Study on Selection of Road Soft Foundation Treatment Scheme
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摘要: 道路软基处理质量直接影响行车安全性和舒适性，确定一种经济、合理、环保的软基处理方案是道路软基处理的关键。软基处理方案选型需从地质条件适应性、路基稳定性、工期要求、地基承载力要求、工后沉降值要求等方面进行技术可行性分析，从软基处理工程费用和运营维护费用等方面进行经济合理性分析，从周边环境影响、施工期环境影响、运营期环境影响和资源消耗情况等方面进行环境影响分析。根据技术可行性、经济合理性和环境影响的分析结果，引入层次分析法建立软基处理方案选型的层次分析模型。结合专家决策系统和模糊理论，对各影响因素进行量化评价，从而将复杂的非定量因素问题简单化，通过实例验证层次分析模型在软基处理方案选型中的适应性。Abstract: The quality of road soft foundation treatment directly affects the driving safety and comfort. To determine an economic, reasonable and environmental friendly soft foundation treatment scheme is the key to the success or failure of road soft foundation treatment. The technical feasibility analysis is carried out from the aspects of geological condition adaptability, subgrade stability, construction period requirements, foundation bearing capacity requirements, post construction settlement value requirements, etc; The economic rationality should be analyzed from the aspects of soft foundation treatment engineering cost and operation and maintenance cost; Environmental impact analysis shall be carried out from the aspects of environmental impact from surrounding area, during construction, and during operation, as well as resource consumption. According to the analysis results of technical feasibility, economic rationality and environmental impact, the analytic hierarchy process is introduced to establish the analytic hierarchy process model of soft foundation treatment scheme selection. Combined with expert decision system and fuzzy theory, the influencing factors are quantitatively evaluated, so as to simplify the complex non quantitative factor problem. An example is given to verify the adaptability of analytic hierarchy process model in the selection of soft foundation treatment scheme.
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表 1 常用软基处理方法适用岩土层
处理方法 加固深度/m 适用岩土层 不适用岩土层 排水固结法 ≤25 淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和软黏土 不宜用于表层覆盖层厚度大于5 m的回填土或承载力较高的黏性土 水泥搅拌桩 单向≤15 双向≤20 十字板剪切强度不小于10 kPa、有机质含量不大于10%的软土地基 不宜处理泥炭土、有机质土、pH值小于4的酸性土、塑性指数大于22的黏土及腐蚀性土 高压旋喷桩 ≤25 十字板剪切强度不小于10 kPa、有机质含量不大于10%的软土地基 不适合有动水压力和已涌水的工程 CFG桩/素混凝土桩 ≤25 十字板剪切强度不小于20 kPa的软土地基 含水量大于65%或夹有较高承压水时的软土应慎用 加芯水泥搅拌桩 ≤35 十字板剪切强度不小于10 kPa、有机质含量不大于10%的深厚软土地基 不宜处理泥炭土、有机质土、pH值小于4的酸性土、塑性指数大于22的黏土及腐蚀性土 预应力管桩 ≤40 软土深度大于20 m的深厚软土地基 抛石地基不适合 
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表 2 软基处理施工质量控制水平
软基处理方案 施工便捷性 质量可靠度 综合 堆载预压法 ★★ ★★★ ★★★ 真空预压法 ★ ★★ ★ 水泥搅拌桩 ★★★ ★ ★★ 高压旋喷桩 ★★ ★★ ★★ CFG桩 ★★ ★★ ★★ 素混凝土桩 ★★ ★★ ★★ 加芯搅拌桩 ★★★ ★ ★★ 预应力管桩 ★★ ★★★ ★★★ 注：★用于描述施工质量控制水平。
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表 3 常用复合地基处理造价
软基处理方式 直径
/m延米造价
/元桩间距
/m单位处理面积
延米造价/元水泥搅拌桩 0.5 65 1.2 45 高压旋喷桩 0.5 160 1.4 81 CFG桩 0.4 145 1.6 56 素混凝土桩 0.4 135 1.6 53 预应力管桩 0.4 225 2.2 46
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表 4 常用软基处理方案运营期费用及用地系数
