冀彥卓　田亞光　李慶文

摘 要：以國(guó)家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園5號(hào)地塊基坑支護(hù)為研究對(duì)象，從模糊層次分析理論出發(fā)，建立了復(fù)合地基深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)的決策模型，對(duì)擬用三種基坑支護(hù)方案進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)分析，確定最佳支護(hù)方案，為實(shí)際工程建設(shè)提供了決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：模糊層次理論 復(fù)雜地基 深基坑支護(hù) 方案評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0103-03

伴隨著城市化進(jìn)程速度的加快，城市建筑密度也逐漸加大，基坑工程不僅受到周?chē)扔薪ㄖ锃h(huán)境的影響，還受到基坑地質(zhì)條件復(fù)雜化、基坑參數(shù)差異化及水文地質(zhì)條件不確定性等方面的影響。故迫切需要解決如何確定合理的復(fù)合地基深基坑支護(hù)方案的問(wèn)題，基坑支護(hù)的影響因素眾多，其中包括可預(yù)見(jiàn)的定量因素，還有可預(yù)見(jiàn)不能定量只能定性影響因素，更可怕的是不可預(yù)見(jiàn)非定性因素。

隨著時(shí)代的迅猛發(fā)張和科技的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將數(shù)學(xué)與信息化理論引進(jìn)工程應(yīng)用中進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)價(jià)方案，得到較好的研究成果。王廣月[1]提出深基坑支護(hù)決策的信息熵模糊層次分析模型。何滿(mǎn)潮、乾增珍等[2]將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在深基坑支護(hù)方案的評(píng)選中。周罕等[3]將模糊層次分析法應(yīng)用在軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選方面。殷丹、許春東等[4]將基于模糊層次分析法用來(lái)進(jìn)行巖溶地下水可持續(xù)開(kāi)采量計(jì)算，建立了地下水可持續(xù)利用能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。阮永芬和葉燎原[5]用灰色系統(tǒng)理論與方法來(lái)確定深基坑支護(hù)方案。馮玉國(guó)等[6]將灰色物元分析優(yōu)化模型應(yīng)用在深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)中。

本文以國(guó)家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園5號(hào)地塊基坑為具體研究對(duì)象，確定影響本工程基坑支護(hù)方案的各個(gè)影響因素，構(gòu)建該基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用模糊層次分析方法確定最佳基坑支護(hù)方案。

1 工程概況

工程場(chǎng)地位于北京市順義區(qū)國(guó)門(mén)商務(wù)區(qū)，盛京大街（龍?zhí)谅罚┡c機(jī)場(chǎng)東路交叉路口的東南角，工程范圍為5號(hào)地塊（包括5A及5B地塊），擬建建筑包括10棟辦公樓及兩個(gè)一層地下停車(chē)場(chǎng)，基坑面積約4萬(wàn)m2。場(chǎng)地自然地面標(biāo)高平均為28.6 m，建筑±零標(biāo)高分別相當(dāng)于A地塊的27.9 m及B地塊的27.4 m，基坑開(kāi)挖深度7.1 m和7.24 m，其部分區(qū)域需換填開(kāi)挖深度為11.5 m。場(chǎng)地南側(cè)有一條埋地臨時(shí)電纜，場(chǎng)地東側(cè)及B地塊中部分別有部分尚未拆遷完畢的電纜。結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告和基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的土層分布情況如表1所示。

根據(jù)本基坑水文地質(zhì)可知，在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)存在上層滯水和潛水。根據(jù)自身工程特性和地質(zhì)條件情況制定了初步支護(hù)方案，一是地下連續(xù)墻+臨時(shí)環(huán)形支撐（d1）、二為雙排樁支護(hù)+輕型井點(diǎn)降水（d2）、三為復(fù)合土釘墻支護(hù)+井點(diǎn)降水（d3）?；谏鲜鋈齻€(gè)支護(hù)方案，決定采用模糊層次分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定出最佳的支護(hù)方案，為實(shí)際工程決策提供理論依據(jù)。

