DiscussiononMultilevelFuzzyDecisionofExpresswaySoftFoundationTreatmentScheme周小鹏ZHOUXiao-peng（广州市公路工程公司，广州510075）（GuangzhouHighwayEngineeringCompany，Guangzhou510075，China）
摘要院高速公路软基处理在高速公路建设中有着重要的作用，但是其方案的选择往往受到诸多因素的影响，本文运用模糊决策理论以及层次分析理论通过建立层次结构模型以及构建判断矩阵对相关影响因素的权重进行了科学化衡量，从而给高速公路软基处理方案的选择提供了科学的依据。
Abstract:Highwaysoftfoundationtreatmentplaysanimportantroleinexpresswayconstruction,butitsschemeselectionisinfluencedbymanyfactors.Inthispaper,fuzzydecisiontheoryandhierarchicalanalysistheoryareusedtoestablishthehierarchymodelandthejudgmentmatrixisconstructedtomeasuretheweightofrelevantaffectingfactorsscientifically,thusprovidingscientificbasisforthetotheselectionofexpresswaysoftfoundationtreatmentscheme.
关键词院高速公路；软基处理；多层次模糊决策Keywords:expressway；softfoundationtreatment；multi-levelfuzzydecision中图分类号院U416.1文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）23-0148-03
0引言随着社会经济的快速发展，我国的高速公路事业也得到了较快的发展，截至2013年底，全国高速公里通车里程10.4万千米。
在高速公路建设的过程中，由于我国沿海诸省、市以及两湖南、湖北等地方地基存在着大量的淤泥和淤泥混砂层，这就使得地基的压缩性极高，而且沉降量较大，排水固结的稳定性也比较差。所以，在这些地区进行高速公路修建的时候需要对地基进行细致处理，如果未能对其进行处理或者处理措施采用不当，都会直接影响到道路的质量。
当前，对软基进行处理的方案有许多，例如袋装砂井堆载预压法、水泥搅拌桩（湿法）复合地基堆载预压法以及预应力管桩复合地基堆载预压法等都是较为有效的措施。
在从众多的方案中进行选择时，应该考虑到工程造价、工期以及加固效果等诸多因素的影响。而在这些因素当中，有既有可以进行定量分析的因素，又有模糊性质只能进行定性分析的因素，两种因素之间相互制约，构成以及较为复杂的系统。
模糊决策理论以及层次分析法是一种较为有效的决策方法，其可以把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题，从而计算每个影响因素的重要性程度，因而在系统工程理论中的非定量问题分析中有着较为广泛的应用。本文综合两者构造出多层次模糊决策模型，并对软基处理方案进行综合分析，最终选出最优方案。本文所建立的多层次模糊决策模型不但在软基处理方案选择中有着较大的用处，其在诸如道路选线、桥梁建设方案选择等工程设计中也可以发挥一定的作用。
1多层次模糊决策模型的建立1.1层次结构模型的建立在对影响高速公路软基处理各影响因素进行分析后，可以归纳出影响高速公路软基处理的3个一级指标体系和8个二级指标体系，具体如表1所示。
1.2一级指标和二级指标权重赋值一级指标以及二级指标采用层次分析法来确定其权重值。层次分析法是一种定性与定量相结合的决策分析方法，它可以有效的把问题的内在层次与联系进行量化并做出方案优劣的排序。具体来说，层次分析法应该采取以下步骤来进行：第一，构建判断矩阵。所有的分析都要依据一定的信息来进行，层次分析法所依靠的信息就是对于每一层次中各因素的相对重要性程度。判断矩阵的元素aij用1-9标度方法给出，见表2。
