精選范文--層次分析法在深基坑支護系統(tǒng)方案優(yōu)選中的應用

1、層次分析法在深基坑支護系統(tǒng)方案優(yōu)選中的應用編者按：本文最主要的意義是通過一個工程實例。即武漢國貿大廈基坑支護 方案的優(yōu)選來介紹層次分析法的。由于具體的場地條件和地質條件的不同，文中 一些具體的做法，例如指標層19 個指標并不能在別的工程中生搬硬套。 發(fā)表該文 的主要目的在于向讀者介紹這種思路和基本方法。至于如何建立層次結構模型的 具體內容和評判標準是要根據不同的具體條件來考慮的。摘要在建筑工程招標過程中，評標是一個十分棘手的問題，將層次分析法應用到 深基坑支護系統(tǒng)方案的優(yōu)選中，根據系統(tǒng)的特點和基本原則，建立起層次結構模 型。通過層次總排序得到競標方案的優(yōu)劣排序，使評標過程更加全面、科學、公 正

2、、準確。關鍵詞基坑支護；方案；優(yōu)選；層次分析法；權重武漢市世界貿易中心工程地處漢口解放大道中段原武漢展覽館舊址，規(guī)劃占 地面積約 8 萬m2 工程將分兩期完成。一期工程包括 28 層高商住寫字樓 I 棟和 9 層的裙樓，地下室均為 2 層，基坑開挖深度為 11.0m，面積達 3.6 萬 m2 屬于大 型深基坑工程。該工程的建規(guī)模和基坑開挖面積國內名列前茅， 在全國影響很大。國內有十多家施工和設計單位參加深基坑支護系統(tǒng)方案的投標，經過初選確定6 家單位入圍參加最后的競標。如何從眾多投標方案中優(yōu)選出最佳方案，是巖土工 程領域中一個十分棘手的難題。本文提出應用層次分析法對深基坑支護系統(tǒng)方案 進行選優(yōu)

3、。層次分析方法層次分析法12作為系統(tǒng)工程中對非定量事件一種評價分析方法是1973 年 由美國學者 A.L.薩蒂(A.I.Saaty)最早提出的，(原名為TheAnalyticIHierarchyProcess)簡稱 AHP 法。層次分析法是首先將復雜的問題層 次化。根據問題和要達到的目標，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間 的相互關聯(lián)以及隸屬關系將因素按不同層次聚集組合，形成一個多層次的分析結構模型。根據系統(tǒng)的特點和基本原則，對各層的因素進行對比分析，引入I 一 9 比率標度方法1構造出判斷矩陣，用求解判斷矩陣最大特征根及其特征向量的方 法得到各因素的相對權重；最終通過計算最低層一一各投

4、標方案相對于最高層即 最佳方案的相對權重值，得到竟標方案的優(yōu)劣排序。層次分析法的基本步驟如下:(1)建立層次結構模型(2)構造判斷矩(3)層次單排序及其一致性檢驗(4)層次總排序及其一致性檢驗工程概況及投標方案簡介2.1建筑場區(qū)環(huán)境工程地處漢口鬧市中心的解放大道中段，建筑場區(qū)環(huán)境比較復雜。北面緊靠 解放大道，東鄰游子鄉(xiāng)大廈，西側為協(xié)和廣場，南抵該項目二期工程場地。2.2工程地質和水文地質條件該工程場地地層屬長江一級階地，為第四紀全新世長江沖洪積地層，土層分 布從上到下依次為雜填土(0.5 3.40m)、粘土 (0.6 6.95m)、粉土 (1.10 8.10m)、粉砂(6.4 一 16.50m

