深基坑支护工程施工方案施工设计.docx
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深基坑支护工程施工方案施工设计
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工程名称：
深基坑支护工程施工方案
施工组织设计
河北联合大学建筑工程学院
10工程管理专业
姓名
年月日
目录
第1章、工程概况1
1.1工程概况1
1.2建筑设计概况1
1.3周边建（构）筑物概况1
1.4地质条件1
1.4.1工程地质条件1
1.4.2水文地质条件3
第2章、编制依据4
第3章、基坑支护方案设计5
3.1基坑支护设计原则和重要性等级5
3.2基坑支护设计方案5
3.2.1方案选择5
3.2.2护坡范围及护坡形式7
3.2.2.1工程地质参数7
3.2.2.2护坡方案设计7
第4章、土钉墙施工9
4.1现场土渣清运及场地平整9
4.2施工部署9
4.2.1测量放线9
4.2.2施工用电、用水配置9
4.2.3施工安排9
4.3施工进度、主要机械设备及劳动力配置计划10
4.3.1工程目标10
4.3.2施工准备10
4.3.3各项资源需要量计划11
4.4施工工艺流程12
4.5土钉墙施工要点12
4.6特殊情况下的处理措施13
4.6.1滑坡13
4.6.2局部坍塌13
4.6.3地标裂缝14
第5章、质量要求及保证措施15
5.1质量保证体系15
5.2质量管理程序15
5.2.1各分项工程质量标准16
5.2.2各分项工程质量保证措施16
5.2.3场地查勘与记录16
5.2.4质量问题的处理16
5.2.5技术资料16
5.2.6注意事项17
第6章、安全文明施工保证措施18
6.1安全组织机构18
6.2安全生产措施18
6.3文明施工措施19
第7章、雨期施工措施20
第8章、施工监测21
附录：
附图1：
施工进度计划横道图与网络图
附图2：
施工作业现场平面布置图
第1章、工程概况
1.1工程概况
工程名称：
阳光大厦土方、护坡及降水工程
建设单位：
河北联合大学
设计单位：
工程管理研究院
工程范围：
清运土渣、基坑降水工程、基坑支护设计及施工、土方挖运工程
1.2建筑设计概况
建设用地面积
3000m2
总建筑面积
180000m2
建设用途
写字楼
基础类型
高强度砼管桩，地下室底板为筏板形式
地上层数
22
地下层数
3
0.000标高
43.700m
最大建筑高度
90.0m
基底标高
24.29m
基坑深度
18.71m
上部结构形式
框架-剪力墙结构
基坑面积
16500m2
1.3周边建（构）筑物概况
本工程场区位于唐山市西北角，该场区原建筑物为密集单层或多层普通住宅，均已经拆除，现场内地面堆有部分原建筑物拆除后遗留的垃圾，高度比周围正在使用的路面高出两米左右。
基坑西侧紧邻xx路，该路边集中埋设了雨水、污水管线，与现围墙一路之隔的住宅小区建筑高度达38.4m,设两层地下室，地面建筑外边线距离现围墙约17m。
1.4地质条件
1.4.1工程地质条件
自然地面黄海高程在4.60～4.81m之间，地质情况较为复杂，基坑土方开挖范围内的地质自上而下分述如下：
①1层填土：
表层一般有厚30～50cm的素填土，见少量块石、混凝土柱、碎砖。
以素填土组成，含混凝土块、块石、碎砖，灰褐、黄色粉质粘土，软～可塑，湿～饱和。
厚度0.5～3.0m。
①2层淤泥质填土：
灰、灰黑色，流塑，饱和，含有机质，少量碎砖、碎石、块石。
层厚0～3.6m。
③层淤泥：
灰、深灰色，流塑，饱和，夹淤泥质粘土，局部有厚30～50cm褐色有机质层，层内夹腐烂植物茎叶。
高压缩性，含腐烂芦苇根茎。
该层一般上部具水平微层理，夹薄层粉土，属淤泥质粉质粘土。
该层仅分布场区西部，，从西侧往中部尖灭。
顶板高程1.21～2.63m，埋深2.10～3.60m，厚度0～5.80m。
