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CFG施工方案

CFG施工方案

 

合生国际花园12、13、15-17#楼CFG桩

复合地基处理方案

1、工程概况、工程地质及水文地质条件

1.1、工程概况

合生国际花园由北京合生绿洲房地产开发有限公司(建设单位)投资开发。

该工程位于北京市朝阳区东三环中路,东侧为广西驻京办事处,南侧为光华北一街,北侧为光华北路,西侧为拟建广和东三路。

2.2、方案选择

由工程地质勘察报告知基础底板位于粉、细砂③层,该层土的地基承载力标准值为170Kpa,不能满足上部结构设计承载力的要求,须采取有效的措施进行处理,控制地基土的变形。

综合以上工程地质、水文地质条件,并考虑设计要求,处理后地基承载力设计值:

12#、13#楼为340Kpa、15#楼为400Kpa、16#、17#楼为430Kpa。

选择CFG桩复合地基处理方案。

该方案具有施工速度快、成本低、质量易保证等特点。

基底预留土50cm,在基底施工CFG桩。

在清除桩间土剔除桩头后,之后铺15cm厚碎石褥垫层,褥垫层采用5~30mm的石屑满槽铺设并夯实,要求夯填度小于0.9。

2.3、编制依据

2.3.1、中国建筑技术集团有限公司提供的《岩土勘察报告》;

2.3.2、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);

2.3.3、《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89);

2.3.4、《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ01-501-92);

2.3.5、《基桩低应变动力检测规程》(JGJ/T93-95);

2.3.6、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94);

2.3.7、合生国际花园12、13、15-17#楼—设计图纸。

2.4、CFG桩复合地基设计

确定CFG桩采用桩径410mm,保护桩长0.5m。

桩位呈正方形布置,桩顶标高为基础混凝土垫层下15cm。

桩顶铺设150mm厚的碎石褥垫层,以调整桩土应力比。

桩尖持力层为圆砾、卵石⑤层。

详细参数见下表:

楼号

12#楼

13#楼

15#楼

16#楼

17#楼

桩长

8m

8m

8m

8m

8m

桩顶标高

-6.49m

-6.49m

-6.59m

-6.59m

-6.59m

桩间距

1.5×1.5m

1.5×1.5m

1.2×1.2m

1.2×1.2m

1.2×1.2m

桩数

288根

214根

294根

294根

329根

砼强度

C15

C15

C15

C15

C15

(1)桩侧和桩端极限阻力标准值见下表:

序号

地层名称

桩侧

Qsk(Kpa)

桩端Qpk(Kpa)

地基承载力

标准值(Kpa)

1

③粉、细砂层

170

2

④粉质粘土层

60

3

⑤细、中砂层

60

4

⑤1砂卵石层

2000

(2)单桩承载力标准值计算

选取直径为410mm,有效桩长为8.0m,保护桩长为0.5m。

单桩承载力标准值Rk可按下式计算,取其较小者。

Rk1=ηR28.Ap

Rk2=(Up∑qsihi+qp.Ap)/k

式中:

η取0.31

R28--------------桩体28天立方体试块强度(C15),

Up---------------桩的周长

qsi---------------第i层土与桩体的极限侧阻力标准值,

hi----------------第i层土厚度,

qp----------------桩的极限端阻力标准值,

k-----------------安全系数,取2.0

经计算:

12#楼:

8.0m单桩承载力为:

427.04KN;

16#楼:

8.0m单桩承载力为:

427.04KN。

(3)桩的布置

12#楼:

由m=0.0557=d2/de2,采用正方形布置,则桩间距为:

1.5m×1.5m;

16#楼:

由m=0.087=d2/de2,采用正方形布置,则桩间距为:

1.2m×1.2m。

(4)复合地基承载力标准值验算

12#楼:

fsp,k=mRk/Ap+α.β(1-m)fk=313.55Kpa;

16#楼:

fsp,k=mRk/Ap+α.β(1-m)fk=419.97Kpa;

复合地基修正后地基承载力标准值:

(无宽度修正)

12#楼:

fa=fka+ηbγ(b-3)+ηdγ0(d-0.5)

=313.55+0+1.0×19×(3.29-0.5)