2 構(gòu)建模糊層次分析模型

2.1 模糊層次分析法的基本原理

令傳統(tǒng)的AHP與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合演化成模糊AHP，通過(guò)運(yùn)用模糊數(shù)代替點(diǎn)值構(gòu)成判斷矩陣，然后解出權(quán)重向量，利用模糊數(shù)向量和矩陣計(jì)算得出綜合模糊數(shù)權(quán)重，最后對(duì)其進(jìn)行排序。這樣的方法很清楚的表達(dá)出判斷的不確定性，方便建立模型的建立和求解。模糊AHP的一種特例就是傳統(tǒng)AHP。相比于傳統(tǒng)的層次分析法，模糊層次法對(duì)于打分點(diǎn)毫無(wú)彈性的問(wèn)題能夠很大程度的解決了，并且能夠避免專(zhuān)家打分時(shí)的個(gè)人情感因素。所以說(shuō)，三角模糊數(shù)進(jìn)行打分的模糊層次分析法應(yīng)用較為廣泛。模糊數(shù)的種類(lèi)很多，例如指數(shù)型模糊數(shù)、梯形模糊數(shù)、三角形模糊數(shù)等等，其中使用最為簡(jiǎn)單易學(xué)的且很好的刻畫(huà)模糊現(xiàn)象的是三角形模糊數(shù)，很多成功的實(shí)例。

與傳統(tǒng)層次分析法的過(guò)程類(lèi)似，模糊層次分析法可以分為四個(gè)步驟：建立層次分析模型、構(gòu)造出各個(gè)層次中的所有判斷矩陣、層次單排序（即求取判斷矩陣權(quán)重）及一致性檢驗(yàn)、層次總排序即最終方案選擇。具體模糊層次分析結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

按照模糊層次分析法原理與其評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)層次，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析等方法來(lái)確定模糊評(píng)價(jià)的各種參數(shù)。為了能夠方便評(píng)價(jià)消除各個(gè)指標(biāo)參數(shù)間的差異性影響，現(xiàn)確定指標(biāo)參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為越大越好，越小越好，不好不壞的中性指標(biāo)等三類(lèi)（即方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ），將各指標(biāo)參數(shù)之間的差異性進(jìn)行規(guī)格化計(jì)算[7]，消除指標(biāo)差異性的數(shù)據(jù)處理結(jié)果如表2所示。

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

針對(duì)已建立的模糊層次分析模型體系，結(jié)合多名專(zhuān)家給出各個(gè)指標(biāo)參數(shù)的相對(duì)重要程度不同，綜合考慮多方面因素，確定目標(biāo)層（U）對(duì)準(zhǔn)則層（P）的判斷矩陣及其等規(guī)模的其權(quán)重向量，具體情況如式（1）。同時(shí)也得到準(zhǔn)則層（P）對(duì)指標(biāo)層（C）的判斷矩陣及其等規(guī)模的權(quán)重向量，詳見(jiàn)式（2）～式（5）所示。

T （1）

T（2）

（3）

（4）

T （5）

利用上述式（1）～式（5），根據(jù)文獻(xiàn)[3]可以得到P-U總體權(quán)重向量，如下所示，

經(jīng)計(jì)算分析后達(dá)到一致性檢驗(yàn)的目標(biāo)效果。

2.4 構(gòu)建相對(duì)優(yōu)屬度矩陣

按照表2中模糊層析分析指標(biāo)結(jié)構(gòu)情況，根據(jù)文獻(xiàn)[3]可以推到得到相對(duì)優(yōu)屬度矩陣R的表達(dá)式如下。

2.5 確定最優(yōu)解決方案

根據(jù)文獻(xiàn)[3]可推導(dǎo)出基坑支護(hù)方案模糊綜合判斷向量B為，

將計(jì)算結(jié)果與最大優(yōu)屬度評(píng)判原則，方案Ⅲ得分最高，其大小為0.65，其次是方案Ⅰ和方案Ⅱ，故方案Ⅲ為最佳基坑開(kāi)挖支護(hù)方案，即采取分級(jí)放坡的復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)方式。

3 結(jié)語(yǔ)

將模糊層次分析方法理論與北京國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)5號(hào)基坑工程地質(zhì)條件相結(jié)合，建立了以14個(gè)指標(biāo)要素的復(fù)合地基深基坑支護(hù)模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用各指標(biāo)權(quán)重與最大優(yōu)屬度法則確定該基坑支護(hù)的最佳支護(hù)方案為復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)方式，對(duì)其他實(shí)際工程決策提供一定程度的理論支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 王廣月.深基坑支護(hù)決策的信息熵模糊層次分析模型[J].巖土力學(xué)，2004， 25（12）：737-739.

