JP6825149B1 - 地すべり抑止杭および地すべり抑止杭の構築方法。 - Google Patents

地すべり抑止杭および地すべり抑止杭の構築方法。 Download PDF

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【課題】高せん断耐力型地すべり抑止杭のせん断部材としての棒状部材の吊り込み、固定時に杭下方で行う作業を極力省力化し、人員の削減や作業の安全性向上、工期短縮に寄与する地すべり抑止杭およびその方法を提供する。【解決手段】掘削された地山内壁面EWに沿って敷設されたライナープレート1と、掘削底面EB上に打設された底部コンクリートと、ライナープレート1の内壁面から所定の間隔を空けて配置された鉄筋3と、鉄筋3の内部に所定の間隔に配置された複数の棒状部材4と、ライナープレート1の内部に充填された本体コンクリート5と、から成り、同様な格子間隔を有する上下一対のゲージのうち、下方ゲージ61は底部コンクリート面上に、上方ゲージ62はライナープレート1の上方に、互いの格子が平面視で重なり合うように配置されており、複数の棒状部材4は格子によって形成された空間内に挿設された状態で本体コンクリート5が充填される。【選択図】図2

Description

本発明は、地山の地すべり抑止を目的とした地すべり抑止杭および地すべり抑止杭の構築方法に関するものである。
従来、地山の地すべりを抑止させるために地中に打ち込まれる杭として、種々の構造が提案されている。これら抗土圧構造物としての地すべり抑止杭の基本原理は、杭体の根入れ部分を岩盤等の不動層まで貫入させ、杭体の曲げ抵抗及びせん断抵抗によりすべり面上の移動層のすべりを抑止することによる。
地すべり抑止杭の杭種としては深礎杭や鋼管杭が一般によく用いられる。深礎杭は杭施工機械の設置が難しい斜面では人力で掘削されることもあり、比較的大きな杭径(3〜5m程度)のものが用いられる。杭の抑止効果の範囲を考慮して所定の間隔で施工するようになっている。
また、鋼管杭は不動層まで達するプレボーリング孔内に所定径の鋼管を継ぎながら建て込み、杭体を完成させるようになっている。鋼管杭は施工性から直径0.3〜0.5m程度の鋼管を杭間隔2.0m程度のピッチで設置されるのが一般的である。
さらに、特許文献1には、掘削を伴う圧入によって周方向に分割された多数の分割リングから構成される鋼製筒体とその内部に鉄筋コンクリートの構築によって杭を形成する方法が開示されている。
しかしながら近年、局所的な集中豪雨や長時間の降雨により、地すべりや崖崩れの発生頻度や発生規模拡大へのリスクが高まり、地すべり抑止杭に求められる設計耐荷力は大きくなる傾向にある。特に、すべり面境界の過大なせん断外力に対抗するため、従来の深礎杭の鉄筋内部にH形鋼を多数配置した高せん断耐力型の地すべり抑止杭が適用され始めている。
特開平10−168867号公報
前記した高せん断耐力型の地すべり抑止杭は、クレーンなどの揚重機によって長尺の棒状部材(H形鋼等)を一本ずつ吊り込み、その都度、棒状部材の下部および上部を位置決め用の仮設鋼材に溶接等で固定する作業を伴う。この作業のため、溶接用足場、昇降、換気や照明といった一連の設備設置および撤去が別途必要になることに加え、棒状部材の吊り込みの度に、杭下方の作業員は退避しなければならない。また、棒状部材の固定の度に棒状部材を吊り支えた状態で、棒状部材の据え付け位置の測量による確認が必要になり、その固定作業が完了するまで揚重機が拘束され、吊り込み時には杭下方に介助、固定のための作業員が別途必要になる等、作業が輻輳煩雑化する。
本発明の目的は、高せん断耐力型地すべり抑止杭のせん断部材としての棒状部材の吊り込み、固定時に杭下方で行う作業を極力省力化し、人員の削減や作業の安全性向上、工期短縮に寄与する地すべり抑止杭およびその方法を提供することにある。
前記目的を達成すべく、本発明による地すべり抑止杭の一態様は、掘削された地山内壁面に沿って敷設されたライナープレートと、掘削底面上に打設された底部コンクリートと、前記ライナープレート内壁面から所定の間隔を空けて配置された鉄筋と、前記鉄筋内部に所定の間隔に配置された複数の棒状部材と、前記ライナープレート内部に充填された本体コンクリートと、から成る地すべり抑止杭であって、複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージのうち、一方の下方ゲージは前記底部コンクリート面上に、他方の上方ゲージは前記ライナープレートの上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置されており、前記複数の棒状部材は前記格子によって形成された空間内に挿設された状態で前記本体コンクリートが充填されたことを特徴とする。
本発明の一態様である、複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージのうち、一方の下方ゲージは底部コンクリート面上に、他方の上方ゲージはライナープレートの上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置され、複数の棒状部材は格子によって形成された空間内に挿設されたことで、互いに干渉しない棒状部材(せん断抑止部材)を高密度で配置することが可能になる。
