基于模糊綜合評判法的基坑工程造價風險量化分析

王楊興 （廣州高新工程顧問有限公司，廣東 廣州 510000）

1 引言

隨著我國建筑行業的飛速發展，超高層建筑和地下建筑等工程越來越常見。由于地質、水文、氣候條件和周邊環境的不同，建筑基坑工程的造價控制風險也各不相同。找出基坑工程中存在的風險因素，將基坑施工中的風險因素跟工程造價成本費用結合起來，從而對風險進行合理與規避，降低投資風險，在建筑工程施工中變得越來越重要。有效控制建筑基坑工程中的造價風險，不僅可以控制工程投資和建造成本，還能夠縮短工期，把控施工進度。如何對基坑工程中的造價風險進行有效的管理和控制，成為一個亟需解決的問題。以往在工程實踐中，常使用各地建設主管部門發布的統一風險系數來計算風險費用，這種操作方法并不能反映不同項目的不同特點和實際情況，使得價格在一定程度上失真。

目前對于成本費用的量化方法，主要有綜合風險系數法、分項風險計算法和風險利潤率法[1]等方法。劉靜[2]運用綜合系數法數學模型研究了建筑工程的綜合單價風險量化問題；楊秀鵬等[3]提出了基于分項風險計算的建筑工程綜合單價的風險量化處理方法。張英等[4]運用層次分析法構建出建筑工程綜合單價的風險費用評估模型。邊亦海[5]利用可信性的方法對基坑施工進行深入的風險分析，研究深基坑工程的施工風險控制與管理；黃宏偉等人[6]結合層次分析法（AHP）和專家調查法的基本理論，總結出對深基坑工程施工的常見風險的應對處理方法。王巖等[7]利用分析層次結構建立評價模型，以模糊綜合評判法對基坑工程的施工風險進行多層次多因素的綜合評價。

2 工程背景

本文以廣東省內某擬建醫院工程為例，該項目用地面積 26893.85m2，總建筑面積155041.17m2，其中地上總建筑面積134636.87m2，地下總建筑面積20404.3m2，建筑基底面積31238m2。項目場地位于低山丘陵區，原為魚塘、林地與菜地，地面整體西北及東南角較高，中部及東北角偏低洼。該建筑物西邊緊靠環市快速路，東面、南面、北面是林地與菜地。

本次基坑支護面積6084m2，基坑周長約775.80m，基坑開挖深5.60m。因為基坑開挖深度超過5m，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，因此需要對基坑開挖編制專項施工方案并進行專家論證。同時為了對基坑工程施工中的造價風險進行有效的控制，根據實際情況建立風險模糊綜合評判模型，確定其風險等級，并對基坑的造價進行風險量化分析計算，確定基坑工程的綜合風險取費系數。

3 建立風險模糊綜合評判模型

模糊綜合評價法是基于模糊集理論對多因素、多層次系統進行綜合評價的一種方法。首先通過構建基坑工程造價風險結構層次，建立綜合評判集，利用AHP法計算各風險因素的權重，確定單因素評判矩陣，從而進行模糊綜合評價。在本次建筑基坑工程造價風險的綜合評價過程中，風險因素比較多，在此采用二級模糊綜合評判模型，盡量考慮全面，以便準確評估風險等級和計算風險系數。

3.1 建立綜合評判的因素集U

根據項目地質水文等實際情況，以及建筑基坑工程造價的基本原理，構建基坑造價風險等級評價指標體系，如圖1所示。

基坑工程造價風險因素圖

為合理地預測建筑基坑造價風險等級，根據上述指標體系，分為兩個層次確定本次模糊綜合評判的因素集。

第1層總目標因素集：

U=(u1,u2,u3,u4)=(環境保護風險，施工擾動風險，造價控制風險，施工組織管理)；

第2層子目標因素集：

①u1=(u11,u12,u13)=(噪音污染，空氣污染，建筑垃圾)；

②u2=(u21,u22,u23,u24,u25)=(地層巖性，地下水位，周邊建筑，氣象條件，文物保護)；

③u3=(u31,u32,u33,u34)=(節約能源，節約建材，節約用水，節省工期)；

④u4=(u41,u42,u43)=(文明施工，安全施工，施工協調)。

3.2 建立綜合評判的評價集V

綜合評判的目的是確定各風險因素對基坑造價的影響程度，需要對風險因素的風險程度進行評價。確定風險評價集V=（很輕，輕，一般，嚴重，很嚴重）。因為后期要對基坑工程的造價風險進行量化分析處理，所以將此5個等級的風險評價值進行賦值 V=(0.1，0.3，0.5，0.7，0.9)，風險評價值范圍[0,1]，數值越大，表示風險等級越高。

