——记华建集团上海地下空间与工程设计研究院总工程师王卫东
　　
□　吴应清

　　
　　
　　要建造600米的高楼，地基到底要多深？华东建筑集团股份有限公司执行总工程师王卫东给出了答案：“从地面算起的话，桩基深90米，相当于近30层楼倒插地下。”他带领团队开发的大直径超长灌注桩核心技术，为上海中心等国内多座超过600米的摩天大楼提供了关键性的技术支撑。
　　世博会、上海中心、虹桥综合交通枢纽、中央电视台新台址、天津117大厦……20多年来致力于地基基础工程、地下空间工程的王卫东，在300多个工程设计项目中，不断创新，突破极限，同时也刷新了自己的人生高度。
　　大量地标性和高难度的工程，成了王卫东科研创新的试验田，“科学研究和工程设计相互促进”的辩证法，帮助他攻克了20多项国家科技支撑计划、省部级纵向科研课题及关键技术创新。
　　如今，他带领的地基基础与地下工程团队，已经成为无可争议的国内第一梯队，为一座座高楼林立的城市“保驾护航”。“我们这一代人很幸运，面对的几乎是国内乃至世界上最复杂的局面和挑战，国家的高速发展为我们提供了良好的发展机遇，感谢这个伟大的时代。”王卫东感慨地说。
　　
突破桩基极限
　　300米、400米、500米、600米……近10多年来，不断刷新高度的摩天大楼，在上海、北京、天津、武汉等国内城市拔地而起，成为一道道美丽的天际线。
　　基础不牢，地动山摇。一座座万丈高楼的地下，都必须有坚实的基础。不断刷新的建筑高度，给基础的建设带来了巨大的挑战。
　　1996年，同济大学博士毕业的王卫东，进入华东建筑设计研究院，深耕地基基础工程、深基坑工程、地下空间工程等领域。20多年过去，担任总工程师的他，已带领团队完成工程设计300余项，包括一系列大型、复杂和高难度的工程项目。
　　上海中心是中国第一座超过600米的摩天大楼，选址上海陆家嘴地区。然而，经过长江将近1亿年的冲刷沉积，陆家嘴地区土质松软，覆盖着数十米厚的含水软土层，桩基工程实施难度大大增加，如果没有超长桩基，就无法保持桩基与土壤之间的足够摩擦力。
　　设计之初，团队想到了原来在金茂大厦和环球金融中心所采用过的钢管桩方案，但这一方案存在打桩噪音大、挤土效应、造价高昂等弊端，被否决。王卫东提出了此前从未在400米以上超高层建筑中采用的钻孔灌注桩方案，这个方案，不仅要穿越近60米的深厚砂层，施工速度慢，同时还将面对桩基质量极难控制，承载力难以达到要求等一系列技术难题。
　　为解决这一系列技术难题，王卫东带领团队和上海基础公司一起进行技术攻关，成功开发出大直径超长灌注桩核心技术。这一技术在上海中心工地进行试桩后，各项技术指标都达到了要求，成功解决各项技术难题，为上海中心的桩基设计提供了关键性的技术支撑。
　　在他看来，上海软土地层深基础工程的实践，为国内超高层建筑的基础设计和施工探明了出路。在此之后至今，中国沿海、沿江和中西部区域城市，超高层建筑仍在不断拔地而起，上海中心的深基础工程有着深远的示范意义。
　　“大直径超长灌注桩”技术在上海中心成功应用后，王卫东和团队“一战成名”，先后揽下了天津117大厦、武汉绿地中心和苏州中南中心3栋超过600米的摩天高楼基础工程设计。
　　天津117大厦高度约600米，是天津市的最高建筑。作为基础工程设计负责人，王卫东采用了桩端埋深达100米以上的大直径（桩径1米）超长灌注桩，这在国内的超高层建筑中，尚属首次。
　　通过一系列试验研究、理论分析，王卫东和团队在天津117大厦的基础设计中解决了深厚砂层大直径超长桩承载力确定、设计方法、施工措施和质量控制等一系列技术难题，单桩承载力特征值大于13000kN，实现了高重荷载复杂工况下高层建筑桩基础的设计，主塔楼沉降达到了预期控制要求。
　　
挑战地下结构
　　如果说上海中心大厦、天津117大厦等摩天大楼的深基础工程挑战，是“桩基极限”的试验，那么上海世博500千伏地下变电站、上海虹桥综合交通枢纽等地下工程设计，则是“地下结构”的高难度挑战。
　　上海世博500千伏地下变电站工程是2010年上海世博会的重要配套工程，地下建筑直径130米，挖深34米，是中国首座、世界第二座全埋式大容量全地下变电站，工程意义重大。当时全世界只有东京的新丰洲地下变电站作为类似的工程经验可以借鉴，但上海世博500千伏地下变电站不仅体量更大、埋置深度更深，同时还面临着土层更软弱，且工程位于上海市中心城区，周边环境条件复杂，因此工程难度更高。
