(57)【要約】【課題】場所打ちケーシングチューブの先端の掘削刃と内部の無排土掘削装置にて土及び障害物を切削して掘削土を排出しないで施工することができると共に、簡単に無排土掘削装置をケーシングチューブに取り付け取り外しを行うことができ、かつ、鋼管拡底杭をケーシングチューブに着脱自在に取り付けることにより、杭の支持力を増大させることができ、効率的な作業を行うことのできる鋼管拡底杭及び鋼管拡底杭施工方法を提供する。【解決手段】ケーシングチューブの先端部に、着脱自在に設けてなる鋼管拡底杭であって、円筒形の鋼管拡底杭本体の先端外側に掘削ビットを設けると共に、該掘削ビットに連設する鋼管拡底杭本体の外周に左右にスパイラル状に形設してなる掘削ヘッドを設けてなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングチューブの先端部に、着脱自在に設けてなる鋼管拡底杭であって、円筒形の鋼管拡底杭本体の先端外側に掘削ビットを設けると共に、該掘削ビットに連設する鋼管拡底杭本体の外周に左右にスパイラル状に形設してなる掘削ヘッドを設けてなることを特徴とする鋼管拡底杭。
【請求項２】
ケーシングチューブの先端部に、鋼管拡底杭を着脱自在に設けるべく、ケーシングチューブの先端部外周に係止片または挿入溝と係止溝を設けた固定具を設けると共に、鋼管拡底杭本体の上部内側に挿入溝と係止溝を設けた固定具または係止片を設けてなることを特徴とする請求項１記載の鋼管拡底杭。
【請求項３】
ケーシングチューブの先端内側部に、挿入溝と係止溝を設けた固定具を設け、該固定具に掘削ドリルを具備した無排土掘削装置をケーシングチューブの上方より着脱自在に設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管拡底杭。
【請求項４】
鋼管拡底杭が、ケーシングチューブに対して、右回転にて係合し、左回転にて外れることを特徴とする請求項１、２又は３記載の鋼管拡底杭。
【請求項５】
無排土掘削装置が、ケーシングチューブに対して、右回転にて係合し、左回転にて外れることを特徴とする請求項３記載の鋼管拡底杭。
【請求項６】
地面に鋼管拡底杭を置き、その上方より回転押込機械をセットし、ケーシングチューブの先端部を挿入し、右回転して鋼管拡底杭を取り付け、上方よりワイヤーロープに取り付けた無排土掘削装置を入れ込み、無排土掘削装置の掘削ドリルを右回転させ、固定具に係合片を係合し、この状態で回転押込機械を作動させ、ケーシングチューブを右回転させ掘削ビットと掘削ヘッドに地盤を掘削させると共に、掘削ドリルを右回転させ、掘削刃と掘削ドリルにて地盤を掘削し、深さに応じて別のケーシングチューブを上部にロックボルト等にて固定し、所要の深さを掘削した後、掘削ドリルを左回転させ係合片を固定具より外し、ワイヤーロープを上昇させ、無排土掘削装置を取り外し、ケーシングチューブの上方よりワイヤーロープにて吊下したクラブハンマーにて底部の拡翼土砂を掴み、外へ排出し、その後ケーシングチューブ内に鉄筋カゴを挿入し、ケーシングチューブの上方よりトレミー管を建て込み、ケーシングチューブを左回転させ、鋼管拡底杭を外し、底部に残し、生コンクリートを打設しながら、トレミー管及びケーシングチューブを順次引き抜きとり、生コンクリートを所要高さまで打設し、設計の高さに施工してなることを特徴とする鋼管拡底杭施工方法。
【請求項７】
地面に鋼管拡底杭を置き、その上方より回転押込機械をセットし、ケーシングチューブの先端部を挿入し、右回転して鋼管拡底杭を取り付け、同様に右回転させることにより掘削ビットと掘削ヘッドにて地盤を掘削させ、任意の深さになった時点で、ケーシングチューブの上方よりハンマークラブを挿入し、掘削土を外へ排出し、これらを繰り返し、所要位置まで掘削した時点で、底部の残土を外へ排出した後、ケーシングチューブ内に鉄筋カゴを挿入し、ケーシングチューブの上方よりトレミー管を建て込み、ケーシングチューブを左回転させ、鋼管拡底杭を外し、底部に残し、生コンクリートを打設しながら、トレミー管及びケーシングチューブを順次引き抜き、生コンクリートを所要の高さまで打設し、設計の高さに施工してなることを特徴とする鋼管拡底杭施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、場所打ちケーシングチューブの先端部に、着脱自在に設けた鋼管拡底杭を地中に残し、杭の支持力を一層強固なものとする鋼管拡底杭及び掘削土をほとんど排しないで施工する等の鋼管拡底杭施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、以下の施工手順の工法がある。
