為中國建造筑穩(wěn)固地基 浙大龔曉南教授團隊獲國家科技進步獎一等獎

發(fā)布時間:2019-01-09來源:浙江新聞客戶端作者:黃慧仙 曾福泉 柯溢能 吳雅蘭 盧紹慶356

從鱗次櫛比的高樓大廈,到四通八達的鐵路、公路大動脈,突飛猛進的基礎設施建設始終是中國經(jīng)濟增長的強大動力?!爸袊ㄔ臁钡纳衿嫠俣群突趾暌?guī)模,讓世界贊嘆。工程建設需要穩(wěn)固的地基,而如何在我國大片軟土區(qū)域中修建質優(yōu)價廉的地基,曾是長期困擾工程界的難題。

“國家的需要就是我們的研究方向。”中國工程院院士、浙江大學建筑工程學院龔曉南教授團隊數(shù)十年埋頭攻關,從創(chuàng)建理論,到研發(fā)技術,再到一個個工程應用,極富創(chuàng)造性地解決了這個難題。

復合地基——這就是龔曉南給出的答案。今天,復合地基理論與技術被應用于遍布全國的建筑工程、高速公路、高速鐵路、市政道路、港口和機場。1月8日,在國家科學技術獎勵大會上,龔曉南領銜的“復合地基理論、關鍵技術及工程應用”獲國家科技進步獎一等獎。

新理論引發(fā)業(yè)界震動,論文集搶購一空

在平均工資只有六七百元的年代,龔曉南組織編纂的復合地基論文集定價高達80元,仍被搶購一空,創(chuàng)新成果的力量可見一斑。

改革開放后,我國土木工程發(fā)展極為迅猛,但工程人員的熱情很快遭遇現(xiàn)實挑戰(zhàn):我國地域遼闊,工程地質復雜,各建設項目頻頻遇到地基松軟、地基狀況不佳等問題。

龔曉南是改革開放后第一批考入浙大的研究生,并成為浙江省培養(yǎng)的第一位博士,也是中國巖土工程界自己培養(yǎng)的第一位博士。他敏銳地發(fā)現(xiàn)地基處理中存在的科學問題,探尋破解之道。

傳統(tǒng)地基處理方法難以滿足工程要求;樁基礎的承載力高、沉降小,但造價高,難以在大面積地基處理中使用。龔曉南說,當時業(yè)界把目光轉向一種新技術,即通過在地基中設置樁體等增強體來改造天然地基,形成復合地基。然而復合地基到底是如何承擔荷載的,用于不同工程應如何設計,這些問題大家都不明了,實際應用之后頻發(fā)事故。

龔曉南一邊跑工地,一邊研究復合地基的基礎理論問題。他發(fā)現(xiàn),復合地基的優(yōu)勢在于通過合理的構造措施充分調動天然地基的承載潛能,從而大大節(jié)約了成本。1992年,龔曉南出版了復合地基領域第一部專著,正式提出復合地基的科學定義,并創(chuàng)建了一整套理論體系。這被譽為我國復合地基發(fā)展的第一個里程碑。

新理論一出,立刻在業(yè)界引起了震動。1996年,龔曉南在杭州組織了一場全國復合地基理論與實踐學術討論會,相關論文結集出版。“出版社給論文集定價80元一本,我們都覺得太貴。出乎意料的是,會議還沒開完,書已買不到了。”龔曉南說,當時人們不怕貴,因為這是新東西,在工程中有用。

經(jīng)過幾十年完善發(fā)展,復合地基現(xiàn)已成為與淺基礎和樁基礎并列的第三種土木工程常用基礎形式。

一個工程一個“方子”,技術應用遍布全國

“我們搞巖土工程的,打交道的對象是大地。地球歷經(jīng)億萬年演變,不同地方的土層性質和厚度都不一樣,得‘對癥下藥’”龔曉南說,工程項目遇到難題他總是親自“出診”,一個工程一個“方子”。直到現(xiàn)在,他還經(jīng)常接到電話:哪個工地又有什么問題了,龔老師你來一下?!拔以倜σ矔サ??!?/p>