また、本発明による地すべり抑止杭の他の態様は、前記本体コンクリートの高さが前記上ゲージの下面より下方であることを特徴とする。
本態様によれば、本体コンクリートの高さが上ゲージの下面より下方にあるので、上方ゲージは容易に転用可能となる。
また、本発明による地すべり抑止杭の他の態様は、前記上方ゲージの格子によって形成された空間には着脱可能な蓋が被装されていることを特徴とする。
本態様によれば、上方ゲージの格子によって形成された空間には着脱可能な蓋が被装されているので、棒状部材を吊り込まない範囲は、蓋を被せておくことで、作業員が飛来落下することなく作業スペースとして有効利用できる。
また、本発明による地すべり抑止杭の他の態様は、前記下方ゲージおよび前記上方ゲージの格子内壁面と前記棒状部材との間にキャンバーが挿設されたことを特徴とする。
本態様によれば、棒状部材の設置位置に合わせて上方および下方ゲージの格子が形成され、互いのゲージを所定の向き、位置に設置しさえすれば、各ゲージの格子内壁面と棒状部材との間に所定のクリアランスが確保できるキャンバーが挿設されたことで、棒状部材の建て込みの都度、位置決めのための詳細な測量の実施を省略できる。
本発明による地すべり抑止杭の構築方法の一態様は、地すべり抑止杭の構築方法であって、地山の掘削とライナープレートの設置を順次繰り返し行いながら所定深度まで該地山を掘削する掘削覆工工程と、前記所定深度の掘削床付け面上にコンクリートを打設する底部コンクリート構築工程と、前記コンクリート面上に鉄筋を設置する鉄筋設置工程と、複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージのうち、一方の下方ゲージは前記底部コンクリート面上に、他方の上方ゲージは前記ライナープレートの上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置するゲージ設置工程と、前記格子によって形成された空間内に複数の棒状部材を挿設する棒状部材挿設工程と、前記ライナープレート内部に本体コンクリートを充填する本体コンクリート充填工程と、からなる。
本発明の一態様である、ゲージ設置工程と棒状部材挿設工程によれば、上方および下方ゲージが同様な格子間隔を有するように形成され、互いの格子が平面視で重なり合うように配置されているので、格子によって形成された空間内に複数の棒状部材を挿設することで、互いに干渉しない棒状部材(せん断抑止部材)を高密度で配置することが可能になる。また、棒状部材の設置位置に合わせて上方および下方ゲージの格子が形成され、互いのゲージを所定の向き、位置に設置しさえすれば、棒状部材の建て込みの都度、位置決めのための詳細な測量の実施を省略できる。
本発明の地すべり抑止杭および地すべり抑止杭の構築方法によれば、地すべり抑止杭のせん断部材としての棒状部材の吊り込み、固定時に杭下方で行う作業を極力省力化し、人員の削減や作業の安全性向上、工期短縮に寄与することができる。
本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭の地すべり抑止工としての配置状況図である。 本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭の断面図である。 本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭下方の平面図である(図2のA−A)。 本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭上方の平面図であり、蓋を外した状況図である(図2のB−B)。 本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭上方の平面図であり、蓋を閉じた状況図である(図2のB−B)。 本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、上方ゲージを被装する蓋と枠体の構造図である。 本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭上方の断面図であり、棒状部材をキャンバーで固定した状況図である(図2のB−B)。
以下、本実施形態では、添付の図面を参照しながら、本発明の地すべり抑止杭および地すべり抑止杭の構築方法について説明する。
なお、本地すべり抑止杭は、ライナープレートを外殻、その内部に鉄筋が配置され、ライナープレート内部にコンクリートが充填された一般的な深礎杭に加え、鉄筋内部に、せん断抑止部材として多数の棒状部材を備える高せん断耐力型の地すべり抑止杭を指す。
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
[地すべり抑止杭]
はじめに、図1、2を参照して、実施形態に係る地すべり抑止杭の全体概要について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭の地すべり抑止工としての配置状況図であり、図2は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭の断面図である。
