、TTB2及TTB8基坑为水中基坑，水深约2.5米，淤泥深度1.0米左右。
2.2基坑支护形式选取
基坑支护结构形式的选取综合考虑了基坑的特点、四周环境和工程地质条件等因素，最终得到安全可靠、经济合理、施工方便的基坑支护方案，根据本基坑的特点，在围护体系的选择上，采用钢板桩加HW30型钢内支撑的围护结构。
拉森钢板桩的特点：
1、高强度，轻型，隔水性好；
2、施工简单，缩短工程建设工期，耐久性良好；
3、建设费用便宜，保证其适用性，互换性良好，并可多次重复使用；
4、施工具有显著的环保效果，有效保护了土地资源；
5、能提供工程施工必要的安全性。
结合本工程上述特点，根据“技术可行、经理合理、方便施工”的原则，本工程8.0m～9.0m深基坑先大面积卸土至标高1.0m左右后开挖，围护采用15m长SP-IV拉森桩+三道HW30型钢支撑形式，6.90m深基坑先大面积卸土2.0m左右后开挖，围护采用12M长SP-IV拉森桩+两道HW30型钢支撑形式。
水中承台深基坑围护采用12M长SP-IV拉森桩+三道HW30型钢支撑形式。
围檩均采用HW30型钢。
第三章施工技术方案
3.1支护结构的施工
拉森钢板桩的施工
考虑到钢板桩较长，在施打过程中，钢板桩容易向一边倾斜，由于倾斜误差积累不易纠正，难以控制钢板桩墙的平直度，所以钢板桩施工拟采用屏风式打入法。
屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。
施工时将10～20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。
1、钢板桩施工的一般要求
⑴、钢板桩的设置位置要符合要求，便于桥墩施工，即在基础最突出的边缘外留有支模、拆模的余地；
⑵、基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准的钢板桩的利用和支撑的设置。
各周边尺寸尽量符合板桩模数；
⑶、整个基础施工期间，在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应再支撑上搁置重物。
2、钢板桩施工的顺序
⑴、钢板桩位置的定位防线
⑵、开挖沟槽
⑶、安装导梁
⑷、施打钢板桩
⑸、拆除导梁
⑹、挖土
⑺、承台、桥墩施工
⑻、回填石屑
⑼、拔除钢板桩
3、钢板桩的吊装、堆放
⑴、装卸钢板桩宜采用两点吊。
吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。
吊运方式有成捆起吊和单根起吊，成捆起吊通常采用钢索捆扎，而当吊运常用专用的吊具。
⑵、钢板桩堆放：
钢板桩堆放地点，要选择在不会因压重而发生较大成陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。
4、导梁安装
在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖制直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都要设置一定刚度的、坚固的导架，即“施工围檩”。
导架采用单层双面形式，由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2.5～3.0m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比桩墙厚度大8～15mm。
安装导架时应注意以下几点：
⑴、采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。
⑵、导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩施工高度和提高施工工效。
⑶、导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉变形。
⑷、导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板桩碰桩。
5、钢板桩施打
拉森钢板桩施工关系到施工止水和安全，是本工程施工最关键的工序之一，在施工中要注意以下施工相关要求：
⑴、本工程基坑采用Ⅳ型15.0米和12.0米长密扣式拉森钢板桩两种形式。
拉森钢板桩采用履带式挖土机（带振动锤机）施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。
⑵、打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者待修整后才可使用。
⑶、打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。
⑷、在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉起的方法调正时，拔起重打。
⑸、钢板桩施打采用屏风式打入法施工。
屏风式打入法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。
施工时，将10～20根钢板桩成排插入导架内，使它呈屏风状，然后再施打。
通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/3或1/2板桩高度打入。
屏风式打入法的施工顺序有正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。
施工顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效应有直接影响。
因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。
其选择原则是：
