GEOTECNIA - ENSAYO
GEOTECNIA - ENSAYO
TEMA:Factores que originan el deslizamiento en taludes o
laderas.INTRODUCCIN:Son muchos los temas que se pueden plantear al
analizar un talud, el presente ensayo se encaminara al anlisis de
cuatro de los elementos ms importantes para la ocurrencia de un
deslizamiento que son: meteorizacin, procesos de origen antrpico,
movimientos ssmicos, y el agua para lo cual se tomara como punto de
anlisis nuestro pas (Ecuador).El Hombre siempre se ha visto
obligado a enfrentarse a las dificultades y problemas que se le han
presentado para su supervivencia, buscando soluciones a los mismos,
lo que ha le ha llevado finalmente en el desarrollo de obras de
infraestructura a todo nivel que faciliten su desenvolvimiento. Uno
de esos problemas son los deslizamientos, que son uno de los
procesos geolgicos ms destructivos que afectan directamente a las
personas, causando miles de muertes, daos en estructuras y grandes
prdidas econmicas, sin embargo, muy pocas personas son conscientes
de su importancia. Las prdidas por deslizamientos son evitables, si
el problema se identifica oportunamente y se toman medidas de
prevencin o control. Los problemas ms graves que se presentan en el
funcionamiento de los taludes es la combinacin de factores como:
los estudios incompletos generalmente por falta de presupuestos, el
uso de maquinaria inapropiada en su construccin, pendientes
inadecuadas, falta de construccin de drenajes como cunetas de
coronacin , inadecuado mantenimiento, el mal uso del suelo sobre
los taludes con sembros sin un regado apropiado o con asentamientos
poblacionales sin adecuados sistemas de eliminacin de aguas
servidas, a lo que ahora se adiciona el cambio climtico. En nuestro
pas debido a la poca importancia que se dan a los estudios y la
poca planificacin territorial nos encontramos con uno de los
problemas sociales ms importantes que se veden resolver. Como se
menciono anteriormente el resultado del deslizamiento de un talud
puede ser catastrfico con la perdida de considerables bienes y
muchas vidas, pero por otro lado el costo de rebajar un talud para
alcanzar mayor estabilidad suele ser muy grande, es por esto que
debe tener un gran criterio para dar un balance adecuado entre
seguridad y costos. Hoy en da existe gran variedad de procesos
constructivos y productos que ayudan a proteger los taludes de las
acciones del medio ambiente (lluvia, viento, altas temperaturas)
las mismas que influyen en deterioro de la parte superficial del
talud.
DESARROLLOPara definir los cuatro parmetros que influyen en el
deslizamiento del talud partamos primero definiendo lo que es un
talud. Un talud o ladera es la inclinacin dada a las paredes de un
corte de tierras para evitar su derrumbe, en varias bibliografas
definen al talud de dos formas: como ladera cuando su conformacin
tuvo como origen por un proceso natural producto de cambios y
reacomodos a lo largo del tiempo y talud cuando se conforma
artificialmente, cuya inclinacin es determinada en base a
diferentes estudios (geolgicos y geotcnicos) realizados
necesariamente para garantizar su seguridad o estabilidad. Las
laderas que han permanecido estables por muchos aos pueden fallar
en forma imprevista debido a cambios topogrficos, sismicidad,
flujos de agua, meteorizacin natural, estos factores modifican el
estado natural de la ladera o el talud. Analizando la diferencia
entre talud y ladera (Ver anexo 1) se tiene que un talud presenta
mayores elementos tcnicos que son diseados en base a estudios
realizados en el suelo y las laderas presentan condiciones
cambiantes de debido a los factores antes mencionados.Con la idea
clara del significado de un talud procedamos a ver lo que es un
deslizamiento. Se denomina deslizamiento a la rotura o al
desplazamiento del suelo que se origina por acciones naturales o
artificiales provocando un movimiento debido a la gravedad de
arriba hacia abajo tomando como apoyo el pie del talud o ladera.