オールケーシング工法の掘削は、ケーシングチューブを掘削孔全長にわたり揺動・押込みながらケーシングチューブ内の土砂をハンマーグラブにて掘削・排土することにより行う。
鉄筋カゴを掘削孔内に建込み、トレミー管にて生コンクリートを打設する。ケーシングチューブは、生コンクリート打設に伴い引抜き回収するものがある。（例えば非特許文献１参照）
【０００３】
【非特許文献１】
発行所  社団法人  日本基礎建設協会、
発行  平成２年６月第１版発行、場所打ちコンクリート杭、
Ｐ１１５  図−３．２．１．１  オールケーシング工法の機械配置および施工手順の概要図
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記オールケーシング工法は、杭の底部に鋼管拡底杭を設ける形態ではないため、支持力が弱く、耐震性に問題を残す。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、場所打ちケーシングチューブの先端の掘削刃と内部の無排土掘削装置にて土及び障害物を切削して掘削土を排出しないで施工することができると共に、簡単に無排土掘削装置をケーシングチューブに取り付け取り外しを行うことができ、かつ、鋼管拡底杭をケーシングチューブに着脱自在に取り付けることにより、杭の支持力を増大させることができ、効率的な作業を行うことのできる鋼管拡底杭及び鋼管拡底杭施工方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段として、ケーシングチューブの先端部に、着脱自在に設けてなる鋼管拡底杭であって、円筒形の鋼管拡底杭本体の先端外側に掘削ビットを設けると共に、該掘削ビットに連設する鋼管拡底杭本体の外周に左右にスパイラル状に形設してなる掘削ヘッドを設けてなること。また、ケーシングチューブの先端部に、鋼管拡底杭を着脱自在に設けるべく、ケーシングチューブの先端部外周に係止片または挿入溝と係止溝を設けた固定具を設けると共に、鋼管拡底杭本体の上部内側に挿入溝と係止溝を設けた固定具または係止片を設けてなること。ケーシングチューブの先端内側部に、挿入溝と係止溝を設けた固定具を設け、該固定具に掘削ドリルを具備した無排土掘削装置をケーシングチューブの上方より着脱自在に設けてなること。さらに、鋼管拡底杭が、ケーシングチューブに対して、右回転にて係合し、左回転にて外れること。無排土掘削装置が、ケーシングチューブに対して、右回転にて係合し、左回転にて外れることを特徴とする鋼管拡底杭。その上、地面に鋼管拡底杭を置き、その上方より回転押込機械をセットし、ケーシングチューブの先端部を挿入し、右回転して鋼管拡底杭を取り付け、上方よりワイヤーロープに取り付けた無排土掘削装置を入れ込み、無排土掘削装置の掘削ドリルを右回転させ、固定具に係合片を係合し、この状態で回転押込機械を作動させ、ケーシングチューブを右回転させ掘削ビットと掘削ヘッドに地盤を掘削させると共に、掘削ドリルを右回転させ、掘削刃と掘削ドリルにて地盤を掘削し、深さに応じて別のケーシングチューブを上部にロックボルト等にて固定し、所要の深さを掘削した後、掘削ドリルを左回転させ係合片を固定具より外し、ワイヤーロープを上昇させ、無排土掘削装置を取り外し、ケーシングチューブの上方よりワイヤーロープにて吊下したクラブハンマーにて底部の拡翼土砂を掴み、外へ排出し、その後ケーシングチューブ内に鉄筋カゴを挿入し、ケーシングチューブの上方よりトレミー管を建て込み、ケーシングチューブを左回転させ、鋼管拡底杭を外し、底部に残し、生コンクリートを打設しながら、トレミー管及びケーシングチューブを順次引き抜きとり、生コンクリートを所要高さまで打設し、設計の高さに施工してなること。地面に鋼管拡底杭を置き、その上方より回転押込機械をセットし、ケーシングチューブの先端部を挿入し、右回転して鋼管拡底杭を取り付け、同様に右回転させることにより掘削ビットと掘削ヘッドにて地盤を掘削させ、任意の深さになった時点で、ケーシングチューブの上方よりハンマークラブを挿入し、掘削土を外へ排出し、これらを繰り返し、所要位置まで掘削した時点で、底部の残土を外へ排出した後、ケーシングチューブ内に鉄筋カゴを挿入し、ケーシングチューブの上方よりトレミー管を建て込み、ケーシングチューブを左回転させ、鋼管拡底杭を外し、底部に残し、生コンクリートを打設しながら、トレミー管及びケーシングチューブを順次引き抜き、生コンクリートを所要の高さまで打設し、設計の高さに施工してなることを特徴とする鋼管拡底杭施工方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、鋼管拡底杭及び鋼管拡底杭施工方法について図面に基づいて詳細に説明する。
