灰色-層次分析法在基坑支護方法選取教學中的應用

白建光 張雁 李海軍

摘? 要：為了保證基坑工程安全，降低基坑支護工程造價，滿足基坑工程施工要求并減少對周邊環境的影響，基坑邊坡需采用恰當的支護方法?；又ёo方法選用是一項受多種因素制約的綜合性系統工程。文章以實際工程為例，在考慮支護結構、施工及環境影響等因素的基礎上，通過層次分析法確定各影響因素權值，采用灰色分析法對支護方法進行決策分析。該方法應用于基坑工程教學中，取得了良好的教學效果，為基坑支護方法合理的決策分析提供了新途徑。

關鍵詞：灰色-層次分析;基坑支護;方法選取

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：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

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

目前的基坑支護方法主要有自然放坡、土釘墻、排樁、水泥土墻及結合錨索和支撐形成的復合支護結構。各種支護結構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[4]及常規擋土墻在非飽和土下的穩定性等[5]?；又ёo方法選取的影響因素很多，存在極強的不確定性和模糊性[6]。目前已有一些優選的方法，但存在一定的不足或局限。鄭紹羽等[7]和王望珍等[8]采用博弈論集結理論對混合指標基坑支護方法進行優選，減少了有效信息的流失，更多程度包含主客觀信息，但是其評價方法的最佳組合數量還需要進一步研究。梅年峰等[9]采用灰色多目標決策法對基坑支護方法進行優選，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聯的影響，但是欠缺層次間權重影響的考慮。周罕等[10]通過層次分析法確定各因素權重，通過模糊理論確定各支護方法的優屬度，為實際工程建設提供決策依據，但該方法主要考慮軟土地區的工程地質特點和城市建筑環境特性。廖瑛等[11]通過層次分析法建立深基坑支護系統評價指標體系并確定各指標權重，采用模糊綜合評判法評價深基坑支護方法的優劣程度，但是影響因素中欠缺對支護結構可拆除性的考慮。

基坑支護方法選取是基坑支護工程設計的關鍵和難點，是基坑工程教學的重要內容。文章以實際工程為例，通過層次分析法確定方法決策各影響因素權重，通過灰色分析法構建樣本矩陣，綜合考慮各因素影響，評價深基坑支護方法的優劣程度，從而進行支護方法的決策。

一、工程概況及方法選擇

本工程基坑深度6.80m，開挖深度范圍內出現的土層主要是粉土、礫砂及粉質粘土?；又苓吶齻染嗟叵率彝鈮€6.00～6.90m外為市政道路紅線，另一側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+預應力錨索三種方法。

二、方案設計

根據基坑開挖深度、場地工程地質條件及周邊環境條件分別采用混凝土排樁+鋼支撐、鋼管樁+鋼支撐、土釘墻+預應力錨索三種方法進行基坑支護設計。考慮道路及材料場地布置，設計中地面超載取40kPa，距基坑上口線1.00m范圍禁止堆載?；坠ぷ髅姘?.00m考慮。

通過計算分析，各支護結構布置方法如下，其整體穩定性、抗傾覆穩定性、抗隆起穩定性均滿足要求。