為複合地基處理開出良方——訪2018年度國家科技進步獎一等獎獲得者龔曉南團隊
為複合地基處理開出良方
——訪2018年度國家科技進步獎一等獎獲得者龔曉南團隊
本報記者 萬玉鳳 通訊員 柯溢能 吳雅蘭
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廣佛高速，我國最早的高速公路之一，是廣州到佛山的陸運大通道。
不承想，因為車流量實在太大，原有的四車道在運行僅8年後，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。
這個卡脖子難題最終被浙江大學建築工程學院教授、中國工程院院士龔曉南及其團隊創建的地基處理「良方」——複合地基處理技術所攻克。
「國家的需要就是我們的研究方向。」龔曉南及其團隊歷時30年的理論研究和工程實踐，極大地推動了複合地基新技術的發展和在各工程建設領域的廣泛應用。
一個定義打開研究死結
我國地域遼闊，工程地質條件複雜，改革開放以來，工程建設規模日益擴大，因而在具體建設中，遇到越來越多的軟弱地基或不良地基問題。
傳統地基處理方法難以滿足高承載力與穩定性和快速的地基處理要求，而樁基礎的承載力高、沉降小，但造價高，難以在大面積地基處理中使用。
有沒有價廉物美的地基處理方法呢？1990年，龔曉南通過荷載傳遞機理分析，首次總結出複合地基的本質是在荷載的作用下，樁和樁間土能夠共同直接承擔上部荷載，這也是複合地基與淺基礎和樁基礎之間的主要區別。
1992年，龔曉南出版複合地基領域第一部專著，正式提出複合地基的科學定義——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，加固區是由基體和增強體兩部分組成的人工地基。
龔曉南對複合地基的定義、形成條件和分類作了明確的規定，揭示了複合地基的荷載傳遞機理和位移場特性，提出了承載力和沉降分析理論，創建了複合地基理論體系，為複合地基的工程設計和應用提供了關鍵的理論支撐，被譽為我國複合地基發展的第一個里程碑。
一個工程，一個「方子」
從1990年到本世紀初的10多年裡，複合地基的理論和技術隨著研究不斷深化。這個理論指導實踐的過程，也讓建設方看到了複合地基的顯著優點，複合地基的應用從最初的建築工程慢慢拓展到了公路、鐵路建設。但是單純的「複製粘貼」，直接把建築中複合地基的計算方法應用到路堤工程中，也出現過一些安全事故。
問題癥結在哪裡？團隊做了深入細緻的研究，揭示了基礎剛度對複合地基工作性狀的影響機理，建立了路堤下複合地基計算分析理論，成功將複合地基應用從建築工程拓寬到公路、鐵路等領域，可以說龔曉南的研究引領了整個行業發展。
作為長三角一體化的重要大動脈，杭寧高速公路浙江段於2000年建造，跨越杭嘉湖平原，大部分地區為河相、湖相沉積，軟土分布範圍廣，軟土層厚度變化大。龔曉南帶著團隊成員現場設計、實施、檢測與科研，將原來涵洞和通道堆載預壓法處理改用低強度混凝土樁複合地基處理，比原設計的塑料排水板堆載預壓處理方案的工期縮短了一年左右，而且不需要進行二次開挖。
為了能讓複合地基理論及關鍵技術更方便地應用於各類工程，龔曉南團隊建立了複合地基設計方法和技術標準，形成了複合地基工程應用體系，主編了複合地基領域第一部國家標準《複合地基技術規範》及其他主要規範，為複合地基設計、施工和檢測提供了全面的依據和支撐。
30年如一日為工程服務
龔曉南是浙江省培養的第一位博士，也是中國岩土工程界培養的第一位博士。1986年，他前往德國Karlsruhe大學土力學與地下工程研究所進行博士後研究，1988年回國。
當看到國家建設急需發展高效、經濟和快速的地基處理新技術時，回國後的龔曉南就將研究重點轉到了複合地基，一頭扎了進去。30年來，從理論到實踐，再從實踐中凝練問題，理論再研究，這段路重複了無數次。
30年來，龔曉南用理論研究和工程實踐成果改寫了教科書，使複合地基成為與淺基礎、樁基礎並列的土木工程三種主要地基基礎形式之一，並成為本科生和研究生教材與教學的重要內容、各種基礎類設計手冊和指南的重要章節，為行業人才培養發揮了重要作用。
談到這次獲獎，龔曉南表示，團隊圍繞複合地基已經開展了30年的研究和實踐。這次獲獎，浙大方面的老師雖然只有3個人，但這26位博士、28位碩士，還有龔曉南的老師和同事都有貢獻。「我們三個只是代表，功勞是屬於整個大團隊的」。
本報北京1月8日電
《中國教育報》2019年01月09日第4版
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