3.3 確定權重A

權重是某層風險因素相對于其上面一層中某個因素的相對重要性大小的量值表示，本文采用層次分析法（AHP），首先根據基坑造價風險等級評價指標體系建立層次分析結構，通過請專家評判打分，用1-9標度法對處于同一層次的各個因素的重要性進行比較判斷和定量分析，分別構建評價問題的各個風險因素之間兩兩比較的判斷矩陣[8]。然后用方根法計算判斷矩陣的λmax及相應的特征向量，分別到一級和二級指標的權重值。同時還要對判斷矩陣的一致性進行檢驗，要求 CR＜0.10，如果檢驗沒有通過，需要請專家重新進行評判打分。構建的判斷矩陣及計算結果如表1～表5所示。

判斷矩陣D-E 表1

判斷矩陣E1-F 表2

判斷矩陣E2-F 表3

判斷矩陣E3-F 表4

判斷矩陣E4-F 表5

權重A=（0.130,0.570,0.208,0.092），說明一級指標中，本工程的4個風險因素對基坑造價的影響程度：施工擾動風險＞造價控制風險＞環境保護風險＞施工組織管理。

A1=（0.637,0.105,0.259），說明在二級指標中，3個風險因素對環境保護風險因素的影響程度：噪音污染＞建筑垃圾＞空氣污染。

A2=（0.420,0.260,0.096,0.112,0.112），說明在二級指標中，5個風險因素對施工擾動風險因素的影響程度：地層巖性＞地下水位＞氣象條件=文物保護＞周邊建筑。

A3=(0.495,0.067,0.148,0.290)，說明在二級指標中，4個風險因素對造價控制的影響程度：節約能源＞節省工期＞節約用水＞節約建材。

A4=(0.333,0.528,0.139)，說明在二級指標中，3個風險因素對施工組織管理因素的影響程度：安全施工＞文明施工＞施工協調。

3.4 確定單因素評判矩陣

根據上述的安全影響因素評判集，每一個安全影響因素都有五個等級，每一個等級對評價集的評價指標影響程度用隸屬度函數來表示。為了綜合評價基坑工程的造價風險等級，邀請10名專家組成評審團，對圖1中影響基坑造價的風險因素等級進行評判，通過數據的整理、統計，構造風險模糊評判矩陣RE1-RE4如下所示：

3.5 一級模糊綜合評判

根據公式 Bi=Ai·Ri，對準則層風險因素E1-E4做綜合評價，其計算結果分別為:

3.6 二級模糊綜合評判

應用模糊變換原理和最大隸屬度原則，根據公式B=A·R，對評價對象的全部相關風險因素做全面的綜合評價[9]，得到目標層的模糊綜合評價集。

4 基坑工程造價風險量化

根據前面所論述的風險評價集賦值V=(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)，計算風險費用確定系數 γ=B·VT=(0.052,0.155,0.346,0.263,0.184)·(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)T=0.5741，即57.41%。綜合考慮市場的平均利潤水平，假設承包人的預期利潤τ為10%，則該基坑工程的綜合風險取費系數值[10]為 γ ·τ=57.41%×10%=5.741%，所以最終考慮風險系數的基坑土方綜合單價=不考慮風險系數的基坑土方綜合單價×（1+5.741%）。

5 結語

應用模糊綜合評判法對基坑施工項目進行造價風險量化分析，不僅僅是對單個風險因素的影響程度進行評判，而是對所有風險因素的影響程度進行綜合分析。根據建筑基坑工程項目的實際情況，識別風險因素，建立模糊綜合評判模型，通過量化分析計算，得到基坑工程施工的造價風險等級，確定基坑工程的綜合風險取費系數，可以使項目決策者采取有效的措施，減少風險對項目造價控制的影響。同時，通過對綜合風險系數的量化計算，可以提高綜合單價的準確性和可靠性。