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30年创新实践,为地基处理开出“良方”
2019-01-09 09:43:12 来源: 科技日报
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  30年创新实践,为地基处理开出“良方”

  ——记国家科学技术进步奖一等奖“复合地基理论、关键技术及工程应用

  广佛高速,是中国最早的高速公路之一。因车流量过大,原有的四车道在运行8年后,就无法满足运力。拓宽公路,第一步就是新旧地基的融合及处理。如何最少时间、最低成本、最大效果地实现六至八车道拓宽,成为当时横亘在这条高速公路上的重要卡口。

  这个卡脖子难题最终被中国工程院院士、浙江大学建筑工程学院教授龚晓南及其团队创建的地基处理“良方”——复合地基处理技术所攻克。

  也正凭借着历时30年研究成果:“复合地基理论、关键技术及工程应用”,龚晓南团队获2018年度国家科学技术进步奖一等奖。

  作为浙江省培养的第一位博士,也是中国岩土工程界培养的第一位博士,龚晓南曾于1986年前往德国Karlsruhe大学土力学与地下工程研究所进行博士后研究。

  改革开放后,国内工程建设规模日益扩大,软弱地基或不良地基处理的问题愈发显现。1988年,龚晓南回国后,意识到研发地基处理新技术的重要性。“国家需要什么,我就研究什么。”在这一理念的驱动下,他将研究重点转到了复合地基。

  在20世纪60年代,国外将采用碎石桩加固的人工地基称为复合地基。随着我国工程建设的发展,水泥土等柔性桩和钢筋混凝土等刚性桩技术在工程中也被应用,对“复合地基”的定义一时争论不休。

  这个时候,龚晓南站出来打开了这个结。1990年,龚晓南通过荷载传递机理分析,首次总结出复合地基的本质是在荷载的作用下,桩和桩间土能够共同直接承担上部荷载,这也是复合地基与浅基础和桩基础之间的主要区别。

  1992年,龚晓南出版复合地基领域第一部专著,正式提出复合地基的科学定义——天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。

  “桩基础,荷载通过基础先传递给桩体,再通过桩体传递给地基土体。而复合地基,一部分荷载通过基础直接传递给地基土体,另一部分通过桩体传递给地基土体。”龚晓南如是说道。

  之后十多年里,复合地基的理论和技术随着研究不断深化,团队成功将复合地基应用从建筑工程拓宽到公路、铁路等领域。并研发出了系列高性能新型复合地基技术,用来满足不同类型的工程建设需要。

  用龚晓南的话说,便是“根据具体地质条件对症下药,一个工程,用一个‘方子’。”

  在建造杭宁高速公路浙江段时,为应对软土分布范围广,软土层厚度变化大等问题,龚晓南团队采用低强度混凝土桩复合地基技术,同时在涵洞和通道两侧设置采用复合地基处理的过渡段,通过改变复合地基的桩长和置换率,实现了复合地基和堆载预压两种地基处理方法之间差异沉降的平缓过渡。

  “复合地基技术已成为我省高速公路建设不可或缺的一项关键技术,得到了大面积的推广和应用,取得了显著的经济效益和社会效益。”甘肃省交通运输厅总工程师杨惠林在接受采访时说道。

  据不完全统计,近3年里,仅提供应用证明的工程就新增利润和节约工程造价达35.38亿元。

  如今,已过古稀之年的龚晓南依旧深爱着脚下的这片土地。他说:“这次拿奖了以后还要继续做复合地基,因为研究是不可穷尽的,还会有新的问题等着我们去解决。”(记者 江 耘 实习生 洪恒飞 通讯员 吴雅兰 柯溢能)

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【纠错】 责任编辑: 董金玲
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