王盛源：跋涉在软土地基研究领域的探索者

 

人物介绍：王盛源  男  1935年10月12日出生（实际1933年出生，由于笔误，所有证件将3写成了5）；1960年武汉水利电力学院本科毕业；1964年华东水利学院研究生毕业；1964年起南京水利科学研究所任所长助理、所长；1988年任广东航道局航道科学研究所高级工程师；1992年任广东省航务工程公司副总经理（现广东省航盛建筑集团工程有限公司）。现任广东省土木建筑学会工程咨询专家

 

跋涉在软土地基研究领域的探索者

   -----记广东省航盛建设集团有限公司原副总经理、副总工王盛源

 

为广东高速公路的建设加速

深圳～汕头高速公路是广东省内较为忙碌的高速公路之一，这条全长不足300公里的高速公路在丘陵中蜿蜒绕行，山坡上各种果树成林，在不同季节开花挂果，一路上水库、田野、海景、山景、竹林、河流等景象像电影般在眼前交替和切换。当驱车在此高速路上欣赏着一路无限美景的时候，有谁会想到修建这条公路时的曲折和艰辛？

1992年，当时广东在改革开放政策指引下，“三来一补”企业正蓬勃发展，运输繁忙，但当时的公路等级低，堵车现象非常严重，广东成了全国最大的“停车场”。正所谓路通财通，要大规模发展经济首先要启动交通建设，在邓小平同志“先行一步”的鼓励下，广东大手笔地开始了高速公路的基础设施建设。经过曲折而艰辛的筹备工作，深圳～汕头高速公路的修建提上了议事日程。

修建高速公路，首先要控制地基的稳定性。广东的珠江三角洲，水网细密，整片土地象一块吸了水的海绵，要在上面建高速公路谈何容易。

为此，广东省交通厅专门请来了从事软土地基专家――王盛源。让他组建一个岩土工程公司，专门为高速路的软基加固培养施工队伍，同时为高速公路的修建提供技术保障。于是王盛源担任广东省航务工程公司副总经理并组建了岩土分公司。

王盛源，1988年从南京水利科学院调到广东航道局科研所的软土研究专家，一个长期跋涉在软土地基研究领域中的探索者。

在软基上修建高速路，一般的路堤极限高度仅2～3米，当路堤高5～6米时，超过极限高度的2～3米往往需预压2～3年以上，而且稍有疏忽就会发生滑塌事故，处理一个中等程度的滑坡至少花费2～3百万元，在人力物力财力上消耗巨大，只有解决了地基稳定问题才能为高速公路的修建加速。

解决深汕高速公路的地基稳定控制问题成为王盛源到广东后需要解决的第一个难题，这也是在软基上建造高速公路的难关之一。

王盛源在深达20米的软基处，做了375米长的试验路段，首先建立按地基强度增长的数学模型与计算理论，自编程序，进行多次试算成功后，在试验路段中结合施工特点，提出简化而实用的“薄层轮加法技术”。这种技术是根据工程特点和施工单位的机械能力，制定出每层填土的厚度，一般为30～40厘米，当起始点填筑开始时，地基也同时开始增长强度，一路往前填筑，当起始点的地基强度增长到可允许再填下一层土时，就立即开始再填一层，这样一薄层一薄层地轮加填筑，直至完工。

这种方法原理清晰、方法简单，施工和管理部门易于掌握，原试验路段设计为二年半工期，按薄层轮加法仅需200多天。接着在深汕西段10公里软基路段全面推广，进一步获得成功经验后全省高速公路的软土地基路段都开始广泛使用这种方法。

京珠高速公路、西部沿海高速公路、佛开高速公路等几条主干线的软基加固中都运用了“薄层轮加法填筑”技术，解决了珠江三角洲高含水量空架结构软基上高速公路快速施工的地基稳定控制问题，加快了高速公路的修建进度。

如果说处理高含水量空架结构软基上高速公路快速施工的地基稳定控制问题是王盛源的强项，那么在海口～洋浦的一级公路上遇到的情况却恰恰相反。

海口～洋浦这段一级公路需要把原来的路面加宽一倍以应付日益猛增的车流量，设计者采用水泥搅拌桩加固新路基。可在施工时搅拌机不知什么原因搅拌很困难，而且还把搅拌轴杆给搅断了。再试，结果还是令人沮丧。施工被迫停止，所有人都绞尽脑汁想办法。这时有人提出请王盛源过来解决问题。王盛源一听到这消息，激发起他探索问题的本能，马上亲赴现场查勘。发现这里的土质是高液限土，和他以前处理的高含水量土质完全相反， 土体处在塑性状态，设计人员不了解这种土的结构和特性使用了搅拌桩，搅拌时遇到的阻力极大，而且搅拌不均匀。王盛源提出改用加筋土的方法，通过筋体的连接使旧路堤和新路堤结合起来成为一个整体。难题迎刃而解！工程负责人感激地对王盛源说“是你救了我们，救了这条路！”

