FR2569738A1 - Method and device for forming banks of earth which are reinforced, particularly by geotextile sheets - Google Patents
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Abstract
Description
Proche et dispositif pour la ccestruction de massifs de sols renforcés, notasmeent par des nappes geotextiles. Close and device for the construction of massifs of reinforced grounds, notasmeent by geotextile sheets.
L'invention concerne la construction des massifs de sols renforcés. The invention relates to the construction of reinforced soil beds.
Les sols sont des matériaux de construction de faible prix, mais de caractéristiques mécaniques relativement modestes comparées à celles d'autres matériaux du génie civil,- tels que l'acier ou le breton, qui eux sont en contre-partie beaucoup plus chers. Soils are low-cost building materials, but with relatively modest mechanical characteristics compared to those of other civil engineering materials, - such as steel or Breton, which in turn are much more expensive.
C'est la raison pour laquelle les ingénieurs ont toujours cherché à élever les caractéristiques mécaniques des sols pour pouvoir les utiliser compétitivement dans des ouvrages ou parties d'ouvrage dans lesquels ces sols dans leur état naturel, devraient être rejetés. This is the reason why engineers have always sought to raise the mechanical characteristics of soils in order to be able to use them competitively in works or parts of works in which these soils in their natural state, should be rejected.
Pour y parvenir, de nombreuses techniques ont été étudiées et développées largement ; c'est notamment le cas pour le traitement à l'aide de liants, tels que ciment, chaux, bitume, et pour l'inclusion d'éléments de renfort métalliques mis en place lors de la construction comme pour la "terre armée" ou après construction comme pour le "clouage". To achieve this, many techniques have been studied and developed widely; this is particularly the case for treatment with binders, such as cement, lime, bitumen, and for the inclusion of metallic reinforcing elements put in place during construction as for "reinforced earth" or after construction as for the "nailing".
Depuis quelques années les géotextiles qui sont des produits de l'industrie textile, relativement peu coûteux, se présentant sous forme de tissés, non tissés, grilles ou de composites entre ces différents produits sont apparus et ont été utilisés en association avec les sols tout d'abord, comme couches anticontaminantes, comme filtres et comme drains. In recent years geotextiles which are products of the textile industry, relatively inexpensive, in the form of woven, non-woven, grids or composites between these different products have appeared and have been used in association with all kinds of soils. first, as anti-contamination layers, as filters and as drains.
On a par ailleurs constaté que parmi ces géotextiles1 nombreux sont ceux qui présentent des résistances en traction suffisamment élevées, pour qu'il soit fondé de les utiliser également comme éléments de renfort mécanique dans un massif de sols en cours de construction à l'image de ce qui est déjà réalisé avec des bandes métalliques dans le cas de la technique terre armée déjà citée. It has also been found that among these geotextiles1 many are those which have sufficiently high tensile strengths, so that it is justified to also use them as mechanical reinforcement elements in a mass of soils under construction in the image of which is already achieved with metal strips in the case of the already mentioned reinforced earth technique.
En effet, si l'on intercale des nappes de géotextiles entre les différentes couches horizontales d'un remblai en cours de construction, celles-ci se mettent en tension, sous l'effet combiné du poids des terres et du coefficient de frottement solgéotextile,dès que la pente du talus est supérieure à l'angle de talus d'équilibre, correspondant au matériau considéré. Si la résistance en traction du géotextile, le coefficient de frottement sol-géotextile, et le nombre des nappes intercalées sont correctement dimensionnés, on peut alors raidir à volonté la pente de talus du remblai jusqu'à atteindre la verticale. In fact, if geotextile layers are inserted between the different horizontal layers of an embankment under construction, they become tensioned, under the combined effect of the weight of the soil and the coefficient of solgeotextile friction, as soon as the slope of the slope is greater than the angle of balance slope, corresponding to the material considered. If the tensile strength of the geotextile, the soil-geotextile friction coefficient, and the number of intercalated layers are correctly dimensioned, we can then stiffen the slope of the embankment slope as much as necessary until it reaches the vertical.
Ceci constitue, sommairement décrit, le principe général du renforcement des massifs de sols, à l'aide d'armatures métalliques ou de nappes de géotextiles. This constitutes, briefly described, the general principle of the reinforcement of the solid masses of grounds, using metallic reinforcements or layers of geotextiles.