　　作为土建结构的设计负责人，王卫东带领团队开展技术攻关，结合当时工程的特点，创新性地采用了圆筒形地下结构逆作法技术，充分利用圆形地下连续墙作为结构外墙承受环向压力，利用四层地下水平结构梁板作为水平支撑，这种方案在国内同样是首次采用。
　　最终，工程实施结果表明，上海世博500千伏地下变电站开挖至基底时各类变形指标显著低于同类工程，保障了超深基坑本身和周边环境的安全，保证了上海世博会重大工程的质量与工期。
　　由于这一工程创新性地解决了诸多难题，相关技术成果获得了2011年上海市科技进步奖一等奖、中国土木工程詹天佑奖、全国优秀工程勘察设计奖一等奖、中国建筑学会优秀建筑结构设计奖一等奖等一系列奖项，并入选中国百年百项杰出土木工程。
　　同样在2010年建成投入使用的上海虹桥综合交通枢纽，涵盖机场、高铁、磁悬浮、地铁、地面交通，是当时世界上最复杂、规模最大的综合交通枢纽之一，地下建筑面积达50万平方米，也是当时国内规模最大的地下空间综合体。其基坑工程总面积高达40万平方米，最大挖深29米，是当时国内面积最大的基坑工程，设计施工难度在国际上也同样罕见，未有过相关报导。
　　为解决基坑挖深错落、空间关系复杂的难题，王卫东带领地基团队，创新性地采用了多级梯次联合支护体系，大幅节省工程造价约2.1亿元，工程设计获得了2015年全国优秀工程勘察设计行业奖一等奖。
　　
引领技术创新
　　20多年来，王卫东重视科研和技术发展，始终坚持以重大工程和科研项目为依托，以技术发展为核心，在一系列大型工程与重点科技攻关项目上取得创新与突破。
　　早在20世纪末，随着自己设计的基坑工程越来越深、越来越大，传统的基坑支护方式随之产生了大量建筑垃圾，这对城市生态环境造成了巨大负担。王卫东敏锐地看到：随着建筑技术的成熟，通过改进设计和施工方法，在基坑工程领域可以避免大量建筑垃圾的产生。
　　他和团队一起总结并进一步研发了基坑支护结构与主体结构相结合的支护方式，替换传统的临时支护结构。这一支护方式随后在2000年建设的上海交通银行大厦、2002年建设的上海南站北广场和2004年建设的上海由由国际广场二期工程中得到应用。
　　在大量工程中实践后，王卫东系统地提出了支护结构与主体结构相结合技术的设计体系和分析方法，通过与其他单位的协同攻关，形成了成套技术，完成了从实践到科研成果的转化。
　　近20年来，这一技术已被应用于大量的基坑建设工程中，大大减少了建筑废料的产生，成为基坑工程领域节能降耗的“绿色”支护技术，为地下空间的开发提供了可持续发展的技术手段。2014年，由王卫东作为第一完成人，包含基坑支护结构与主体结构相结合技术的项目“软土深基坑工程安全与环境控制新技术及应用”获得国家科技进步奖二等奖。
　　与此同时，我国沿江沿海经济发达城市现阶段浅层地下空间开发日趋饱和，深大地下空间（开挖深度超过 20米）开发成为土地资源利用的必然趋势。由于城市建筑物密集、地铁隧道纵横交错，环境条件日趋复杂敏感，深大地下空间开发难度大、风险高。以上海、天津、武汉为代表的沿江沿海地区地质条件复杂，含水层深厚、水量丰富、水头压力高、渗透性强，对地下工程安全影响显著。长时间大面积开敞抽降地下水将引起周边地面大范围沉降，危及周边建（构）筑物的安全，深大地下空间开发面临严峻的深层地下水控制问题。
　　对深层地下水通常应采取设置帷幕隔断的措施，传统水泥土搅拌桩帷幕最大隔水深度仅30米，一般仅适用标准贯入击数小于30的软土，隔水能力有限；而钢筋混凝土地下连续墙作为隔水帷幕，由于分槽段施工，深部槽段接头易渗漏，且造价昂贵。
　　在这种形式下，研发适应多种复杂地质条件（如密实砂土、卵砾石、岩石等）、城市狭小施工作业空间（如紧邻建筑物、高架桥下方等）的大深度、安全高效、节能降耗的深层地下水控制新技术具有迫切的工程和社会需求。
　　王卫东针对于此，联合设计、施工、制造、高校等多家单位，经引进吸收和近8年的创新实践，终于针对不同应用需求自主研制出超深等厚度水泥土搅拌墙新型系列重大施工装备，研发了安全高效、节能降耗的等厚度水泥土搅拌墙成套新技术，包括渠式切割水泥土搅拌墙技术和铣削深搅水泥土搅拌墙技术。该创新技术不仅可以解决深大地下空间开发中深层地下水控制问题，并适用于水利工程防渗、垃圾填埋场污染物隔离、深厚软土地基处理等工程领域。2017年，由王卫东作为第一完成人完成的项目“超深等厚度水泥土搅拌墙成套施工装备与技术研发及应用”获得国家科技进步奖二等奖。
