顧紹付，劉維正，徐林榮，石志國(guó)

基于AHP-Fuzzy的營(yíng)運(yùn)高速公路深厚軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)方法

顧紹付，劉維正，徐林榮，石志國(guó)

(中南大學(xué) 土木工程院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

針對(duì)營(yíng)運(yùn)高速公路軟基病害處治技術(shù)選擇盲目性較大的問(wèn)題，結(jié)合營(yíng)運(yùn)高速公路的特點(diǎn)，建立考慮施工狀況及工藝、處治效果、安全經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響4個(gè)因素的深厚軟基病害處治技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于層次分析—模糊數(shù)學(xué)理論(AHP- Fuzzy)，采用AHP法確定各指標(biāo)權(quán)重，利用Fuzzy理論進(jìn)行多層次綜合評(píng)判，據(jù)此提出了軟基病害處治技術(shù)的適用性評(píng)價(jià)方法，并采用該方法對(duì)軟基側(cè)移滑塌和差異沉降2種典型病害情況進(jìn)行工程案例分析。研究結(jié)果表明：對(duì)于輕度、中度和重度軟基側(cè)移病害，鋼花管注漿法、高壓旋噴樁法和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁法分別為最優(yōu)方案；對(duì)于輕度、中度和重度差異沉降病害，鋼花管注漿法、高壓旋噴樁法、微型樁法分別為最優(yōu)方案。研究成果為營(yíng)運(yùn)高速公路深厚軟基病害處治技術(shù)決策提供可靠依據(jù)，并為進(jìn)一步完善軟土地區(qū)高速公路的運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)及性能提升提供理論支撐。

營(yíng)運(yùn)高速公路；軟基病害處治；適用性評(píng)價(jià)；層次分析法；工程案例

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，沿海地區(qū)高速交通迎來(lái)了快速發(fā)展，但該區(qū)域內(nèi)分布大量含水率大、壓縮性高、強(qiáng)度低、滲透性低的深厚軟土地基，部分高速公路由于前期軟基處治方法不當(dāng)，加上外部環(huán)境和荷載的擾動(dòng)作用，在營(yíng)運(yùn)期往往易出現(xiàn)不均勻沉降、路面開裂、滑移破壞等病害[1?3]。但目前營(yíng)運(yùn)高速公路軟基病害處治加固方案基本是依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策，具有一定的盲目性，導(dǎo)致病害處治后又反復(fù)出現(xiàn)[4]。如何選擇合理有效的病害處治技術(shù)是目前運(yùn)管部門面臨的問(wèn)題，而營(yíng)運(yùn)高速公路軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)方法的建立對(duì)處治方案的決策具有重要作用。目前關(guān)于軟基處治決策評(píng)估的方法主要有神經(jīng)網(wǎng)格法[5]、專家評(píng)判 法[6]、范例推理法[7]、模糊評(píng)價(jià)法[8?10]和層次分析法[11?13]等。而由于軟基處治評(píng)估涉及因素眾多，采用單一的評(píng)估方法效果不理想，因此許多學(xué)者采用了將多種方法相結(jié)合的方式，例如：尹利華等[6]引入了專家評(píng)判法和模糊綜合評(píng)價(jià)法，構(gòu)建了過(guò)濾式模糊推理模型；顏可珍等[11]綜合運(yùn)用區(qū)間數(shù)學(xué)理論法、層次分析法和區(qū)間關(guān)聯(lián)分析法，建立了軟土路基處理方案優(yōu)選的區(qū)間層次決策法；TANG等[12]采用層次分析法和GRAP法相結(jié)合的灰色多層次評(píng)價(jià)模型對(duì)軟土地基處理方法進(jìn)行了選擇；蔡雨等[14]基于范例推理基本原理，以六參數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立蛛網(wǎng)相似結(jié)構(gòu)的軟基處理決策模型。采用模糊評(píng)價(jià)方法能對(duì)軟基處理技術(shù)和方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但難以把握主次容易遺漏一些有用的信息，采用層次分析法能夠充分把握事物的主要影響因素，因此將這2種方法相結(jié)合就能得到既客觀又全面的結(jié)論[15]，但目前該方法主要用于施工期高速公路軟基處治方法評(píng)價(jià)，用于營(yíng)運(yùn)期軟基病害處治評(píng)價(jià)尚不多見。因此，本文結(jié)合營(yíng)運(yùn)高速公路的特點(diǎn)，建立深厚軟基病害處治技術(shù)指標(biāo)體系，基于AHP-Fuzzy理論，提出相應(yīng)的適用性評(píng)價(jià)方法，并對(duì)軟基側(cè)移和差異沉降2種典型病害的工程案例進(jìn)行分析，以期為今后類似工程病害處治技術(shù)決策提供可靠依據(jù)。