第二，层次单排序及其一致性检验。判断矩阵A（未有体现矩阵A）[这里的A就相当于方程中的X，]的特征根MW=姿maxW的解W（姿max为矩阵A的最大特征根），经归一化后即为同一层相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，这就是层次单排序。此外，还要对判断矩阵的一致性进行检验，这就需要根据公示CI=（*max-N）（/N原1）来计算一致性指标（N为矩阵阶数），当随机一致性比率CR=CI/RI<0.1时（RI为平均随机相容性指标），就可以认为判断矩阵是一致的，否则的话就需要对判断矩阵进行适当的调整。需要特别说明的是，如果判断矩阵为二阶时，就不需要再检验CI。
第三，方案层个体评判的指标特征矩阵。由于评判指标体系中定性以及定量指标在一定程度上具有不可公度性，这就要求在构建判断矩阵的时候要把其属性值限定在0到1之间，并进行相应的规范化处理。由表1可以知道，影响软基处理方案选择的指标体系既有诸如投资、工期等定量因素，又有诸如技术性指标以及环境影响指标等定性指标，这就要求我们应该对不同类型的指标合理选择袋装砂井堆载预压法、水泥搅拌桩（湿法）复合地基堆载预压法或者预应力管桩复合地基堆载预压法不同的处理方法。
第四，方案的综合排序。依据各个方案各因素对最高层的相对重要性的排序来对方案的优劣进行排序，从而选择最优方案。
2工程实例设计分析2.1工程概况增从高速公路是连接广州市增城市和从化市的一段新建公路，其建设标准为高速公路。在K21+300~K21+700路段有长度约0.4km的软基路段，其中K21+300~K21+510地层自上而下分别为粉质粘土、粉土、淤泥质砂、粉质粘土、、石英脉体以及粉质粘土，其中淤泥质砂的厚度为5.1m，含水量为35.8%；K21+610~K21+700路段地层自上而下分别为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土和全风化花岗岩，淤泥质粉质粘土的厚度为1.9m，含水量为42%，较易产生流动。
现在即用上文所构建的多层次模糊决策模型，对袋装砂井堆载预压法、水泥搅拌桩（湿法）复合地基堆载预压法、预应力管桩复合地基堆载预压法等方案进行综合评价，从而选取最佳方案。
2.2计算分析为了对相关方案进行对比，最为首要的就是分析应该软基处理方案的诸多因素，上文已经对相关影响指标进行了说明，各个层次的递阶结构与因素的从属关系如表3所示。
以上各个矩阵的解W即为某一层相应因素对于上一层某因素相对重要性的排序权值。
2.3方案层个体评判的指标第一，定量指标。主要包括工程费用和工期等因素。
2.3.1工程费用参考施工图纸等资料对相关费用进行相对比价分析。
袋装砂井堆载预压法、水泥搅拌桩（湿法）复合地基堆载预压法以及预应力管桩复合地基堆载预压法比价为77.8颐80颐100，因此各个方案的指标取值为
2.3.2定性指标经济性指标中的维修工作量、技术性指标中施工技术的可靠性、处理效果、施工难易程度以及环境性指标中的环境影响及资源消耗的取值采用专家评分法，评分标准见表7。
通过计算，得出方案的综合排序：可见袋装砂井堆载预压法为最优方案。
在以上计算分析中，根据以往甲方的建议，给工期和处理效果的权重较大，由此得到袋装砂井堆载预压法为最优方案的结果与施工图设计相吻合。如果工期和处理效果的权重减少，那么就需要重新构建判断矩阵，所得到最优方案的结果就有可能不同。.3结语多层次模糊决策模型在高速公路软基处理方案中的应用，可以有效地提高方案选择的准确性及有效性，使得软基能够得到较为恰当的处理方式，进而提高施工效率，确保高速公路的质量。
通过上文的计算分析可以看出，方案选择的结果最终取决于各判断矩阵元素的取值，因此，相关数据的获取就显得尤为重要，通常可以对以往的工程资料进行的分析，并集合相关专家的建议来获取数据。
本文所构建的多层次模糊决策模型不但对于软基处理有着很大的帮助，还可以在道路选线等其他工程设计中发挥巨大的作用。
参考文献院[1]张留俊，黄晓明，尹利华.公路软基处理方案多层次模糊综合评判方法研究[J].公路交通科技,2007(03).[2]周静,张艳妮.高速公路软基处理方案决策模型研究[J].山西建筑,2010(18).[3]刘勇,祝艳波,余宏明,王学刚.多层次模糊综合决策优选软基处理方案[J].地质科技情报,2011(03).