L'intérêt de la technique des massifs de sols renforcés avec des nappes de géotextiles est
- avant tout économique : en effet cette technique permet de construire, à coût beaucoup moindre que celui des méthodes classiques, certains types d'ouvrage, tels que murs de soutènement, culées d'ouvrages d'art, remblais routiers ou ferroviaires comportant des pentes de talus très raides pour minimiser les emprises, etc. La réduction de coût est à mettre principalement à l'actif de la possibilité d'utiliser la grande majorité des sols naturels rencontrés, qui constituent une matière première de très faible valeur ; elle résulte également de l'investissement relativement faible (en matériel spécifique notamment), qui suffit pour la mettre en oeuvre.The interest of the technique of massifs of soils reinforced with geotextile layers is
- above all economical: in fact this technique makes it possible to build, at a much lower cost than that of conventional methods, certain types of structure, such as retaining walls, abutments of civil engineering structures, road or rail embankments with slopes very steep slopes to minimize footprints, etc. The cost reduction is mainly due to the possibility of using the vast majority of the natural soils encountered, which constitute a very low value raw material; it also results from the relatively low investment (in specific equipment in particular), which is sufficient to implement it.
- à la fois technique et économique : c'est notamment le cas pour les ouvrages de soutènement appelés à se déformer parce que fondés sur des sols en place peu stables. La souplesse des ouvrages réalisés avec cette technique permet en effet de s 'adapter aux déformations des sols en place, alors que des ouvrages construits en béton par exemple, donc beaucoup plus rigides, ne le supporteraient pas. - both technical and economic: this is particularly the case for retaining structures called to deform because they are based on soil in place that is not very stable. The flexibility of the works produced with this technique makes it possible to adapt to the deformations of the soil in place, while works constructed of concrete for example, therefore much more rigid, would not support it.
- enfin, comme toute technique nouvelle, elle ouvre des perspectives, aussi bien dans la conception de types d'ouvrages nouveaux, que dans la réalisation d'équipements qui ne pouvaient être économiquement envisagés avec les techniques classiques. On peut par exemple penser à des digues et retenues hydrauliques, des murs anti-bnlits, des terrasses à usage de terrain de sports et de jeu, de- plates-formes industrielles1 d'agriculture, etc. - finally, like any new technique, it opens up perspectives, both in the design of new types of structures, and in the production of equipment which could not be economically envisaged with conventional techniques. One can for example think of dikes and hydraulic reservoirs, anti-bunker walls, terraces used for sports and playgrounds, industrial platforms1 for agriculture, etc.
De nombreux ouvrages de ce type ont été construits à travers le monde, mais il s'agit d'ouvrages d'importance relativement modeste, souvent expérimentaux ou provisoire. Many works of this type have been built throughout the world, but they are relatively modest works, often experimental or temporary.
Ces ouvrages ont été réalisés suivant des méthodes artisanales laissées à l'initiative d'entreprises qui découvraient la technique et ne l'avaient pas encore vraiment adoptée, d'où les nombreuses imperfections dans le processus de construction conduisant à des défauts très visibles dans la géométrie. These works were carried out according to artisanal methods left to the initiative of companies who discovered the technique and had not yet really adopted it, hence the many imperfections in the construction process leading to very visible defects in the geometry.
Les éléments relatifs à l'état actuel de la technique du renforcement des massifs de sols renforcés avec des nappes de géotextile examinées précédemment, mettent en évidence un point sur lequel le développement de la technique achoppe actuellement. The elements relating to the current state of the technique of reinforcing massifs of soil reinforced with geotextile layers examined previously, highlight a point on which the development of the technique is currently stalling.
I1 E agit de l'absence d'une technologie de réalisation de ces ouvrages, qui soit satisfaisante sous le double aspect de la maîtrise de la géométrie des ouvrages ainsi construits, et de la possibilité d'aboutir sinon à une semi-industrialisation, du moins à une méthodologie rationnelle de construction, éliminant la plupart des aléas pouvant se présenter.I1 E acts of the absence of a technology for the realization of these works, which is satisfactory under the double aspect of the control of the geometry of the works thus constructed, and of the possibility of leading if not to a semi-industrialization, of less to a rational construction methodology, eliminating most of the hazards that may arise.
