浙大教授“复合地基”理论技术与35.38亿元

人民视觉人物小传龚晓南，1944年生，浙江金华人，浙江大学教授、博士生导师，中国工程院院士。长期从事土力学及基础工程理论研究和工程实践，参与开设高等土力学等6门研究生课程，出版著作50多部，发表刊物论文580余篇，培养研究生174名。2018年，龚晓南及其团队获得国家科技进步一等奖。广佛高速，我国最早的高速公路之一，是连接广州到佛山的一条重要陆运通道。上个世纪末，当车流量变大、原有四车道要拓宽时，一道难题摆在面前：新旧地基怎样融合处理？这个“卡脖子”难题最终被浙江大学建筑工程学院教授龚晓南及其团队创建的复合地基技术所攻克，即通过在地基中设置桩体等增强体来提高地基承载力，控制工后沉降。如今，复合地基已被广泛应用于建筑工程、高速公路铁路、市政道路、港航、机场等工程建设领域。近3年来，仅提供应用证明的工程就新增利润和节约工程造价约35.38亿元。在今年的国家科学技术奖励大会上，龚晓南领衔的“复合地基理论、关键技术及工程应用”获得了国家科技进步奖一等奖。龚晓南出生于浙江金华汤溪镇山下龚村，家境贫寒却热爱读书。1961年他考入清华大学土建系，从此开启了人生的新篇章。“刚进清华，有两幅大标语让我印象深刻，一是‘清华园——工程师的摇篮’，二是‘为祖国健康工作五十年’。”龚晓南回忆道：“这两句话让我养成了两个习惯，那就是不断学习和坚持锻炼。”6年的大学时光，也给龚晓南心里种下了一颗“为祖国服务”的种子。“记得有一次，班级组织游览八达岭，途中来到青龙桥詹天佑纪念馆。那时候，我们对詹天佑非常崇拜，我也暗暗下定决心，要为祖国的土木工程建设做出自己的贡献。”龚晓南说：“大学不仅让我掌握了现代土木工程知识，更重要的是让我明白了，科研必须考虑国家需要。”大学毕业后，龚晓南来到陕西凤县，投身到“大三线建设”当中。修公路、架桥梁、筑防洪堤，工程需要他干什么，龚晓南就干什么，这一干就是十余年。正式与岩土打起交道，并找到未来一辈子的研究方向，要从1978年龚晓南作为改革开放后第一批研究生、考入浙江大学开始算起。“这得感谢我的老师曾国熙教授，他是当时岩土工程领域屈指可数的留学回国人员，是他带领我走上了岩土研究的道路。”1984年，龚晓南毕业，成为中国岩土工程界培养的第一位博士。之后他前往德国卡尔斯鲁厄大学进行博士后研究。国外的先进技术让他眼界大开。“想学的东西太多，只能一边拼命汲取养分，一边时刻关注祖国建筑事业的发展状况。”在他看来，留学机会难得，要先把国内急需的技术学好学透。毕竟，“国家的需要就是我们的研究方向。”1988年，回国后的龚晓南发现，国家建设急需发展高效、经济、快速的地基处理新技术，于是就将研究重点转到了复合地基。我国地域辽阔，工程地质条件复杂。软弱地基和不良地基处理，一直是困扰工程界的一大难题。如何在大片软土区域中修建质优价廉的地基呢？传统地基的处理方法，在承载力、稳定性、沉降等方面难以满足建设要求；桩基础的处理方法，造价太高，难以大面积使用。相比之下，在地基中设置不同的增强体而形成的复合地基，其价廉物美的优势就体现了出来。1992年，龚晓南完成专著《复合地基》，首次提出了复合地基的理论框架、定义、形成条件和分类方法，并创建了广义复合地基理论，成为我国复合地基发展史上第一座里程碑。复合地基虽好，但不是简单地“复制粘贴”就可以的。早些时候，有些建设方直接把建筑中复合地基的计算方法应用到路堤工程中，也出现过一些安全事故。龚晓南反复强调，土是自然和历史的产物，因为年代不同、区域不同、构造不同，每一个工程所面临的地质条件都是千差万别的。所以，我们必须在大的理论框架下，对症下药，做到一个工程一个“方子”。如今，龚晓南团队已经“把脉问诊”了全国40余条高速公路和高速铁路，其中包括京津城际高速铁路、京沪高速铁路等重大工程项目。杭宁高速公路的建设给龚晓南留下了深刻印象。这条高速公路是长三角一体化的重要大动脉，其中，浙江段跨越杭嘉湖平原，不仅软土层厚度变化大，而且与填土路堤连接处极容易形成颠簸，出现“跳车”现象。面对难点，龚晓南带着团队成员，一次次到现场进行踏勘、设计、实施、检测。最后，团队提出的设计方案不仅将工期缩短了1年，且无需二次开挖；通过设置复合地基处理过渡段，有效缓解了差异沉降，控制了“桥头跳车”现象。杭宁高速上的防“跳车”经验，如今已普遍运用于软土地基高速公路的路堤与桥头连接。除了复合地基，龚晓南还从事软黏土力学、基坑工程等领域的教学、科研与技术服务等工作。比如，杭州市区庆春路两旁建筑的基坑工程，许多都是他参与设计和实施的。时至今日，每每经过庆春路段，龚晓南心中仍感到幸福和满足。“我人生的主要工作是和泥巴打交道。别人往地上盖房子，我们是往地下造。‘地下’是‘地上’的根基，所以更要精心设计施工，绝对不能抱侥幸心理。”龚晓南说。1992年龚晓南团队来到宁波一家公司的工地现场，团队通过足尺试验，研究了水泥搅拌桩的荷载传递规律，并形成理论成果。这篇从工地里“跑出来”的成果，目前是复合地基领域引用排名第一的论文。实践是理论的基础。在研究和教学中，龚晓南一直要求学生、要求自己到实地去考察。“我们这个专业，只在实验室、书本上研究是不够的，死读书干不成大事，只有脚踩泥土、亲临现场才能获得第一手数据。”龚晓南说：“即便在浙江一省之内，温州、台州、宁波等地的软土厚度、土层物理力学性质也不一样。只有对现场多一些了解和研究，才能确保工程建设严谨、准确。”直到现在，龚晓南还常常接到紧急电话，哪个工地又有什么问题了，需要赶紧想办法。“我再忙也会去现场看一下。”龚晓南说。在强调工程实践的同时，龚晓南也非常重视教育教学。他用30年来的理论研究和工程实践成果改写了教科书，使复合地基成为与浅基础、桩基础并列的土木工程三种主要地基基础形式之一，成为本科生和研究生教材与教学的重要内容。“许多教材是在点滴中积累而成的，比如《土塑性力学》，是我读博士时期读书笔记汇集起来的。”龚晓南回忆，“读研期间，导师要求我写小论文、读书笔记，我一直坚持了下来，工作后也经常结合工程写‘一题一议’。这是一个好习惯，对于发现问题、及时思考、收集素材、锻炼笔力都很有帮助。”此外，龚晓南还突破传统的教学模式，在浙大土木系率先实施“大土木”教育，拓宽学生的知识面；新建道路桥梁、建筑经济管理、防灾减灾等学科；在他当系主任的5年间，土木系设立了一级学科博士点和博士后流动站。谈及前不久获得的国家科技进步奖一等奖，龚晓南谦虚地摆了摆手，“功劳是属于整个大团队的。我们以后还要继续做复合地基，因为研究不可穷尽，中国社会发展中还有很多新问题等着我们去解决。”（柯溢能 吴雅兰参与采写）科研管理新闻科研管理系统