④层砾砂：
灰、灰黄色，稍密～中密，局部密实，饱和，局部为园砾、卵石，一般在孔深8.5～9.0m位置钻进困难，钻探取样最大直径达20cm（石英岩）。
卵石含量13.3%，砾石28.4%（局部卵砾石达60%），具冲洪积特性。
该层局部夹粉质粘土层，为褐黄色，软塑，饱和。
该层分布于场地西侧。
顶板高程－2.36～－4.43m，埋深7.00～8.80m，层厚0～5.10m。
⑤1层粉质粘土：
土黄、黄～黄褐色、软塑，饱和，中偏高压缩性，该层零星分布，顶板高程0.29～－3.60m，埋深1.20～5.20m，层厚0～1.80m。
⑤2层粉质粘土：
黄褐、黄、土黄色，夹灰白色，可塑～硬塑，很湿，中等压缩性，含铁锰质锈斑。
顶板高程4.34～－0.31m，埋深0.50～6.00m，层厚0.3～4.2m。
⑥1层粘土：
紫红、砖红、棕红色，夹灰白色，可塑～硬塑，湿、局部为粉质粘土，中等压缩性，土质均匀，该层西部缺失，主要分布于东部，顶板高程3.46～－1.72m，埋深1.50～6.40m，层厚0.60～3.65m。
⑥2层含砾粘土：
紫红、砖红、黄色，可塑～硬塑，湿，粒径大小不一，2～30mm，含砾量约10～40%，少量碎石，棱角状，磨圆度较差，具坡洪积特性，中等压缩性，零星分布。
顶板高程－0.10～－2.48m，埋深4.30～7.20m，层厚0～4.30m。
⑦1层碎石、砾石混粉质粘土：
紫红、棕红色、土黄色，中密，局部密实，湿～很湿，局部碎石含量较高，砾石含量23.5%，碎石含量20.8%，局部达40%，粒径2～10cm，最大15cm，为棱角状，磨园度差，具坡洪积特性。
碎砾石含量高处，钻进速度较慢，跳动剧烈。
该层主要分布在场地东部，顶板高程－0.19～－3.28m，埋深4.90～8.00m，层厚0.9～4.60m。
⑦2层卵石、砾石混粉质粘土：
灰黄、棕黄色、黄色，中密，局部密实，湿～很湿，局部卵石含量较高，砾石含量20.7%，卵石含量18.3%，局部达40%，粒径2～10cm，最大15cm，亚圆形为主，磨圆度比⑦1层好。
顶板高程－1.04～－3.28m，埋深5.90～8.00m，层厚2.8～4.40m。
场地地下水位标高为－1.500米，由大气降水及生活用水补给，水位受大气降水和生活用水控制，属孔隙性潜水。
土方开挖范围内的杂填土层、④层砾砂渗透性较好，其它土层渗透性均较差。
地下水对钢筋混凝土腐蚀等级为弱。
场地地下水位标高为－1.500米，由大气降水及生活用水补给，水位受大气降水和生活用水控制，属孔隙性潜水。
土方开挖范围内的杂填土层、④层砾砂渗透性较好，其它土层渗透性均较差。
地下水对钢筋混凝土腐蚀等级为弱。
1.4.2水文地质条件
该场区水位季节变化规律一般为：
潜水11月份至来年三月份水位较高，其他月份相对较低，其水位年变化幅度一般为2米左右，历年最高地下水位绝对标高在43.000m左右，近3~5年来最高地下水位标高为32.000m左右。
第2章、编制依据
1、J202-83《地基与基础工程施工及验收规范》
2、J79-91《建筑地基处理技术规范》
3、J120-99《建筑基坑支护技术规程》
4、B50194-93《建设工程施工现场供用电安全规范》
5、GJ59-99《建筑施工安全检查评分标准》
6、GJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》
7、GJ33-86《建筑机械使用安全技术规程》
8、工程《岩土工程勘察报告》及设计图纸
9、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；
10、《建筑地基与基础设计规范》（GBJ7-89）；
第3章、基坑支护方案设计
3.1基坑支护设计原则和重要性等级
建筑基坑支护设计的原则是“技术先进、经济合理、安全可靠”，从而确保地下结构施工期间基坑边坡稳定、基坑周围建筑物、道路及地下设施安全。