前述の通り、地山の地すべり抑止杭の基本原理は、杭体の根入れ部分を岩盤等の不動層まで貫入させ、杭体の曲げ抵抗及びせん断抵抗によりすべり面上の移動層のすべりを抑止することによる。
図1に、すべり面SPを境界に、下層が不動層FG、上層が移動層SGからなる法面に、すべり面SPを跨ぐように構築された地すべり抑止杭Pの配置状況を示す。
また図2より、地すべり抑止杭Pは、掘削された地山内壁面EWに沿って敷設されたライナープレート1と、掘削底面EB上に打設された底部コンクリート2と、ライナープレート1の内壁面から所定の間隔を空けて配置された鉄筋3と、鉄筋3の内部に所定の間隔に配置された複数の棒状部材4,4,4,,,と、ライナープレート1の内部に充填された本体コンクリート5とからなる。複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージ6のうち、一方の下方ゲージ61は底部コンクリート2の面上に、他方の上方ゲージ62はライナープレート1の上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置されており、複数の棒状部材4,4,4,,,は格子によって形成された空間内に挿設された状態で本体コンクリート5が充填されている。
ここで、地山内壁面EWは平面視円形の円筒形であり、同様に、地すべり抑止杭Pも円筒形状を呈する。ライナープレート1は、高さ1m程度の円弧上に複数分割された鋼殻部材からなり、それぞれの鋼殻部材同士をボルトナットで接合することによって円筒形の1リングが形成される。所定の深度までこの既設リングの下方に別のリングをボルトナットで複数段連結することを繰り返すことでライナープレート1が形成される。
地山内壁面EWとライナープレート1との空隙には裏込め材11が充填される。裏込め材はモルタルであってもコンクリートであっても良く、所定の流動性を確保されていれば材料に限定されない。
底部コンクリート2は、掘削底面EB上に打設され、主として施工環境や作業性向上を目的として構築される。
鉄筋3は、ライナープレート1の内壁面から所定のかぶりを確保した上で配置される。主筋とそれを取り囲む帯鉄筋で構成される円筒形状の筒体である。鉄筋3は、ライナープレート1内で組み立てても良いし、施工ヤード等で複数に分割して地組みした鉄筋として投入して形成しても良い。
棒状部材4,4,4,,,は地すべり抑止杭Pのせん断耐力の一端を担うせん断抑止部材であり、多数の極厚のH形鋼材が使用されている。
本体コンクリート5は、密集する棒状部材4,4,4,,,間の充填性や流動性、バイブレータを不要とする自己充填性等の向上を考慮して、高流動コンクリートが使用されている。
本実施形態では、後述する上方ゲージ62の転用を考慮して、本体コンクリート5の高さを上方ゲージ62の下面より下方としてコンクリートを一旦打ち止め、コンクリート表面のレイタンスを処理した後、上方ゲージ62を撤去し、所定の高さまでコンクリートを打ち重ねる。なお、施工状況によって、上方ゲージ62は本体コンクリート5内に埋め殺ししても良く、本体コンクリート5の高さに対する上方ゲージ62の位置関係は限定されない。
次に、図3~7を参照して、実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭下方および上方におけるゲージ6中心とする各部材の配置状況について説明する。図3は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭下方の平面図であり(図2のA−A)、図4は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭上方の平面図であり、蓋を外した状況図であり(図2のB−B)、図5は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭上方の平面図であり、蓋を閉じた状況図であり(図2のB−B)、図6は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、上方ゲージを被装する蓋と枠体の構造図であり、さらに、図7は、本発明の実施形態に係る地すべり抑止杭のうち、杭上方の断面図であり、棒状部材をキャンバーで固定した状況図である(図2のB−B)。
図3に、杭下方の下方ゲージ61を中心とする各部材の配置状況を示す。
下方ゲージ61は、予め地上の施工ヤード等で地組をしておく。格子材611の間隔は、設計で決められた棒状部材4,4,4,,,の配置間隔を考慮して決められている。下方ゲージ61は、一体で製作し、一体で杭内に投入、設置されていても良いし、揚重機の能力等を考慮して分割して製作し、杭内に順次投入後、相互に連結して一体として設置されていても良い。本実施形態では、鉄筋3との干渉リスクを考慮して、分割した複数の格子材611,611,611,,,を底部コンクリート2上に順次投入、配置し、ボルトナットの連結材612によって互いに連結されている。また、下方ゲージ61は、棒状部材4,4,4,,,の設計位置を考慮して設置されている。
格子材611は、L形鋼を背合わせで格子状に重ね合わせ、溶接(またはボルトナット)により一体に形成されている。
