(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設された基礎杭に可撓性チューブ及び止水蓋を取り付ける工程と、
前記基礎杭に据え付けられた被取付部の下端に前記止水蓋を接触させ、前記可撓性チューブを前記止水蓋の下面近傍に位置させる工程と、
前記可撓性チューブを空気充填により膨張させて前記基礎杭と前記止水蓋の下面とに押し付けることで前記被取付部の下端と前記止水蓋との間及び前記基礎杭と前記被取付部との間を止水構造とする工程と、
前記被取付部と前記基礎杭との間の水を排出する工程と、
前記取被付部と前記基礎杭との間にグラウトを注入する工程と、を含むことを特徴とするグラウト注入施工方法。
【請求項２】
前記グラウト注入工程は水中からの施工または陸上からの施工で行う請求項１に記載のグラウト注入施工方法。
【請求項３】
前記被取付部が前記基礎杭に差し込まれるジャケットのレグであり、請求項１または２に記載のグラウト注入施工方法によりジャケット式桟橋を構築する桟橋施工方法。
【請求項４】
打設された基礎杭に被取付部を据え付けて固定するための基礎杭固定構造であって、
前記基礎杭に取り付けられた可撓性チューブと、
前記基礎杭に取り付けられて前記被取付部の下端に接触する止水蓋と、を備え、
前記止水蓋の下面近傍に位置する前記可撓性チューブを空気充填により膨張させて前記基礎杭と前記止水蓋の下面とに押し付けることで前記被取付部の下端と前記止水蓋との間及び前記基礎杭と前記被取付部との間を止水構造としてから、前記被取付部と前記基礎杭との間にグラウトを注入することで前記被取付部を前記基礎杭に固定することを特徴とする基礎杭固定構造。
【請求項５】
前記被取付部の下端と前記止水蓋との間に配置される弾性部材をさらに備える請求項４に記載の基礎杭固定構造。
【請求項６】
前記可撓性チューブを前記止水蓋の下面近傍に位置するように前記止水蓋と一体構造とした請求項４または５に記載の基礎杭固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎杭と被取付部との結合のためのグラウト注入施工方法、この施工方法を用いた桟橋施工方法及びこの施工方法に適用可能な基礎杭固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のジャケット式桟橋の一般的な施工手順について図を参照して説明する。図１０に示すように、基礎杭（鋼管杭）１を水底から地盤Ｇに打設し（ａ）、レグ３を有するジャケット２を運搬し（ｂ）、レグ３を鋼管杭１に差し込んでジャケット２を据付ける（ｃ）。次に、鋼管杭１とジャケット２のレグ３との間へグラウトを注入し一体化し、次に、上部コンクリートの施工を行う。
【０００３】
上述のグラウト注入の施工において、図１１（ａ）のように、鋼管杭１とレグ３との間のグラウト注入部４は水面Ｓよりも低く水中に没している。このため、一般には図１１（ｂ）に示すように、レグ３の下端には布製底型枠からなる止水装置５を取り付けた上で、図１１（ｃ）のようにレグ３の下端位置の注入口６からグラウト９を注入する。この際、グラウト注入高さが大きい場合には、グラウト重量により布製底型枠が押し下げられ、レグとの隙間からグラウトが漏洩するため、図１１（ｄ）のように、レグ下端から１ｍ程度上方まで１次グラウト９を打ち上げ、その硬化後に２次注入口７から２次グラウト１０を注入することもある。図１１（ｃ）（ｄ）のいずれの場合でも、レグ３と鋼管杭１との隙間には海水が閉じ込められた状態でグラウトを注入することになり、グラウトには水中でも分離しない性能が要求される。
【０００４】