基坑支护设计与施工，尚应综合考虑工程地质与水文地质条件，基坑开挖深度、周边环境、基坑周边荷载等因素，因地制宜，合理设计，精心施工，严格检测。
本工程基坑深度达-19.4m（预计局部电梯井和集水坑深度将达-21m左右），属于深大基坑；同时基坑周边又有居民住宅楼等重要建筑，基坑安全至关重要。
因此，本工程基坑支护侧壁安全等级按一级考虑，重要性系数取1.10。
3.2基坑支护设计方案
3.2.1方案选择
合理安排好地下室工程的施工，优选基坑围护方案，对降低工程造价，保证基坑稳定，促进安全生产、文明施工，至关重要。
因此，基坑围护方案的优选主要考虑以下因素：
（1）造价因素。
项目强调低成本，必须降低支护结构的材料、人工、机械设备费用，合理调配基坑土方的开挖、运输、堆放、回填、弃土，渣土处置等费用。
（2）环境因素。
按照JGJ59—99的要求，要做好安全生产、文明施工，施工过程中尽可能减少对周围环境的影响。
（3）工期。
不同的围护形式，工程的工期也各不相同。
该工程的特点是时间紧，任务重，工期越短，效益越好。
（4）社会效益。
该项目实行“标化”管理，要求工程质量确保优良。
（5）不可预见因素。
施工过程中，要综合考虑雨、雪等各种不可预见因素。
考虑后续施工用地及场地情况，并考虑到本工程工期紧。
任务重的特点，为确保工程总工期，在保证基础施工安全的前提下，应尽可能降低造价，并最大可能的减少回填量。
基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。
由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。
所谓土钉墙支护就是将拉筋插入土体内部（常用钢筋作拉筋），尺寸小，全长度与土粘合，并在坡面上喷射混凝土，从而形成土体加固区带，用以提高整个边坡的稳定性。
土钉通过滑裂面将坑周土体加固，土钉与土共同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，如同重力式挡土墙。
在土体受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的摩擦力，使土钉被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。
近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。
土钉墙支护的优点：
1．对场地临近建筑物的影响较小。
采用土钉稳定的边坡，只要产生微小变形，就可使土钉的加筋力得到发挥。
2．结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性。
3．施工便捷、安全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时变更设计。
4．施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。
5．稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的0.1％～0.2％，最大不超过0.3％，超载能力强。
6．总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。
7．费用低，经济，与其他支护类型相比，工程造价降低10％～40％左右。
土钉墙支护的局限性：
1．施工时一般要先开挖土层1～2米深，在喷射混凝土和安装土钉前土坡需要在无支护的情况下稳定几个小时，因此土层必须具有一定的粘聚力，如果需要人工处理，相应地，造价会加大。
2.施工时要求坡面无水渗出，否则开挖后坡面可能会出现先局部坍塌。
3.软土开挖支护不宜采用土钉。
因为软土颗粒的摩擦系数小，导致埋设的土钉长度增加，而且密度相对较大。