当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打，反之用逆向施打，当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打，当板桩墙长度很长时，可采用复合顺序施打。
施工中应根据具体情况变化施打顺序，采用一种或者多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0.5～3.0米。
钢板桩打设的公差标准如下表所示。
项目
允许公差
板桩轴线偏差
±10cm
桩顶标高
±10cm
板桩垂直度
5‰
⑹、密扣且保证开挖后入土不小于2米，保证钢板桩顺利合拢；特别是基坑的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或烂布塞缝等辅助措施密封。
⑺、打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人检查。
⑻、内支撑架设，经过计算拉森钢板桩支护可根据深度采用二道或三道内支撑。
6、钢板桩的拔除
基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。
拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。
否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物，构筑物或地下管线的安全。
设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。
⑴、拔桩方法
本工程拔桩采用振动锤拔桩：
利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。
⑵、拔桩时应注意事项
拔桩起点应离开角桩5根以上，必要时可采用跳拔的方法，拔桩顺序最好与平时打桩时相反。
拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。
对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩往下振下100～300mm，再与振动锤交替振打、振拔。
对阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续不超过1.5h。
7、钢板桩土孔处理
对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。
回填的方法采用填入法。
3.2基坑开挖及垫层施工
1、陆上深基坑开挖施工时的关键工序，基本要求如下：
⑴、开挖至第一支撑标高后（超挖30cm），及时进行支撑施工，以下各支撑类同。
⑵、待第一道支撑施工完毕，方可进行下部开挖。
浅部土层可采用长臂挖机在地面进行挖土作业。
当开挖深度超过长臂挖机开挖能力时，宜采用抓斗或其他方式开挖。
具体视现场情况决定。
⑶、开挖至承台底设计标高后及时浇筑垫层。
⑷、挖土以机械挖土为主，人工挖土为辅，承台底以下土体须用人工开挖，机械挖土至设计标高后，立即进行人工修土和浇筑垫层，并且须在24小时内完成，建议在浇筑垫层后再凿坑内工程桩头。
砼垫层拟采用30cm厚的C20商品砼，以起到支撑的作用。
砼垫层与拉森桩的接触面采用油毛毡隔离。
⑸、在用机械挖土时必须注意，挖土深度严禁超过设计标高，避免扰动开挖以下的土体，挖土机械不得撞击围护结构。
⑹、挖土土体堆放距离应超过安全距离。
⑺、基坑开挖时水主要为地表水和雨水，为减少水对土体的不利影响，须做好有效的坑内外排水、止水工作，坑沿周设300×300mm排水沟以阻止坑外来水渗入坑边或坑内。
2、水上深基坑开挖施工时的关键工序，基本要求如下：
⑴、降水至第一支撑标高下30cm左右，及时进行支撑施工，以下各支撑类同。
⑵、待第一道支撑施工完毕，方可进行继续降水。
根据基坑大小降水采用3～5台7.5KW的泥浆泵，当降水至淤泥面时采用泥浆泵抽吸的办法进行基坑开挖。
一直降至坑底设计标高面上来30cm左右，再采用人工修土。
⑶、开挖至承台底设计标高后及时浇筑垫层（须在24小时内完成）。
建议在浇筑垫层后再凿坑内工程桩头。
砼垫层拟采用30cm厚的C20商品砼，以起到支撑的作用。
砼垫层与拉森桩的接触面采用油毛毡隔离。
⑷、考虑到TTB1、TTB2基坑比较大，并且水深及淤泥厚度达3.5米，水中钢板桩防水问题必须引起重视，主要措施如下：
A、板桩小止口清理、平直、无弯曲凸起；
B、支撑设置合理，控制总体弯曲变形在2cm以内；
C、局部小面积出现可接受的渗漏时，可采用彩胶布在钢板桩周围包缚一圈，或采用石灰乳、木屑在水中自行渗透到缝隙中；
D、若渗漏现象较严重时，距离围护2m外密打一圈L=6m的钢板桩或稍径不小于12cm的松木桩作为围堰，再在围堰区内填筑粘土。
3.3用于基坑围护、开挖施工的主要施工机械设备表
详见附表一。
3.4深基坑施工进度安排
详见附表二。
第四章质量保证措施
4.1现场管理措施
⑴、严格遵守施工程序，把好每道施工环节，按图纸及要求进行施工。
⑵、严格把好材料质量关。
⑶、加强监督，每进行一道工艺都应严格检查，发现问题及时处理。
⑷、施工过程中严禁基坑周边地面荷载超过设计荷载。
⑸、土方开挖前后，对基坑的位移定时监测，发现异常情况及时采取应急措施。
4.2质量控制及注意事项
⑴、在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm。
⑵、对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。
⑶、为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且围堰周遍的钢板桩要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设导向钢管桩，顺导向钢管桩下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺围堰周边方向及垂直方向倾斜度均不大于5‰。