ケーシングチューブ３は、地盤を掘削すべく、ケーシングチューブ本体２の先端面に、複数の掘削刃２ａを設けてなるもので、先端内部に円筒体４ａの上部に上方を開口した挿入溝４ａ１を形設すると共に、水平方向に連設する係止溝４ａ２を形設してなる固定具４を設けてなる。
また、ケーシングチューブ本体２の先端部外周に、後述する鋼管拡底杭を係止固定するための係止片６ｄを４方向に突設してある。
なお、ケーシングチューブ３は掘削刃２ａを設けない形態でもよい。
【０００８】
５は、無排土掘削装置で、先端に掘削ビット５ａ１を、順次上方に向かって撹拌ビット５ａ２、ビット５ａ３、泥上げスクリュー５ａ４、水平撹拌ビット５ａ５を設けてなる掘削ドリル５ａと、駆動体（電動モーター等）５ｂ１を内設すると共に、外周４箇所に上記係止溝４ａ２に右回転にて係止する係止片５ｂ２を突設してなる回転反力体５ｂとからなるものである。
【０００９】
６は上記ケーシングチューブ３の先端部に、着脱自在に設けてなる鋼管拡底杭で、円筒形の鋼管拡底杭本体６ｂの上部内側に、上記固定具４と同様な円筒体６ａの上部に上方を開口した挿入溝６ａ１を形設すると共に、水平方向に連設する係止溝６ａ２を形設してなる固定具６ｃを設けてある。
また、上記鋼管拡底杭本体６ｂの先端外側に掘削ビット６ｅ１・６ｅ１を設けると共に、該掘削ビット６ｅ１に連設する鋼管拡底杭本体６ｂの外周に左右にスパイラル状に形設してなる掘削ヘッド６ｆ・６ｆを設けてなる。
【００１０】
なお、上記無排土掘削装置５は掘削ビット５ａ１にて地盤のポイントを掘削し、撹拌ビット５ａ２にて掘削穴を大きくし、ビット５ａ３にてさらに細かく粉砕し、泥上げスクリュー５ａ４にて上方に土砂を上げ水平撹拌ビット５ａ５により水平方向に土砂を押しやりながら掘削するものである。
また、上記鋼管拡底杭６は、掘削ビット６ｅ１・６ｅ１にて地中を掘削すると共に、掘削ヘッド６ｆ・６ｆにて土砂を上方に押しやりながら掘削するものである。
【００１１】
つぎに、鋼管拡底杭施工方法について図面に基づいて詳細に説明する。
１）、クレーンＫにてワイヤーＹの先端に取り付けた鋼管拡底杭６を地面Ｇの所要位置に置く。（図６参照）
【００１２】
２）、その上方より回転押込機械Ｏを載置する。（図７参照）
【００１３】
３）、回転押込機械Ｏの上方よりケーシングチューブ３を挿入する。（図８参照）
【００１４】
４）、回転押込機械Ｏを回転させ、ケーシングチューブ３の係止片６ｄを挿入溝６ａ１に入れ、再度右回転させ、係止片６ｄを係止溝６ａ２内にて鋼管拡底杭６を係止固定する。（図９参照）
【００１５】
５）、この状態で、引き続き回転押込機械Ｏを右回転させ、ケーシングチューブ３を右回転させることにより、掘削刃２ａ及び鋼管拡底杭６の掘削ビット６ｅ１及び掘削ヘッド６ｆにて所要の深さまで掘削すると共に、クレーンＫのワイヤーＹに取り付けた無排土掘削装置５をケーシングチューブ３内に挿入し、駆動体５ｂ１を作動させ、掘削ドリル５ａを右回転させ係止片５ｂ２を挿入溝４ａ１に入れ、係止溝４ａ２内にて係止固定し、同じく作動させて所要の深さまで掘削する。（図１０参照）
【００１６】
６）、所要の深さまで掘削すべく、ケーシングチューブ本体２を順次、ロックボルト等にて固着する。（図１１参照）
【００１７】
７）、所要の深さまで掘削した後、無排土掘削装置５を左回転させ、係止溝４ａ２より外し、クレーンＫのワイヤーＹにて上方に引き上げる。（図１２参照）
【００１８】
８）、ワイヤーＹに取り付けたクラブハンマーＫＨを、ケーシングチューブ本体２の上方より挿入し、底部に残る少量の残土を外部に排出する。（図１３参照）
【００１９】
９）、底ざらい完了後、ワイヤーＹに吊り下げた鉄筋カゴＴを上方よりケーシングチューブ本体２内に挿入し、建て込む。（図１４参照）
【００２０】
１０）、ワイヤーＹに取り付けたトレミー管ＴＫを、ケーシングチューブ本体２の上方より挿入し、建て込む。（図１５参照）
【００２１】
１１）、生コンクリートＮＫをトレミー管ＴＫ内に打設し、鋼管拡底杭６周囲から上方に徐々に打設していく。（図１６参照）
【００２２】
１２）、ケーシングチューブ本体２（ケーシングチューブ３）を左回転させ、ケーシングチューブ３の係止片６ｄを係止溝６ａ２より外し、クレーンＫのワイヤーＹにて順次上方に引き上げる。（図１７参照）