他如同一位感觉敏锐的猎人，穿梭在建设高速公路的这座大森林里不停的探索，到处寻找“软土地基问题”这个猎物，一旦遇到，立刻运用他本能的机智,使出浑身解数征服它！

2000年3月的某个清晨，王盛源接到一个要求紧急支援的电话：广东西部一条建在深厚软基上的高速公路在进行最后一层超载预压的时候发生大滑动！放下电话，王盛源火速赶到现场。眼前出现一片奇异的景观：平地出高原！滑动的路段长达220多米，高度将近20米。这完全刷新了全省公路和岸坡滑动的历史记录。负责该项目的技术人员之前也深知这段公路的地质情况复杂，施工两年多来都一直兢兢业业，不敢有丝毫的放松，但还是发生这样的事故。按施工组织设计要求，这时应该修筑路面。在讨论会上，指挥部的负责人再三强调不惜任何代价，尽快处理，确保准时通车！并决定由王盛源挂帅，他义不容辞的接受了这个艰巨的任务。

王盛源通过勘测发现这是一个深层双向的大滑动，地面下15～30米深处的淤泥结构已完全被破坏，按通常的处理方法要3 ～4年时间才能恢复。现在要短期内完成加固，必须深入地、充分地掌握淤泥的结构特性。他经过仔细研究分析，决定用真空吸水法将淤泥里的水分吸出，使土体排水固结，增加它的强度以达到快速加固的目的。王盛源还同时用仪器密切监测地基土的动态，随时掌握快速填筑过程中地面下土的动态，避免再次发生滑动。经过五个月的艰苦奋斗终于完成了路堤的修复工作。站在这条平坦宽阔的高速公路上，王盛源爽朗大笑起来，不为什么，只为征服困难后的喜悦。

然而，他没有因此放慢探索的脚步；他依然步履坚定地跋涉在研究软土地基的路途上。

广佛高速公路是广州的西门口，辐射范围远及海南省。随着经济的不断发展，原来的设计已经不能满足飞速增长的运行需要，广东省交通厅决定拓宽这段高速公路的路面。难题又出现了：新增的路堤与旧路堤必须沉降一致；新路堤不能向外倾斜；施工时不能全封闭，必须保证有路通车和安全通车。这三个难题如果分别解决，王盛源都游刃有余，但是同时解决却是全世界都没有可借鉴的例子。王盛源明知山有虎，偏向虎山行。他带领几个年轻骨干通过实地勘测和周密的理论分析，决定采用水泥搅拌桩把新路堤的重量直接传递到最底的硬土层，保证新路堤不发生差异沉降；通过筋体牵拉的方法，让旧路堤和新路堤像好朋友一样手拉手保证路堤不发生倾侧；施工时先做地基外侧，再从外到内逐步施工确保地基的稳定，从而保证施工时正常通车的安全。广佛高速公路成功扩充路面的实例开创了我国高速公路拓宽工程的先河。

2003年王盛源被聘为广东省交通厅专家委员，这是对为广东高速路建设加速的王盛源所有辛劳的一份回报和肯定。

王盛源是怎样走上这条偏僻的研究软土之路的？让我们带着好奇和敬佩的心情走入他的奋斗历程。

童年的记忆

         王盛源的父亲是江苏无锡农民，家里靠给地主种田维生，父亲是家里的主要劳动力，为了改善家里的经济条件，父亲离开无锡到上海工作。

   1933年10月12日，王盛源就在上海马当路的一个简陋的房子里出生，那曾是当年共产党第一次代表大会的所在地，听哥哥说那天房子外面还听到共产党员被巡捕房追捕的脚步声。

清贫但尚且安稳的日子到王盛源7岁入读小学时嘎然而止，在学校上了一个多月的课，抗日战争爆发，父亲带着一家人回到无锡，从此苦难的童年伴随着抗日战火拉开了帷幕。

回忆童年，有几件事让王盛源印象深刻。为了维持生计不得不全家出动，父亲做小工，哥哥在粮行当学徒，王盛源则跟着姐姐做童工。当时的无锡是全国的粮食、纺织中心。抗日战争期间汽油和煤都是紧缺物资，纺织厂为了节省成本，将炸过油的油渣饼打碎当燃料，年仅9岁的王盛源就是打油饼的小童工。