⑷、在使用拼接接长的钢板状时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按桩顺序堆码，插桩时按规定的顺序掉插。
⑸、在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到设计深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约1半深度后，将第二次打到要求的深度。
⑹、打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。
⑺、同一基坑的钢板桩只能用同样的锁口，按设计尺寸计算出钢板桩的数量，以确保够用。
⑻、剔除锁口破坏、扭曲、变形的钢板桩。
⑼、剔除钢板桩表面因焊接钢板、钢筋留下的残渣溜。
⑽、在接长焊接时，相邻焊缝高度差不得小于1m。
第五章施工应急预案
本工程基坑施工地质及周遍条件复杂、施工历时长、质量要求高，在施工过程中难免有气候骤变和不可预见的因素，影响基坑的安全，故在施工过程中，除了在现实的工程环境和条件下，很好地满足规定的技术、经济指标外，还必须预测施工风险，并将消除风险放在工程管理的第一位，制定各项应急预案来防范风险，以确保风险相对小，使风险减小到可以控制和承受程度。
5.1施工风险管理
⑴认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，基坑施工实施前项经部会同有关单位成立工程施工风险应急领导小组，统一指挥领导本工程的工程施工风险管理。
⑵严格按施工方案设计进行施工，同时加强监测管理。
⑶各级领导（负责人）必须高度重视工程施工风险管理工作，把工程施工风险管理工作放在重要议事日程，在施工前必须做好组织、思想、措施三落实工作。
⑷工程施工前配备足够的应急物资设备。
加强应急设备管理、保养，明确专人（应急物资设备专管员）负责。
确保危险期正常使用。
应急物资设备严禁挪作它用。
⑸项目组除正常值班外，要安排防汛期、关键工序施工时的警戒值班，遇到高水位、暴雨，组长上岗值班。
⑹监测单位联络员应及时将管线变形情况向各相关联络员通报。
项经部现场联络员应及时将领导小组决定的应急措施及事后情况向各相关联络员通报。
5.2应急措施
1、应急措施
当基坑位移比较严重或支护严重开裂变形，有破坏迹象时等现象时，需采取以下应急措施：
1、在基坑外卸土，在坑内土方或混凝土快速回填。
⑵、施工现场应准备一定数量的钢筋、编制袋等应急备用材料。
2、暴雨水淹
如发生较大的降雨，一般的明排措施已满足不了要求，因而须根据实际情况做相应的排水措施。
首先加强监测频率，如发现局部位置位移变化较大，应做加固处理。
其次准备一定数量的抽水泵，待雨停后进行抽水，避免长时间浸泡坑内土体，并根据监测情况，控制抽水速率。
3、坑外地面荷载发生变化
如发生局部位置荷载较大，可以考虑采取卸荷、加强围护结构等措施。
第六章附图
1、承台基坑围护平面图一～五
2、承台基坑围护剖面图一～三
3、节点详图
第七章计算书
一、计算书说明
本计算书各工况图中蓝色的为理正深基坑软件m法计算结果,红色的为理正深基坑软件等值梁法计算结果。
二、计算参数选取
1、土层计算参数
按江苏省文水地质勘察院提供的《宁波市东外环路-通途路互通立交工程施工图设计阶段工程地质勘察报告（汇总及桥梁部分）》（2007.10）；
2、坑外地面荷载
地面荷载按20KPA考虑。
3、基坑等级参数
根据基坑的开挖深度和周遍环境，本基坑的安全等级为一级，侧壁重要系数为1.2。
三、土压力计算方法
1、本工程各土层土压力计算采用水土合算模式。
2、围护结构设计根据国家有关规程，采用理正深基坑设计计算软件。
3、基坑整体稳定验算采用瑞典圆弧条分法。
四、计算结构
本次计算采用电算的方式，采用北京理正深基坑软件进行计算，同时通过手工复合核算结算结果详见各计算书。
按《基坑工程设计规程》（上海市报准），因开挖各坑平面尺寸很小，整体稳定性系数取1.0即可。
五、其他说明
查阅各承台平面图并与地勘报告相对照，部分承台所在位置坑底距离3-1层很近，甚至部分已开挖到该层中，本文仅按最差土层提供计算书（当坑底土层物理学参数好时，本围护结构更安全）。
深基坑支护设计计算（8.0m基坑）
支护方案
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
一级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
8.000
嵌固深度（m）
8.500
墙顶标高（m）
-1.500
连续墙类型
钢板桩
├每延米板桩截面面积A（cm2）
242.50
├每延米板桩壁惯性矩I（cm4）
38600.00
└每延米板桩抗弯模量W（cm3）
2270.00
有无冠梁
无
放坡级数
1
超载个数
1
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽（m）
坡高（m）
坡度系数
1
5.000
1.500
1.000
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
20.000
---
---
---
---
---
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
4
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
8.000
外侧水位深度（m）
0.000
内侧水位是否随开挖过程变化
否
弹性法计算方法
m法
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[土层参数]
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层号
土类名称
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