[2] 何滿(mǎn)潮，乾增珍，汪仁和.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在深基坑工程支護(hù)方案優(yōu)選中的應(yīng)用[J]. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2004，24（2）：22-33.

[3] 周罕，曹平.軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選的模糊層次分析法[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，43（9）：3582-3588.

[4] 殷丹，許春東，張利，等.基于模糊層次分析法的巖溶地下水可持續(xù)開(kāi)采量計(jì)算[J].水電能源科學(xué)，2013（10）：25-29.

[5] 阮永芬，葉燎原.用灰色系統(tǒng)理論與方法確定深基坑支護(hù)方案[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2003，22（7）：1203-1206.

[6] 馮玉國(guó)，王渭明.深基坑支護(hù)方案灰色物元分析優(yōu)化模型及其應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，2009，30（8）：2467-2470.

[7] 李希燦，朱俊芳，楊學(xué)昌，等.模糊模式識(shí)別在喬店水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2006，37（3）： 444-448.endprint

摘 要：以國(guó)家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園5號(hào)地塊基坑支護(hù)為研究對(duì)象，從模糊層次分析理論出發(fā)，建立了復(fù)合地基深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)的決策模型，對(duì)擬用三種基坑支護(hù)方案進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)分析，確定最佳支護(hù)方案，為實(shí)際工程建設(shè)提供了決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：模糊層次理論 復(fù)雜地基 深基坑支護(hù) 方案評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0103-03

伴隨著城市化進(jìn)程速度的加快，城市建筑密度也逐漸加大，基坑工程不僅受到周?chē)扔薪ㄖ锃h(huán)境的影響，還受到基坑地質(zhì)條件復(fù)雜化、基坑參數(shù)差異化及水文地質(zhì)條件不確定性等方面的影響。故迫切需要解決如何確定合理的復(fù)合地基深基坑支護(hù)方案的問(wèn)題，基坑支護(hù)的影響因素眾多，其中包括可預(yù)見(jiàn)的定量因素，還有可預(yù)見(jiàn)不能定量只能定性影響因素，更可怕的是不可預(yù)見(jiàn)非定性因素。

隨著時(shí)代的迅猛發(fā)張和科技的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將數(shù)學(xué)與信息化理論引進(jìn)工程應(yīng)用中進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)價(jià)方案，得到較好的研究成果。王廣月[1]提出深基坑支護(hù)決策的信息熵模糊層次分析模型。何滿(mǎn)潮、乾增珍等[2]將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在深基坑支護(hù)方案的評(píng)選中。周罕等[3]將模糊層次分析法應(yīng)用在軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選方面。殷丹、許春東等[4]將基于模糊層次分析法用來(lái)進(jìn)行巖溶地下水可持續(xù)開(kāi)采量計(jì)算，建立了地下水可持續(xù)利用能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。阮永芬和葉燎原[5]用灰色系統(tǒng)理論與方法來(lái)確定深基坑支護(hù)方案。馮玉國(guó)等[6]將灰色物元分析優(yōu)化模型應(yīng)用在深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)中。

本文以國(guó)家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園5號(hào)地塊基坑為具體研究對(duì)象，確定影響本工程基坑支護(hù)方案的各個(gè)影響因素，構(gòu)建該基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用模糊層次分析方法確定最佳基坑支護(hù)方案。