Los problemas que presenta la estabilidad de taludes, tanto de
origen natural como artificial, han sido objeto de anlisis en
varios campos de investigacin y con especial atencin dentro de la
ingeniera civil. El trmino ms comun empleado para designar los
movimientos producidos en los taludes es el de deslizamiento. Sin
embargo, parece ms adecuado utilizar el trmino movimientos de
taludes, que engloba a todos los tipos fallas que presenta este
elemento. Con los parmetros claros de estabilidad y talud retmenos
el objetivo principal del ensayo el cual es el anlisis de los
cuatro elementos ms sobresalientes para la ocurrencia del
deslizamiento y de cada uno de estos determinar en qu regiones del
pas son ms propensos a producir el deslizamiento.Tomando el primer
parmetro de deslizamiento se tiene la meteorizacin. Los suelos
constituyen un agregado de partculas slidas con diferente grado de
consolidacin originados a partir de los procesos de meteorizacin
principalmente. Todos los suelos resultantes de la accin de dicho
proceso se pueden agrupar en dos tipos: suelos residuales y suelos
transportados. Los suelos residuales son aquellos formados en el
mismo sitio donde se encuentran actualmente (ver anexo 2), es decir
que prcticamente estn localizados junto a la roca madre que los ha
originado. Los suelos transportados se producen cuando agentes
fsicos han trasladado sus partculas en el sitio donde actualmente
se encuentran. La dinmica de estos materiales depende de las
propiedades y caractersticas de sus agregados, considerando textura
y graduacin de las partculas, proporcin del contenido en arenas o
arcilla, contenido de agua del suelo y ubicacin del nivel fretico.
Toda esta serie de caractersticas confieren a los suelos una
resistencia particular que constituye el factor dominante de su
estabilidad. La inestabilidad de taludes se traduce en una serie de
movimientos, que pueden ser clasificados en base a distintos
criterios. Varios libros plantean una divisin en tres grupos
principales: desprendimientos, deslizamientos y flujos (coladas).
Mayoritariamente los suelos de las laderas son una combinacin entre
los suelos residuales y los transportados en la regin interandina
se tienen suelos elicos volcnicos producto de una de las fases de
la erupcin volcnica, asociada con la expulsin de ceniza, el cual
verticalmente, luego es transportado por el viento y depositado
cuando el viento pierde su fuerza, en nuestro pas se suele
encontrar en extensas reas de la zona centro norte en donde existe
gran incidencia de los volcanes (Cotopaxi, Chimborazo, Tungurahua)
lo cual ha sido producto de miles de aos de formacin. Debido al
tamao de sus partculas y a su cementacin hacen que esta masa
normalmente adquiera una gran consistencia, razn por la cual sus
caractersticas mecnicas son generalmente buenas, favorables para la
construccin de taludes. El trmino ecuatoriano con el cual se lo
conoce, cangahua, hace referencia a su dureza. Sin embargo debe
considerarse tambin la descomposicin que el depsito ha debido
experimentar desde su deposicin, debido al ambiente climtico
(humedad ambiental, grandes fluctuaciones de temperatura, altas
precipitaciones pluviales). Ello hace que la respuesta mecnica de
un suelo de este tipo sea muy distinta, si comparamos por ejemplo
la cangahua de la ciudad de Quito o sus alrededores, con un
elico-volcnico de la zona de Santo Domingo presentan grandes
variaciones debido a la climatologa de su formacin.La estabilidad
de taludes es particularmente complicada en un medio tropical,
debido a que la mayora de los suelos son residuales, el rgimen
hidrolgico complejo, la humedad ambiental y la temperatura muy
altas, la geologa compleja, la topografa escarpada y los dems
factores ambientales generalmente, desfavorables.Los suelos
residuales se los encuentran predominantemente en las zonas
tropicales, donde aparecen en grandes espesores y con frecuencia se