=366.56Kpa〉340Kpa

16#楼:

fa=fka+ηbγ(b-3)+ηdγ0(d-0.5)

=419.97+0+1.0×19×(3.29-0.5)

=472.98Kpa〉430Kpa

经计算满足结构设计要求的地基承载力。

(5)桩体强度设计

由桩顶应力σp=Rk/Ap,可得σp=3400Kpa

由R28≥3σp,可知CFG桩强度应不小于C15。

(6)复合地基沉降计算

地基处理后的沉降计算按国家标准《建筑地基基础设计规范》JGJ79-2002的有关规定执行。

σp=F/Ae-σz

Ae:

基础底面积(㎡)

F:

总荷载(KN)

σp:

附加应力(Kpa)

σz:

土体自重应力(Kpa)

任意点的最终沉降可以采用角点法按下式计算:

Zijaij-a(I-1)

S=Σmj=1P0jΣni=1-----------

Esi

S:

分层总和法求得法桩基最终沉降量(mm)

m:

角点法计算点对应的矩形荷载分块数

n:

桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数

Poj:

角点法计算点对应的第j块矩形底面长期效应组合的附加应力(Kpa)

Esi:

等效作用面下第I层土的压缩模量,采用地基土在自重压力至自重压力加附加应力作用时的弹性模量(Mpa)

Zij、Z(I-1)j:

桩端平面第j块荷载至第I层土、第I-1层土底面的距离(m)

aij、a(I-1)j:

桩端平面第j块荷载计算点至第I层土、第I-1层土底面深度范围内平均附加应力系数

计算至Zn=b(2.5-0.4lnb)处。

计算中参阅上海地基处理规范及同济实体深基础模型及减小沉降桩设计理论,结合实际经验,计算时处理深度范围内作为一层复合地层考虑其实际复合压缩模量,与下部压缩层沉降累加,确定最终沉降量为47㎜,沉降量满足设计要求。

2.5、复合地基施工工艺

在基底标高以上预留50cm土层以免扰动地基土,采用长螺旋钻机成孔,泵送混凝土成桩。

桩顶保护桩长为50cm,桩施工结束后,采用人工凿平桩头,凿平至设计标高。

再铺设150mm厚碎石褥垫层,碎石粒径为5~30mm。

褥垫层须夯实,夯填度小于0.9。

2.6、施工检测

正式检测方案由检测单位出

CFG施工结束21天后,进行复合地基载荷试验,试验数量为总桩数的0.5%,且进行不少于3组复合地基静载荷试验。

同时应进行桩低应变动力测试,抽检率不小于10%,以检验桩身的完整性。

检测单位必须为有资质的正规单位。

检测符合现行的CFG桩施工验收规范。

2.7、设备配备情况

设备名称

型号

用途

数量

长螺旋钻机

成孔、成桩

2台

混凝土输送泵

输送混凝土

2台

2.8、施工工艺

2.8.1、施工前期准备情况

进场施工前应复测现场地面标高,对照原设计方案确定实际施工的各项参数。

A、做好“三通一平”工作。

B、按设计要求进行施工技术交底及安全交底。

C、明确人员分工及职责。

D、设备安装及调试正常。

E、材料复检合格,配合比试验完毕。

F、与甲方协调食宿及施工场地安排,做好施工现场总体平面设计。

G、项目部组织机构见图

 

2.8.2、工艺流程

放桩位→钻机就位→成孔→泵送混凝土→成桩→桩头混凝土振捣→清土→凿桩头→铺设褥垫层。

2.8.3、各工序的工艺

3.1、定位放线

根据总包单位提供的建筑物定位轴线,由专职测量人员按图纸放桩位,桩中心点以钢钎打入地下20cm,灌入白灰标记。

桩位放线允许误差:

20mm。

3.2、钻进

桩位验收后,钻机就位并调整机身,应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,以保证桩身垂直度偏差不得大于允许偏差。

开钻前,先将混凝土泵的料斗及管线用清水湿润(润滑管线,防止堵管),然后搅拌一定的水泥砂浆进行泵送,并将所有砂浆泵出管外。

信号工与钻机操作员配合使钻机对准桩位,并依摆针调整钻机水平及钻具垂直度。

封住钻头阀门,使钻杆向下移动至钻头触及地面时,开动钻机旋动钻头,一般应先慢后快,在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时,应停机或放慢进尺,遇到障碍物停止钻进,分析原因,禁止强行钻进。