1 工程概況

工程場(chǎng)地位于北京市順義區(qū)國(guó)門(mén)商務(wù)區(qū)，盛京大街（龍?zhí)谅罚┡c機(jī)場(chǎng)東路交叉路口的東南角，工程范圍為5號(hào)地塊（包括5A及5B地塊），擬建建筑包括10棟辦公樓及兩個(gè)一層地下停車(chē)場(chǎng)，基坑面積約4萬(wàn)m2。場(chǎng)地自然地面標(biāo)高平均為28.6 m，建筑±零標(biāo)高分別相當(dāng)于A地塊的27.9 m及B地塊的27.4 m，基坑開(kāi)挖深度7.1 m和7.24 m，其部分區(qū)域需換填開(kāi)挖深度為11.5 m。場(chǎng)地南側(cè)有一條埋地臨時(shí)電纜，場(chǎng)地東側(cè)及B地塊中部分別有部分尚未拆遷完畢的電纜。結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告和基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的土層分布情況如表1所示。

根據(jù)本基坑水文地質(zhì)可知，在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)存在上層滯水和潛水。根據(jù)自身工程特性和地質(zhì)條件情況制定了初步支護(hù)方案，一是地下連續(xù)墻+臨時(shí)環(huán)形支撐（d1）、二為雙排樁支護(hù)+輕型井點(diǎn)降水（d2）、三為復(fù)合土釘墻支護(hù)+井點(diǎn)降水（d3）?；谏鲜鋈齻€(gè)支護(hù)方案，決定采用模糊層次分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定出最佳的支護(hù)方案，為實(shí)際工程決策提供理論依據(jù)。

2 構(gòu)建模糊層次分析模型

2.1 模糊層次分析法的基本原理

令傳統(tǒng)的AHP與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合演化成模糊AHP，通過(guò)運(yùn)用模糊數(shù)代替點(diǎn)值構(gòu)成判斷矩陣，然后解出權(quán)重向量，利用模糊數(shù)向量和矩陣計(jì)算得出綜合模糊數(shù)權(quán)重，最后對(duì)其進(jìn)行排序。這樣的方法很清楚的表達(dá)出判斷的不確定性，方便建立模型的建立和求解。模糊AHP的一種特例就是傳統(tǒng)AHP。相比于傳統(tǒng)的層次分析法，模糊層次法對(duì)于打分點(diǎn)毫無(wú)彈性的問(wèn)題能夠很大程度的解決了，并且能夠避免專(zhuān)家打分時(shí)的個(gè)人情感因素。所以說(shuō)，三角模糊數(shù)進(jìn)行打分的模糊層次分析法應(yīng)用較為廣泛。模糊數(shù)的種類(lèi)很多，例如指數(shù)型模糊數(shù)、梯形模糊數(shù)、三角形模糊數(shù)等等，其中使用最為簡(jiǎn)單易學(xué)的且很好的刻畫(huà)模糊現(xiàn)象的是三角形模糊數(shù)，很多成功的實(shí)例。

與傳統(tǒng)層次分析法的過(guò)程類(lèi)似，模糊層次分析法可以分為四個(gè)步驟：建立層次分析模型、構(gòu)造出各個(gè)層次中的所有判斷矩陣、層次單排序（即求取判斷矩陣權(quán)重）及一致性檢驗(yàn)、層次總排序即最終方案選擇。具體模糊層次分析結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

按照模糊層次分析法原理與其評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)層次，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析等方法來(lái)確定模糊評(píng)價(jià)的各種參數(shù)。為了能夠方便評(píng)價(jià)消除各個(gè)指標(biāo)參數(shù)間的差異性影響，現(xiàn)確定指標(biāo)參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為越大越好，越小越好，不好不壞的中性指標(biāo)等三類(lèi)（即方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ），將各指標(biāo)參數(shù)之間的差異性進(jìn)行規(guī)格化計(jì)算[7]，消除指標(biāo)差異性的數(shù)據(jù)處理結(jié)果如表2所示。

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

針對(duì)已建立的模糊層次分析模型體系，結(jié)合多名專(zhuān)家給出各個(gè)指標(biāo)參數(shù)的相對(duì)重要程度不同，綜合考慮多方面因素，確定目標(biāo)層（U）對(duì)準(zhǔn)則層（P）的判斷矩陣及其等規(guī)模的其權(quán)重向量，具體情況如式（1）。同時(shí)也得到準(zhǔn)則層（P）對(duì)指標(biāo)層（C）的判斷矩陣及其等規(guī)模的權(quán)重向量，詳見(jiàn)式（2）～式（5）所示。