なお、棒状部材4,4,4,,,は、格子材611の格子間隔に形成される空間に挿設されているが、格子材611の内壁面と間には、不図示の木製キャンバーが挿設されたことでその位置が固定されている。
次に、図4に、杭上方の上方ゲージ62を中心とする各部材の配置状況を示す。
上方ゲージ62も下方ゲージ61と同様に、棒状部材4,4,4,,,の配置間隔を考慮して予め地上の施工ヤード等で地組をしておく。棒状部材4,4,4,,,を挿通するため、下方ゲージ61と同様な格子間隔で組み立てられており、下方ゲージ61との格子が平面視で重なり合うように配置されている。
上方ゲージ62は、ライナープレート1の上方に配置されるため、ライナープレート1の外殻から突出するように配置される主桁(格子材)621を主鋼材として、主桁621に直行するように、その上面に根太材(格子材)622、経材(格子材)623がそれぞれ配置、固定されていることで格子が形成されている。ここに、主桁621、根太材622、経材623はそれぞれ、H形鋼、C形鋼、L形鋼からなり、溶接(またはボルトナット)により一体に形成されている。
次に、図5に、杭上方の上方ゲージ62の棒状部材4,4,4,,,を挿通する空間上部に蓋7が配置された状況を示し、図6に、蓋7と枠体8の構造図を示す。
図6に示す枠体8が前記空間を形成する格子材に係止可能に、前記空間に挿設され、前記枠体上面を覆うように蓋7が着脱可能に被装されている。
枠体8は、4本のL形鋼をつま先部が上面かつ外側を向くように矩形枠状に溶接で一体化された枠部81と、枠部81の内側の4角に沿って、鉛直下向きに4本のL形鋼からなる脚部82,82,82,82と、対抗する各脚部712の下端同士を繋ぐ平鋼からなる継部83,83,83,83とから形成されている。
蓋7は、平鋼板からなる矩形枠状の額縁部71と、網鋼板からなる額縁内部72とが溶接で一体に形成されており、額縁部71の下面には枠体8からのに係止してズレ止めとしての係止部73が設けられている。また、額縁部71の上面には、取手部74が突設されている。額縁内部72を網鋼板としたことで、杭下方の照度を確保できる。ガタつき防止として蓋7と枠体8との接触面には不図示のゴム板を挿設しておくと良い。
蓋7は前記枠体から着脱可能としているが、蝶番を使用すれば開閉可能とすることも可能である。
また、棒状部材4,4,4,,,は、主桁621、根太材622、経材623からなる格子間隔に形成される空間に挿設されているが、図7に示すように、棒状部材4の頭部は、脚部82との間に形成された隙間に木製のキャンバー9,9,9,,,が挿設されたことでその位置が固定されている。キャンバー9,9,9,,,同士は飛来落下防止と撤去の簡便さを考慮して不図示の紐で連結しておくと良い。
なお、棒状部材4,4,4,,,の投入の必要の無い、蓋7で覆われていない範囲の開口部は、足場板や鋼板等で開口養生を行っている。
[地すべり抑止杭の構築方法]
次に、図2を参照して、実施形態に係る地すべり抑止杭の構築方法について説明する。なお、前述の[地すべり抑止杭]で記載した重複事項に関しては必要に応じてその記載を省略する。
実施形態に係る地すべり抑止杭の構築方法は、地山の掘削とライナープレート1の設置を順次繰り返し行いながら掘削底面EBまで地山を掘削する掘削覆工工程と、掘削底面EBの上に底部コンクリート2を打設する底部コンクリート構築工程と、底部コンクリート2面上に鉄筋3を設置する鉄筋設置工程と、複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージ6のうち、一方の下方ゲージ61は底部コンクリート2面上に、他方の上方ゲージ62はライナープレート1の上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置するゲージ設置工程と、前記格子によって形成された空間内に複数の棒状部材4,4,4,,,を挿設する棒状部材挿設工程と、ライナープレート1の内部に本体コンクリート5を充填する本体コンクリート充填工程とからなる。
地山内壁面EWとライナープレート1との空隙には裏込め材11が充填される。裏込め材はモルタルであってもコンクリートであっても良く、所定の流動性を確保されていれば材料に限定されない。
本実施形態では、後述する上方ゲージ62の転用を考慮して、本体コンクリート5の高さを上方ゲージ62の下面より下方としてコンクリートを一旦打ち止め、コンクリート表面のレイタンスを処理した後、上方ゲージ62を撤去し、所定の高さまでコンクリートを打ち重ねる。なお、施工状況によって、上方ゲージ62は本体コンクリート5内に埋め殺ししても良く、本体コンクリート5の高さに対する上方ゲージ62の位置関係は限定されない。
本実施形態の柱部材の地すべり抑止杭によれば、複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージのうち、一方の下方ゲージは底部コンクリート面上に、他方の上方ゲージはライナープレートの上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置され、複数の棒状部材は格子によって形成された空間内に挿設されたことで、互いに干渉しない棒状部材(せん断抑止部材)を高密度で配置することが可能になる。
また、本体コンクリートの高さが上部ゲージの下面より下方にあるので、上方ゲージは容易に転用可能となる。