つまり、鋼管拡底杭６を底部に残し、支持力を増大させてなる。
【００２３】
１３）、生コンクリートＮＫの打ち上がり高さに応じて、随時トレミー管ＴＫをクレーンＫのワイヤーＹにて順次上方に引き上げる。（図１８参照）
【００２４】
１４）、ケーシングチューブ本体２（ケーシングチューブ３）及びトレミー管ＴＫをすべて取り除き、ケーシング杭ＫＫを施工することができる。（図１９参照）
【００２５】
つづいて、他の鋼管拡底杭施工方法について図面に基づいて詳細に説明する。
１）、クレーンＫにてワイヤーＹの先端に取り付けた鋼管拡底杭６を地面Ｇの所要位置に置く。（図２０参照）
【００２６】
２）、その上方より回転押込機械Ｏを載置する。（図２１参照）
【００２７】
３）、回転押込機械Ｏの上方よりケーシングチューブ３を挿入する。（図２２参照）
【００２８】
４）、回転押込機械Ｏを回転させ、ケーシングチューブ３の係止片６ｄを挿入溝６ａ１に入れ、再度右回転させ、係止片６ｄを係止溝６ａ２内にて鋼管拡底杭６を係止固定する。（図２３参照）
【００２９】
５）、この状態で、引き続き回転押込機械Ｏを右回転させ、ケーシングチューブ３を右回転させることにより、掘削刃２ａ及び鋼管拡底杭６の掘削ビット６ｅ１及び掘削ヘッド６ｆにて任意の深さまで掘削する。（図２４参照）
【００３０】
６）、任意の深さ（地盤によって異なるが、鋼管拡底杭では掘削できない深さ）まで掘削すべく、ケーシングチューブ本体２を順次、ロックボルト等にて固着し、ワイヤーＹに取り付けたクラブハンマーＫＨを、ケーシングチューブ本体２の上方より挿入し、掘削土を外部に排出する。（図２５参照）
必要に応じて、図２４から図２５の作業を繰り返し、所要の位置まで掘削する。
【００３１】
７）、底ざらい完了後、ワイヤーＹに吊り下げた鉄筋カゴＴを上方よりケーシングチューブ本体２内に挿入し、建て込む。（図２６参照）
【００３２】
８）、ワイヤーＹに取り付けたトレミー管ＴＫを、ケーシングチューブ本体２の上方より挿入し、建て込む。（図２７参照）
【００３３】
９）、生コンクリートＮＫをトレミー管ＴＫ内に打設し、鋼管拡底杭６周囲から上方に徐々に打設していく。（図２８参照）
【００３４】
１０）、ケーシングチューブ本体２（ケーシングチューブ３）を左回転させ、ケーシングチューブ３の係止片６ｄを係止溝６ａ２より外し、クレーンＫのワイヤーＹにて順次上方に引き上げる。（図２９参照）
つまり、鋼管拡底杭６を底部に残し、支持力を増大させてなる。
【００３５】
１１）、生コンクリートＮＫの打ち上がり高さに応じて、随時トレミー管ＴＫをクレーンＫのワイヤーＹにて順次上方に引き上げる。（図３０参照）
【００３６】
１２）、ケーシングチューブ本体２（ケーシングチューブ３）及びトレミー管ＴＫをすべて取り除き、ケーシング杭ＫＫを施工することができる。（図３１参照）
【００３７】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の鋼管拡底杭及び鋼管拡底杭施工方法によれば、以下に示す効果を有するものである。
まず、鋼管拡底杭について、
（１）、ケーシングチューブの先端部に、鋼管拡底杭を着脱自在に設けてなり、ケーシング杭の底部に鋼管拡底杭を設けることにより、杭の支持力を増大させると共に、杭自身の強度を増すことにより耐震性を大きく向上させてなる。
（２）、係止片及び挿入溝と係止溝を設けた固定具により、ケーシングチューブと鋼管拡底杭を回転させることにより着脱可能となり、簡単容易に作業ができる。
（３）、無排土掘削装置においても、同様に回転させることにより簡単容易に作業ができる。
（４）、鋼管拡底杭に掘削ビット及び掘削ヘッドを設けることにより、ケーシングチューブ本体の外周に土砂を押し上げて掘削でき、より口径の大きなケーシング杭を形成できる。
（５）、無排土掘削装置の掘削ビット、撹拌ビット、ビット、泥上げスクリュー、水平撹拌ビットによる掘削ドリルにより、より早く、効果的に掘削できる。
各ビットの相乗効果に加え、特に水平撹拌ビットにより土砂を水平方向に押しやりながら掘削できるため、ケーシングチューブの内部に土砂が入ることなく掘削できる。
（６）、掘削土をほとんど排出しないで施工できるため、周囲の環境を汚すことなく、無駄な手間や労力を必要としない。
（７）、クラブハンマーを使用し、外へ排土する従来の施工方法にも応用でき、新しい設備を使用しなくても施工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼管拡底杭の要部の横断平面図。
【図２】本発明の鋼管拡底杭の拡底杭の平面図。