特許文献１は、鋼管杭とレグの接合部における止水性を向上させグラウト注入時におけるグラウトの漏洩を防止するために、筒状のレグとレグに挿通される鋼管杭との間の接合部に装着され、弾性及び止水性を有する環状かつ板状のシール材からなりかつシール材の周方向に沿った一方の端部の長さと他方の端部の長さが異なる鋼管杭基礎用シールを、筒状のレグとレグに挿通される鋼管杭との間の接合部に装着し、鋼管杭基礎用シールの周方向に沿った一方の端部をレグまたは鋼管杭のいずれか一方に弾性的に圧接するとともに、他方の端部をレグまたは鋼管杭のいずれか他方に弾性的に圧接し、かつ、鋼管杭基礎用シールの上方に充填材を充填してなる鋼管杭基礎を開示する。
【０００５】
特許文献２は、装着が容易で作業性がよく、構造体を加工することなくグラウトを注入でき、注入したグラウトの流出を防止するために、シート状の基体を、既設の杭と鞘管とを跨いで外周に巻き付けて筒状に形成し、上部締付け体で基体を鞘管の外周面に締付けてから、水密性を有する連結体で対向する両端部どうしを連結し、下部締付け体で基体を杭の外周面に締付けて、鞘管下端部のすき間を覆って基体を装着固定し注入口からグラウトを注入するグラウトの注入方法を開示する。
【０００６】
特許文献３は、作業対象物を、一対の中空ユニットがヒンジで接合された作業函で囲むとともに、該作業函の下部に設けた止水チューブの切り離された一端部を他端部のスリーブに挿入した後に、止水チューブを膨張させたことにより、止水チューブの切り離された端部同士が簡単に接合できるとともに、その密着性を高めることができる止水構造を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３８３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２００３２８号公報
【特許文献３】特開２００２−２４２２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
グラウトは、水中での分離抵抗性を有しているといえども、まったく分離しないわけではなく、水中での注入による分離を生じ品質低下が生じることになる。また、注入による打ち上がり途中において海水を巻き込み均一な品質を確保できないことも考えられる。さらには、止水を主たる目的とする１次グラウト注入と、その後の２次グラウト注入の２段階施工では、１次グラウトと２次グラウトとの間に十分な接着が得られず構造的な一体化が図れないこと及びグラウト施工期間が長くなることが欠点となる。
【０００９】
図１１の一般的な施工方法においてグラウトの品質低下を防止し、確実に所要の強度を確保するには海水の無いドライな状態でグラウトを注入することが最も望ましい。また、グラウト施工を２段階に分けることなく１回の注入で施工することが施工の効率化にもつながる。
【００１０】
また、特許文献１，２の構造やグラウト注入方法によれば、構造の複雑なシールや杭と鞘管とを跨いで外周に巻き付けて筒状に形成し上部締付け体で基体を鞘管の外周面に締付けるようにしたシート状の基体が必要であり、施工工程がその分複雑化する。
【００１１】
本発明は、ジャケット式桟橋などの施工においてジャケットのレグ等の被取付部と基礎杭との間隙に注入するグラウトについて水中で施工することによる品質低下を防止するとともに、施工期間を短くでき効率的に実施できるグラウト注入施工方法、この施工方法を用いた桟橋施工方法及びこの施工方法に適用可能な基礎杭固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するためのグラウト注入施工方法は、打設された基礎杭に可撓性チューブ及び止水蓋を取り付ける工程と、前記基礎杭に据え付けられた被取付部の下端に前記止水蓋を接触させ、前記可撓性チューブを前記止水蓋の下面近傍に位置させる工程と、前記可撓性チューブを空気充填により膨張させて前記基礎杭と前記止水蓋の下面とに押し付けることで前記被取付部の下端と前記止水蓋との間及び前記基礎杭と前記被取付部との間を止水構造とする工程と、前記被取付部と前記基礎杭との間の水を排出する工程と、前記取被付部と前記基礎杭との間にグラウトを注入する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
