论文部分内容阅读
【摘 要】随着城市现代化程度的提高，深基坑支护优化技术已成为当今城市建设必备的关键技术。本文从深基坑支护技术对整个城市发展的重要性出发，总结了当今深基坑技术优化选型的常用方法，为实际工程设计提供了理论参考。
【关键词】基坑支护；优化选型；方法
随着城市经济建设的发展，土地资源越来越紧张，尤其是一线城市，这种现象尤为突出。为了缓解这种现状，开展的地下施工也越来越多。为了有效避免基坑工程施工事故，合理选择基坑支护优化方法已成为工程建设必不可少的重要环节。
在深基坑工程中，一个合理的支护方案既能保证安全，又能节约成本。对深基坑支护方案的优化，工程技术人员和科研工作者在不断的探索和尝试当中，从最初的经验分析法到近代的数学理论、数值分析法，现已将越来越多的科学方法应用于深基坑支护优化当中。
1.深基坑支护优化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根据工程经验对支护方案进行比选，从而判断出对于某一个特定的深基坑工程的一个或几个相对最佳的开挖支护方案。这种方法需要有丰富的工程经验，需充分了解各种支护型式的优缺点、适用范围以及与基坑相关的一切工程信息。根据深基坑支护优化选型的依据，可按流程图1进行优选。
1.2经验加权评分法[1-3]
在深基坑支护中，对于A、B、C、D、E等几种方案往往很难判断哪一个方案更优越。因为每一种方案都有其特点，有的比较经济，有的施工速度快，有的对环境影响小，有的安全度高。而这些方面又很难直接进行量化的对比，便给方案比选带来一定的困难。比如在北海地区，土钉墙支护与桩锚体系谁更适合使用，从理论优化上讲，主张应尽可能地采用土钉墙方案。但往往进行方案优选的目的是在激烈的市场竞争中取得合同，这里便涉及到业主的思维定位问题。在实际运作时，就有可能会因业主认为“土钉墙不如桩锚体系可靠”而失去合同。为了解决上述问题，可采用比较方便的经验加权评分法进行方案比选。我们知道，评价一个方案优劣的主要依据是可靠性、造价、施工难度、工期、环境影响以及对其它工序的影响等儿个方面，对此，可以得到下表1所示的经验加权评分表，其中Xij代表i方案在j指标下的得分，ωj为方案确定人对j指标与其它指标相比时的权重。则有：
这种评定方法所得到的评价结果的正确性主要取决于方案评审人评分的结果是否科学、准确与可靠。其核心问题是「Xij」和{ωi}的确定方法，{ωi}需进行考虑后才能决定，一般条件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn，具体情况视实际工程而定。
1.3层次分析法[4-7]
层次分析法（Analytical Hierarchy Process，简称AHP法）是美国数学家A.L.Satty在20世纪70年代提出的一种定性和定量分析相结合的评价方法。深基坑支护系统是一个相当复杂的系统工程，影响因素众多，其设计必须满足安全性、经济性和可行性这三个基本要求，对于市区内工程，环境保护及文明施工也是十分重要。层次分析法就是根据支护方案的基本要求选择指标，构造层次模型，通过确定评定原则构造判断矩阵；然后对层次单排序、总排序来评价支护方案的优劣性的方法。
1.4模糊综合评判法[8-10]
假设有n种支护方案，以来表示；影响支护方案的因素有m个，以U={u1，u2，…，um}来表示，其影V={v1，v2，…，vn}响程度不同，因此它们的权重也不一样。综合评判是V上的一个模糊子集B={b1，b2，…bn}，其中bj（j=1，2，…n）反映了第j种评判vi在综合评判中所占的地位，综合评判依赖于各个影响因素的权重，它是U上的模糊子集A={a1，a2，…，am}，其中ai（i=1，2，…m）是第i个影响因素的权重。模糊综合评判法就是根据模糊映射和模糊变换理论，建立从U到V的模糊映射f，并由模糊映射f诱导出的模糊关系确定模糊矩阵R（单因素评判矩阵），然后通过模糊运算B=A·R得到综合评判B，最后根据最大隶属原则优化出最佳支护方案的方法。
此外，随着人工神经网络广泛应用于工程实践，神经网络评价法也引入了深基坑支护方案优化中，为深基坑支护方案优化提供了新的途径。
2.结束语
随着社会的发展，深基坑防护对整个城市的经济建设日益突出。可以预见，
随着各种科学计算方法不断涌现，且在计算机技术日新月异的今天，传统的深基坑防护技术将会得到完善和提高，新颖的深基坑防护技术也将会不断呈现。
参考文献：
[1]徐茂义.建筑基坑支护优化设计：[北方交通大学硕士学位论文].北京：北方交通大学，2002：13～18.
[2]刘海滨.深基坑支护结构的优化选择与动态设计：[同济大学硕士论文]，上海：同济大学，2002：29～31.
[3]徐杨青.深基坑工程优化设计理论与动态变形控制研究：[武汉理工大学博士论文].武汉：武汉理工大学，2001：48～51.
[4]郭方胜，刘祖德.长江一级阶地深基坑支护系统方案的优化设计.建筑结构，2001，30（11）：51～54.
[5]C.A.Bouman，M.Shapiro.A Multiscale Random Field Model for Bayesian Image Segmentation IEEE Trans，Image Processing，1994：453～467.
[6]许树伯.层次分析法原理[M].天津：天津大学出版社，1988.