    除了当童工外，王盛源还当过替工。那时日本宪兵横行霸道，占据了铁路还要强迫当地村民替他们看守。这种费精神不费力的活一般都派小孩去，没有小孩的家庭就花钱请别人的孩子当替工，王盛源完成自家的任务后就去当替工赚点小钱贴补家用。小孩子头脑灵活总想着法子偷懒，没宪兵的时候就选一个人放哨，其他孩子躺在自己位置上睡大觉。有一次碰到宪兵查岗，放哨的叫醒了其他孩子可来不及叫王盛源，他还在呼噜大睡，宪兵一脚把他揣醒正准备发作，他反倒一骨碌爬起来瞪着宪兵理直气壮地说：“让我们免费为你守铁路还打人，呸！”气氛顿时紧张起来，宪兵手里明晃晃的刺刀闪着寒光，沾不沾血都在一念之间。几秒钟后鬼使神差，宪兵居然退缩了。

     王盛源不甘心受侮辱和倔强的性格在这事件中充分显露出来。

还有一件特别深刻的事，那个年代尽管一家大小卖力工作，还是换不来温饱的日子。粮食也因战争空前紧张，好一点的米都被送到前线，就算带有霉味的“轧平米”也只能限量供应，超过供应量有钱也不一定买得到。为了能买到米，母亲总是半夜出发走好几里路赶去排队， 10岁的王盛源作为男子汉担起护送的责任。有一天，母子俩一边聊天一边在月朗星稀的小路上小心翼翼的走，走到一堵围墙旁边，路给围墙的影子遮住了，母亲本能的想绕过去挑光亮的地方走，正抬脚，说时迟那时快王盛源一把抓住母亲大声喊：“那是河！”原来，紧挨着小路的是一条被月光照得发亮的河！王盛源凭着机智敏锐的反应救了母亲，这段经历也令他终生难忘。

 

读书生涯，苦中有乐

在战火纷飞的年代如何生存已经成为一个严峻而冷酷的问题，王盛源不敢奢望能上学校念书。抗战胜利后， 12岁那年他终于有机会入读道义小学二年级。那里的老师都是家庭妇女，知识虽然有限，但她们却以她们的爱心启发这些被耽误了学习的孩子，让他们懂得做人的道理知道为什么要努力学习。就这样，孩子们象一棵棵久旱的小苗迅速地吸收着知识的甘露。这时，哥哥向他提出来跳级的要求，觉得他应该把宝贵的光阴抢回来。为了有一个更好的学习环境，哥哥鼓励王盛源参加无锡北区重点小学－－积余小学的入学考试。王盛源没考够录取分数，但是考得备取的第一名。因积余小学是米业工会办的学校，哥哥所工作的恒义粮行又是米业工会的最大会员单位，由这关系王盛源才入读了积余小学。为了不辜负长辈的殷切期望他更加发奋读书。

高中时，在上海一个银行里当杂工的父亲工资被缩减了二次。稍有好转的经济状况又一落千丈。王盛源看在眼里，思前想后准备退学减轻家里的负担，这时，姐姐挺身而出资助他继续学业。

1955年王盛源不负众望终于考上了武汉水利电力学院。可问题又来了，家里连去武汉上学的路费都没有。母校赞助了10元加上哥嫂节衣缩食省下的10元，王盛源口袋里揣着这20块钱带着亲人的期望和嘱咐上路了。在大学求学过程中王盛源一直受着经济的困扰，他一直在考虑是否继续读书。自从毛主席畅游长江写下千古名句后，王盛源也跟随高校同学一起横渡长江。淌荡在滔滔江水中，感受“万里长江横渡，极目楚天舒”里的意境，他突然顿悟：勇气和坚持会让困难变得渺小。骨子里的倔强坚定了他继续读书的信念。

王盛源的求学生涯虽然充满清苦和艰辛，但苦中之乐也只有他本人才体会得到。

 

软土流变力学理论的研究

在武汉水力电力学院毕业后，王盛源被选送到华东水利学院读研究生。华东水利学院的教学方法类似欧美派教学模式，没有固定安排的课程，鼓励学生自主学习。这和原来武汉水力电力学院教学方法不同，两种不同的学习环境，煅炼了王盛源综合处事能力，为日后的研究与实践打下了扎实的基础。

