灰色-層次分析法在基坑支護(hù)方法選取教學(xué)中的應(yīng)用

白建光 張雁 李海軍

摘? 要：為了保證基坑工程安全，降低基坑支護(hù)工程造價(jià)，滿足基坑工程施工要求并減少對周邊環(huán)境的影響，基坑邊坡需采用恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方法?；又ёo(hù)方法選用是一項(xiàng)受多種因素制約的綜合性系統(tǒng)工程。文章以實(shí)際工程為例，在考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工及環(huán)境影響等因素的基礎(chǔ)上，通過層次分析法確定各影響因素權(quán)值，采用灰色分析法對支護(hù)方法進(jìn)行決策分析。該方法應(yīng)用于基坑工程教學(xué)中，取得了良好的教學(xué)效果，為基坑支護(hù)方法合理的決策分析提供了新途徑。

關(guān)鍵詞：灰色-層次分析;基坑支護(hù);方法選取

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）23-0113-04

Abstract： In order to ensure the safety of foundation pit engineering， reduce the cost of foundation pit supporting engineering， meet the construction requirements and reduce the impact on surrounding environment， it is necessary to adopt appropriate methods for decision analysis of supporting scheme. The decision of foundation pit supporting scheme is a comprehensive project restricted by many factors. As an example of practical engineering in the paper， on the basis of considering the supporting structure， construction and environmental impact factors， the weight of each factor is determined by AHP and decision analysis on foundation pit supporting scheme is done by gray analysis method. This method has been applied to the teaching of foundation pit engineering and achieved good teaching effect. It provides a new way for reasonable decision analysis of foundation pit supporting schemes.

Keywords： gray analysis method and AHP; foundation pit supporting; selection analysis

基坑支護(hù)是一項(xiàng)臨時(shí)性工程，常得不到建筑施工企業(yè)和業(yè)主的高度重視，不選用合理的支護(hù)方法，只注重降低成本，致使高層建筑深基坑安全問題頻出[1]。隨著高層建筑開發(fā)數(shù)量增加及城市用地趨于緊張，地下工程深度也在加深，深基坑邊坡支護(hù)顯得更加重要[2]，且更加嚴(yán)格[3]。

目前的基坑支護(hù)方法主要有自然放坡、土釘墻、排樁、水泥土墻及結(jié)合錨索和支撐形成的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。各種支護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的適用條件及局限性，比如土釘墻的陽角和陰角的空間效應(yīng)[4]及常規(guī)擋土墻在非飽和土下的穩(wěn)定性等[5]?；又ёo(hù)方法選取的影響因素很多，存在極強(qiáng)的不確定性和模糊性[6]。目前已有一些優(yōu)選的方法，但存在一定的不足或局限。鄭紹羽等[7]和王望珍等[8]采用博弈論集結(jié)理論對混合指標(biāo)基坑支護(hù)方法進(jìn)行優(yōu)選，減少了有效信息的流失，更多程度包含主客觀信息，但是其評價(jià)方法的最佳組合數(shù)量還需要進(jìn)一步研究。梅年峰等[9]采用灰色多目標(biāo)決策法對基坑支護(hù)方法進(jìn)行優(yōu)選，不僅考慮了單因素單屬性對方法的影響，而且考慮了因素間灰色關(guān)聯(lián)的影響，但是欠缺層次間權(quán)重影響的考慮。周罕等[10]通過層次分析法確定各因素權(quán)重，通過模糊理論確定各支護(hù)方法的優(yōu)屬度，為實(shí)際工程建設(shè)提供決策依據(jù)，但該方法主要考慮軟土地區(qū)的工程地質(zhì)特點(diǎn)和城市建筑環(huán)境特性。廖瑛等[11]通過層次分析法建立深基坑支護(hù)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)體系并確定各指標(biāo)權(quán)重，采用模糊綜合評判法評價(jià)深基坑支護(hù)方法的優(yōu)劣程度，但是影響因素中欠缺對支護(hù)結(jié)構(gòu)可拆除性的考慮。

基坑支護(hù)方法選取是基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，是基坑工程教學(xué)的重要內(nèi)容。文章以實(shí)際工程為例，通過層次分析法確定方法決策各影響因素權(quán)重，通過灰色分析法構(gòu)建樣本矩陣，綜合考慮各因素影響，評價(jià)深基坑支護(hù)方法的優(yōu)劣程度，從而進(jìn)行支護(hù)方法的決策。

一、工程概況及方法選擇

本工程基坑深度6.80m，開挖深度范圍內(nèi)出現(xiàn)的土層主要是粉土、礫砂及粉質(zhì)粘土?；又苓吶齻?cè)距地下室外墻線6.00～6.90m外為市政道路紅線，另一側(cè)5.30m外為施工道路，場地狹小，工期要求較緊。綜合考慮各方面因素，初步選取混凝土排樁+鋼支撐、鋼管樁+鋼支撐、土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨索三種方法。

二、方案設(shè)計(jì)

根據(jù)基坑開挖深度、場地工程地質(zhì)條件及周邊環(huán)境條件分別采用混凝土排樁+鋼支撐、鋼管樁+鋼支撐、土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨索三種方法進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)?？紤]道路及材料場地布置，設(shè)計(jì)中地面超載取40kPa，距基坑上口線1.00m范圍禁止堆載。基底工作面按1.00m考慮。

通過計(jì)算分析，各支護(hù)結(jié)構(gòu)布置方法如下，其整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性均滿足要求。