【図３】本発明の鋼管拡底杭の拡底杭の正面図。
【図４】本発明の鋼管拡底杭の無排土掘削装置の正面図。
【図５】本発明の鋼管拡底杭の一部縦断正面図。
【図６】本発明の鋼管拡底杭施工方法の鋼管拡底杭を地面に置いた状態図。
【図７】本発明の鋼管拡底杭施工方法の回転押込機械を載置した状態図。
【図８】本発明の鋼管拡底杭施工方法のケーシングチューブを挿入した状態図。
【図９】本発明の鋼管拡底杭施工方法の鋼管拡底杭を係止固定した状態図。
【図１０】本発明の鋼管拡底杭施工方法の無排土掘削装置と鋼管拡底杭による掘削状態図。
【図１１】本発明の鋼管拡底杭施工方法のケーシングチューブ本体の連結状態図。
【図１２】本発明の鋼管拡底杭施工方法の掘削終了時の状態図。
【図１３】本発明の鋼管拡底杭施工方法のクラブハンマーにて残土を排出する状態図。
【図１４】本発明の鋼管拡底杭施工方法の鉄筋カゴをケーシングチューブ内に挿入している状態図。
【図１５】本発明の鋼管拡底杭施工方法のトレミー管をケーシングチューブ内に挿入している状態図。
【図１６】本発明の鋼管拡底杭施工方法のトレミー管に生コンクリートを流し込んでいる状態図。
【図１７】本発明の鋼管拡底杭施工方法のケーシングチューブから鋼管拡底杭を外している状態図。
【図１８】本発明の鋼管拡底杭施工方法のトレミー管を順次引き上げている状態図。
【図１９】本発明の鋼管拡底杭施工方法の完了した状態図。
【図２０】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法の鋼管拡底杭を地面に置いた状態図。
【図２１】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法の回転押込機械を載置した状態図。
【図２２】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法のケーシングチューブを挿入した状態図。
【図２３】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法の鋼管拡底杭を係止固定した状態図。
【図２４】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法の鋼管拡底杭による掘削状態図。
【図２５】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法のクラブハンマーにて残土を排出する状態図。
【図２６】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法の鉄筋カゴをケーシングチューブ内に挿入している状態図。
【図２７】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法のトレミー管をケーシングチューブ内に挿入している状態図。
【図２８】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法のトレミー管に生コンクリートを流し込んでいる状態図。
【図２９】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法のケーシングチューブから鋼管拡底杭を外している状態図。
【図３０】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法のトレミー管を順次引き上げている状態図。
【図３１】本発明のその他の鋼管拡底杭施工方法の完了した状態図。
【符号の説明】
２―――ケーシングチューブ本体
３―――ケーシングチューブ
４―――固定具
５―――無排土掘削装置
６―――鋼管拡底杭
Ｇ―――地面
Ｋ―――クレーン
Ｙ―――ワイヤー
Ｏ―――回転押込機械
ＫＨ――クラブハンマー
Ｔ―――鉄筋カゴ
ＴＫ――トレミー管
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2004353427.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2004353427.tif 000027
【図２６】
2004353427.tif 000028
【図２７】
2004353427.tif 000029
【図２８】
2004353427.tif 000030
【図２９】
2004353427.tif 000031
【図３０】
2004353427.tif 000032
【図３１】
2004353427.tif 000033