1 深厚軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由于軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)涉及許多方面，而各方面又受到多種因素的影響，同時(shí)營(yíng)運(yùn)高速公路軟基病害處治與建設(shè)期軟基病害處治相比，其對(duì)已有工程依賴性更高，要求處治方案的針對(duì)性和時(shí)效性更強(qiáng)，對(duì)社會(huì)服務(wù)性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求更高。為了得到綜合考慮各因素影響的營(yíng)運(yùn)高速公路軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，建立從目標(biāo)層A到準(zhǔn)則層B再到指標(biāo)層C的分層次評(píng)價(jià)體系，準(zhǔn)則層從施工狀況及工藝B1，處治效果B2，安全經(jīng)濟(jì)性B3，環(huán)境影響B(tài)44個(gè)方面進(jìn)行分析，并引入相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立了如圖1所示的營(yíng)運(yùn)高速公路軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)體系。

圖1 軟基處治方案指標(biāo)體系分層遞階結(jié)構(gòu)

2 深厚軟基病害處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)方法

2.1 AHP-Fuzzy綜合評(píng)判法基本流程

多層次模糊綜合評(píng)價(jià)法(AHP-Fuzzy)是將層次分析法(AHP)與模糊數(shù)學(xué)(Fuzzy)相結(jié)合的一種方法，其核心是根據(jù)分層次評(píng)價(jià)體系，將定性指標(biāo)數(shù)量化，將定量指標(biāo)無(wú)量綱化。將相同的因素歸并到同一層次，并按照各因素之間的隸屬關(guān)系和關(guān)聯(lián)程度分組，形成一個(gè)不相交的多層次結(jié)構(gòu)模型[16?17]。其基本流程如圖2所示。

圖2 AHP-Fuzzy綜合評(píng)價(jià)法流程圖

2.2 確定影響因素權(quán)重

準(zhǔn)則層和指標(biāo)層采用AHP法確定權(quán)重值，AHP法由Satty[17]提出的，其主要步驟如下。

2.2.1 構(gòu)建評(píng)判矩陣

將遞階層次模型內(nèi)每一層次的影響因素兩兩進(jìn)行比較來(lái)對(duì)其重要性作出評(píng)價(jià)，采用數(shù)值1~9及其倒數(shù)標(biāo)度方法(如表1所示)，基于每2個(gè)因素之間的重要程度差異引入相應(yīng)的標(biāo)度值而形成判斷矩陣。

2.2.2 層次單排序

通過(guò)評(píng)判矩陣得到每個(gè)指標(biāo)矩陣所對(duì)應(yīng)的最大特征根max，根據(jù)特征根求解式(1)得到解向量。

=max(1)

對(duì)向量進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算公式見(2)~(4)，得到同一層次相應(yīng)因素對(duì)于上一層次某因素相對(duì)重要性的排序權(quán)值，這一過(guò)程為層次單 排序。

1)計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積M

2)計(jì)算M出的次方根W

其中：為判斷矩陣階數(shù)。

表1 層次分析法標(biāo)度值含義

2.2.3 一致性檢驗(yàn)

進(jìn)行層次單排序的一致性檢驗(yàn)，按式(5)計(jì)算一致性指標(biāo)。

當(dāng)隨機(jī)一致性比率=/＜0.1時(shí)，認(rèn)為層次單排序的一致性符合要求。為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。當(dāng)判斷矩陣為二階時(shí)，不必檢驗(yàn)，因?yàn)樵摼仃嚳傆型耆恢滦浴?/p>

2.3 綜合評(píng)定

公路軟基處理方案中難以定量評(píng)價(jià)的影響因素可采用模糊評(píng)語(yǔ)表示，評(píng)語(yǔ)用7個(gè)等級(jí)(很好、好、較好、一般、較差、差、很差)描述，具體取值如表2所示。