Le but de l'invention est de proposer un procédé de construction, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre, qui permette de pallier les inconvénients précités. The object of the invention is to propose a construction method, as well as a device for its implementation, which makes it possible to overcome the aforementioned drawbacks.
L'invention atteint son Fut par un procédé qui comprend les opérations suivantes
on définit une base géométrique de référence à 1 Eextérieur du massif à construire, on implante le long de cette base géométrique un coffrage glissant rétractable, on dispose ledit coffrage dans une première position de coffrage, on dépose une ou plusieurs couches de sols renforcés dont l'étendue est limitée par le coffrage en première position, on écarte sensiblement le coffrage de manière à provoquer une dépouille permettant une déformation de la ou desdites couches, on rehausse le coffrage et on le dispose dans une seconde position de coffrage, et on ré'rote successivement les opérations de dépôt de couches, -d'écartezent -lu coffrage, de rehaussement et mise en position suivante du coffrage.The invention achieves its future by a process which comprises the following operations:
a geometric base of reference is defined at 1 Outside the solid mass to be constructed, a retractable sliding formwork is placed along this geometric base, the said formwork is placed in a first formwork position, one or more layers of reinforced soil are deposited, the l 'extent is limited by the formwork in the first position, the formwork is substantially separated so as to cause a draft allowing deformation of the said layer or layers, the formwork is raised and it is placed in a second formwork position, and the re' successively rotates the layer deposition operations, -d'artartent -lu the formwork, raising and placing the next formwork position.
Avantageusement, les positions successives du coffrage sont sensiblement dans un même plan qui définit le talus. Advantageously, the successive positions of the formwork are substantially in the same plane which defines the slope.
Avantageusement, on ne met à chaque étape qu'une couche de sols renforcée par une nappe de géotextile. Advantageously, only a layer of soil is reinforced at each stage, reinforced by a geotextile sheet.
Le dispositif de l'invention, destiné à la irise en oeuvre du procédé ci-dessus, comporte une base fixe, et un coffrage glissant rétractable comportant des moyens lui permettant de prendre une position de coffrage, des moyens lui permettant d'en être écarté, des moyens lui permettant d'être rehaussé et des moyens lui permettant de prendre une nouvelle position de coffrage. The device of the invention, intended for the iridescence of the above process, comprises a fixed base, and a retractable sliding formwork comprising means allowing it to assume a formwork position, means allowing it to be moved away from it. , means allowing it to be raised and means allowing it to take a new formwork position.
Dans une forme de réalisation avantageuse, les moyens permettant l'écartement sont des moyens pivotants, mais il est bien entendu qu'ils pourraient aussi provoquer l'écartement par translation. In an advantageous embodiment, the means allowing the spacing are pivoting means, but it is understood that they could also cause the spacing by translation.
Avantageusement, il comprend des mâts d'inclinaison réglable, le long desquels des éléments de coffrage horizontaux sont montés à coulissement réglable. Advantageously, it comprises adjustable tilt masts, along which horizontal shuttering elements are mounted with adjustable sliding.
Aussi selon l'invention, l'intéret de la disposition d'une base de référence conforme à l'invention, par rapport à la plupart des méthodes proposées, qui s'appuient sur l'ouvrage en construction, est de ne pas subir l'influence des inévitables déformations qui se produisent en cours de construction et qui nécessitent des reprises du positionnement du coffrage à chaque couche, voire au cours de la mise en oeuvre d'une même couche. Also according to the invention, the advantage of the provision of a reference base in accordance with the invention, compared to most of the methods proposed, which are based on the structure under construction, is that it does not undergo the influence of the inevitable deformations which occur during construction and which require repeating the positioning of the formwork at each layer, or even during the implementation of the same layer.