根据设计桩长,确定钻孔深度并在钻机塔身相应位置作醒目标注,作为施工时控制桩长的依据,当动力头底面到达标志时,桩长即满足设计要求。

钻杆下钻到预定深度,现场施工技术人员根据地质勘察报告以及实际钻孔出土观察分析,是否达到设计要求的土层。

如遇特殊地质情况,应由CFG桩复合地基设计人员根据图纸与现场地质实际情况综合确定,并及时通知监理单位。

依场地情况确定施打顺序、钻机行走路线(避免钻机碾压成桩):

沿南侧由西向东施工,如场地限制,个别桩无法避免,须垫设方木,钻机方可行走(试验桩优先施工)。

采取有效措施防止漏打漏灌,既:

每施工完一根桩,在做完纪录的同时在图纸上进行标注。

3.3、泵送混凝土

钻头到达设计标高后,钻杆停止钻动,开始泵送混凝土,泵送量达到钻杆芯一定高度后,方可提钻(禁止先提钻在泵料)。

一边泵送混凝土一边提钻,提钻速率控制必须与泵送量相匹配,保证钻头始终埋在CFG桩身混凝土液面以下,以避免进水,加泥等质量缺陷的发生。

成桩过程宜连续进行(应避免后台上料慢造成的供料不足、停机待料现象),直至桩体混凝土高出桩顶设计标高不小于50cm。

若施工中因其他原因不能连续灌注混凝土,须根据勘察报告和施工已掌握的场地土质情况,避开饱和砂土、粉土层,不宜在这些土层内暂停泵送混凝土,避免地下水侵入桩体。

成桩过程中必须保证排气阀正常工作,防止成桩过程中发生堵管。

施工时要始终保持混凝土泵料斗内的混凝土液面在料斗底面以上一定高度,以免泵送时吸入空气,造成堵管。

本工程投料量的控制,以设计桩顶标高加50cm保护桩长为准,即确保设计桩顶标高无浮浆。

3.4、混凝土的制备

混凝土如采用现场搅拌,混凝土的强度等级为C15,塌落度为18~22cm,由试验室提供混凝土配合比。

为保证混凝土的质量,实行严格的开盘计量制度,原材料称量的衡器应定期校检,保持准确。

每盘材料用量明确标识于搅拌机旁,严格按标牌所列数据上料,砂、石、粉煤灰的称量采用重量法,砂、石分别计量,均采用小车人工上料,要求车车过磅,小车净重、毛重、每盘数量均明确标识。

搅拌用水采用续电器控制,施工前需重新校定。

粉煤灰、外加剂根据现场情况采用单独校定后的器皿计量。

保证混凝土搅拌质量,搅拌时间是影响混凝土质量及搅拌机效率的重要因素之一。

每盘混凝土搅拌时间需不少于1分钟(有外加剂的不少于1分半钟),施工中应随时检查搅拌时间。

每台班测坍落度不少于2次。

压灌CFG桩施工期间,每台班制作混凝土试块一组,其规格为100×100×100mm,标准养护,并送检28天强度。

原材料进场应进行检验,并做复试合格后,方可使用。

施工完毕,清洗泵送设备。

3.5、钻孔弃土清运的技术要求

施工顺序:

先清理桩身土,再清理预留50cm厚土层(同时配合剔除桩头)。

集水坑由总包方放线,挖出土方并清出基坑,由我方剔除桩头并铺设褥垫层。

施工时,钻孔弃土应及时清运,以避免影响施工速度和弃土中水侵泡槽底,弃土的清运应由专人指挥。

钻孔弃土清运可采用机械清运配合人工清运。

采用机械清运时,应尽量采用小型机械,以避免扰动基底土层,弃土清运应与CFG桩施工配合进行,严禁设备碰撞CFG桩,避免造成浅部断桩。

弃土清运时应注意保护桩位放线点,避免桩位点位移或丢失。

3.6、CFG桩桩间土层清运的技术要求

桩间保护土层的清运原则上应在CFG桩施工结束后进行,如在CFG桩施工期间进行,应不影响CFG桩正常施工。

桩间保护土层的清运应由专人指挥。

桩间保护土层的开挖、清运宜采用人工开挖、清运,在桩距足够大且槽底土不易受扰动的情况下,可以采用小型机械开挖、清运。

开挖过程中应用水准仪进行测量,控制标高,以避免超挖。

桩间保护土层开挖、清运过程中,应合理安排开挖、清运顺序,避免开挖和运输机直接在基底面上行走,造成基底土层的扰动。

如需在已开挖完成的基底面上行走,应采取铺设木板等措施,以保证基底上在施工过程中不受扰动。

在桩间保护土层开挖、清运过程中,应注意成品CFG桩的保护,特别是采用机械开挖、清运的情况下,应由专人指挥机械,严禁机械碰撞桩头,以避免造成浅部断桩。

3.7、CFG桩凿桩头技术要求

保护土层清除后可进行桩头处理,将桩顶设计标高以上桩头截断,一般成桩3天后即可进行凿桩头工作。

凿桩头一般采用人工截桩方法,砍凿后的桩头应端面平直,防止有大的掉角现象,其桩高允许误差宜控制在+20,-25mm,具体方法如下:

用水准仪确定桩顶标高,人工开挖土至桩顶标高时,在桩顶标高以上5cm处平设三根钢钎,1200放置,待轻敲入桩稳定后,三钎同时用力,截断桩头(见下图)。

桩顶标高以上所剩5cm桩头,应用细钎剔凿平整至桩顶标高。

严禁用机械铲断桩头;用大锤重物横向击桩;单钎单向截桩或竖向截桩等。

如因剔凿桩头引起的桩头缺陷应按要求进行接桩,将其接至标高。

 

12001200

1200

凿桩头示意图

3.8、褥垫层铺设工艺流程和技术要求

1.工艺流程

2.

方褥垫层铺设范围线清土至设计标高碎石材料进场并复试合格虚铺碎石厚度17.0cm用平板振捣器夯实至15cm

3.技术要求

褥垫层铺设厚度、材料粒径、夯填度应符合设计要求,材料使用前应复试,严禁使用不合格材料。

褥垫层铺设应用水准仪控制标高,夯填度不大于0.9(夯填度为压实后厚度与虚铺厚度之比)。

本工程中,在CFG桩桩顶与C10混凝土垫层间设置了150mm厚褥垫层。

褥垫层的作用是保证桩、土共同工作,减少基础底面的应力集中,削减地震等水平荷载影响。

褥垫层采用小于30mm粒径的碎石,施工要求如下:

1)人工清理复合地基至设计标高,验槽确保地基土无扰动,避免形成橡皮土。

2)铺设褥垫层时,技术人员现场负责指导。

3)褥垫层施工工序:

褥垫层敷设由夯填度控制,夯填度即褥垫层夯实厚度与虚铺厚度之比,应满足不大于0.9。

本工程褥垫层厚15cm,首先虚铺17.0cm,用平板振捣器或其他静力压实手段夯实至15cm即可。

褥垫层施工完毕后,应禁止机械、手推车和无关人员在褥垫层上行走,如因施工需要,应采取铺设木板等保护措施。

2.8.4、关键工序的控制

4.1、设专门记录员,按施工图所放桩位配合钻机信号工对准桩位,并依摆针调整钻机垂直度,同时做好记录,避免丢桩。

4.2、施工前根据现场具体情况确定好钻机行走路线,避免成桩后钻机碾压,如个别无法避免,须垫设方木后,方可行走。

4.3、严格控制钻具的提升速度,保证钻头始终埋在砼面下2~3m;并保证各道工序按规范和设计要求进行。

4.4、试验员应及时做好试块,并定期检测混凝土的塌落度。

4.5、清凿桩头时,应沿桩周围向桩心一次剔除,严禁向一个方向进行,同时应控制好桩顶标高。

2.8.5、质量保证措施

5.1、协助测量人员定位放样,保证桩位准确无误。

5.2、对桩位进行检查,保证“两点一线一中心“。

5.3、钻机就位,开孔验收,把好关卡。

5.4、钻机钻进过程中,检查钻机倾斜情况,随时纠偏。

5.5、工序质量管理由质检人员负责。

5.6、施工时每个台班(每天)预留10×10×10cm试块一组(每组3块),变更水泥时应及时做好试块。

5.7、质量标准

允许偏差项目要满足下列要求:

a桩长≤100mmb桩径≤20mm

c垂直度≤1%d桩位≤200mm

 