表2 處治方案評(píng)語(yǔ)隸屬度等級(jí)表

3 工程實(shí)例

3.1 西部沿海高速公路軟基側(cè)移處治

3.1.1 工程病害情況

廣東西部沿海高速公路全線于2002年4月建成通車，其中臺(tái)山段地處沿海灘涂區(qū)，整條線路分布有大范圍的超軟弱地基，共計(jì)34.2 km軟基段，約占全路段40.7%。主要土層分布如下：人工填土層，平均厚度為6.94 m；淤泥或淤泥質(zhì)土，平均厚度為13.94 m；粉質(zhì)黏土，平均厚度為2.28 m；礫砂，平均厚度5.40 m；全風(fēng)化花崗巖基巖。該路段在運(yùn)營(yíng)通車2 a后，路面出現(xiàn)了較長(zhǎng)的縱向連續(xù)裂縫，2007年開裂程度加重，2008年，2009年和2010年分別進(jìn)行了處治，但裂縫依然反射到銑刨重鋪過(guò)的路面，雖然經(jīng)過(guò)多次修補(bǔ)，路面裂縫仍繼續(xù)有發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)公路運(yùn)營(yíng)安全很不利。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[18]并結(jié)合廣東營(yíng)運(yùn)高速公路病害特點(diǎn)，按照裂縫寬度及裂縫分布密集程度，將側(cè)移病害分為輕度、中度、重度3種類型。其中縫寬≤2 mm且支縫少為輕度側(cè)移，2 mm＜縫寬≤4 mm且支縫較多為中度側(cè)移，其中縫寬＞4 mm且裂縫分散為重度側(cè)移。該路段3種類型病害均有發(fā)生，其中重度側(cè)移病害占比較高。

3.1.2 處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)

1) 提出處治方案

考慮到軟基病害類型對(duì)不同處治方案的處治效果有很大影響，參考已有的一些工程案例，提出反壓護(hù)道法S1，高壓旋噴樁法S2，微型樁法S3，鋼花管注漿法S4，水泥土攪拌樁法S5和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁法S6共6種處治方案。

2) 形成評(píng)判矩陣

根據(jù)表1中的層次分析標(biāo)度，將準(zhǔn)則層施工狀況及工藝、處治效果分別對(duì)安全經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響4個(gè)影響因素按1:2的關(guān)系配對(duì)進(jìn)行重要性評(píng)價(jià)，參考類似工程實(shí)例，基于本工程特點(diǎn)，可得施工狀況及工藝與安全經(jīng)濟(jì)性同等重要，與環(huán)境影響相較介于同等重要與稍微重要之間；處治效果與安全經(jīng)濟(jì)性相較，介于同等重要與稍微重要之間，比環(huán)境影響稍微重要，得到準(zhǔn)則層判斷矩陣如表3所示。

表3 準(zhǔn)則層權(quán)重評(píng)判矩陣

同理構(gòu)建4個(gè)指標(biāo)層評(píng)價(jià)矩陣，在施工狀況及工藝指標(biāo)中，參考文獻(xiàn)[19]，由于不同路段的軟基處治方法不完全相同，其中在建設(shè)期處治措施和施工工藝復(fù)雜程度對(duì)營(yíng)運(yùn)期病害處治影響更大，而軟土性質(zhì)相差不大，其影響較小，因此可以得到如表4所示評(píng)判矩陣；在處治效果指標(biāo)中，利用數(shù)值模擬方法對(duì)路基側(cè)移病害分析，得到針對(duì)路基側(cè)移病害進(jìn)行處治效果評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)將側(cè)向位移速率和穩(wěn)定系數(shù)重要性進(jìn)行適當(dāng)提升，可得到表5所示評(píng)判矩陣；在安全經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)中，由于營(yíng)運(yùn)期高速對(duì)通車時(shí)間及成本控制要求更高，所以將該系數(shù)重要性進(jìn)行提升；而環(huán)境影響指標(biāo)中，由于既有高速公路處在營(yíng)運(yùn)期間，對(duì)路線運(yùn)營(yíng)和鄰近建筑影響更大，所以應(yīng)提高其權(quán)重的重要性，從而可得到如表6~7所示的評(píng)判矩陣。