5、)、粉細砂(7.0 23.50m)、粉質粘土 (0.0 6.70m)、中粗砂夾 礫石(1.9 5.0m)及卵石層(3.4一 12.0m)，基巖為泥質強風化頁巖。場區(qū)有兩層地下水。表層填土中為上層滯水，水位在地面下1.0m 左右;由大氣降水和城市生 活廢水補給，水量較小。深層承壓水埋藏于粉細砂層至卵石層中，承壓水頭高度隨季節(jié)和長江水位影響；枯水期地下水位在地面下5.0 6.0m 左右，豐水期地下 水位在地面下 1.0m 左右。2.3竟標方案建立層次結構模型深基坑支護系統(tǒng)的設計是一個相當復雜的系統(tǒng)工程34，除支護結構設計 之外，還包括止水降水措施、施工組織、工程監(jiān)測及應急方案等內容；影響因素 眾多

6、，如工程的建筑特點、工程地質條件、水文地質條件、建筑場地的周邊環(huán)境、 施工技術及設備等等?；又ёo系統(tǒng)的設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這 三個基本要求；對于市區(qū)工程，環(huán)境保護及文明施工也是十分重要的。因此，可以從安全可行、經濟合理、保護環(huán)境、施工便捷四個方面，選擇了19 個指標來評 價深基坑支護系統(tǒng)方案的優(yōu)劣，建立圖 2 所示的層次結構模型。確定評判原則，構造判斷矩陣及層次單排序計算根據深基坑支護系統(tǒng)方案的層次結構模型，將同一層次中的因素相對于上一 層次中的某個因素，采用 I 一 9 比率標度方法(見表 2)兩兩成對比較，構造出判 斷矩陣。各層中的因素兩兩成對進行比較時，評判的標準并不是一

7、成不變的，而 是根據工程的特點、周邊環(huán)境、工程地質和水文地質條件以及工期的要求等等方 面的情況決定的。對于武漢市世界貿易中心一期基坑支護工程，在構造判斷矩陣時應遵循以下原則:與可行性三者的關系是辯證統(tǒng)一的，不可偏廢。即在滿足安全要求與可行的前提 下，使基坑支護工程的總投資最少；同時注意保護環(huán)境，盡量縮短工期。(2)相對于準則層而言，該工程地處長江一級階地，具有典型的二元結構特征。上部為粘性土，下部為砂性土，總的趨勢是從淺到深土顆粒逐漸變粗，滲透系數 逐漸增大。地下水豐富，承壓水頭高，且受季節(jié)和長江水位的影響，地下水的處 理顯得格外突出?；娱_挖深度，基坑底部落在粉土或粉砂層中，土層呈軟塑狀 態(tài)

8、，含水飽和，滲透性較大，極易產生坑底涌砂冒水、坑壁管涌及失穩(wěn)等不良現(xiàn) 象，由此而引發(fā)的工程事故累見不鮮?？梢娀觽缺谥顾盎捉邓胧┡c基坑 支護結構密不可分且具有同等的重要性。(3)對于指標深基坑支護系統(tǒng)方案的先進性，主要從以下幾個方面體現(xiàn)：一是 支護結構設計時，首選主動支護結構或者被動加固與主動支護結構相結合的形式, 其次為被動支護結構形式。二是充分利用建筑場地條件，應首先考慮放坡開挖。如果條件受到限制，可考慮局部放坡或者部分放坡。這種組合方式可降低支擋結 構的高度，減小支擋結構的負荷與內力，從而降低支護結構的費用，提高坑壁的 穩(wěn)定性。(4)基坑地下水治理方案的設計應遵循主動止水與降水減壓相結合綜合治理的指導思想。在具有典型二元結構特征的地質條件下，深井(即完整井)對有效降 低水位和減少周圍環(huán)境影響，以及節(jié)約造價等方面來說都是優(yōu)選的?？颖谥顾?施應盡量與支護結構相結合，以降低造價。(1)相對于目標層最佳方案而言，深基坑支護系統(tǒng)方案的安全性、經濟性層次總排序及結論層次總排序就是基于層次單排序的結果計算方案層中的各投標方案相對目標 層的相對權重，依此確定竟標方案的優(yōu)劣排序。這一過程是從最高層次到最低層 次逐層進行的