长螺旋泵压CFG桩复合地基施工流程图

 

 

 

3、人员配备及质量保证措施

3.1、人员配备

(1)根据工程特点和工程项目类别,公司将组织人员齐备和设备完善的桩基项目施工经理部,加强工程的监管和协调工作,保证优质高效的完成施工任务。

(2)组织现场施工技术人员掌握施工方案,明确质量标准、工艺流程和安全要求。

编制工序作业指导书,并做好技术交底。

(3)施工技术人员和作业人员计划:

工程负责人:

1人

技术负责人:

1人

作业人员:

50人

(4)作业人员要经过培训,掌握施工技术要点和基本技能,重要工序由熟练作业人员承担。

每台钻机配备专职的技术人员,24小时跟机作业。

3.2、质量保证措施

由于本工程量较大,施工技术复杂、环节紧凑、质量要求高、工序控制严的隐蔽工程。

为了能优质高效的完成施工任务,达到优质工程的质量标准,施工中采用如下质量保证措施:

(1)施工前管理人员应认真学习规范,工艺标准,设计要求和施工组织方案,做到心中有数。

通过质量教育使全体职工牢固地树立起“质量第一、用户至上”的思想,质量教育要贯穿于工程施工全过程。

(2)加强质量、安全、技术管理,认真学习,严格执行施工技术规程、标准及总公司各项质量管理制度,落实各项质量管理责任制,做好技术交底。

使全体职工都能做到对工程的总体要求明确,对本岗位职责、质量要求胸中有数,并落实到工作中。

(3)实行质量否决权,按照本公司“质量管理实施办法”进行质量评定考核。

(4)强化工序管理,建立健全“三检制”,对施工中的每道工序均按要求进行知道、检查、验收。

确保工序质量;上道工序不合格绝不转入下道工序。

(5)做好测量放线,按甲方交给的基线测量定桩位并经甲方复核确定无误后,方可进行施工,严格控制桩位和水平标高。

3.3、质量目标:

质量标准为“合格”。

a.工期目标:

CFG桩施工工期60天。

b.安全文明施工目标:

达到北京市安全文明标准施工工地。

c.管理目标:

实行现代化管理,保证工程在管理、质量、文明、作风上创出一流水平。

3.4、质量保证组织机构

由我公司组成基础施工项目部(简称基施项目部),对符合地基施工进行全面管理并对桩机施工阶段的安全、质量、工期、环保、文明施工等负责。

施工队设队长一人、工长一人。

桩机施工队设专人进行环保、文明施工问题处理等工作。

3.5、施工准备

在桩机施工前,由基础施工项目经理部主持施工准备会议,听取施工队对整个工程的施工准备工作计划,该计划主要反映开工前、施工中必须做的有关工作,内容如下:

a.技术准备:

熟悉、审查施工图纸。

b.施工现场准备工作:

施工现场的平整;测量放线;临时道路、临时供水、供电等管线的敷设,本工程施工用电约200千瓦,施工用水约每天100m3;临时设施的搭设;现场照明设备的安装。

c.劳动组织准备:

建立各施工部的管理组织,集结施工力量、组织劳动力进场,做好施工人员入场教育等工作。

d.材料、机械准备:

根据相关的设计图纸和施工预算,编制详细的材料、机械设备需要量计划;签定材料供应合同;确定材料运输方案和计划;组织材料按计划进场和保管。

e.施工场外协调:

由桩基施工队与土方挖运项目经理部共同对外协调交通、环卫、市容的关系。

 

桩基施工管理质量保证机构图

组织机构图

 