王盛源师从我国著名的岩土专家钱家欢教授学习土力学与地基基础，研究软粘土的应力应变规律，即软土的流变力学。

土作为建筑地基材料，分为粘土、砂土、黄土、膨胀土等，这些土类中，粘土尤其是饱和软粘土的性质还算均匀，是由固体土颗粒与孔隙中水体两相组成，大多位于东南沿海一带，这些地区经济建设发达，但饱和软粘土地基承载能力低下，固结时间长，由此约束和妨碍建设速度。如果这些软土地基不经过加固处理是无法作为建筑地基的，因此每年投入地基处理的费用高达数十亿之多，可见研究软土地基的力学性能和加固技术，无论在学术和工程方面都意义深远。

所有事物都由固、液、气三相体组成，为了将理论实验化繁为简，王盛源选用了软土在水里的两相体研究，只限于固体和液体的研究，被称为饱和软粘土研究。建在软土上的建筑物，什么时候开始下沉，会下沉多少，多少年沉完，怎么控制等一系列问题，都需要饱和软粘土研究理论的支持，根据理论而建成的建筑物，在质量、成本、工期等方面都有很大保障。

1964年，王盛源研究完成了“饱和粘土比拟理论”，该理论比澳大利亚Booker教授提早10年。《饱和多孔介质粘弹性理论》在《中国科学》发表了中英文版，在《软土地基与地下工程》一书中被命名为“流变在沉降计算中的应用----钱家欢－王盛源公式”，《饱和粘性土主固结与次固结变形分析》在《岩土工程学报》发表后被俄罗斯《土力学与地基基础》转载。该理论还分别在国际区域土木工程会议（北京）、国际土力学及基础工程协会成立五十周年、美国A.S.T.M.期刊上推广。

 

软基加固的开拓者

理论来自实践，又反转来指导实践。王盛源决定将他的研究理论用于工程实践。1964年王盛源被分配到南京水利科学院工作，任土工所专业组长，开始了他的理论到实践的转化过程。

建在软土地基上的建筑物，首先要进行地基加固，有了软土流变力学的理论，就可以有目的地对软土地基加固技术进行开发研究。

上世纪的六七十年代，钢材、水泥、木材属国家三大控制指标材料，十分紧缺。如果用传统方法做混凝土桩基础来支撑建筑物，混凝土桩的钢材、水泥使用量很大，王盛源觉得应该有一种新的加固方法来解决这一成本高和三材少的矛盾。在南京船厂江边的地基处理工程中，王盛源带领技术小组首次用振冲器钻进软土地基，一边钻一边往孔里面填石子，逐渐形成一个石头挤成的桩柱体，每个石头桩柱直径约80厘米，深约20米，能承受20多吨的力量，完全可代替混凝土桩，不仅大大地节约了成本，而且能达到更好的效果。这种振动水冲法（简称振冲法）加固软弱地基是国内最早的加固方法之一。很快振冲法先后被全国26个省市应用，为国家节省大量工程投资资金和三大材料，产生了良好的社会效应。

1978年，为了完成周总理提出的要求三年改变港口面貌的指示，王盛源与交通部水运规划设计院等共同负责国家重点科技项目“现代化港口建设新技术的碎石桩研究”。当时的沿海港口大都存在三大问题：港池淤积；陆域面积少；软基未作处理。王盛源被委任直属交通部南科院的港口软基处理小组带头人之一。天津港是全国的几大沿海港口之一，他们对天津港软基进行的振冲法和真空预压法进行了加固处理，加固了港口软基后，港池淤积的淤泥被排出，回填到陆面上，陆域面积也就增多了，这样港口的三大疑难问题都迎刃而解。王盛源所带领的小组获全国交通战线先进集体，其研究成果被交通部向国家推荐并录为《科学技术100例》。《软基加固技术的开发与应用》课题获水电部科技进步二等奖、国家科技进步二等奖。

上世纪70年代，是我国开展地基加固与复合地基处理技术的初期，在这个领域里王盛源与同时代的土力学工作者们为大规模进行土建工程的地基基础加固做了很多贡献。除了对现代化港口软基进行加固处理外，还加固了上海金山石化总厂软土地基、宁夏大武口电厂地基、南通天生港电厂地基等，特别是对当时我国化工基地“扬子乙稀”化工厂的30万平方米污水处理厂地基进行了加固，为工厂节省一千万元资金，获得了江苏省科技进步三等奖。