T （1）

T（2）

（3）

（4）

T （5）

利用上述式（1）～式（5），根據(jù)文獻(xiàn)[3]可以得到P-U總體權(quán)重向量，如下所示，

經(jīng)計(jì)算分析后達(dá)到一致性檢驗(yàn)的目標(biāo)效果。

2.4 構(gòu)建相對(duì)優(yōu)屬度矩陣

按照表2中模糊層析分析指標(biāo)結(jié)構(gòu)情況，根據(jù)文獻(xiàn)[3]可以推到得到相對(duì)優(yōu)屬度矩陣R的表達(dá)式如下。

2.5 確定最優(yōu)解決方案

根據(jù)文獻(xiàn)[3]可推導(dǎo)出基坑支護(hù)方案模糊綜合判斷向量B為，

將計(jì)算結(jié)果與最大優(yōu)屬度評(píng)判原則，方案Ⅲ得分最高，其大小為0.65，其次是方案Ⅰ和方案Ⅱ，故方案Ⅲ為最佳基坑開(kāi)挖支護(hù)方案，即采取分級(jí)放坡的復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)方式。

3 結(jié)語(yǔ)

將模糊層次分析方法理論與北京國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)5號(hào)基坑工程地質(zhì)條件相結(jié)合，建立了以14個(gè)指標(biāo)要素的復(fù)合地基深基坑支護(hù)模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用各指標(biāo)權(quán)重與最大優(yōu)屬度法則確定該基坑支護(hù)的最佳支護(hù)方案為復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)方式，對(duì)其他實(shí)際工程決策提供一定程度的理論支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 王廣月.深基坑支護(hù)決策的信息熵模糊層次分析模型[J].巖土力學(xué)，2004， 25（12）：737-739.

[2] 何滿(mǎn)潮，乾增珍，汪仁和.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在深基坑工程支護(hù)方案優(yōu)選中的應(yīng)用[J]. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2004，24（2）：22-33.

[3] 周罕，曹平.軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選的模糊層次分析法[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，43（9）：3582-3588.

[4] 殷丹，許春東，張利，等.基于模糊層次分析法的巖溶地下水可持續(xù)開(kāi)采量計(jì)算[J].水電能源科學(xué)，2013（10）：25-29.

[5] 阮永芬，葉燎原.用灰色系統(tǒng)理論與方法確定深基坑支護(hù)方案[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2003，22（7）：1203-1206.

[6] 馮玉國(guó)，王渭明.深基坑支護(hù)方案灰色物元分析優(yōu)化模型及其應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，2009，30（8）：2467-2470.

[7] 李希燦，朱俊芳，楊學(xué)昌，等.模糊模式識(shí)別在喬店水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2006，37（3）： 444-448.endprint

摘 要：以國(guó)家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園5號(hào)地塊基坑支護(hù)為研究對(duì)象，從模糊層次分析理論出發(fā)，建立了復(fù)合地基深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)的決策模型，對(duì)擬用三種基坑支護(hù)方案進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)分析，確定最佳支護(hù)方案，為實(shí)際工程建設(shè)提供了決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：模糊層次理論 復(fù)雜地基 深基坑支護(hù) 方案評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU473.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0103-03

伴隨著城市化進(jìn)程速度的加快，城市建筑密度也逐漸加大，基坑工程不僅受到周?chē)扔薪ㄖ锃h(huán)境的影響，還受到基坑地質(zhì)條件復(fù)雜化、基坑參數(shù)差異化及水文地質(zhì)條件不確定性等方面的影響。故迫切需要解決如何確定合理的復(fù)合地基深基坑支護(hù)方案的問(wèn)題，基坑支護(hù)的影響因素眾多，其中包括可預(yù)見(jiàn)的定量因素，還有可預(yù)見(jiàn)不能定量只能定性影響因素，更可怕的是不可預(yù)見(jiàn)非定性因素。

