基于AHP-CVM和云模型的富水軟土地層深基坑施工風險評估

［摘要］在沿海城市進行工程建設，豐富地下水、軟弱地層等不良地質(zhì)條件和城市既有市政、民用設施等復雜環(huán)境的共同影響，給深基坑工程施工帶來極大的風險隱患。為解決基坑施工風險評價中指標不確定性大、結(jié)果模糊性高等難題，提出了基于層次分析法（AHP）-變異系數(shù)法（CVM）和云模型的富水軟土地層深基坑施工風險評估方法。以廣東湛江原匯花園基坑工程為例，通過工程風險分析（WBS-RBS）識別了典型風險因素并建立了二級評價指標體系，運用AHP和CVM結(jié)合方法實現(xiàn)了評價指標權重的主-客觀組合賦權，構建了基坑施工風險評估云模型，計算得到了基坑施工風險大小的定量化分級評價及影響程度的精細刻畫，提升了評價結(jié)果的可靠性，可為施工安全及風險防范提供理論支撐。

［關鍵詞］深基坑；施工安全風險；AHP-CVM；云模型

城市復雜地質(zhì)條件、敏感周邊環(huán)境給深基坑施工帶來極大的安全風險和控制難度。為準確評估潛在風險隱患，廣大學者結(jié)合大量工程案例開展了風險概率預測[1]、風險因素辨識[2]、風險分析控制[3]等研究。為更精準刻畫其風險等級，模糊綜合評判[4]、IOWA算子法[5]、熵權可拓理論[6]、云模型[7]等模型方法也逐漸得到應用。

本文依托典型基坑工程，構建了基于層次分析法—熵權法以及云模型的分級評價模型，開展了施工風險綜合評估，提出了風險管控及安全施工技術措施。

1 基于層次分析（AHP）-變異系數(shù)（CVM）和云模型的評估分級理論

1.1 組合評價模型構成及分析流程

基于AHP-CVM和云模型的施工風險評估模型，首先識別主要風險因素及風險事件，按其大小和內(nèi)在聯(lián)系篩選建立相應的指標體系；通過層次分析法（AHP）對風險評價指標賦予主觀權重，再通過變異系數(shù)法（CVM）對評價指標賦予客觀權重，后通過拉格朗日乘子法對二者的權重進行組合，得到各項指標的綜合權重。通過云的數(shù)字特征確定不同評價指標對應不同施工風險等級的隸屬度，最終利用評判指標的權重與各指標的隸屬度的乘積得到各分項工程及整體施工的最終隸屬度，從而判定基坑工程項目施工風險等級，并提出管控措施。組合評價模型及操作流程如下圖1所示。

1.2 層次分析法（AHP）

首先建立指標結(jié)構層次模型，將評價的一級指標和二級指標的相關信息進行采集，構建層次分析圖。然后，構造判斷矩陣，用成對比較法和1-9標度，構造各層對上一層各因素的判斷矩陣。再次計算權向量并做一致性檢驗，對應于判斷矩陣的最大特征值λmax和特征向量，計算的一致性指標CI和一致性比率CR，將特征向量經(jīng)歸一化后得到主觀權重W。其中：