les denomina como suelos tropicales y son escasos en las regiones
no tropicales como es el caso de la regin sierra cetro. La zona de
suelos residuales en nuestro pas son muy variables dependiendo de
la regin, en la costa y oriente se tienen suelos muy meteorizados
que dan lugar a las arcillas, las partculas de arcilla se comportan
diferente de otros minerales. La arcilla es un tpico suelo fino por
descomposicin qumica sobre los minerales de las rocas, tiene mezcla
de varios minerales principalmente silicatos de aluminio hidratados
y silicatos de magnesio y hierro, estos minerales exhiben
caractersticas de afinidad por el agua y de plasticidad, esto hace
que los suelos finos (limosos, arcillosos) sean preocupantes en el
diseo de los taludes, tenemos el claro ejemplo de las vas Quito
Santo Domingo la cual es frecuentemente afectada por los
deslizamientos, de todo lo investigado y analizado puedo concluir
un anlisis entre suelos granulares y suelos arcillosos.Los suelos
granulares presentan condiciones favorables para la realizacin de
taludes debido a la poca afeccin que tiene contra el agua, si se le
agrega agua a un suelo grueso (gravas y arenas) y se lo deja secar
el agua simplemente se evapora, llevando esta teora al talud el
agua que cae sobre el talud simplemente escurre sobre el talud,
claro que debido a grandes precipitaciones podra arrastrar
materiales que se deslicen sobre el talud, pero internamente el
talud no presenta grandes problemas por el grado de compactacin que
poseen los suelos gruesos hacindolos ms impermeables y brindando
mejores caractersticas mecnicas.Los suelos finos generalmente se
presentan en zonas tropicales los cuales son muy son muy
susceptibles a sufrir problemas de deslizamientos de tierra debido
a que generalmente, se renen cuatro de los elementos ms importantes
para su ocurrencia tales como son la topografa, sismicidad,
meteorizacin y lluvias intensas. Si se le agrega agua a un suelo
fino (limo o arcilla) este se vuelve una masa homognea que al
secarse produce una expansin que dejan al suelo muy poroso bajando
drsticamente su resistencia, al producirse las precipitaciones el
agua al contacto con este suelo vuelve muy inestable al talud.La
caracterizacin de un suelo residual producto de la meteorizacin
debido a su heterogeneidad, requiere de un anlisis integral que
tenga en cuenta todos los factores que afectan su comportamiento,
lo cual incluye el grado y proceso de meteorizacin, su mineraloga,
micro estructura, discontinuidades, estado de esfuerzos,
propiedades mecnicas, clasificacin y caracterizacin del
perfil.Procesos de origen antrpico, son procesos producidos por el
hombre entre los cuales se puede citar principalmente 3 que son:
cambios en la topografa, cambios en las condiciones de humedad y
las vibraciones.El cambio en la topografa y cargas asignadas al
talud, generalmente realizados para la construccin vial, en la
regin interandina debido al relieve montaoso es casi siempre
necesario realizar cortes en las laderas para la implantacin de la
va, mientas que en regin de la costa no es necesario los taludes
pero es necesario la construccin de un terrapln, esta estructura
requiere de otros parmetros diferentes al del anlisis del talud que
no se trataran en este ensayo. Los terraplenes se construyen para
dar una mayor altura sobre el terreno natural de tal manera de
proteger las vas en periodos de invierno.Cambios en las condiciones
de humedad son iniciadas por el incremento poblacional y se
originan por modificacin de las condiciones naturales del agua
superficial por medio de canales,zanjas, represas, etc. Debiendo
dar soluciones de agua potable tambin se presentan cambios en aguas
subterrneas lo cual modifica el comportamiento interno de estas
aguas causando hundimientos y cavernas. Otro parmetro que
contribuye a las condiciones de humedad son las infiltraciones de
ductos de agua, especialmente acueductos y alcantarillados.
