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(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shè)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(zhì)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?!敝袊こ淘涸菏?、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院龔曉南教授團隊數(shù)十年埋頭攻關(guān),從創(chuàng)建理論,到研發(fā)技術(shù),再到一個個工程應(yīng)用,極富創(chuàng)造性地解決了這個難題。

復(fù)合地基——這就是龔曉南給出的答案。今天,復(fù)合地基理論與技術(shù)被應(yīng)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(xué)技術(shù)獎勵大會上,龔曉南領(lǐng)銜的“復(fù)合地基理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)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(fù)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(zhì)復(fù)雜,各建設(shè)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(xué)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(chǔ)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(dāng)時業(yè)界把目光轉(zhuǎn)向一種新技術(shù),即通過在地基中設(shè)置樁體等增強體來改造天然地基,形成復(fù)合地基。然而復(fù)合地基到底是如何承擔(dān)荷載的,用于不同工程應(yīng)如何設(shè)計,這些問題大家都不明了,實際應(yīng)用之后頻發(fā)事故。

龔曉南一邊跑工地,一邊研究復(fù)合地基的基礎(chǔ)理論問題。他發(fā)現(xiàn),復(fù)合地基的優(yōu)勢在于通過合理的構(gòu)造措施充分調(diào)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(fù)合地基領(lǐng)域第一部專著,正式提出復(fù)合地基的科學(xué)定義,并創(chuàng)建了一整套理論體系。這被譽為我國復(fù)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(fù)合地基理論與實踐學(xué)術(shù)討論會,相關(guān)論文結(jié)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?!饼彆阅险f,當(dāng)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(fù)合地基現(xiàn)已成為與淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)并列的第三種土木工程常用基礎(chǔ)形式。

一個工程一個“方子”,技術(shù)應(yīng)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(zhì)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サ摹!?/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(shè)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(fù)合地基理論與技術(shù)的身影。

杭寧高速公路的建設(shè)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(zhì)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(shè)計、實施、檢測。團隊提出的設(shè)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(fù)合地基技術(shù)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(fù)合地基技術(shù)已成為我們省高速公路建設(shè)不可或缺的一項關(guān)鍵技術(shù),得到了大面積的推廣和應(yīng)用。承擔(dān)了珠江三角洲大部分高速公路建設(shè)的廣東省公路建設(shè)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(shè)中,復(fù)合地基得到了廣泛應(yīng)用,不僅有效提高了公路建設(shè)質(zhì)量,還明顯縮短了建設(shè)工期,降低了工程造價。

據(jù)悉,近3年,僅提供應(yīng)用證明的工程,該技術(shù)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(chǔ)。”龔曉南說,即便在浙江一省之內(nèi),溫州、臺州、寧波等地的軟土厚度、土層物理力學(xué)性質(zhì)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(xué)中,他一直鼓勵學(xué)生實地了解情況,結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r開展研究。

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

龔曉南前后開設(shè)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(diào)要注重解決工程建設(shè)中的問題,實實在在地為工程服務(wù)?!饼彆阅系膶W(xué)生、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)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(fù)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。“研究是不可窮盡的,中國的社會發(fā)展中還有很多新的建設(shè)問題等著我們?nèi)ソ鉀Q?!?/p>


浙江新聞客戶端2019年1月8日