隨著時(shí)代的迅猛發(fā)張和科技的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外學(xué)者將數(shù)學(xué)與信息化理論引進(jìn)工程應(yīng)用中進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)價(jià)方案，得到較好的研究成果。王廣月[1]提出深基坑支護(hù)決策的信息熵模糊層次分析模型。何滿(mǎn)潮、乾增珍等[2]將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在深基坑支護(hù)方案的評(píng)選中。周罕等[3]將模糊層次分析法應(yīng)用在軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選方面。殷丹、許春東等[4]將基于模糊層次分析法用來(lái)進(jìn)行巖溶地下水可持續(xù)開(kāi)采量計(jì)算，建立了地下水可持續(xù)利用能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。阮永芬和葉燎原[5]用灰色系統(tǒng)理論與方法來(lái)確定深基坑支護(hù)方案。馮玉國(guó)等[6]將灰色物元分析優(yōu)化模型應(yīng)用在深基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)中。

本文以國(guó)家地理信息科技產(chǎn)業(yè)園5號(hào)地塊基坑為具體研究對(duì)象，確定影響本工程基坑支護(hù)方案的各個(gè)影響因素，構(gòu)建該基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用模糊層次分析方法確定最佳基坑支護(hù)方案。

1 工程概況

工程場(chǎng)地位于北京市順義區(qū)國(guó)門(mén)商務(wù)區(qū)，盛京大街（龍?zhí)谅罚┡c機(jī)場(chǎng)東路交叉路口的東南角，工程范圍為5號(hào)地塊（包括5A及5B地塊），擬建建筑包括10棟辦公樓及兩個(gè)一層地下停車(chē)場(chǎng)，基坑面積約4萬(wàn)m2。場(chǎng)地自然地面標(biāo)高平均為28.6 m，建筑±零標(biāo)高分別相當(dāng)于A地塊的27.9 m及B地塊的27.4 m，基坑開(kāi)挖深度7.1 m和7.24 m，其部分區(qū)域需換填開(kāi)挖深度為11.5 m。場(chǎng)地南側(cè)有一條埋地臨時(shí)電纜，場(chǎng)地東側(cè)及B地塊中部分別有部分尚未拆遷完畢的電纜。結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告和基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的土層分布情況如表1所示。

根據(jù)本基坑水文地質(zhì)可知，在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)存在上層滯水和潛水。根據(jù)自身工程特性和地質(zhì)條件情況制定了初步支護(hù)方案，一是地下連續(xù)墻+臨時(shí)環(huán)形支撐（d1）、二為雙排樁支護(hù)+輕型井點(diǎn)降水（d2）、三為復(fù)合土釘墻支護(hù)+井點(diǎn)降水（d3）。基于上述三個(gè)支護(hù)方案，決定采用模糊層次分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定出最佳的支護(hù)方案，為實(shí)際工程決策提供理論依據(jù)。

2 構(gòu)建模糊層次分析模型

2.1 模糊層次分析法的基本原理

令傳統(tǒng)的AHP與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合演化成模糊AHP，通過(guò)運(yùn)用模糊數(shù)代替點(diǎn)值構(gòu)成判斷矩陣，然后解出權(quán)重向量，利用模糊數(shù)向量和矩陣計(jì)算得出綜合模糊數(shù)權(quán)重，最后對(duì)其進(jìn)行排序。這樣的方法很清楚的表達(dá)出判斷的不確定性，方便建立模型的建立和求解。模糊AHP的一種特例就是傳統(tǒng)AHP。相比于傳統(tǒng)的層次分析法，模糊層次法對(duì)于打分點(diǎn)毫無(wú)彈性的問(wèn)題能夠很大程度的解決了，并且能夠避免專(zhuān)家打分時(shí)的個(gè)人情感因素。所以說(shuō)，三角模糊數(shù)進(jìn)行打分的模糊層次分析法應(yīng)用較為廣泛。模糊數(shù)的種類(lèi)很多，例如指數(shù)型模糊數(shù)、梯形模糊數(shù)、三角形模糊數(shù)等等，其中使用最為簡(jiǎn)單易學(xué)的且很好的刻畫(huà)模糊現(xiàn)象的是三角形模糊數(shù)，很多成功的實(shí)例。