Vibraciones son originas en las vas en la cual se realizado un
corte a la ladera, estas vibraciones pueden causar problemas a la
estabilidad debido al movimiento de los vehculos sobre las vas lo
cual se transmite a la masa de suelo produciendo un reacomodo de
sus partculas dando lugar a asentamientos o hundimientos. Todos
estos cambios a media o largo plazo afectan el comportamiento
futuro de las laderas y taludes.Las excavaciones generan cambios
topogrficos y concentracin de esfuerzos de cortante y en ocasiones
descubren superficies crticas para deslizamiento como
estratificacin, fracturas y planos de cambio de meteorizacin. Los
taludes presentan una relajacin de los niveles de esfuerzos a
compresin y un aumento de los esfuerzos al corte debidos a: una
exposicin del material meteorizado a la intemperie, a los cambios
de humedad, alteracin de propiedades por cambios fsico - qumicos
causados por la exposicin al aire y a la humedad.Analizando cada
regin de nuestro pas (costa, sierra, oriente) se observa que
tenemos dos sectores netamente planos (costa y oriente) y la otra
que es montaosa (sierra), en las regiones planas comn mente no hace
faltan taludes ya que no existen grandes dificultades topogrficas
que vencer. En las regiones de montaa se tienen asentamientos en
los pies de las laderas un claro ejemplo es Quito, existe una
relacin entre la ocurrencia de deslizamientos y la rapidez de los
procesos de urbanizacin. Los casos ms graves ocurren en reas
geotcnicamente susceptibles y con desarrollo urbano rpido y
desordenado.La sismicidad es uno de los desencadenantes de grandes
deslizamientos que pueden ocasionar daos graves. Cuando ocurre un
sismo se generan una serie de vibraciones, que se propagan como
ondas de diferente frecuencia, la aceleracin, vertical y horizontal
asociada a esas ondas, nuestro pas al encontrarse en una zona
propensa a sismos es un factor que se debe tomar en cuenta en el
momento de analizar la estabilidad de un sismo.Los factores que
deben tenerse en cuenta para el anlisis de taludes y laderas
expuesto a eventos ssmicos son los siguientes: El valor de las
fuerzas ssmicas aplicadas sobre las masas de suelo potencialmente
deslizables. El aumento de presin de poros especialmente, en suelos
limosos y arenas finas, en los cuales se puede producir una
disminucin de resistencia tal que produzca el fenmeno de licuacin.
El aumento de fuerza ssmica generado por la amplificacin en los
mantos de suelos blandos.Las situaciones adquieren un alto grado de
criticidad cuando se combinan altas susceptibilidades, debidas a
factores topogrficos, geolgicos, climticos y ssmicos. Cuando se
produce la fractura de la roca en una zona de falla geolgica, la
energa liberada es radiada en todas las direcciones. La fuente del
movimiento o zona de liberacin de energa no es generalmente, un
punto sino una lnea o un rea comnmente alargada en la direccin de
la falla. Los sismos que generalmente producen un mayor dao son los
sismos relativamente superficiales. El rea de superficie
inmediatamente encima del rea de liberacin de energa se le denomina
epicentro o rea epicentral. La gran mayora de los grandes
deslizamientos y agrietamientos del suelo de gran magnitud
corresponden al rea epicentral y van disminuyendo a medida que el
punto considerado se aleja del rea epicentral y la intensidad del
sismo disminuye.Existen dos parmetros importantes para designar el
tamao y la fuerza de un sismo que son la magnitud y la
intensidad.La magnitud es una medida cuantitativa e instrumental
del tamao del evento, relacionada con la energa ssmica liberada
durante el proceso de ruptura en la falla, la magnitud es una
constante nica que se asigna a un sismo dado y es independiente del
sitio de observacin. Richter defini la magnitud de sismos locales
como: El logaritmo en base 10 de la mxima amplitud de la onda
ssmica, expresada en milsimas de milmetro (micrones), registrada en
un sismmetro estndar a una distancia de 100 kilmetros del epicentro
del evento.La intensidad ssmica es un concepto que se aplica a la
identificacin del grado de destruccin o efectos locales de un
terremoto. La intensidad, que es una medida relativa de la fuerza
ssmica en un punto determinado, depende de la magnitud del sismo,
la profundidad de la zona de liberacin de energa, de las
caractersticas fsicas locales del sitio y la distancia del sitio al
rea epicentral.Un caso en la ciudad de Quito fue el sbado 31 de
agosto se produjo un deslizamiento de tierra en el kilmetro 10 de