このグラウト注入施工方法によれば、被取付部の下端に接触した止水蓋の下面近傍に可撓性チューブを位置させて空気充填により膨張させることで基礎杭と止水蓋の下面とに押し付けることによって被取付部の下端と止水蓋との間及び基礎杭と被取付部との間を止水構造にすることができる。このため、被取付部と基礎杭とが水中にあっても止水状態として被取付部と基礎杭との間において水を排出できドライな状態にできるので、被取付部と基礎杭との間に注入するグラウトに水が混入することがなく、水中で施工することによるグラウトの品質低下を防止できるとともに、従来のような２段階に分けるグラウト施工が必要なく、施工期間を短くでき効率的に実施できる。
【００１４】
上記グラウト注入施工方法において前記グラウト注入工程は水中からの施工または陸上からの施工で行うことができる。
【００１５】
上記目的を達成するための桟橋施工方法は、前記被取付部が前記基礎杭に差し込まれるジャケットのレグであり、上述のグラウト注入施工方法によりジャケット式桟橋を構築する。
【００１６】
この桟橋施工方法によれば、ジャケットのレグと基礎杭とが水中にあっても止水状態としてレグと基礎杭との間において水を排出できドライな状態にできるので、レグと基礎杭との間に注入するグラウトに水が混入することがなく、水中で施工することによるグラウトの品質低下を防止できるとともに、従来のような２段階に分けるグラウト施工が必要なく、施工期間を短くでき効率的に実施できる。
【００１７】
上記目的を達成するための基礎杭固定構造は、打設された基礎杭に被取付部を据え付けて固定するための基礎杭固定構造であって、前記基礎杭に取り付けられた可撓性チューブと、前記基礎杭に取り付けられて前記被取付部の下端に接触する止水蓋とを備え、前記止水蓋の下面近傍に位置する前記可撓性チューブを空気充填により膨張させて前記基礎杭と前記止水蓋の下面とに押し付けることで前記被取付部の下端と前記止水蓋との間及び前記基礎杭と前記被取付部との間を止水構造としてから、前記被取付部と前記基礎杭との間にグラウトを注入することで前記被取付部を前記基礎杭に固定することを特徴とする。
【００１８】
この基礎杭固定構造によれば、被取付部の下端に接触した止水蓋の下面近傍に可撓性チューブを位置させて空気充填により膨張させることで、それ自身の膨張と浮力の同時作用により、基礎杭と止水蓋の下面とに押し付けることによって被取付部の下端と止水蓋との間及び基礎杭と被取付部との間を止水構造にすることができる。さらに、基礎杭と被取付部との間に閉じ込められた水を排水すれば外側からの水圧も加わることになり止水性は一段と向上する。このため、被取付部と基礎杭とが水中にあっても止水状態として被取付部と基礎杭との間において水を排出できドライな状態にできるので、被取付部と基礎杭との間に注入するグラウトに水が混入することがなく、水中で施工することによるグラウトの品質低下を防止できるとともに、従来のような２段階に分けるグラウト施工が必要なく、施工期間を短くでき効率的に実施できる。
【００１９】
上記基礎杭固定構造において前記被取付部の下端と前記止水蓋との間に配置される弾性部材をさらに備えることで、被取付部の下端と止水蓋との間の止水性を向上できる。
【００２０】
また、前記可撓性チューブを前記止水蓋の下面近傍に位置するように前記止水蓋と一体構造とすることで、可撓性チューブを止水蓋とともに一体に位置調整することができ、可撓性チューブ単独の位置調整は不要となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のグラウト注入施工方法、桟橋施工方法及び基礎杭固定構造によれば、ジャケットのレグなどの被取付部と基礎杭との間に注入するグラウトに水が混入することがなく、水中（海中）で施工することによるグラウトの品質低下を防止できるとともに、従来のような２段階に分けるグラウト施工が必要なく、施工期間を短くでき効率的に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態によるグラウト注入施工方法の工程Ｓ０１〜Ｓ０８を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１の工程Ｓ０２に対応し、可撓性チューブ及び止水蓋を鋼管杭に差し込んだ状態を示す側面図である。