　　基于20多年的理论研究和工程实践，王卫东也总结出了一套工程设计与科研创新的“辩证法”——科学研究与工程设计相互促进，工程设计为科研开展提供物质保证，是支持研究的经济基础；科研是一个创新积累、再应用的良性发展过程，在帮助解决工程问题的同时提升了工程的实施水平，并促进了技术的进步。
　　他认为，只有解决工程实际问题的科研才有更强大的生命力，科研成果最终要服务于工程实践。“我们能成功设计大量地标性和高难度的工程，是在积累了大量工程经验的基础之上。”
　　在王卫东看来，随着中国城市化快速发展，人们也在不断加大对超高层建筑和地下空间开发的追求，这是地基基础与地下工程设计的创新动力源泉。
　　“在某种意义上，工程实践引领着技术创新。”王卫东说。
　　
打造人才高地
　　王卫东不仅是严谨的工程师和科技创新带头人，更是华建集团地基基础与地下工程团队的“领头羊”。“地基基础与地下工程团队”能够发展到如今的规模，经历了10多年的人才引进和创新发展。如今，他的团队已有人才48人，其中博士8人，硕士20人，成为行业内具高知名度和影响力的工程设计、技术研发和工程应用研究中心。
　　在王卫东看来，人才是立足之本，既要明确团队中个人的发展方向，又要突出个人特点，各尽其才；有的人偏重于工程设计，有的人偏重于科研和技术发展，每个人的工作既相对独立又有交叉，并在相互学习中不断进步，在完成生产任务的同时促进技术水平的发展并形成团队核心竞争力。同时，只有团队强，有强大的团队凝聚力，才能为个人的自我实现提供广阔的平台。
　　为了打造一个地基基础和地下工程设计行业的“人才高地”，王卫东长年带领团队参与国内外的技术交流。
　　在“练内功“方面，自2011年来，团队每年积极开展部门内部的技术交流，鼓励工程师尤其是年青工程师总结工程经验并分享所得，起到锻炼提高的作用。内部的技术交流如今已成为团队的一个优良传统。
　　而在“走出去”上，团队也积极参加国内外高层次的学术会议，如国际土力学及岩土工程学术大会、亚洲土力学大会、欧洲土力学与岩土工程会议、中日岩土学术交流会、中国建筑学会地基基础分会学术年会、全国基坑工程研讨会、全国桩基工程学术会议等。近年来，团队有100多人次在国内外学术会议上作学术报告，既扩大了影响力，也锻炼了人才。
　　为了提高团队的专业技术水平，他还聘请国内外著名的岩土专家，为团队的发展献计献策，并与相关科研机构开展合作。王卫东说，与国际国内科研机构的一系列交流与合作，也大大提高了团队的研究水平，为人才的成长提供了更加有益的土壤，而这些人才都将成为未来中国地下空间工程的生力军。
　　在他的带领下，团队竭尽所能为年轻人才提供发展的平台和机遇，让青年人挑大梁，在大量工程设计与科研历练中，促进他们快速成长，独当一面。近年来，团队有2人入选上海市优秀学科带头人，6人入选上海市青年科技启明星，1人入选上海市浦江人才计划，6人获得上海市人才发展基金资助，8人在有关学术组织兼职，10人成为上海市住建委科技委基坑评审专家。团队先后获上海市重大工程立功竞赛“优秀集体”、上海市总工会“青年先锋号”、上海市职工科技创新“优秀团队”等多项殊荣。
　　如今，他带领的团队，已经成为地基基础与地下工程领域无可争议的国内第一梯队，为一座座高楼林立的城市“保驾护航”。
　　
专家简介：　　
　　王卫东，全国工程勘察设计大师，现任华东建筑集团股份有限公司执行总工程师、华建集团上海地下空间与工程设计研究院院长、总工程师，同济大学兼职教授、博士生导师，东南大学和上海交通大学兼职教授。长期从事基坑工程、地下工程和高层建筑深基础工程的设计与研究工作，主持完成工程设计300余项，承担国家与省部级科研项目20余项。出版专著2部，编写著作10部，编制标准20余项，发表论文200余篇。获国家科技进步奖二等奖2项（第一完成人）、省部级科技进步奖一等奖5项、国家行业及省部级优秀工程设计奖一等奖15项。入选国家万人计划科技创新领军人才，获得全国五一劳动奖章、全国优秀科技工作者、上海市青年科技杰出贡献奖、茅以升科学技术奖土力学及岩土工程青年奖等荣誉。