表4 施工狀況及工藝指標(biāo)B1權(quán)重評(píng)判矩陣

表5 處治效果指標(biāo)B2權(quán)重評(píng)判矩陣

表6 安全經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)B3權(quán)重評(píng)判矩陣

表7 環(huán)境影響指標(biāo)B4權(quán)重評(píng)判矩陣

3) 權(quán)重計(jì)算

以準(zhǔn)則層B為例，計(jì)算指標(biāo)層權(quán)重：

由評(píng)判表表3可知，指標(biāo)層判斷矩陣為：

將判斷矩陣各行元素相乘，得到向量：

將乘積開=4次方，得到向量：

歸一化處理得到向量：

同理可得其他指標(biāo)的權(quán)重及一致性計(jì)算結(jié)果，如表8所示。

表8 判斷矩陣一致性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

以輕度側(cè)移病害為例，結(jié)合以往類似處治工程相關(guān)資料及數(shù)值模擬分析結(jié)果，并根據(jù)隸屬等級(jí)表表2以及層級(jí)分析計(jì)算所得每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值可以獲得營(yíng)運(yùn)高速公路深厚軟基路段路基側(cè)移輕度病害處治技術(shù)的評(píng)語(yǔ)等級(jí)，如表9所示。

表9 輕度軟基側(cè)移病害處治技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)語(yǔ)等級(jí)匯總

4) 綜合指數(shù)計(jì)算

其對(duì)應(yīng)的權(quán)重向量為

[0.3867 0.2124 0.1192 0.2124 0.0693]T

[0 0.0531 0.01062 0.0531 0.1671 0.3739 0.2466]

[0 0.1002 0.2081 0.1526 0.1751 0.1899 0.0894]

計(jì)算得到綜合評(píng)價(jià)指數(shù)S

[0.0705 0.1531 0.1023 0.0645 0.1801 0.2662

0.1633]×[?3 ?2 ?1 0 1 2 3]=0582 4

同理可得其他處治方案的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，所有綜合評(píng)價(jià)指數(shù)結(jié)果如圖3所示。

圖3 軟基側(cè)移處治方案綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

將根據(jù)AHP-Fuzzy法得到的推薦方案與實(shí)際工程采用的軟基側(cè)移處治方案進(jìn)行比較，可得到如表10所示結(jié)果。從表10可以看出，對(duì)于輕度和中度側(cè)移病害，實(shí)際方案采用了備選方案，這是因?yàn)閺膱D3和圖5可以看到，優(yōu)選方案和備選方案的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)相差較小，因此從經(jīng)濟(jì)和施工等方面考慮方案選取了備選方案。對(duì)于重度病害，實(shí)際方案采用了最優(yōu)方案與其他方案組合的方式，這種組合方案結(jié)合了2種方案的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程中也驗(yàn)證了其處治效果比單一的最優(yōu)方案要更好。

表10 軟基側(cè)移病害處治方案

3.1.3 處治效果分析

表11給出了實(shí)際軟基側(cè)移病害處治方案的一些主要參數(shù)，其中樁長(zhǎng)與樁間距要根據(jù)不同路段的軟土厚度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，微型樁采用梅花形布樁形式，其他處治方法采用矩形布樁形式。

圖4為西部高速開陽(yáng)路段某斷面坡腳處水平位移曲線，該路段采用微型樁進(jìn)行軟基側(cè)移處治。從圖4(a)可看出，在未采用微型樁處治前，隨著時(shí)間的增加，軟基側(cè)移增長(zhǎng)的很快，截至2013年10月累計(jì)水平位移已達(dá)105 mm，其中5月至10月變形速率更是達(dá)到8.8 mm/月；采用微型樁處治后，路基水平位移增長(zhǎng)明顯減慢，經(jīng)過(guò)21個(gè)月左右，水平位移增長(zhǎng)基本趨于穩(wěn)定，最大水平位移增加不到8 mm，表明微型樁處治軟基側(cè)移效果很好，微型樁處治方案這也正是適用性綜合評(píng)價(jià)的備選方案，表明采用AHP-Fuzzy法給出的推薦方案能為實(shí)際工程軟基側(cè)移病害處治提供有效參考依據(jù)。

表11 側(cè)移病害處治方案主要參數(shù)

