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刘汉龙（中）在指导学生做实验。
重庆大学供图

人物小传

刘汉龙，1964年3月生，江苏高邮人，中国工程院院士，重庆大学教授。主要从事环境岩土力学与防灾减灾工程、软弱地基加固与桩基工程等方面的教学与研究工作，获国家发明专利132件，出版中、英文专著6部，主编国家和行业等标准7部。先后获国家技术发明奖二等奖2项，国家科技进步奖二等奖1项，国家教学成果二等奖2项。

重庆大学里有一栋三层高的红砖小楼，屋顶的“岩土实验楼”颇为引人注目。走进楼中的一间展厅，重庆大学土木工程学院教授刘汉龙，正在测量几根外形各异的混凝土柱子。

“这些柱子就是桩基，建造高楼、高铁、港口、机场等，都离不开桩基的支撑。”刘汉龙介绍，自己的科研方向就是研究这些桩基。30多年来，刘汉龙围绕着岩土与地下工程安全和开发利用这一领域潜心科研，行而不辍。

“技术行不行，要看能否解决施工难题”

软弱土强度低、易沉降。在软弱土地区建设高速铁路的过程中，经常会遇到施工场地上方存在高压电线、高架桥等复杂施工环境，传统高大的水泥粉煤灰碎石桩、灌注桩、搅拌桩等施工机械无法进场施工。如何解决这种复杂环境下的施工问题，曾经是困扰工程界多年的一大难题。

2005年，浙江甬台温铁路开工建设，由于车站上方有很多高压电线，常规的打桩机高度受限，无法进入施工现场进行地基加固。施工团队找到了刘汉龙，寻找替代常规打桩机的施工方法。

戴着安全帽，在狭窄的临时钢梯上来回攀爬、记录现场地层情况、扛着仪器四处测试……前前后后在工地忙碌了一个多月，刘汉龙提出了有针对性的解决方案：浆固碎石桩地基加固技术。

施工场地有高度限制，通过浆固碎石桩地基加固技术，可以用小型钻机分段钻孔，直到钻至设计深度，然后放入分段注浆管并投放石料，最后进行注浆，固结成桩。“与传统桩型相比，浆固碎石桩的施工所需高度低、混凝土用量少、桩身强度高，更为经济高效。”刘汉龙介绍。

甬台温铁路用到的浆固碎石桩样品，如今便陈列在展厅内。该技术后来被推广应用到京沪高铁、沪宁城际高铁等重大工程中，有效解决了高架立交和贴近既有线等复杂施工环境下的地基加固难题，并列入国家铁路行业标准。

“桩基是解决建筑沉降问题的基础，要让软弱土强‘基’壮‘骨’，就要提高桩基性能，为此我们研发出系列复合桩基技术。”刘汉龙说。除浆固碎石桩地基加固技术外，刘汉龙还带领团队研发出一种新技术——现浇混凝土大直径管桩技术，该技术采用环形截面空心桩代替实心桩，在同等承载力条件下，混凝土用量节省30%以上，施工机械能耗减少50%。

江苏、浙江、海南……技术用到哪里，刘汉龙的脚步就走到哪里。“要让科研成果在国家的重大工程中得到应用。”刘汉龙说，“技术行不行，要看能否解决施工难题。”

如今，刘汉龙团队研发的系列复合桩基技术已经被应用于公路、铁路等领域的部分国家重大基础设施项目地基加固，有效解决了在软弱土环境下施工的沉降变形问题。“解决一个又一个工程难题，是我们科研的重点。”刘汉龙说。

“用微生物帮忙‘打桩’，砂子会慢慢变成岩石般的固体”

走进岩土实验楼的微生物岩土实验室，一个个玻璃器皿整齐摆放在架子上。刘汉龙拿起一个量杯，里面是略显浑浊的黄色液体。“这液体里有能给岩土层‘套上铠甲’的微生物。”刘汉龙说，微生物和岩土，两种不同的物质，在这里被紧密结合在一起。

“通过喷洒、注浆、搅拌、倾倒等手段，把微生物液体注入岩土体进行加固，这就是微生物加固技术，相当于用微生物帮忙‘打桩’，砂子会慢慢变成岩石般的固体。”只见刘汉龙将培养出来的微生物液体倒入砂子，在矿化反应的作用下，松散的砂子慢慢凝结……

微生物加固技术初始菌种只需要几毫克，扩培后即可通过它们产出所需的海量胶结物质，这项技术具有轻便快捷、兼容性强、碳排放低等优点。“在建造过程中，如果我们能大量使用微生物加固技术，就能极大降低能耗和碳排放。”刘汉龙说。

微生物来当“建筑加固师”，这个过程听起来简单，实际上离不开复杂的科研攻关。

“我们通过将原始微生物接种到营养液中，筛选、培养岩土中的可矿化微生物，让它们在新陈代谢过程中不断进化。”刘汉龙说，得到一株可矿化微生物菌种往往需要经过上千次试验。目前，团队已培养出10余种可矿化微生物。