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”——復合地基處理技術所攻克。
也正憑借著歷時30年研究成果:“復合地基理論、關鍵技術及工程應用”,龔曉南團隊獲2018年度國家科學技術進步獎一等獎。
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)地基處理新技術的重要性?!皣倚枰裁矗揖脱芯渴裁?。”在這一理念的驅動下,他將研究重點轉到了復合地基。
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。1990年,龔曉南通過荷載傳遞機理分析,首次總結出復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、鐵路等領域。并研發(fā)出了系列高性能新型復合地基技術,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,同時在涵洞和通道兩側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。
“復合地基技術已成為我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,取得了顯著的經濟效益和社會效益?!备拭C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去解決。”(記者 江耘 實習生 洪恒飛 通訊員 吳雅蘭 柯溢能)
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