la va Panamericana Norte, cerca de Guayllabamba, en el cual se
produjo un deslizamiento de aproximadamente 2500metros cbicos de
material, la magnitud que genero este deslizamiento fue de 3.4 a
1.9 Km de profundidad, 21 km de la ciudad de TABACUNDO en la Prov:
PICHINCHA el 31/08/2013 22:32:24 TL razn por la cual se debe
analizar los taludes existentes a procesos ssmicos mara tratar de
mitigar su riesgosEl agua es el factor que ms comnmente se le
asocia con las fallas de los taludes en zonas tropicales, debido a
que la mayora de los deslizamientos ocurren despus de lluvias
fuertes o durante periodos lluviosos y el control del agua
subterrnea es uno de los sistemas ms efectivos para la
estabilizacin de deslizamientos. La relacin agua deslizamientos ha
sido estudiada por una gran cantidad de investigadores. En el
presente tema se describen los diferentes factores de tipo
hidrolgico que afectan la ocurrencia de deslizamientos de taludes y
laderas, la precipitacin es el volumen o altura de agua lluvia que
cae sobre un rea en un perodo de tiempo, la cual tiene una
influencia directa en la infiltracin y en el rgimen del agua
subterrnea, y a su vez afecta la estabilidad de taludes o
laderas.La precipitacin promedio es muy superior en las zonas
tropicales caso nuestro se presenta en el cambio de regin (costa
sierra) y en toda la amazonia. Estas lluvias son asociadas
principalmente, con agrupaciones de nubes que ocurren en la zona de
convergencia de vientos. Generalmente estas agrupaciones de nubes
arrastradas por los vientos cubren reas de varios miles de
kilmetros cuadrados.El estudio de la precipitacin para analizar su
efecto sobre los taludes puede realizarse desde varios puntos de
vista. Generalmente, las reas de mayor precipitacin anual presentan
mayores problemas de estabilidad en Quito se tienen estos problemas
ya que por ser una zona montaosa y estar ubicado a los mrgenes del
laderas el agua de las precipitaciones debilitan el suelo
provocando deslizamientos. Cada regin posee un sistema de lluvias
que se repite en forma similar cada ao. Es comn encontrar reas
donde ocurren dos perodos de lluvia con dos perodos secos, o una
sola temporada de lluvias con un perodo seco. En la mayora de las
zonas tropicales en el pas el perodo de los meses de Diciembre y
Enero es seco. El rgimen de lluvias de una regin determinada puede
ser diferente al de un sitio especfico dentro de la misma regin,
especialmente en zonas de alta montaa y se debe en lo posible,
obtener la informacin precisa de las lluvias en el sitio del talud
a estudiar. El ciclo del agua en un talud parte de la lluvia se
infiltra y parte corre por la superficie como
escorrenta.Precipitacin = Evapotranspiracin + Escorrenta + Flujo
subterrneo + cambio de humedad en el suelo + Acumulacin de agua
subterrnea en los acuferos.El flujo subterrneo y los cambios en la
cantidad de agua acumulada son crticos para la estabilidad de un
talud, debido a que ellos controlan el balance hidrolgico que puede
alterar el grado de saturacin y la elevacin del nivel fretico.La
respuesta del rgimen de aguas subterrneas a las lluvias es
diferente de acuerdo al talud, la formacin geolgica y las
caractersticas ambientales. Existe una respuesta inmediata a la
lluvia por infiltracin en las zonas cercanas al talud y una
respuesta regional por las lluvias infiltradas en toda el rea de
aferencia alrededor del talud. En ocasiones, la respuesta regional
puede tomar varios meses en presentarse, debido al recorrido que el
agua realiza desde el sitio de infiltracin. El tiempo que se
requiere para que una lluvia produzca un deslizamiento es mayor en
una arcilla que en un material arenoso, debido a las diferencias de
infiltracin. Este tiempo es inversamente proporcional a la
permeabilidad para valores constantes de los dems parmetros.La
localizacin del nivel fretico corresponde a la lnea de presin de
poros igual a cero, equivalente a que la presin neta en el sitio es
igual a la presin atmosfrica. El nivel de agua determina los
niveles de presiones hidrostticas sobre una superficie localizada
por debajo de ese nivel o los valores de presin negativa o de
succin para el suelo por encima. La investigacin de una ladera,
talud o deslizamiento consiste en obtener toda la informacin sobre
las caractersticas topogrficas, geolgicas, geotcnicas y ambientales
que permitan realizar un diagnstico de los problemas de la manera
ms exacta posible y proponer un diseo efectivo de