La présence d'un coffrage glissant au fur et à mesure de la montée de l'ouvrage le long de la référence géométrique apporte les avantages suivants
- une réduction sensible des efforts qui s'exercent sur la référence géométrique par rapport à ce qu'ils seraient si l'on réalisait un coffrage du haut en bas de l'ouvrage. En effet, dans le système proposé, seuls les efforts (poussée des terres et circulation des engins) relatifs à la dernière couche en cours de mise en oeuvre doivent etre équilibrés par la référence géométrique.The presence of a sliding formwork as the structure goes up along the geometrical reference brings the following advantages
- a significant reduction in the forces exerted on the geometric reference compared to what they would be if a formwork were made from top to bottom of the structure. In fact, in the proposed system, only the forces (thrust of the earth and movement of vehicles) relating to the last layer being implemented must be balanced by the geometric reference.
- une réduction du coût du coffrage, étant donné que l'on se limite à une surface de coffrage correspondant seulement à l'épaisseur d'une couche. - A reduction in the cost of the formwork, since we are limited to a formwork surface corresponding only to the thickness of a layer.
- une réduction des temps de mise en place du coffrage, étant donné qu'il suffit de basculer les mâts inclinables pour provoquer une dépouille, remonter l'ensemble du dispositif de coffrage à l'aide de petits palans et rebasculer le mât inclinable dans la position initiale. - a reduction in the times for setting up the formwork, given that it suffices to tilt the tilting masts to cause a draft, reassemble the entire formwork device using small hoists and tilt the tilting mast back into the initial position.
Naturellement, on peut également obtenir cette dépouille par d'autres moyens, tels que des coussins gonflables, vérins, etc., situés derrieres les panneaux de coffrage proprement dits. Naturally, this draft can also be obtained by other means, such as airbags, jacks, etc., located behind the formwork panels themselves.
On peut envisager sans difficulté dans le cas d'ouvrages de hauteur importante de fixer sur le coffrage tous dispositifs garantissant la sécurité du personnel.It is possible without difficulty in the case of structures of significant height to fix on the formwork all devices guaranteeing the safety of the personnel.
Enfin, dans le cas de chantiers peu spacieux notamment, les rouleaux de géotextiles destinés à la formation des nappes de renforcement peuvent rapidement conduire à un encombrement inacceptable. I1 est alors intéressant d'utiliser la référence géométrique définie plus haut pour supporter ces rouleaux et réaliser une sorte de dévidoir, qui améliore encore sensiblement les conditions pratiques de réalisation. Finally, in the case of sites that are not very spacious in particular, the geotextile rolls intended for the formation of reinforcing plies can quickly lead to unacceptable bulk. It is therefore advantageous to use the geometric reference defined above to support these rollers and produce a kind of reel, which further improves the practical conditions of production.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple préféré mais non limitatif de réalisation de l'invention. I1 sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente en perspective un ensemble de plusieurs dispositifs conformes à l'invention et formant une partie de la base de référence entourant le massif à construire.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of a preferred but nonlimiting embodiment of the invention. Reference will be made to the appended drawings on which
- Figure 1 shows in perspective a set of several devices according to the invention and forming a part of the reference base surrounding the block to be built.
- les figures 2 à 5 montrent sous forme schématique une vue latérale d'un des dispositifs de la figure 1, lors de quatre phases successives de mise en oeuvre. - Figures 2 to 5 show in schematic form a side view of one of the devices of Figure 1, during four successive phases of implementation.
La figure 1 montre un exemple de matérialisation de la référence géométrique conforme à l'invention, valable même en cas de chantier particulièrement difficile (terrain escarpé, peu d'emprise). FIG. 1 shows an example of materialization of the geometrical reference in accordance with the invention, valid even in the case of a particularly difficult site (steep terrain, little grip).
On implante une série de mâts fixes verticaux 1 suivant une ligne polygonale parallèle au tracé en plan de l'ouvrage à réaliser. La verticalité et la stabilité de ce réseau de mats est assurée par tous moyens idoines en la matière, étant entendu qu'il devra pouvoir supporter la poussée des terres qui s'exercera sur le coffrage durant la construction : encastrement au sol, contrevents tubulaires 2, haubanage 3 peuvent être utilisés. A series of vertical fixed masts 1 are installed along a polygonal line parallel to the plan layout of the structure to be produced. The verticality and stability of this network of masts is ensured by all appropriate means in this area, it being understood that it must be able to withstand the thrust of the earth which will be exerted on the formwork during construction: ground embedding, tubular shutters 2 , guy line 3 can be used.