软基处理方式 运营期费用 用地系数 堆载预压 ★★★ 1.05 真空预压 ★★ 1.1 反压护道 ★★ 1.2 轻质土路堤 ★ 0.8～0.9 复合地基类 ★ 1.0 注：★用于描述运营期费用高低。
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表 5 软基处理方案敏感性因素
软基处理方法 环境敏感因素 气泡混合轻质土 地下水位高影响抗浮 强夯、强夯置换 周边噪音、振动敏感区 塑料排水板、袋装砂井 旧路拓宽工程或周边有重要建（构筑物） 堆载预压 周边有重要建（构筑物）；临河路基慎用 真空预压 周边有重要建（构筑物） 碎石桩/砂桩 周边噪音、振动敏感区 水泥搅拌桩（粉喷） 地下有强透水层或承压水；周边环境要求高 水泥搅拌桩（浆喷） 地下有强透水层或承压水；含水量较大的土层 高压旋喷桩 地下有强透水层或承压水 CFG/素砼桩（振动沉管） 周边噪音、振动敏感区 CFG/素砼桩（长螺旋） 周边噪音 预应力管桩（锤击） 周边噪音、振动敏感区 预应力管桩（静压） 地基承载力较低
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表 6 软基处理施工期环境影响因素表
软基处理方法 可能的环境影响 噪音 振动 大气
污染泥浆及
废弃物地面沉降
与变形气泡混合轻质土 ★ 强夯、强夯置换 ★★★ ★★★ ★ 塑料排水板、袋装砂井 ★★★ 堆载预压 ★★★ 真空预压 ★★★ 碎石桩/砂桩 ★★★ 水泥搅拌桩（粉喷） ★★★ 水泥搅拌桩（浆喷） ★★ 高压旋喷桩 ★ CFG/素砼桩（振动沉管） ★★★ CFG/素砼桩（长螺旋） ★★ 预应力管桩（锤击） ★★★ 预应力管桩（静压） ★ 注：★表示影响的严重程度，空白表示影响很小。
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表 7 软基处理方案资源消耗
软基处理方式 资源消耗 强夯法、夯实法 ★ 堆载预压、真空预压法 ★ 砂桩、碎石桩 ★★★ 强夯置换法 ★★★ 水泥搅拌桩 ★★ 高压旋喷桩 ★★ CFG/素砼桩 ★★★ 预应力管桩 ★★★ 注：★表示消耗不可再生资源程度。
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表 8 评价模型权重值
% 软基处理深度 技术
可行性经济
合理性环境
影响总值 H<15 m 35 40 25 100 15 m≤H<25 m 40 35 25 100 H>25 m 45 30 25 100 综合评价 35～45 40～30 25 100
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表 10 专家咨询意见汇总表
主因素 子因素 评价等级 极其
重要重要 较重
要宜考
虑不考
虑技术可行性 岩土层适应性 23 11 6 十字板剪切强度 11 25 4 软土深度 29 9 2 路基稳定性 19 14 7 施工工期要求 12 18 8 2 地基承载力要求 11 20 9 工后沉降值要求 21 19 施工质量受控程度 7 15 16 2 经济合理性 软基处理工程费用 13 12 11 4 运营期维护费用 10 17 13 新增用地费用 2 17 21 对环境的影响 周边环境影响因素 5 6 7 20 2 施工期间的影响 5 11 15 9 运营期间的影响 5 6 7 22 资源消耗情况 8 29 3
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表 11 选型模型各因素计算结果
因素 权值 因素 权值 技术
可行性岩土层适应性 6 经济
合理性软基处理工程费用 13 十字板剪切强度 6 运营期维护费用 9 软土深度 6 新增用地费用 8 路基稳定性 6 环境
影响周边环境影响因素 6 施工工期要求 5 施工期间的影响 8 地基承载力要求 5 运营期间的影响 7 工后沉降值要求 6 资源消耗情况 4 施工质量受控程度 5 小计 100
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表 12 模糊评价指标描述与评分对照表
评价项目 评价 很好 较好 一般 较差 很差 岩土层适应性 等级 很适应 适应 一般 不适应 很不适应 评分 6 5 3 1 0 十字板剪切强度 等级 很适应 适应 一般 不适应 很不适应 评分 6 5 3 1 0 软土深度 等级 完全满足 满足 一般 难以满足 完全不能 评分 6 5 3 1 0 路基稳定性 等级 很好 较好 一般 较差 很差 评分 6 5 3 1 0 施工工期要求 等级 最短 较短 一般 长 最长 评分 5 4 3 2 1 地基承载力 等级 最高 高 一般 较低 最低 评分 5 4 3 2 1 工后沉降值 等级 最小 较小 一般 较大 很大 评分 6 5 3 1 0 质量受控程度 等级 受控 易控 一般 难控 不受控 评分 5 4 3 2 1 软基处理工程费用 等级 最低 较低 一般 较高 最高 评分 13 10 7 4 1 运营期维护费用 等级 最低 较低 一般 较高 最高 评分 9 7 5 3 1 新增用地费用 等级 用地最小 用地较小 一般 用地较大 用地最大 评分 8 6 4 2 0 周边环境影响因素 等级 很适应 适应 一般 不适应 很不适应 评分 6 5 3 1 0 施工期间的影响 等级 最小 较小 一般 较大 最大 评分 8 6 4 2 0 运营期间的影响 等级 最小 较小 一般 较大 最大 评分 7 6 4 2 0 资源消耗情况 等级 最小 较小 一般 较大 最大 评分 4 3 2 1 0
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表 13 软基处理方案评分表
因素 权值 预应力
管桩长短桩
复合地基加芯
搅拌桩水泥
搅拌桩岩土层适应性 6 6 6 5 5 十字板剪切强度 6 6 6 6 6 软土深度 6 6 6 5 1 路基稳定性（填土高度） 6 6 6 5 5 施工工期要求 5 5 4 4 4 地基承载力要求 5 5 5 5 3 工后沉降值要求 6 6 6 6 1 施工质量受控程度 5 5 4 4 4 软基处理工程费用 13 7 10 10 13 运营期维护费用 9 9 9 9 7 新增用地费用 8 8 8 8 8 周边环境影响因素 6 6 6 6 6 施工期间的影响 8 8 8 8 8 运营期间的影响 7 7 7 7 7 资源消耗情况 4 4 4 4 4 小计 100 94 95 92 82
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图(1) / 表(13)
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