层次分析法在深基坑支护系统方案优选中的应用-secret7781

1、层次分析法在深基坑支护系统方案优选中的应用编者按：本文最主要的意义是通过一个工程实例。即武汉国贸大厦基坑支护方案的优选 来介 绍层次分析法的。由于具体的场地条件和地质条件的不同，文中一些具体的做法，例如 指标层 19 个指标并不能在別的工程中生搬硬套。发表该文的主要目的在于向读者介绍这种 思路和根本 方法。至于如何建立层次结构模型的具体内容和评判标准是要根拯不同的具体条 件来考虑的。摘要在建筑工程招标过程中，评标是一个十分棘手的问题，将层次分析法应用到深 基 坑支护系统方案的优选中，根据系统的特点和根本原那么，建立起层次结构模型。通过层次总排序得到竞标方案的优劣排序，使评标过程更加全而、科学、

2、公正、准确。关键词基坑支护：方案：优选；层次分析法：权重武汉市世界贸易中心工程地处汉口解放大道中段原武汉展览馆旧址，规划占地面积约 8 万 m2, 工程将分两期完成。一期工程包括 28 层髙商住写字楼 1栋和 9 层的裙楼，地下室均为 2 层，基 坑开挖深度为11.0m,而积达3.6万m2,属于大型深基坑工程。该工程的建规模和基坑开挖而积国内名列前茅， 在全国影响很大。 国内有十多家施工和设讣单位参加深基坑支 护系统方案的投标， 经过初选确定 6 家单位入用参加最后的竞标。如何从众多投标方案中优 选出最正确方案，是岩土 工程领域中一个十分棘手的难题。本文提出应用层次分析法对深基坑支护系统方案进

3、行选优。1 层次分析方法层次分析法12作为系统工程中对非圧疑事件一种评价分析方法是1973 年由美国学 者A.L. 萨蒂 (A.l.Saaty) 最早提出的 ,( 原名为 The Analyticl Hierarchy Process) 简称 AHP 法。 层次分析 法是首先将复杂的问题层次化。根据问题和要到达的目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。 根据系统的特点和根本原那么， 对各层的因素进行比照分析， 引入 1 一 9 比率标度方法 1 构造出判断矩阵，用求解判断矩阵最大特征根及其特征向量的方法得到齐

4、因素的相对权重 ; 最终 通过汁算最低层一一各投标方案相对于最高层即最正确方案的相对权重值，得到竟标方案的优劣排序。层次分析法的根本步骤如下：(1) 建立层次结构模型(2) 构造判断矩(3) 层次单排序及英一致性检验(4) 层次总排序及英一致性检验2工程概况及投标方案简介 2.1建筑场区环境工程地处汉口闹市中心的解放大道中段，建筑场区环境比拟复杂。北而紧靠解放大道，东邻游子乡大厦，西侧为协和广场，南抵该工程二期工程场地。2.2工程地质和水文地质条件该工程场地地层属长江一级阶地，为第四纪全新世长江冲洪积地层，上层分布从上 到下依次为杂填土 (0.5 3.40m)、粘土 (0.6 6.95m)、粉

5、土 (1.10 8.10m)、粉砂(6.4 16.50m)、粉细 砂(7.0-23.50m)、粉质粘上(0.0 6.70m)、中粗砂夹砾石(1.9-5.0m)及卵石层(3.4 12.0m),基岩为 泥质强风化页岩。场区有两层地下水。表层填丄中为上层滞水，水位在地而下1.0m左右；由大气降水和城市生活废水补给，水量较小。深层承压水埋藏于粉细砂层至卵石层中，承压水头髙度随季节和长江水位影响；枯水期地下水位在地面下左右，丰水期地下水位在地面下1.0m左右。2.3竟标方案3建立层次结构模型深基坑支护系统的设计是一个相当复杂的系统工程 34,除支护结构设计之外，还包括止 水降水措施、施工组织、工程监测及

6、应急方案等内容；影响因素众多，如工程的建筑特点、工程地质条件、水文地质条件、建筑场地的周边环境、施工技术及设备等等。基坑支护系统的设汁必须满足平安性、经济性和可行性这三个根本要求：对于市区工程，环境保护及文明施工也是十分重要的。因此，可以从平安可行、经济合理、保护环境、施工便捷四个方面，选择了 19个指标来评价深基坑支护系统方案的优劣，建立图2所示的层次结构模型。4确怎评判原那么，构造判断矩阵及层次单排序计算根据深基坑支护系统方案的层次结构模型，将同一层次中的因素相对于上一层次中的某 个 因素，采用1 一 9比率标度方法(见表2)两两成比照拟，构造出判断矩阵。各层中的因素 两两 成对进行比拟时

7、，评判的标准并不是一成不变的，而是根拯工程的特点、周边环境、工 程地质 和水文地质条件以及工期的要求等等方而的情况决左的。对于武汉市世界贸易中心一 期基坑支 护工程，在构造判断矩阵时应遵循以下原那么：(1) 相对于目标层一一最正确方案而言，深基坑支护系统方案的平安性、经济性与可行性 三者 的关系是辩证统一的，不可偏废。即在满足平安要求与可行的前提下，使基坑支护工程的总投资最少；同时注意保护环境，尽量缩短工期。(2) 相对于准那么层而言，该工程地处长江一级阶地，具有典型的二元结构特征。上部为粘 性上， 下部为砂性土， 总的趋势是从注到深上颗粒逐渐变粗，渗透系数逐渐增大。 地下水丰 富， 承压水头

8、髙，且受季节和长江水位的影响，地下水的处理显得格外突出。基坑开挖深度 , 基坑底 部落在粉上或粉砂层中，丄层呈软塑状态，含水饱和，渗透性较大，极易产生坑底涌砂冒水、坑壁管涌及失稳等不良现象，由此而引发的工程事故累见不鲜。可见基坑侧壁止水及基底降水措施与基坑支护结构密不可分且具有同等的重要性。(3) 对于指标深基坑支护系统方案的先进性， 主要从以下几个方而表达： 一是支护结构 设 计时，首选主动支护结构或者被动加固与主动支护结构相结合的形式，其次为被动支护结构形式。二是充分利用建筑场地条件，应首先考虑放坡开挖。如果条件受到限制，可考虑局部放坡或者局部放坡。这种组合方式可降低支挡结构的髙度，减小支挡结构的负荷与内力，从而降低支护结构的费用，提高坑壁的稳定性。(4) 基坑地下水治理方案的设计应遵循主动止水与降水减压相结合综合治理的指导思 想 在具有典型二元结构特征的地质条件下， 深井(即完整井 )对有效降低水位和减少周用环 境彫响， 以及节约造价等方而来说都是优选的。坑壁止水措施应尽量与支护结构相结合，以 降低造价。5 层次总排序及结论层次总排序就是基于层次单排序的结果计算方案层中的各投标方案相对目标层的相对权重 , 依此 确左竟标方案的优劣排序。这一过程是从最高层次到最低层次逐层进行的。6 结