Lorsqu'il n'est pas facile de réaliser et de démonter l'encastrement des mâts 1, on peut disposer sous l'ouvrage, avant sa construction, une plaque perdue sur laquelle on fixera des plaques d'appui 4 dans lesquelles s'encastrent les mâts 1. De même, il peut être utile au fur et à mesure de la montée du remblai de reprendre les moments fléchissant qui s'exercent sur les mâts 1 par des sangles dont une extrémité est ancrée dans l'ouvrage à l'interface entre deux couches.When it is not easy to carry out and dismantle the embedding of the masts 1, one can have under the structure, before its construction, a lost plate on which one will fix support plates 4 in which are embedded the masts 1. Similarly, it may be useful as the embankment rises to take up the bending moments which are exerted on the masts 1 by straps, one end of which is anchored in the structure at the interface between two layers.
Les plaques d'appui 4 peuvent supporter l'articulation 5 de mâts inclinables 6. L'écartement angulaire entre les mâts verticaux 1 et les mâts inclinables 6 est réglé par un système de compas ou des attaches réglables articulées 7. The support plates 4 can support the articulation 5 of tilting masts 6. The angular spacing between the vertical masts 1 and the tilting masts 6 is adjusted by a compass system or adjustable articulated fasteners 7.
Les mâts inclinables 6 supportent deux à deux des éléments 8 de coffrage horizontal, montés par des moyens adéquats de manière coulissante le long des mâts et réglables par des organes de manoeuvres 9. The tilting masts 6 support two by two of the horizontal formwork elements 8, mounted by suitable means in a sliding manner along the masts and adjustable by operating members 9.
Les mâts verticaux 1 supportent deux à deux les rouleaux 10 dévidoirs de géotextile. The vertical masts 1 support two by two the rolls 10 geotextile reels.
Les étapes de la construction du massif vont maintenant être expliquées en référence aux figures 2 à 5. The stages of the construction of the massif will now be explained with reference to Figures 2 to 5.
Ces figures représentent de façon très schématique le dispositif de la figure 1 : on y retrouve les mâts verticaux 1 et les mâts 6 inclinables grâce à leur articulation 5, les dispositifs d'écartement angulaire réglable 7, les coffrages horizontaux 8 coulissant le long des mâtes inclinables grâce à des moyens symbolisés 11. These figures very schematically represent the device of Figure 1: there are the vertical masts 1 and the masts 6 tiltable thanks to their articulation 5, the adjustable angular spacing devices 7, the horizontal forms 8 sliding along the mast reclining thanks to symbolized means 11.
La figure 2 représente la première phase de construction. Le coffrage 8 est fixé dans Sa première position. On a placé devant le- coffrage 8, et retenu par des moyens adéquats, une plaque de parement 12 (si on le désire) munie d'un élément souple 13 de fixation. Cette plaque est avantageusement du type décrit plus en détail dans la demande n084 du . Août 1984 déposée parallèlement par le Demandeur. Figure 2 shows the first phase of construction. The formwork 8 is fixed in its first position. A facing plate 12 (if desired) provided with a flexible fixing element 13 has been placed in front of the formwork 8, and retained by suitable means. This plate is advantageously of the type described in more detail in application No. 084 of. August 1984 filed in parallel by the Applicant.
Comme le montre la figure 3, on commence par tirer la nappe 14 de géotextile, facilement disponible grâce aux rouleaux 10, de manière à placer une courte longueur 15 de nappe à la base de ia couche de terre à venir, côté coffrage. On met ensuite en place le sol 16 de remblai, ce qui réalise en combinaison avec le frottement sur la base (ou la couche inférieure) l'ancrage de ltextrémité 15 de nappe 14. As shown in Figure 3, we start by pulling the geotextile sheet 14, easily available thanks to the rollers 10, so as to place a short length 15 of sheet at the base of the layer of earth to come, formwork side. The backfill soil 16 is then put in place, which achieves in combination with the friction on the base (or the lower layer) the anchoring of the end 15 of the ply 14.