王盛源被同行公认为我国软土地基加固技术理论研究、开发与应用的开拓者和学科带头人之一。

1988年王盛源从南京调到广东工作，长期从事珠江三角洲淤泥工程特性研究，将碎石桩发展成大粒径碎石桩加固高含水量低强度超软弱淤泥，在华南地区港口与高速公路地基中得到广泛应用。通过珠江三角洲地区高速公路软基加固技术的研究和开发，一批交通部“九五”重点课题《碎石桩复合地基大型剪切试验》、《真空联合堆载快速施工法》、《高速公路拓宽技术》、《珠江三角洲饱和粘土微结构研究技术》等科研成果通过交通部专家组的验收，获得广东省科技进步二等奖。

1991年王盛源被评为全国第一批国家突出贡献技术人员，享受国务院特殊津贴。

 

生命不息  研究不止

退休后的王盛源仍旧退而不休，除了给年轻人一些技术上的指导外，还在继续做他的研究。和土打了一辈子交道的他对软土有着一份特殊的感情。

用“薄层轮加法填筑技术”控制了地基稳定后，他又把研究重点放在工后沉降的计算难题上。要研究工后沉降，首先必须研究土的内部结构，即土的微结构，王盛源的研究已由宏观转入微观，这在国内尚处在领先位置，在国外也为数不多。

土的微结构研究需要有干土样，但是要将软土脱水却有很大难度。王盛源的微观试验就从脱水技术开始，先将含有水份的土样放在－196℃液体氮下进行瞬间冻结，待土样还没来得及结构变化时就已经成了非晶体冰，然后放在真空系统里蒸发，使固体水直接变成气体被抽走，原来含有水份的软土样就变成了干土样。将干土样在电子显微镜下放大1万倍后，用电脑计算出有多少颗粒，多少孔隙。经过研究和计算，发现受压力后的软土孔隙体积虽然减少了，但孔隙个数却增多。

有了这一微结构结论后，王盛源还和莫斯科大学合作，研究了珠江三角洲淤泥的微结构工程特性，发现淤泥内部渗透系数为10^-4cm/s，为此提出用土体内部排水法加固珠江三角洲的“三高二低”的超软弱淤泥，例如真空法、电渗法、深层井排水法等。 所谓“三高”是指淤泥的高含水量、高压缩、高粘粒含量；“二低”是指淤泥的低强度、低透水性，这些指标是表示淤泥的质量差的程度已到极点。

王盛源称珠江三角洲的软土为“高含水量空架结构式土”，这种特性的地基在6米填土下，会慢慢下沉3米，象广东这么大片深厚的空架结构软土可说是极为罕见的，揭开这种特殊软土的神秘面纱，解决在这种特殊软土上搞建设的工程难题，对社会发展和经济发展有着深远的意义，很值得深入研究。 

回报社会，回报身边人

王盛源说：“是社会培养了我，我有责任回报社会。”

当年从航道局科研所调任航务公司，从一个事业单位调到一个企业单位，个人福利和待遇都降低了，但是当时交通厅领导的话给他很大的鼓舞：“广东在大建高速路，需要你这样的人才！”，为此王盛源二话没说，社会需要他，责无旁贷！

退休后的工后沉降研究，对他个人来说，是没有任何收益的，他的研究和试验纯属义务。但他还是满腔热情，想留下更多的科研成果给后人，给社会。对于他来说，研究软土是在做一件很有意义的和很有趣的事。

在他的整个研究和工作生涯中，他始终坚持多学理论，用他的话说是活到老学到老，坚持理论与实践相结合，不急功近利。也许有的领导为了要政绩而忽略工期或质量，但作为技术人员不能附和，必须实事求是。在工程施工中，拉关系送回扣偷工减料等不正常现象在他面前都行不通，他淡薄名利，拒绝了上门送礼的人。从某种意义上说，这也是他回报社会的另一种表现。

如果说当年没有哥嫂和姐姐的支持，在那个艰苦的年代，根本完成不了学业。当王盛源有所成就之后，对哥哥和姐姐家在经济上给予了很大的回报。他说：“做人要厚道，要懂得感恩，无论是对社会，对家人、同事、老师、同学……”，很多得到过王盛源帮助的年轻人都说：“能得到王总的帮助，是我们的福气！”

王盛源，一个从艰苦岁月中走出来的学子，一个从土质学的角度微观研究软土的学者，一个软土地基研究领域的探索者，以他坚韧顽强的研究精神一直跋涉在软土地基研究领域的最前线！

 

 撰稿：柯梅丽

修改：张美薇、刘联伟

审定：陈之泉、王  离