王新岐，楊曉蓉

（1.天津市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051；2.軍事交通學(xué)院，天津市 300161.）

1 概述

津?yàn)I高速公路路寬為26 m，雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速為120 km/h,全長(zhǎng)27.9 km。全線共有互通式立交橋2座，分離式立交橋2座，跨線橋3座，中小型跨河橋10座，地道3座，通道17座，涵洞103座，收費(fèi)站3座。

津?yàn)I高速公路全線幾乎都穿越軟土地帶，為了控制沉降，需針對(duì)不同情況，做軟基處理。本文旨在對(duì)天津?yàn)I海新區(qū)已建道路工程中的軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。將模糊理論和層次分析法二者相結(jié)合，并在評(píng)價(jià)指標(biāo)中引入道路運(yùn)營(yíng)后軟基路段的不均勻沉降對(duì)行車(chē)的影響，從而建立起軟土地基處理技術(shù)的多層次綜合模糊評(píng)價(jià)模型，對(duì)非定量問(wèn)題進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)分析[1][2][3]。

2 評(píng)價(jià)模型的層次分析

層次分析法首先要確定問(wèn)題要達(dá)到的總目標(biāo)。本文的總目標(biāo)是對(duì)在軟弱地基上已建工程的地基處理技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，得出工程所采用的處理技術(shù)的處理效果。通過(guò)總結(jié)已有工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，從而指導(dǎo)后續(xù)工程建設(shè)順利進(jìn)行。

其次根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)以及要達(dá)到的目標(biāo)，將問(wèn)題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)以及隸屬關(guān)系，將因素按不同的層次聚集組合，形成層次分析模型。

最后進(jìn)行次一級(jí)層次對(duì)其隸屬的上一級(jí)層次的相對(duì)重要權(quán)值的確定，然后將系統(tǒng)決策分析歸結(jié)為最低層，即方案層（或措施層）相對(duì)最高層（即目標(biāo)層）的相對(duì)重要性權(quán)值的確定、即相對(duì)優(yōu)劣次序的排列問(wèn)題[4]。

2.1 評(píng)價(jià)對(duì)象要求分析

確定軟土地基處理技術(shù)必須滿足的各種客觀和主觀要求：

（1）地基承載力和變形的要求；

（2）場(chǎng)地條件和地基適宜性的限制；

（3）周?chē)h(huán)境的約束；

（4）造價(jià)和工期的要求；

（5）其它方面必須符合的要求。

然后根據(jù)這些要求構(gòu)成方案層。其次，通過(guò)對(duì)軟土地基處理技術(shù)系統(tǒng)的研究，分析如何采用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)對(duì)處理技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，確定出軟基處理技術(shù)評(píng)價(jià)時(shí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 評(píng)價(jià)對(duì)象技術(shù)分析

由于相當(dāng)部分的分析是建立在對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件判斷的基礎(chǔ)上的，屬于經(jīng)驗(yàn)或半定量的。因此要對(duì)已建工程采取的軟土地基處理技術(shù)做以下各方面分析：

（1）處理技術(shù)滿足地基處理的目標(biāo)。指所選地基處理技術(shù)對(duì)地基承載力以及變形的要求。這是對(duì)地基處理技術(shù)安全可靠的要求，是首要的約束條件。

（2）處理技術(shù)對(duì)場(chǎng)地與地基條件的適宜性分析。

（3）地基處理技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響。

（4）對(duì)于其他限制性條件的滿足。例如，施工所在地是否有采取該地基處理方案所需要的機(jī)械設(shè)備、材料。

（5）對(duì)于造價(jià)和工期的要求。

3 評(píng)價(jià)模型的建立

3.1 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

通過(guò)綜合分析影響軟土地基處理技術(shù)評(píng)價(jià)因素的從屬關(guān)系的分析，本文建立起以目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層為構(gòu)架的津?yàn)I高速公路軟土地基處理技術(shù)評(píng)價(jià)模型[5][6]，見(jiàn)表1。

3.2 權(quán)重計(jì)算及分析

由于影響軟土地基處理技術(shù)評(píng)價(jià)各因素的地位不等，權(quán)重分配便成了一個(gè)重要的問(wèn)題。本文權(quán)重的確定采用專(zhuān)家評(píng)分法。

表1 津?yàn)I高速公路軟基處理技術(shù)評(píng)價(jià)體系

本文選擇了具有代表性的三十位專(zhuān)家及有關(guān)人員進(jìn)行軟土地基處理技術(shù)評(píng)價(jià)因素權(quán)重的確定，被咨詢?nèi)藛T既有巖土界科研、設(shè)計(jì)方面的人員，也有施工、管理方面的人員，他們經(jīng)驗(yàn)豐富，熟悉軟土地基處理的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和管理，因此具有充分的代表性，評(píng)價(jià)結(jié)果具有較高的可信度。根據(jù)影響因素權(quán)重咨詢表中匯總的結(jié)果，計(jì)算各因素的權(quán)值，并匯總于表2。