4.再有丰富地下水资源的情况下，不能单独使用，需要考虑进行有效的降水。
2．工作性能
（1）土钉墙支护变形较小，最大水平位移发生于墙体顶部，越往下越小。
土钉墙支护体内的水平 位移随离开墙面距离增大而减少。
（2）土钉内的拉力分布是不均匀的，一般呈现中间大、两端小的规律，土体产生微小变位才能使土钉受力。
（3）采用密集土钉加固的土钉墙支护性能类似重力式挡i墙，破坏时明显带有平移和转动的性质。
（4）在土钉墙支护整体破坏以前，喷射混凝土面层和土钉一般不会产生破坏现象。
（5）墙面土压力分布并不接近三角形，在坡角处土压力减少，其合力为库仑土压力的70％，这种土压力减少是土钉将土连接成一个整体而造成的。
其土压力值至少降低库仑土压力值的30％～40％。
3.2.2护坡范围及护坡形式
本工程已经大面积开挖完成，并按1：
2.5放坡，其中：
7#楼西面靠花园洋房原施工道路，且在该楼靠西山墙设置施工塔吊，放坡系数无法达到1：
2.5，仅有1：
0.75的放坡，南面为施工主干道，放坡系数也无法达到1：
2.5，仅有1：
1的放坡，7#楼西北角为现场办公室，挖土放坡系数也仅为1：
0.75；
8#楼东面、北面为施工主干道，东面按1：
0.75放坡，北面按1：
1放坡；
9#楼西北角邻施工现场库房，放坡系数仅为1：
0.75
10#楼东面为施工主干道，按1：
0.33放坡；
12#楼南面靠施工主干道，按1：
0.5放坡，西面安装施工塔吊基础，放坡系数仅为1：
0.3
由于本工程上层土质以素填土为主，上述邻靠施工主干道的部位，都不能达到1：
2.5的放坡，加上基础施工临近雨季，为确保边坡安全，并降低成本，拟在上述放坡系数未达到1：
2.5的部位采用土钉墙支护，并预留肥槽为0.8m。
具体位置详见附图2.
3.2.2.1工程地质参数
据该场地勘察报告，各土层主要物理力学指标平均值详见下表：
3-1
序号
土层名称
层厚（m）
粘聚力C（KPa）
内摩擦角φ（0）
重度γ（KNM3）
1
素填土
3.4
0
30
20
2
-2粘土
5.5
0.5
35
20
3.2.2.2护坡方案设计
1）土钉设计参数3-2
序号
名称
设计参数
1
土钉墙放坡
按现场实际坡度设置土钉墙坡度
2
土钉垂直间距
1.5m
3
土钉水平间距
1.5m
4
土钉倾角
60°
5
土钉直径
48mm
6
土钉灌砼浆体强度
20Mpa
2）土钉规格及长度：
3-3
排数
1
2
3
4
5
土钉直径（钢管内灌砼）
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
Ф48
土钉长度（m）
6.0
6.0
6.0
6.0
6.0
3）喷射砼:
序号
名称
设计参数
1
设计强度
C20
2
水泥:
砂:
碎石：
8880速凝剂
1:
2:
2：
0.03（重量比）
3
喷射厚度
100mm
4
钢筋网
Ф6.5@200mm×200mm，保护层为30～50mm，另外为保证坡顶稳定，在坡顶做1.5m的钢筋砼翻边
5
锚头
土钉采取横向拉筋焊接连接
3-4
说明：
由于大部分护坡离马路很近,在护坡的上口根据实际情况采取加拉梁的方式进行拉锚。
同时，护坡上口喷射混凝土不得下于300宽。
第4章、土钉墙施工
4.1现场土渣清运及场地平整
用铲车将现场渣土集中装车外运后，用挖掘机将现场平整至室外标高43.000m，多余的土装车外运，然后用推土机将现场来回碾压推平。
场地平整后表面坡度应向排水沟方向做出不小于0.002的坡度。
4.2施工部署
4.2.1测量放线
根据基坑开挖图放出基坑开挖上口线，并在场区四周做标记，已被开挖后测量放线。
4.2.2施工用电、用水配置
依据所投入机械设备用电功率统计，设备用电功率总计约280KW，考虑到设备使用顺序及正常使用率，工程需电力300KW，因此，只需大于300KW的变压器就可满足施工的需要；依据用水设备和施工经验，需水量5~10m3，以下分步以1.5m为宜边开挖边做土钉护坡。