【図３】図２の可撓性チューブ及び止水蓋による止水蓋構造の側面・断面図（ａ）および上面図（ｂ）である。
【図４】図２，図３の止水蓋への可撓性チューブの取り付け例を示す断面図である。
【図５】図１の工程Ｓ０３，Ｓ０４に対応し、ジャケットのレグが鋼管杭に差し込まれた状態（ａ）及びレグの下端に止水蓋を接触させた状態（ｂ）を示す側面図である。
【図６】図１の工程Ｓ０５，Ｓ０６に対応し、可撓性チューブを止水蓋の下面まで持ち上げた状態（ａ）及び空気充填により膨張させた状態を示す側面図である。
【図７】図１の工程Ｓ０７に対応し、レグ３と鋼管杭１との間から海水を排出する状態（ａ）及び完全に海水を排水した状態（ｂ）を示す側面図である。
【図８】本実施形態の止水構造による図７（ｂ）での止水効果を説明するための部分側断面図である。
【図９】図１の工程Ｓ０８に対応し、レグ３と鋼管杭１との間へのグラウト注入のための海中からの施工（ａ）及び陸上からの施工（ｂ）を示す側面図である。
【図１０】従来のジャケット式桟橋の概略的な施工工程（ａ）〜（ｃ）を説明するための図である。
【図１１】ジャケット式桟橋の施工における従来の一般的なグラウト施工工程（ａ）〜（ｄ）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態によるグラウト注入施工方法の工程Ｓ０１〜Ｓ０８を説明するためのフローチャートである。図２は、図１の工程Ｓ０２に対応し、可撓性チューブ及び止水蓋を鋼管杭に差し込んだ状態を示す側面図である。図３は図２の可撓性チューブ及び止水蓋による止水蓋構造の側面・断面図（ａ）および上面図（ｂ）である。図４は図２，図３の止水蓋への可撓性チューブの取り付け例を示す断面図である。
【００２４】
図１，図２，図１０（ａ）のように、鋼管杭（基礎杭）１を水底から地盤Ｇに打設し（Ｓ０１）、その後、ジャケットを据え付ける前に、鋼管杭１に止水用の可撓性チューブ１１を差し込み次に止水蓋１２を差し込む（Ｓ０２）。このようにして取り付けられた止水用の可撓性チューブ１１と止水蓋１２は水面Ｓの下で水中にある。
【００２５】
ここで、図２，図３，図４を参照して、本実施形態のグラウト注入施工方法に適用可能な止水構造について説明する。
【００２６】
本実施形態の止水構造は、止水用の可撓性チューブ１１及び止水蓋１２から構成される止水蓋構造を有する。止水用の可撓性チューブ１１及び止水蓋１２は円形の閉じた形状を有する。止水用の可撓性チューブ１１はドーナッツ形状に構成されて鋼管杭１に差し込まれ、止水蓋１２はその内孔から鋼管杭１に差し込まれるようになっている。すなわち、図３（ａ）（ｂ）のように可撓性チューブ１１及び止水蓋１２の内径は鋼管杭１の外径よりわずかに大きめになっている。これにより、図２のような可撓性チューブ１１と止水蓋１２との鋼管杭１への差し込みが容易になる。
【００２７】
図３（ａ）（ｂ）のように、止水蓋１２とレグ３の下端１６（図５〜図８参照）との間に隙間が生じないように止水蓋１２の上面にはゴム板等からなる止水用の弾性部材１３を取り付けておくことが好ましい。
【００２８】
また、止水蓋１２は、図３（ａ）のように、止水蓋１２の下面１４から下方垂直に突き出る突き出し部１２ａを有し、突き出し部１２ａと鋼管杭１との間に可撓性チューブ１１が位置することで水平方向に保持される。
【００２９】
可撓性チューブ１１は、ゴム材等からなる内部が空洞の管状部材で、空気を充填することで膨らむ構造を有し、高圧空気を注入するための空気注入用バルブ１１ａ（図６（ｂ）参照）を取り付けておく。
【００３０】