龔曉南每每開車經(jīng)過杭州市區(qū)慶春路段時,心中就充滿成就感:“慶春路兩旁的不少基坑,都是我參與做的?!被泳褪菫槭┕さ叵率叶_挖所形成的土坑。上個世紀,杭州市對慶春路段進行道路改造,這是杭州市第一次大規(guī)模的街道改造。他笑說,杭州大規(guī)模的地下室建設是從慶春路改造開始的。

放眼全國,如今包括京津城際高速鐵路、京滬高速鐵路、杭寧高速公路以及乍嘉蘇高速公路等重大工程,背后都有龔曉南復合地基理論與技術的身影。

杭寧高速公路的建設給龔曉南留下了深刻印象。這條高速路跨越杭嘉湖平原,軟土分布范圍廣,土層厚度變化大,這些特殊的地質地貌條件給高速公路箱涵和通道的地基處理出了道不小的難題。

為了攻克這一難題,龔曉南帶著團隊成員一起現(xiàn)場設計、實施、檢測。團隊提出的設計方案不僅將工期縮短了1年左右,而且無需二次開挖,路基施工后的沉降問題也得到了較好解決,有效控制了路面顛簸后出現(xiàn)的“橋頭跳車”現(xiàn)象。杭寧高速上的防“跳車”經(jīng)驗,如今已普遍運用于軟土地基高速公路的路堤與橋頭連接段。

跨越浙江,北至甘肅,南達廣東,復合地基技術的枝蔓早已“根深葉茂”。甘肅省交通運輸廳總工程師楊惠林說,復合地基技術已成為我們省高速公路建設不可或缺的一項關鍵技術,得到了大面積的推廣和應用。承擔了珠江三角洲大部分高速公路建設的廣東省公路建設有限公司總工程師吳玉剛也有同感,他說,在珠江三角洲高速公路的建設中,復合地基得到了廣泛應用,不僅有效提高了公路建設質量,還明顯縮短了建設工期,降低了工程造價。

據(jù)悉,近3年,僅提供應用證明的工程,該技術帶來的新增利潤及節(jié)約工程造價總計就達35.38億元。

 只有腳踩泥土,才能干成大事

“我們這個專業(yè)死讀書干不成大事,只待在實驗室、書本上研究是不夠的,只有腳踩泥土親臨現(xiàn)場才能獲得第一手數(shù)據(jù),才能打起堅實的基礎。”龔曉南說,即便在浙江一省之內,溫州、臺州、寧波等地的軟土厚度、土層物理力學性質也不一樣,只有對現(xiàn)場多一些了解和研究,才能實實在在解決問題。在教學中,他一直鼓勵學生實地了解情況,結合當?shù)厍闆r開展研究。

這個傳統(tǒng)源自龔曉南的研究生導師曾國熙先生,他非常重視工程實踐,常帶學生去工地,教會大家結合工程去學習。在浙大讀研期間,龔曉南在導師的要求下,一直堅持寫讀書筆記,工作后結合工程寫“一題一議”。

龔曉南前后開設過四五門研究生課程,他總是先講課,之后逐步形成教材。“龔老師經(jīng)常向我們強調要注重解決工程建設中的問題,實實在在地為工程服務?!饼彆阅系膶W生、浙江大學建筑工程學院俞建霖博士說。 

越研究,龔曉南越覺得巖土工程中可研究的問題多。說起未來,如今已75歲的龔曉南說,除了復合地基的研究,地下空間的開發(fā)利用也早已納入他的研究視野?!把芯渴遣豢筛F盡的,中國的社會發(fā)展中還有很多新的建設問題等著我們去解決?!?/p>


浙江新聞客戶端2019年1月8日