距离喷锚边坡10m范围内土方按1.5m分步开挖，边挖边做护坡。
基坑中心土方可按挖掘机最大效率开挖。
因土方开挖与护坡分层高度不尽相等，因此土方开挖要与护坡密切配合，在该段护坡施工前为护坡创造工作面，即在基坑周边留置宽度为10m左右支护施工所需的工作平台，按照施工网络计划，土方施工每天要给护坡提供4段各约60m左右的工作面，严禁超挖造成基坑支护不安全。
土钉墙施工随后进行，保证每一个已开挖的工作面在一天内必须完成喷锚施工，已尽最大可能保持原状土体的自承载能力，从而切实保证基坑整体安全，相关工序先后关系详见施工进度计划表。
整个基坑护坡工作划分成12个流水段，安排四个班组连续施工，一天完成四个喷锚，且有两天的养护时间，3天完成一步喷锚护坡工作。
基础施工阶段的施工流程
4.3施工进度、主要机械设备及劳动力配置计划
4.3.1工程目标
1.质量目标：
精心施工，确保土钉墙边坡支护安全。
2.工期目标：
10天。
3.安全文明施工目标：
根据业主要求争创唐山市安全文明施工工地。
4.管理目标：
实行规范化管理，保证工程在管理、质量、文明施工上创出一流水平。
4.3.2施工准备
在基础工程施工前，专门召开施工准备会议，落实各项施工准备工作计划，内容如下：
1.技术准备：
熟悉、审查施工图纸和施工方案。
2.技术交底：
组织工人学习方案，对关键部位进行指导把关。
3.劳动组织准备：
组织劳动力进场，做好施工人员入场教育等工作。
4.材料、机械准备：
根据相关的设计图纸和施工方案，编制详细的材料、机械设备需要量计划；组织材料和机械设备按计划进场。
5.施工场外协调：
对外协调交通、环卫、市容的关系。
4.3.3各项资源需要量计划
进度计划4-1
序号
内容
施工时间
工期
1
施工准备
5.316.6
1
2
测量放线
6.76.13
1
3
土方清挖
6.146.20
1
4
基坑支护
6.219.1
7
劳动力需要量计划4-2
序号
专业
所需人数
1
土方清运
10
2
基坑支护施工
20
土方挖运机械设备一览表4-3
设备名称
设备型号
数量
反铲挖土机
1.6m3
8台
翻斗车
太拖拉
3台
铲车
50
1台
挖掘机
EX300
1台
推土机
D85
1台
斗车
斯太尔斗车
10辆
基坑支护施工机械设备一览表4-4
设备名称
设备型号
数量
空压机
9m3
2台
砼喷射泵
Pz-5
2台
正铲装载机
ZL50
1台
张拉设备
1套
注浆设备
1套
钢筋加工机械设备一览表4-5
设备名称
设备型号
数量
卷扬机
1台
钢筋弯曲机
WJ40-1
2台
电焊机
BX-300
10台
钢筋切割机
GJ51-32
3台
4.4施工工艺流程
4.5土钉墙施工要点
（1）开挖工作面
基坑开挖应分步进行，分步开挖深度主要取决于暴露坡面的“直立”能力。
在粒状土中开挖深度一般为0.5~2.0m。
考虑到土钉施工设备，分步开挖至少要6m宽，开挖长度取决于交叉施工期间能保持坡面稳定的坡面面积。
坡面支护应尽早进行，以免土层出现松弛或剥落。
（2）修正边坡
便开挖边人工休整边坡。
人工修正边坡时，坡面不平整度不大于20mm。
（3）排水
应提前沿坡顶挖设排水沟排除地下水（采用坡面排水形式），在喷射混凝土坡面前，贴着坡面按一定水平间距布置竖向排水设施，其间距取决于地下水条件和冻胀力作用，一般为1~5m。
（4）土钉设置
1）成孔：
采用多节螺纹钻头干法成孔。
钻机采用YTN-87型土锚钻机，成孔直径为100~150mm，深度可达60m。
2）清孔：
采用0.5~0.6MPa压力空气将孔内残留及松动的废土清除干净。
3）置筋：
防止钢杆件，用二级螺纹钢筋，尾部设置弯钩，目的是为了确保钢筋居中，在钢筋上每隔三米焊置一个托架。
4）注浆：