図３（ａ）の止水蓋構造によれば、可撓性チューブ１１を高圧空気の充填により膨張させることで鋼管杭１の外周面に巻き付かせるようにして押し付けることができ、鋼管杭１の外周面に固定できる。本実施形態の止水構造では後述の図８のように止水蓋１２の上面に弾性部材１３を介してレグ３の下端１６が位置する。
【００３１】
なお、図４のように、止水蓋１２の下面１４に断面Ｌ形状の保持部材１２ｂを取り付け、止水蓋１２の下面１４と保持部材１２ｂとの間に可撓性チューブ１１を水平方向及び鉛直方向に保持するように予め収めておく構造としてもよい。このような止水蓋１２と可撓性チューブ１１とを予め一体化させた構造のものを用いることで、鋼管杭１における止水蓋１２と可撓性チューブ１１との位置を一体に調整可能である。また、止水蓋１２、突き出し部１２ａ、保持部材１２ｂは鋼材からなることが好ましい。
【００３２】
次に、図５〜図９をさらに参照して本実施形態によるグラウト注入施工方法の工程Ｓ０３〜Ｓ０８を説明する。
【００３３】
図５は、図１の工程Ｓ０３，Ｓ０４に対応し、ジャケットのレグが鋼管杭に差し込まれた状態（ａ）及びレグの下端に止水蓋を接触させた状態（ｂ）を示す側面図である。図６は、図１の工程Ｓ０５，Ｓ０６に対応し、可撓性チューブを止水蓋の下面まで持ち上げた状態（ａ）及び空気充填により膨張させた状態を示す側面図である。
【００３４】
次に、図１の工程Ｓ０２の後に、図５（ａ）、図１０（ｂ）のように、ジャケット２のレグ３を鋼管杭１に差し込むことでジャケット２を据え付ける（Ｓ０３）。次に、図５（ａ）のように、止水蓋１２を持ち上げレグ３の下端１６に接触させ、その接触状態でボルトなどの公知の固定手段によりレグ３に仮固定する（Ｓ０４）。
【００３５】
次に、図６（ａ）のように、可撓性チューブ１１を止水蓋１２の下面１４まで持ち上げて所定位置に接地する（Ｓ０５）。次に、図６（ｂ）のように、可撓性チューブ１１に空気注入用バルブ１１ａから高圧空気を充填し（Ｓ０６）、可撓性チューブ１１を膨脹させることで鋼管杭１の外周面に巻き付かせるようにして押し付けて固定する。
【００３６】
図７は、図１の工程Ｓ０７に対応し、レグ３と鋼管杭１との間から海水を排出する状態（ａ）及び完全に海水を排水した状態（ｂ）を示す側面図である。図８は、本実施形態の止水構造による図７（ｂ）での止水効果を説明するための部分側断面図である。図９は図１の工程Ｓ０８に対応し、レグ３と鋼管杭１との間へのグラウト注入のための海中からの施工（ａ）及び陸上からの施工（ｂ）を示す側面図である。
【００３７】
次に、図７（ａ）のようにレグ３の下端１６側に予め設置した排水用のバルブ３ａを用いて、レグ３と鋼管杭１との間に閉じ込められている水（海水）Ｗを排出し、最終的に図７（ｂ）のように水を完全に排出する（Ｓ０７）。
【００３８】
図８のように、膨張させた可撓性チューブ１１と、その上方に位置する止水蓋１２とにより止水構造が完成する。かる止水構造によれば、可撓性チューブ１１は、上述の鋼管杭３への固定により落下することがなく、さらに、高圧空気を充填し膨張させるため可撓性チューブ１１には浮力が作用するとともに可撓性チューブ１１自体が膨張することから、上方にある止水蓋１２を押し上げる力が作用し、レグ３の下端１６と止水蓋１２との間および止水蓋１２と鋼管杭３との間の止水性を確保することができる。
【００３９】
さらに、レグ３と鋼管杭１との間からの排水で内側から作用する水圧が無くなり、外側からの水圧により、可撓性チューブ１１と止水蓋１２とを上側のレグ３と鋼管杭１とに対しさらに押しつけることになるので、レグ３の下端１６と止水蓋１２との間および止水蓋１２と鋼管杭１との間の止水性が格段に向上する。
【００４０】
次に、図７（ｂ）のレグ３と鋼管杭１との間の隙間Ｄから海水を排出することで、隙間Ｄを水が存在しないドライな状態にした段階で、図９（ａ）のように、レグ３の下端１６のグラウト注入のバルブ３ａからグラウトを図７（ｂ）の隙間Ｄに注入する（Ｓ０８）。これにより、レグ３と鋼管杭１との間にグラウト１５が充填されてレグ３と鋼管杭１とが結合し一体化する。グラウト材料としては、主にセメント系材料を用いることができ、例えば、セメントミルク、セメントモルタルなどである。