solucin.Reconocimientos previos en campo de un deslizamiento.Con
los cuatro parmetros analizados se puede identificar caractersticas
para el reconocimiento en campo del deslizamiento. Algunos de los
rasgos caractersticos que pueden aparecer asociados con movimientos
son:- Rupturas de pendiente con acumulacin de material al pie del
talud.- Bloques cados a pie de acantilados o escarpes.- Planos
inclinados lisos rocosos con aspecto fresco y bloques deslizados.-
Macizos fracturados y meteorizados con bloques o cuas cadas y
deslizadas.- Presencia de grietas de traccin.- Hundimientos con
grietas de traccin.- Reptaciones de material blando.- Seales de
avalanchas o flujos.- Laderas escalonadas y agrietadas y con
escarpes.Aparte de estos rasgos el efecto sobre construcciones o
vegetacin pueden dar seales que faciliten su identificacin, por
ejemplo:- rboles, arbustos o postes inclinados a favor de la
pendiente- Vegetacin con races arrancadas y rboles desenterrados y
arrastrados.- Grietas en construcciones o abombamientos en
carreteras.CONCLUSIONES: Suelo es una delgada capa sobre la corteza
terrestre de material que proviene de la desintegracin, alteracin
fsica qumica de las rocas y de los residuos de las actividades de
los seres vivos que sobre ella se asientan. El suelo es un recurso
natural que se ha formado a travs de miles de aos, conjuntamente
con los procesos de evolucin natural de la litsfera. Los suelos se
forman mediante procesos de meteorizacin que afectan directamente a
la roca desgastando su superficie o desintegrndola en partes ms
pequeas, debido al paso de los millones han adquirido propiedades
independientes. Un talud es una estructura diseada para dar una
inclinacin a las paredes de un corte de tierras para evitar su
derrumbe, tcnicamente se define como la relacin entre la distancia
horizontal y la altura de corte del terreno. En la construccin de
un talud se debe tomar en cuenta la caracterstica de seguridad y
estabilidad las cuales deben tener correlacin directa para que el
talud sea eficiente pero econmico. Los factores que perjudican la
estabilidad de u talud son: presencia del nivel fretico, cargas
laterales sobre el talud, heterogeneidad del suelo, vibraciones
originadas por el transito o maquinaria, reduccin de la calidad de
suelo `por exposicin a la intemperie. Las precauciones que se
pueden adoptar para prevenir derrumbes y riesgos de accidentes son:
dar inclinaciones seguras al talud, estabilidad y apuntalamiento,
cunetas de coronacin, proteccin del talud ( lamina de polietileno,
capa de hormign, geotextiles) En nuestro pas las zonas con riesgo
de deslizamiento son bien definida y se producen generalmente en
zonas tropicales o en el cambio de regin (costa sierra). Los suelos
que resultan ser ms inconvenientes para la construccin de taludes
son los suelos orgnicos, limosos, arcillosos. Conocer el suelo
permitir de mejor manera el diseo de estructuras ya sean a travs
del suelo, en el suelo y sobre el suelo. Es conveniente realizar
exploraciones o ensayos al suelo, para determinar sus propiedades
mecnicas (capacidad portante del suelo, ngulo de friccin interna),
con el fin de evitar problemas de hundimientos, expansiones,
desplazamientos diferenciales dando secciones adecuadas para que el
suelo y la estructura permanezcan en equilibrio.
Para la conformacin del talud se deber tener un conocimiento
elemental del estudio necesario que se debe realizar al suelo para
determinar los puntos ms crticos que se deben
prevenir.BIBLIOGRAFALibros GONZLEZ M. FERNANDO, (2006) Introduccin
a la Mecnica de Suelos. No publicado, Quito, 207pg, pg. (Ref #1).
AYALA FREDDY, (2007) Mecnica de Suelos 1, ESPE, Quito, 180pg, pg
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disponible en
http://gruposimco.dmatus.com/conferencias/Geotecnia/2FundamentosMecaSuelos.pdf
Apuntes de Ingeniera Civil [en lnea].
http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2014/03/interaccion-suelo-estructura.html
http://inadi.gob.ar/parlamento-juvenil/pautas-ensayo/
http://www.taringa.net/posts/info/4046470/Normas-Para-Elaborar-Un-ensayo-Escrito.html
http://www.suagm.edu/umet/biblioteca/pdf/ensayo.pdf
ANEXOS
Anexo N 1 : Talud - Ladera Ref #1
Anexo N 2 : Esquema general sobre una ladera, suelos residuales
Ref #1
Anexo N 3 : Imagen tpica de un suelo residual. Ref # Autor
Anexo N 4 : Imagen de un deslizamiento. Autor: Pagina Web El
Comercio /11 de Junio de 2012 00:02/ Quito-Ecuador
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