圖4 處治前后深層水平位移實(shí)測(cè)結(jié)果

3.2 江肇高速公路軟基路段差異沉降處治

3.2.1 工程病害情況

江肇高速公路軟基主要為第四系河流相或三角洲相淤泥、淤泥質(zhì)亞黏土、淤泥質(zhì)砂層，主要分布于三角洲沖積平原。在施工期根據(jù)軟土層埋深、厚度等因素選取了不同軟基處理方法：軟土深度不超過(guò)15 m時(shí)，采用了水泥攪拌樁復(fù)合地基堆載預(yù)壓處治；當(dāng)軟土深度在15～25 m時(shí)，采用CFG樁復(fù)合地基堆載預(yù)壓處治；當(dāng)軟土深度超過(guò)25 m時(shí)，采用管樁復(fù)合地基堆載預(yù)壓處治。該高速公路二期于2012年12月正式通車，其后多處路橋過(guò)渡路段軟基產(chǎn)生較大的工后沉降，部分路段差異沉降現(xiàn)象比較嚴(yán)重，2013年對(duì)軟基沉降較為嚴(yán)重的路段進(jìn)行加鋪調(diào)平，然而截至2014年11月份，軟基段仍有7個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降速率大于10 mm/月，60個(gè)測(cè)點(diǎn)的沉降速率大于5 mm/月，其中典型斷面最大沉降速率為14.25 mm/月，2014年最大沉降量193.80 mm，最大累計(jì)工后沉降值達(dá)435.40 mm，嚴(yán)重影響高速公路營(yíng)運(yùn)舒適與安全。差異沉降病害程度主要按照最大差異沉降量為劃分標(biāo)準(zhǔn)，其中最大沉降量≤4 cm且產(chǎn)生輕微跳車為輕度病害，4 cm<最大沉降量≤8 cm且產(chǎn)生嚴(yán)重跳車為重度病害，根據(jù)該劃分標(biāo)準(zhǔn)該路段3種類型病害均有發(fā)生，其中中度差異沉降病害占比較高。

3.2.2 處治技術(shù)適用性評(píng)價(jià)

根據(jù)前述介紹的AHP-Fuzzy方法，仍采用案例一中的6種處治方案，參考實(shí)例1計(jì)算過(guò)程，可得到在本案例中各處治方案的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，結(jié)果如圖4所示。

圖5 軟基差異沉降處治方案綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

由圖5可以看到，對(duì)于營(yíng)運(yùn)高速公路深厚軟基輕度沉降病害，鋼花管注漿法可作為最優(yōu)方案，微型樁法和水泥土攪拌樁法可作為備選方案；對(duì)于中度病害，高壓旋噴樁法可作為最優(yōu)方案，微型樁法和注漿鋼管樁法可作為備選方案；對(duì)于差異沉降重度病害，微型樁法可作為最優(yōu)方案，高壓旋噴樁法和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁法可作為備選方案。

表12為差異沉降病害處治方案對(duì)比，從表中可以看到，對(duì)于輕度和中度側(cè)移病害，實(shí)際方案分別采用了備選方案微型樁法和鋼管注漿法，對(duì)于重度病害，實(shí)際方案采用了最優(yōu)方案與其他方案組合的方式。

3.2.3 處治效果分析

表13為實(shí)際差異沉降病害處治方案的一些主要參數(shù)，其中微型樁采用梅花形布樁形式，其他處治方法采用矩形布樁形式。

表12 差異沉降病害處治方案

表13 差異沉降處治方案主要參數(shù)

圖6為江肇高速公路軟基路段各測(cè)點(diǎn)處治前后差異沉降對(duì)比。由圖6可以看出，在進(jìn)行軟基差異沉降處治前，沉降速率S≥0.2 mm/d的測(cè)點(diǎn)占比超過(guò)一半，S≥0.14 mm/d的測(cè)點(diǎn)占比加起來(lái)占了2/3左右，S<0.14 mm/d的測(cè)點(diǎn)只有1/3；采用相應(yīng)軟基處治方案進(jìn)行差異沉降處治后，各測(cè)點(diǎn)測(cè)得的S均小于0.14 mm/d，其中S<0.1 mm/d測(cè)點(diǎn)占比超過(guò)90%，通過(guò)對(duì)各測(cè)點(diǎn)的沉降監(jiān)測(cè)可以看到軟基差異沉降處置效果顯著。