4、安全文明施工及环保管理

4.1、安全防护

(1)各种施工、操作人员须经安全培训,不得无证上岗,各种作业人员应配戴相应的安全防护用具和劳保用品。

严禁操作人员违章作业,管理人员违章指挥。

(2)施工中所用机械、电气设备必须达到国家安全防护标准,自制设备。

设施通过安全检验及性能检验合格后方可使用。

(3)加强施工的监控测量,及时反馈测量信息,依照量测结果情况,及时调整技术参数,确保施工安全及地面建筑物的安全。

(4)对空孔应及时回填并采取安全防护措施。

4.2、临时用电

(1)所有施工人员掌握安全用电的基本知识和所用设备性能,用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关,发现问题及时找电工解决,严禁非专业电气操作人员乱动电器。

(2)电缆、高压胶管等应尽量架空设置,不能架起的绝缘电缆和高压胶管通过道路时,一定要采取保护措施,以免机械车辆扎坏,发生事故。

(3)配电系统分级配电,配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨防尘、外涂安全色、统一编号。

其安装形式必须符合有关规定,箱内电器可靠、完好,选型、定值符合规定,并标明用途。

(4)所有电器设备及其金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护。

  (5)施工现场所有用电设备,必须按规定设置漏电保护装置,要定期检查,发现问题及时处理解决。

(6)现场内各用电设施,尤其是电焊、电热、电动工具,其装设使用应适合规范标准,维修保管应有专人负责。

(7)基槽和施工场地内,照明须用安全电压。

4.3、机械安全

  

(1)各种机械要有专人负责维修、保养,并经常对机械的关键部位进行检查,预防机械故障及机械伤害的发生。

  

(2)机械安装时地面必须稳固,吊装机械臂下不得站人,操作时机械臂距架空线要符合安全规定。

  (3)各种机械设备视其工作性质、性能的不同,搭设防尘、防雨、防砸、防噪间工棚等装置,机械设备附近设标志牌、规则牌。

4.4、消防保卫

  

(1)施工现场和生活区应尽量建立门卫和巡逻护场制度,并配戴执勤标志,出入现场凭证,外部人员不得随意出入。

  

(2)制定治安消防协议。

  (3)消防器材按有关规定配备齐全,在易燃物品处要有专门消防措施。

(4)所有的消火栓应有明显的标志,消火栓附近不得堆积物件,工地应采取措施保证消火栓的用水水源。

(5)施工现场和生活区临设搭建符合消防要求,水源配置合理。

(6)对职工经常进行治安、防火教育,培训消防人员。

现场设消防通道。

(7)施工现场严禁吸烟,现场及生活区不得乱拉线、接用电热器具。

(8)与总包消防部门建立联系,并协助其工作。

4.5、现场管理

  

(1)必须严格按施工组织设计施工部署,并经常检查实施情况,若遇施组与实际施工矛盾,应及时作出调整方案,报原审批部门审批后实施。

(2)施工区域及职责严格划分,设立责任区,立标志牌分片包干到人。

(3)场地内应有施工平面图,安全生产管理制度、消防保卫管理制度、场容卫生环境、管理职责等,内容详细、字迹工整。

(4)施工场地和道路平整畅通,并应有排水设施,现场内土方、零散碎料及时清理。

所有物料及设备摆放整齐。

(5)施工现场应有施工日志和施工管理各专业方面的专业资料。

4.6、料具管理

(1)本工程用料需指定专人负责,逐级管理,建立合理可靠的供保体系和制度,材料管理人员、现场收发材料员职责分明。

(2)材料进场后储存位置应与施工平面相符,码放整齐并适当遮盖,围档划分界限。

(3)材料保管必须注意防火、防雨、防潮等,措施一定要齐全有效。

料库搭设要符合规定要求。

4.7、环境保护及扰民处理

(1)施工现场设烟尘、噪音、环境保护,配合总包的专门检查机构,发现问题及时反馈处理。

(2)夜间施工经甲方协助申请领取“夜施许可证”或“昼夜施工许可证”并采取上述措施减少噪声扰民。

同时,在夜施时,严禁大声喧哗、装卸物料及码放时轻拿轻放。

(3)水泥和其他易飞的细颗粒散体材料,应安排在库内或严密遮盖,运输时要防止遗洒、飞扬,卸运时采取有效措施,减少扬尘。

(4)施工现场的环保工作制度和措施要做到人人皆知。

4.8、环卫卫生

(1)现场划分责任

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