表2 評(píng)價(jià)模型各因素權(quán)值計(jì)算結(jié)果匯總表

從以上的權(quán)重計(jì)算結(jié)果來(lái)看，對(duì)軟基處理技術(shù)評(píng)價(jià)各子因素來(lái)說(shuō)，處于第一層次的“技術(shù)可行性”、“經(jīng)濟(jì)合理性”、“環(huán)境影響”和“服務(wù)水平”中，“技術(shù)可行性”的權(quán)重值最大，因此，“技術(shù)可行性”是決定軟基處理技術(shù)評(píng)價(jià)的最關(guān)鍵因素。第二層次“技術(shù)可行性”的子因素中，“水文地質(zhì)條件”的權(quán)重最為突出，這反映出軟基處理對(duì)象本身的性質(zhì)是最關(guān)鍵的。

4 綜合評(píng)價(jià)系數(shù)計(jì)算

4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)的確定

對(duì)于軟土地基處理影響因素中難以用定量表示的因素評(píng)價(jià)，可采用模糊統(tǒng)計(jì)來(lái)確定其對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和邏輯推理確定津?yàn)I高速公路軟基處理技術(shù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)，各指標(biāo)評(píng)語(yǔ)最終匯總于表3。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)匯總表

4.2 計(jì)算各子因素的評(píng)語(yǔ)隸屬度

4.2.1 評(píng)語(yǔ)隸屬度確定

根據(jù)徐浩東等人提出評(píng)語(yǔ)隸屬度的分析表，即設(shè)因素集為 U，決擇集 Z={-3，-2，-1，0，1，2，3}七個(gè)等級(jí)，則由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或邏輯推理得到一個(gè)從U到Z的映射。將Fuzzy映射表的全體向量并列起來(lái)，得到一矩陣Ri=（ri）j，(i=1，2，…，n；j=l，2，…，m)，稱(chēng)矩陣Ri為綜合評(píng)判的變換矩陣。

表4是從U到Z的Fuzzy映射表，它對(duì)隸屬度數(shù)值的大小作了相應(yīng)的規(guī)定，模糊綜合評(píng)判時(shí)，通常是通過(guò)評(píng)語(yǔ)的高低程度，來(lái)選取表中對(duì)應(yīng)的變換矩陣。

表4 U到Z的Fuzzy映射表

4.2.2 計(jì)算各子因素的評(píng)語(yǔ)隸屬度

（1）技術(shù)可行性

（2）經(jīng)濟(jì)合理性

（3）環(huán)境影響

（4）服務(wù)水平

4.2.3 計(jì)算總目標(biāo)評(píng)語(yǔ)隸屬度

4.2.4 計(jì)算綜合價(jià)值系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)值見(jiàn)表5。

5 結(jié)論

（1）本文將模糊理論和層次分析法二者相結(jié)合，建立了關(guān)于津?yàn)I高速公路軟土路基處理技術(shù)的多層次分析綜合模糊評(píng)價(jià)模型。

（2）對(duì)評(píng)語(yǔ)隸屬度的選用進(jìn)行了分析，確定了最優(yōu)的評(píng)語(yǔ)隸屬度。

（3）應(yīng)用專(zhuān)家咨詢法對(duì)軟基處理技術(shù)評(píng)價(jià)有較大影響的因素進(jìn)行調(diào)查，在對(duì)專(zhuān)家咨詢結(jié)果進(jìn)行了科學(xué)統(tǒng)計(jì)及分析研究的基礎(chǔ)上，計(jì)算出了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)值。

表5 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)值表

（4）算出了津?yàn)I高速公路的綜合評(píng)價(jià)系數(shù)，與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果相比證明了該評(píng)價(jià)模型對(duì)于津?yàn)I高速公路軟土路基處理技術(shù)評(píng)價(jià)的合理性和可靠性。

[1]景宏君.公路的技術(shù)評(píng)價(jià)方法與眉山市的公路建設(shè)[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2001.

[2]張飄.高速公路互通式立交多目標(biāo)決策選型評(píng)價(jià)方法研究[J].公路交通科技,2001,10.

[3]雒應(yīng).高等級(jí)公路路線方案模糊綜合評(píng)選法[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào),2000,1.

[4]王凡.模糊數(shù)學(xué)與工程科學(xué)[M].哈爾濱船舶學(xué)院出版社,1988.

[5]嚴(yán)作人,等.道路工程經(jīng)濟(jì)與管理[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1995.

[6]陳紅.公路沿線環(huán)境質(zhì)量的模糊綜合評(píng)價(jià)[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào),1995,15(增刊).