30年創(chuàng)新實踐,為地基處理開出“良方”——記國家科學技術(shù)進步獎一等獎“復合地基理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應用”
2019-01-09 07:42:48 來源: 科技日報
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  廣佛高速,是中國最早的高速公路之一。因車流量過大,原有的四車道在運行8年后,就無法滿足運力。拓寬公路,第一步就是新舊地基的融合及處理。如何最少時間、最低成本、最大效果地實現(xiàn)六至八車道拓寬,成為當時橫亙在這條高速公路上的重要卡口。

  這個卡脖子難題最終被中國工程院院士、浙江大學建筑工程學院教授龔曉南及其團隊創(chuàng)建的地基處理“良方”——復合地基處理技術(shù)所攻克。

  也正憑借著歷時30年研究成果:“復合地基理論、關(guān)鍵技術(shù)及工程應用”,龔曉南團隊獲2018年度國家科學技術(shù)進步獎一等獎。

  作為浙江省培養(yǎng)的第一位博士,也是中國巖土工程界培養(yǎng)的第一位博士,龔曉南曾于1986年前往德國Karlsruhe大學土力學與地下工程研究所進行博士后研究。

  改革開放后,國內(nèi)工程建設規(guī)模日益擴大,軟弱地基或不良地基處理的問題愈發(fā)顯現(xiàn)。1988年,龔曉南回國后,意識到研發(fā)地基處理新技術(shù)的重要性?!皣倚枰裁?,我就研究什么?!痹谶@一理念的驅(qū)動下,他將研究重點轉(zhuǎn)到了復合地基。

  在20世紀60年代,國外將采用碎石樁加固的人工地基稱為復合地基。隨著我國工程建設的發(fā)展,水泥土等柔性樁和鋼筋混凝土等剛性樁技術(shù)在工程中也被應用,對“復合地基”的定義一時爭論不休。

  這個時候,龔曉南站出來打開了這個結(jié)。1990年,龔曉南通過荷載傳遞機理分析,首次總結(jié)出復合地基的本質(zhì)是在荷載的作用下,樁和樁間土能夠共同直接承擔上部荷載,這也是復合地基與淺基礎和樁基礎之間的主要區(qū)別。

  1992年,龔曉南出版復合地基領(lǐng)域第一部專著,正式提出復合地基的科學定義——天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強,或被置換,或在天然地基中設置加筋材料,加固區(qū)是由基體和增強體兩部分組成的人工地基。

  “樁基礎,荷載通過基礎先傳遞給樁體,再通過樁體傳遞給地基土體。而復合地基,一部分荷載通過基礎直接傳遞給地基土體,另一部分通過樁體傳遞給地基土體?!饼彆阅先缡钦f道。

  之后十多年里,復合地基的理論和技術(shù)隨著研究不斷深化,團隊成功將復合地基應用從建筑工程拓寬到公路、鐵路等領(lǐng)域。并研發(fā)出了系列高性能新型復合地基技術(shù),用來滿足不同類型的工程建設需要。

  用龔曉南的話說,便是“根據(jù)具體地質(zhì)條件對癥下藥,一個工程,用一個‘方子’?!?/p>

  在建造杭寧高速公路浙江段時,為應對軟土分布范圍廣,軟土層厚度變化大等問題,龔曉南團隊采用低強度混凝土樁復合地基技術(shù),同時在涵洞和通道兩側(cè)設置采用復合地基處理的過渡段,通過改變復合地基的樁長和置換率,實現(xiàn)了復合地基和堆載預壓兩種地基處理方法之間差異沉降的平緩過渡。

  “復合地基技術(shù)已成為我省高速公路建設不可或缺的一項關(guān)鍵技術(shù),得到了大面積的推廣和應用,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。”甘肅省交通運輸廳總工程師楊惠林在接受采訪時說道。

  據(jù)不完全統(tǒng)計,近3年里,僅提供應用證明的工程就新增利潤和節(jié)約工程造價達35.38億元。

  如今,已過古稀之年的龔曉南依舊深愛著腳下的這片土地。他說:“這次拿獎了以后還要繼續(xù)做復合地基,因為研究是不可窮盡的,還會有新的問題等著我們?nèi)ソ鉀Q?!保ㄓ浾?江耘 實習生 洪恒飛 通訊員 吳雅蘭 柯溢能)

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【糾錯】 責任編輯: 程瑤
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