为了保证土钉与周围土体紧密粘合，在你孔口处设置止浆塞并旋紧，使其与孔壁紧密贴合，在止浆塞上浆注浆管插入注浆口，深入孔底0.5~1.0m处，注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满为止。
放松止浆塞，浆注浆管与止浆塞拔出，用水泥沙浆充填孔口。
为防止水泥砂浆在硬化过程中产生干缩开裂现象，并提高防腐性能，可掺入一定量的膨胀剂。
（5）绑扎钢筋网
钢筋网与坡面间隙宜大于20mm（采用已预制好的垫块控制），钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固，并保证喷射混凝土时不晃动。
钢筋为直径6.5@200×200，网片之间采用焊接搭接，搭接长度不小于200mm。
（6）喷射混凝土
喷射混凝土应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，第一次喷射厚度为40~70mm，第二次喷射到设计厚度。
喷射时，喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6~1.0m的距离。
（7）土钉防腐
在钢筋外加一层50mm厚的环形塑料护层。
（8）养护
上部土钉达到设计强度的70%之后，方可以开挖下部土层。
根据混凝土强度增长规律，一般情况下2~3d后可以进行下部土方开挖。
4.6特殊情况下的处理措施
4.6.1滑坡
在土方开挖过程中，如果出现滑坡现象，应采取如下措施：
1）暂停施工，必要时，所有人员和机械搬至安全地点；
2）通知现场管理人员，迅速采取处理措施，如用挖掘机在坡脚迅速回填；
3）根据滑动迹象设置观测点，根据滑坡体平面位移和沉降变化，并作好记录。
4.6.2局部坍塌
在砂层中开挖时，如果裸露时间较长，土坡极易失去水分，受到扰动会使砂层成片剥落。
为减少对砂层扰动机会，缩短清坡到支护时间，将开挖分段长度减到3~5m，并改变施工工序，清坡后立即编网并喷射混凝土。
4.6.3地标裂缝
一般情况下，地标发生微小裂缝和紧靠基坑的一般建筑物出现装修层的一般开裂可以视为正常，但必须密切追踪发展趋势并及时采取特殊处理措施。
当裂缝出现不断加速发展并延伸时，必须停止原定施工过程，修改支护参数并及时加固；如果经过观察，不发生继续增大，必须及时灌注水泥净浆，已尽最大可能的封堵地下河近地表处的裂缝。
第5章、质量要求及保证措施
5.1质量保证体系
基础施工阶段建立由项目经理、现场经理、总工程师领导，质量总监中间控制，责任工程师负责的三级管理系统。
5.2质量管理程序
基本要素质量工作质量
、、
5.2.1各分项工程质量标准
土钉墙质量标准
内容
标准
喷射砼面层平整度的允许偏差
±20mm
孔深允许偏差
±50mm
孔距允许偏差
±100mm
钢筋保护层厚度
≥25mm
土钉倾角偏差
±5%
挂网时网片距坡面
34cm
土方开挖质量标准：
1.国家有关建筑施工规范（GBJ301－88）。
2.工程设计对土方的质量要求。
5.2.2各分项工程质量保证措施
（一）修坡时专人进行测量,确保不吃槽。
（二）打入土钉时由专人配合及检查。
（三）注浆时要严格按配比搅浆,要进行二次、三次补浆直到注满。
（四）喷砼时,由专人检查网长及标志杆的安装。
5.2.3场地查勘与记录
1.施工前对原场地进行全面调查,查清有无原始裂缝和异常并作记录,照相存档。
2.每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。
5.2.4质量问题的处理
如发生质量问题，立即上报监理，并在4小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因、处理的措施等。
（一）土方开挖过程中，若基坑变形突然加大，应立即停止开挖，并及时回填，也可以在其背后进行挖土卸荷
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