On découpe du rouleau 10 l'autre extrémité de la nappe 14 et on rabat celle-ci sur couche 16. On effectue sa prétension manuelle qu'on maintient aisément par l'apport d'un cordon 17 de matériau de remblai (fig.4). The other end of the ply 14 is cut from the roller 10 and it is folded down onto the layer 16. Its manual pretensioning is carried out, which is easily maintained by the addition of a bead 17 of backfill material (fig.4 ).
On rabat alors sur la nappe l'élément souple de fixation 13, qu'on attache au moyen d'agrafes 18. The flexible fixing element 13 is then folded over the sheet, which is attached by means of staples 18.
On écarte alors le mât inclinable 6 (fig.5) et on relève le coffrage mobile 8 puis on ramène le mât inclinable de manière que le coffrage 8 soit en position pour la mise en place de la couche suivante, en répétant les mêmes-opérations. The tilting mast 6 is then moved aside (fig. 5) and the movable formwork 8 is raised, then the tilting mast is brought back so that the formwork 8 is in position for the installation of the next layer, repeating the same operations .
La manière de disposer les nappes de géotextiles conformément à l'invention est inverse de la méthode connue dans laquelle on dispose à la base de la couche de terre une grande longueur de nappe (susceptible de former des plis gênants par la suite)- puis on rabat la nappe sur la couche où l'on a ménagé un décaissement qui permet, par son remblaiement, de mettre la nappe en prétension. The way of placing the geotextile layers in accordance with the invention is the reverse of the known method in which a long length of layer is laid at the base of the layer of soil (likely to form annoying folds) - then fold the tablecloth over the layer where a cutout has been made which, by backfilling, allows the tablecloth to be pretensioned.
Au contraire, selon l'invention, on commence par ancrer, à la partie inférieure de chaque couche, une petite longueur de nappe géotextile (égale à environ la hauteur de la couche), qui n'a pour fonction que de contenir la poussée des terres qui s'exercera sur le talus de la couche et c'est seulement après que l'on répand le matériau, qu'on le règle et qu'on le recouvre de la nappe de géotextile assurant le renfort du massif. Cette façon de procéder présente, r ar rapport à la méthode connue l'avantage de minimiser les longueurs de géotextile nécessaire et de simplifier sensiblement la mise en oeuvre.Par ailleurs, le fait que la nappe de renfort soit déjà ancrée au moment où on la déploie sur la couche à renforcer permet de la prétendre aisément, supprimant notamment la nécessité du décaissement, habituellement pratiqué dans ce but. On the contrary, according to the invention, one begins by anchoring, at the bottom of each layer, a small length of geotextile sheet (equal to approximately the height of the layer), which has the function only to contain the thrust of the earth which will be exerted on the slope of the layer and it is only after that the material is spread, that it is regulated and that it is covered with the geotextile sheet ensuring the reinforcement of the massif. This way of proceeding has, compared to the known method, the advantage of minimizing the lengths of geotextile required and considerably simplifying the implementation. Furthermore, the fact that the reinforcement ply is already anchored at the time when it is deploys on the layer to be reinforced makes it easy to pretend, eliminating in particular the need for disbursement, usually practiced for this purpose.
En résumé, on a conçu, selon l'invention, différents éléments qui une fois mis en place constituent une sorte d'échaffaudage réglable, garantissant la géométrie de 1' ouvrage telle que définie dans le projet (notamment la pente générale du talus). En outre, ce dispositif de l'invention rend la technique de construction la plus méthodique possible, en réduisant au maximum les interventions inopinées, en facilitant les opérations de déroulement des nappes et en ménageant la sécurité du personnel. Enfin, l'ensemble de l'échaffaudage peut être mis en place dans la quasi totalité des sites pouvant se présenter : site en terrain plat, escarpé, terrain meuble ou rocheux, etc. In summary, according to the invention, various elements have been designed which, once put in place, constitute a sort of adjustable scaffolding, guaranteeing the geometry of the structure as defined in the project (in particular the general slope of the slope). In addition, this device of the invention makes the construction method as methodical as possible, by reducing as much as possible unexpected interventions, by facilitating the operations of unrolling the sheets and by preserving the safety of the personnel. Finally, all of the scaffolding can be installed in almost all the sites that may arise: site on flat, steep terrain, loose or rocky terrain, etc.
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Legal Events
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ST | Notification of lapse |