【００４１】
なお、上述の図９（ａ）のようにグラウト注入は海中からの施工で行うことができるが、図７（ｂ）の隙間Ｄ内は、すでにドライな状態になっており、クラウドが海水と混じり合う心配も無いため、図９（ｂ）のようにレグ３と鋼管杭１との間の隙間Ｄの上端側から行うことができ、陸上からの施工が可能である。
【００４２】
また、バルブ３ａは、排水兼グラウト注入バルブであり、隙間Ｄにおける排水用とグラウト注入用とを兼用しているが、別々に設けてもよい。
【００４３】
以上のように、本実施形態のグラウト注入方法によれば、図８のような可撓性チューブ１１と止水蓋１２とによる止水構造を用いることから、レグ３の下端１６と止水蓋１２との間の隙間および止水蓋１２と鋼管杭１との間の隙間をなくすことができる。したがって、これらの隙間における止水性を確実に確保することができる。
【００４４】
さらに、レグ３と鋼管杭１との間の隙間から海水を排出することに伴う外側から作用する水圧を利用し、かつ、空気の充填により膨脹させた可撓性チューブ１１に働く浮力を利用することで、止水構造の止水性をさらに高めることができる。
【００４５】
上述の止水構造により止水状態として、水中にあるレグ３と鋼管杭１との間から水を完全に排出でき、レグ３と鋼管杭１との間をドライな状態にできるので、ジャケットのレグ３と鋼管杭１との間に注入するグラウト１５に水（海水）が混入することがなく、グラウトが水（海水）と混じり合うことも無くなる。このため、水中（海中）で施工することによる材料分離による品質低下が無くなることに加えて、海水の巻き込みも無いため均一な品質のグラウトとすることができ、グラウトの品質低下を防止できる。
【００４６】
また、水中での不分離性をグラウトに持たせるには特殊混和剤を用いるため、材料価格が増加するが、本実施形態によれば、かかる特殊混和剤は不要となり通常のグラウト材料でよいため、材料のコストアップを防ぐことができる。
【００４７】
また、本実施形態のグラウト注入方法によれば、止水状態としてレグ３と鋼管杭１との間から水を完全に排出できるので、従来の止水を目的とする１次グラウト注入は不要であり、図１１（ｄ）のようなグラウト注入作業を複数回に分ける必要がないことから、施工期間を短縮することができる。
【００４８】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図１の可撓性チューブ１１の持ち上げ工程Ｓ０５は、図４のような止水蓋１２と可撓性チューブ１１との一体化構造を採用した場合には省略することができ、止水蓋１２をレグ３の下端１６に接触させたとき、可撓性チューブ１１は止水蓋１２の下面１４の近傍に位置している。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のグラウト注入方法及び止水構造を有する基礎杭固定構造は、例えば、工場製作等により組み立てられたジャケットのレグを水底に打設された基礎杭に差し込んで構築するジャケット式桟橋の施工に適用して好ましい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 鋼管杭（基礎杭）
２ ジャケット
３ レグ（被取付部）
３ａ 排水兼グラウト注入バルブ
１１ 可撓性チューブ
１２ 止水蓋
１２ａ 突き出し部
１２ｂ 保持部材
１３ 弾性部材
１４ 止水蓋１２の下面
１５ グラウト
１６ レグ３の下端
Ｄ 鋼管杭とレグ３との間の隙間
Ｇ 地盤
Ｓ 水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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