基坑工程动态变权的风险定量评估方法

技术领域

本发明属于建筑基坑工程设计技术领域，尤其涉及一种基坑工程动态变权的风险定量评估方法。

背景技术

当前，很多城市的地下空间利用率越来越高，地下工程也随之越来越多，包括高层建筑基础、地铁车站、市政工程地下设施等工程。以上工程均涉及到基坑工程。在基坑工程施工的过程当中，稍有不慎便会出现，周边环境破坏、支护体系破坏以及渗透破坏等事故。

现有层次分析法常用于基坑工程风险评估，该方法步骤为建立层次结构模型；构造判断矩阵；单层次排序与一致性检验；层次总排序与一致性检验。其中在构造判断矩阵时常会用到专家打分的方法，这一方法当中人的主观因素对其影响很大，并且所需样本数量多，且会出现一致性检验不通过的情况。同时，随着基坑施工方案的调整以及周边环境的改变，风险源的权重也会相应发生改变，但现有的层次分析法是一种静态赋权的评估方法，很难体现出风险源权重的变化情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种基坑工程动态变权的风险定量评估方法，旨在解决现有技术中基坑工程采用层次分析法评估风险很难体现出风险源权重变化情况的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基坑工程动态变权的风险定量评估方法，包括以下步骤：

第一步：构建一个层次分析模型，该层次分析模型由目标层、准则层与方案层组成，给出上述三个层次的具体项目，其中目标层为基坑工程风险，准则层包含n个项目，方案层包含m个项目；

准则层的n个项目中任何一个项目出现问题，都将导致基坑出现事故，故准则层中各个项目所占权重均为1/n；

第二步：确定准则层中第i个项目与方案层第j个项目之间的函数关系；

建立数值分析标准模型：准则层中第i个项目所对应的指标为y

第三步：确定准则层中第i个项目下的方案层中的第j个项目所占权重；

根据准则层下的第i个项目与方案层第j个项目指标之间的函数关系，

根据导数关系式，确定单准则层下权重，其计算方法为，

第四步：确定层次总排序；

根据单层次排序结果，给出方案层m个项目的总权重，方案层第i个项目的总权重为

根据方案层每个项目的总权重，进行总排序，给出风险评估结果。

应当指出，为实现风险源权重的动态调整，x的取值为施工现场参数实际数值。

优选的，所述层次分析模型中，以基坑稳定性为总目标。

优选的，所述层次分析模型中，以基坑整体稳定性、抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性、抗渗流稳定性为准则。

优选的，所述层次分析模型中，以地面超载、地下水水位、围护桩长度、内支撑预加轴力为方案。

优选的，所述方案层的内容通过调整数值分析方法中相应参数得到对于准则层中各项目的影响，结合现场方案层实际情况，动态评估基坑风险。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明建立了一种基坑工程动态变权的风险全客观定量评估方法，实现了随施工方案、周边环境变化而变化的权重动态调整方法，反映出复杂系统的非线性和涌现性。通过引入数值分析模型，根据方案层对准则层影响程度与函数关系确定单层次权重，以解决复杂的决策问题，降低一致性检验的工作量和难度，消除人工评分的主观性，实现了动态调整权重。本发明结合施工方案与周边环境的变化动态调整风险源权重，减少人为主观因素的影响，根据风险评估结果，可提出基坑工程关键控制措施，降低基坑工程事故的风险。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的一种基坑工程动态变权的风险定量评估方法的层次分析模型；

图2是本发明实施例中提供的基坑风险评估层次分析图。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种基坑工程动态变权的风险定量评估方法，风险评估层次分析如图2所示。本发明以钢支撑+围护桩为支护结构的基坑工程为例，首先建立层次分析模型，确定基坑稳定性为总目标，基坑整体稳定性、抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性、抗渗流稳定性为准则，地面超载、地下水水位、围护桩长度、内支撑预加轴力为方案，具体的层次分析模型如图1所示。本发明的具体步骤如下：

步骤一：建立基坑数值分析标准模型，计算模型中地面超载、地下水水位、围护桩长度与内支撑预加轴力分别为x

步骤二：在标准基本模型下，5次调整地面超载参数x

步骤三：在标准基本模型下，5次调整地下水水位参数x

步骤四：在标准基本模型下，5次调整围护桩长度参数x

步骤五：在标准基本模型下，5次调整内支撑预加轴力参数x

步骤五：根据以上计算结果，进行参数线性拟合。根据计算结果(x

步骤六，重复步骤五，得到线性拟合方程，

步骤七：根据拟合非线性方程，将地面超载、地下水水位、围护桩长度、内支撑预加轴力参数变化引起对应的基坑整体稳定性、抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性与抗渗流稳定性安全系数变化值，分别为

步骤八：基坑整体稳定性层次下权重确定。地面超载、地下水水位、围护桩长度与内支撑预加轴力在基坑整体稳定性层次下权重分别为：

步骤九：抗隆起稳定性层次下权重确定。地面超载、地下水水位、围护桩长度与内支撑预加轴力在基坑整体稳定性层次下权重分别为：

步骤十：抗倾覆稳定性层次下权重确定。地面超载、地下水水位、围护桩长度与内支撑预加轴力在基坑整体稳定性层次下权重分别为：

步骤十：抗渗流稳定性层次下权重确定。地面超载、地下水水位、围护桩长度与内支撑预加轴力在基坑整体稳定性层次下权重分别为：

步骤十一：在基坑稳定性总目标下，基坑整体稳定性、抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性、抗渗流稳定性任何一项不满足要求基坑均会出现坍塌或失稳风险，以上四个准则在总目标下的权重均为1/4。

步骤十二：确定地面超载、地下水水位、围护桩长度与内支撑预加轴力总体权重，分别为w

步骤十三：确定总体排序，根据w

以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。