圖6 處治前后不同程度差異沉降病害比較

選取了案例2中幾個(gè)典型中度差異沉降路段進(jìn)行處治效果分析，如圖7所示。可以看出：在處治完工前，K23+815處沉降量最大，其值為78.3 mm，而K23+200和K23+380處沉降量相對(duì)較小，分別為54.5 mm和57.6 mm，這是因?yàn)镵23+815斷面管樁施工對(duì)地基產(chǎn)生擾動(dòng)，使地基土強(qiáng)度減弱，而此時(shí)注漿強(qiáng)度尚未形成，從而導(dǎo)致一些施工附加沉降。在856 d時(shí)，未處治路段、鋼管注漿路段、鋼管注漿+管樁路段沉降分別為112.7，82.8和106.3 mm，分別產(chǎn)生新的沉降為57.2，25.2和28 mm；1 126 d時(shí)3個(gè)路段沉降分別為124.3，89.7和111.6 mm，此階段產(chǎn)生新的沉降為11.6，6.9和5.3 mm?？梢钥吹皆诓『M(jìn)行處治了的路段，超過(guò)856 d以后軟基差異沉降已基本收斂，新產(chǎn)生的差異沉降量很小，而在未處治路段仍會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，沉降未收斂?？梢钥吹?，對(duì)于路基中度差異沉降病害，采用鋼花管注漿、鋼花管注漿+預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的處治方案均有良好的處治效果，但是由于鋼管注漿法對(duì)既有高速公路的運(yùn)營(yíng)影響小、工程造價(jià)較低，因此更適于作為中度差異沉降的處治方案，而鋼花管注漿+預(yù)應(yīng)力混凝土管樁更適用于中度差異沉降病害，表明采用AHP-Fuzzy法給出的推薦方案能為實(shí)際工程軟基差異沉降病害處治提供有效參考依據(jù)。

圖7 不同處治方案差異沉降處治效果

4 結(jié)論

1) 基于層次分析—模糊數(shù)學(xué)理論(AHP- Fuzzy)，綜合施工狀況及工藝、處治效果、安全經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響因素的影響，建立了營(yíng)運(yùn)高速公路深厚軟基病害處治指標(biāo)體系，提出了軟基病害處治適用性評(píng)價(jià)方法。

2) 針對(duì)軟基側(cè)移和差異沉降2種典型病害，分別確定了處治方案評(píng)價(jià)體系中準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的權(quán)重，并進(jìn)行了相應(yīng)的單層次排序和一致性檢驗(yàn)，獲得了基于病害特征的處治方法綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的排序。

3) 對(duì)于路基側(cè)移輕度、中度和重度病害，優(yōu)選方案分別為鋼花管注漿法、高壓旋噴樁法、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁法；對(duì)于路基差異沉降輕度、中度和重度病害，優(yōu)選方案分別為鋼花管注漿法、高壓旋噴樁法、微型樁樁法。并通過(guò)不同工程案例處治效果分析，證實(shí)了本文方法的可靠性，可為不同類型及等級(jí)的病害處治方案科學(xué)決策提供依據(jù)。

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Applicable evaluation method of treatment technology for deep soft foundation diseases of in-service highway based on AHP-Fuzzy theory

GU Shaofu, LIU Weizheng, XU Linrong, SHI Zhiguo

(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)

In view of ineffective selections of remedial technologies for soft foundation problems of in-service highway, an evaluation index system for remedying deep soft foundation problems was developed according to the features of in-service highway. It considered four factors, i.e., construction conditions and technologies, treatment effect, safety and economy, and environmental impact. Based on the AHP-Fuzzy theory, the AHP method was used to determine the weight of each index, while the Fuzzy theory was used for multi-level comprehensive evaluation. The method for evaluating the applicability of different technologies for remedying soft foundation problems was proposed. It was then used to analyze two typical soft foundation problems such as side-slope sliding and differential settlement. The results show that for mild, moderate and severe levels of lateral displacement of soft foundation, the steel pipe grouting method, high-pressure rotary jet pile method and prestressed concrete pipe pile method are the optimal remedial measures respectively. For mild, moderate and severe levels of differential settlement, the steel pipe grouting method, high pressure rotary jet pile method and micro pile method are the optimal remedial measures, respectively. The results provide a reliable basis for the technical decision-making on the remedial treatment of deep soft foundation problems in in-service highways, and provide theoretical support for future improvement of operational maintenance and performance improvement of highways in the soft soil areas.

in-service highway; soft foundation problem treatment; applicability evaluation; analytic hierarchy process; project case study

10.19713/j.cnki.43?1423/u.T20200125

TU470

A

1672 ? 7029(2020)07 ? 1710 ? 10

2020?02?17

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51208517，51778634)；湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2019JJ40344)

劉維正(1982?)，男，湖南邵陽(yáng)人，副教授，博士，從事特殊土路基穩(wěn)定與加固研究；E?mail：liuwz2011@csu.edu.cn

(編輯 蔣學(xué)東)