與傳統(tǒng)層次分析法的過(guò)程類(lèi)似，模糊層次分析法可以分為四個(gè)步驟：建立層次分析模型、構(gòu)造出各個(gè)層次中的所有判斷矩陣、層次單排序（即求取判斷矩陣權(quán)重）及一致性檢驗(yàn)、層次總排序即最終方案選擇。具體模糊層次分析結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

按照模糊層次分析法原理與其評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)層次，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析等方法來(lái)確定模糊評(píng)價(jià)的各種參數(shù)。為了能夠方便評(píng)價(jià)消除各個(gè)指標(biāo)參數(shù)間的差異性影響，現(xiàn)確定指標(biāo)參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為越大越好，越小越好，不好不壞的中性指標(biāo)等三類(lèi)（即方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ），將各指標(biāo)參數(shù)之間的差異性進(jìn)行規(guī)格化計(jì)算[7]，消除指標(biāo)差異性的數(shù)據(jù)處理結(jié)果如表2所示。

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

針對(duì)已建立的模糊層次分析模型體系，結(jié)合多名專(zhuān)家給出各個(gè)指標(biāo)參數(shù)的相對(duì)重要程度不同，綜合考慮多方面因素，確定目標(biāo)層（U）對(duì)準(zhǔn)則層（P）的判斷矩陣及其等規(guī)模的其權(quán)重向量，具體情況如式（1）。同時(shí)也得到準(zhǔn)則層（P）對(duì)指標(biāo)層（C）的判斷矩陣及其等規(guī)模的權(quán)重向量，詳見(jiàn)式（2）～式（5）所示。

T （1）

T（2）

（3）

（4）

T （5）

利用上述式（1）～式（5），根據(jù)文獻(xiàn)[3]可以得到P-U總體權(quán)重向量，如下所示，

經(jīng)計(jì)算分析后達(dá)到一致性檢驗(yàn)的目標(biāo)效果。

2.4 構(gòu)建相對(duì)優(yōu)屬度矩陣

按照表2中模糊層析分析指標(biāo)結(jié)構(gòu)情況，根據(jù)文獻(xiàn)[3]可以推到得到相對(duì)優(yōu)屬度矩陣R的表達(dá)式如下。

2.5 確定最優(yōu)解決方案

根據(jù)文獻(xiàn)[3]可推導(dǎo)出基坑支護(hù)方案模糊綜合判斷向量B為，

將計(jì)算結(jié)果與最大優(yōu)屬度評(píng)判原則，方案Ⅲ得分最高，其大小為0.65，其次是方案Ⅰ和方案Ⅱ，故方案Ⅲ為最佳基坑開(kāi)挖支護(hù)方案，即采取分級(jí)放坡的復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)方式。

3 結(jié)語(yǔ)

將模糊層次分析方法理論與北京國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)5號(hào)基坑工程地質(zhì)條件相結(jié)合，建立了以14個(gè)指標(biāo)要素的復(fù)合地基深基坑支護(hù)模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用各指標(biāo)權(quán)重與最大優(yōu)屬度法則確定該基坑支護(hù)的最佳支護(hù)方案為復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)方式，對(duì)其他實(shí)際工程決策提供一定程度的理論支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 王廣月.深基坑支護(hù)決策的信息熵模糊層次分析模型[J].巖土力學(xué)，2004， 25（12）：737-739.

[2] 何滿(mǎn)潮，乾增珍，汪仁和.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在深基坑工程支護(hù)方案優(yōu)選中的應(yīng)用[J]. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2004，24（2）：22-33.

[3] 周罕，曹平.軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選的模糊層次分析法[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，43（9）：3582-3588.

[4] 殷丹，許春東，張利，等.基于模糊層次分析法的巖溶地下水可持續(xù)開(kāi)采量計(jì)算[J].水電能源科學(xué)，2013（10）：25-29.

[5] 阮永芬，葉燎原.用灰色系統(tǒng)理論與方法確定深基坑支護(hù)方案[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2003，22（7）：1203-1206.

[6] 馮玉國(guó)，王渭明.深基坑支護(hù)方案灰色物元分析優(yōu)化模型及其應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，2009，30（8）：2467-2470.

[7] 李希燦，朱俊芳，楊學(xué)昌，等.模糊模式識(shí)別在喬店水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2006，37（3）： 444-448.endprint