また、上方ゲージの格子によって形成された空間には着脱可能な蓋が被装されているので、棒状部材を吊り込まない範囲は、蓋を被せておくことで、作業員が飛来落下することなく作業スペースとして有効利用できる。
さらに、棒状部材の設置位置に合わせて上方および下方ゲージの格子が形成され、互いのゲージを所定の向き、位置に設置しさえすれば、各ゲージの格子内壁面と棒状部材との間に所定のクリアランスが確保できるキャンバーが挿設されたことで、棒状部材の建て込みの都度、位置決めのための詳細な測量の実施を省略できる。
本実施形態の柱部材の地すべり抑止杭の構築方法である、ゲージ設置工程と棒状部材挿設工程によれば、上方および下方ゲージが同様な格子間隔を有するように形成され、互いの格子が平面視で重なり合うように配置されているので、格子によって形成された空間内に複数の棒状部材を挿設することで、互いに干渉しない棒状部材(せん断抑止部材)を高密度で配置することが可能になる。また、棒状部材の設置位置に合わせて上方および下方ゲージの格子が形成され、互いのゲージを所定の向き、位置に設置しさえすれば、棒状部材の建て込みの都度、位置決めのための詳細な測量の実施を省略できる。
なお、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
SG 移動層
FG 不動層
SP すべり面
EW 地山内壁面
EB 掘削底面
P 地すべり抑止杭
1 ライナープレート
11 裏込め材
2 底部コンクリート
3 鉄筋
4 棒状部材
5 本体コンクリート
6 ゲージ
61 下方ゲージ
611 格子材
612 連結材
62 上方ゲージ
621 主桁(格子材)
622 根太(格子材)
623 経材(格子材)
7 蓋
71 額縁部
72 額縁内部
73 係止部
74 取手部
8 枠体
81 枠部
82 脚部
83 継部
9 キャンバー

Claims (5)

  1. 掘削された地山内壁面に沿って敷設されたライナープレートと、
    掘削底面上に打設された底部コンクリートと、
    前記ライナープレート内壁面から所定の間隔を空けて配置された鉄筋と、
    前記鉄筋内部に所定の間隔に配置された複数の棒状部材と、
    前記ライナープレート内部に充填された本体コンクリートと、から成る地すべり抑止杭であって、
    複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージのうち、一方の下方ゲージは前記底部コンクリート面上に、他方の上方ゲージは前記ライナープレートの上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置されており、
    前記複数の棒状部材は前記格子によって形成された空間内に挿設された状態で前記本体コンクリートが充填されたことを特徴とする地すべり抑止杭。
  2. 前記本体コンクリートの高さが前記上ゲージの下面より下方であることを特徴とする請求項1に記載の地すべり抑止杭。
  3. 前記上方ゲージの格子によって形成された空間には着脱可能な蓋が被装されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の地すべり抑止杭。
  4. 前記下方ゲージおよび前記上方ゲージの格子内壁面と前記棒状部材との間にキャンバーが挿設されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の地すべり抑止杭。
  5. 地すべり抑止杭の構築方法であって、
    地山の掘削とライナープレートの設置を順次繰り返し行いながら所定深度まで該地山を掘削する掘削覆工工程と、
    前記所定深度の掘削床付け面上にコンクリートを打設する底部コンクリート構築工程と、
    前記コンクリート面上に鉄筋を設置する鉄筋設置工程と、
    複数の鋼材を格子状にかつ同様な格子間隔を有するように形成された上下一対のゲージのうち、一方の下方ゲージは前記底部コンクリート面上に、他方の上方ゲージは前記ライナープレートの上方に、それぞれ互いの格子が平面視で重なり合うように配置するゲージ設置工程と、
    前記格子によって形成された空間内に複数の棒状部材を挿設する棒状部材挿設工程と、
    前記ライナープレート内部に本体コンクリートを充填する本体コンクリート充填工程と、
    からなる地すべり抑止杭の構築方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116005693A (zh) * 2023-01-04 2023-04-25 北京住总集团有限责任公司 一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法

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CN116005693A (zh) * 2023-01-04 2023-04-25 北京住总集团有限责任公司 一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法
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