[7]王涛，侯克鹏等.层次分析法（AHP）在尾矿库安全运行分析中的应用.岩土力学，2008，29（增刊）680～686.
[8] 冯保成，汪培庄.模糊数学实用集粹.北京：中国建筑工业出版社，1991.46～51.
[9]吕培印.深基坑支护体系的多层次模糊综合决策.辽宁工学院学报，1999，19（5）42～46.
[10] LiuChun，Two stage fuzzy comPrehensive assessment of supporting eeffct of deep fundation Pits，Chinese Jounral of Rock Meehanics and Engineering，2004，v23，nSUPPL.1，July，P4606～4609.
【关键词】基坑支护；优化选型；方法
随着城市经济建设的发展，土地资源越来越紧张，尤其是一线城市，这种现象尤为突出。为了缓解这种现状，开展的地下施工也越来越多。为了有效避免基坑工程施工事故，合理选择基坑支护优化方法已成为工程建设必不可少的重要环节。
在深基坑工程中，一个合理的支护方案既能保证安全，又能节约成本。对深基坑支护方案的优化，工程技术人员和科研工作者在不断的探索和尝试当中，从最初的经验分析法到近代的数学理论、数值分析法，现已将越来越多的科学方法应用于深基坑支护优化当中。
1.深基坑支护优化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根据工程经验对支护方案进行比选，从而判断出对于某一个特定的深基坑工程的一个或几个相对最佳的开挖支护方案。这种方法需要有丰富的工程经验，需充分了解各种支护型式的优缺点、适用范围以及与基坑相关的一切工程信息。根据深基坑支护优化选型的依据，可按流程图1进行优选。
1.2经验加权评分法[1-3]
在深基坑支护中，对于A、B、C、D、E等几种方案往往很难判断哪一个方案更优越。因为每一种方案都有其特点，有的比较经济，有的施工速度快，有的对环境影响小，有的安全度高。而这些方面又很难直接进行量化的对比，便给方案比选带来一定的困难。比如在北海地区，土钉墙支护与桩锚体系谁更适合使用，从理论优化上讲，主张应尽可能地采用土钉墙方案。但往往进行方案优选的目的是在激烈的市场竞争中取得合同，这里便涉及到业主的思维定位问题。在实际运作时，就有可能会因业主认为“土钉墙不如桩锚体系可靠”而失去合同。为了解决上述问题，可采用比较方便的经验加权评分法进行方案比选。我们知道，评价一个方案优劣的主要依据是可靠性、造价、施工难度、工期、环境影响以及对其它工序的影响等儿个方面，对此，可以得到下表1所示的经验加权评分表，其中Xij代表i方案在j指标下的得分，ωj为方案确定人对j指标与其它指标相比时的权重。则有：
这种评定方法所得到的评价结果的正确性主要取决于方案评审人评分的结果是否科学、准确与可靠。其核心问题是「Xij」和{ωi}的确定方法，{ωi}需进行考虑后才能决定，一般条件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn，具体情况视实际工程而定。
1.3层次分析法[4-7]
层次分析法（Analytical Hierarchy Process，简称AHP法）是美国数学家A.L.Satty在20世纪70年代提出的一种定性和定量分析相结合的评价方法。深基坑支护系统是一个相当复杂的系统工程，影响因素众多，其设计必须满足安全性、经济性和可行性这三个基本要求，对于市区内工程，环境保护及文明施工也是十分重要。层次分析法就是根据支护方案的基本要求选择指标，构造层次模型，通过确定评定原则构造判断矩阵；然后对层次单排序、总排序来评价支护方案的优劣性的方法。
1.4模糊综合评判法[8-10]
假设有n种支护方案，以来表示；影响支护方案的因素有m个，以U={u1，u2，…，um}来表示，其影V={v1，v2，…，vn}响程度不同，因此它们的权重也不一样。综合评判是V上的一个模糊子集B={b1，b2，…bn}，其中bj（j=1，2，…n）反映了第j种评判vi在综合评判中所占的地位，综合评判依赖于各个影响因素的权重，它是U上的模糊子集A={a1，a2，…，am}，其中ai（i=1，2，…m）是第i个影响因素的权重。模糊综合评判法就是根据模糊映射和模糊变换理论，建立从U到V的模糊映射f，并由模糊映射f诱导出的模糊关系确定模糊矩阵R（单因素评判矩阵），然后通过模糊运算B=A·R得到综合评判B，最后根据最大隶属原则优化出最佳支护方案的方法。
此外，随着人工神经网络广泛应用于工程实践，神经网络评价法也引入了深基坑支护方案优化中，为深基坑支护方案优化提供了新的途径。
2.结束语
随着社会的发展，深基坑防护对整个城市的经济建设日益突出。可以预见，
随着各种科学计算方法不断涌现，且在计算机技术日新月异的今天，传统的深基坑防护技术将会得到完善和提高，新颖的深基坑防护技术也将会不断呈现。
参考文献：
[1]徐茂义.建筑基坑支护优化设计：[北方交通大学硕士学位论文].北京：北方交通大学，2002：13～18.
[2]刘海滨.深基坑支护结构的优化选择与动态设计：[同济大学硕士论文]，上海：同济大学，2002：29～31.
[3]徐杨青.深基坑工程优化设计理论与动态变形控制研究：[武汉理工大学博士论文].武汉：武汉理工大学，2001：48～51.
[4]郭方胜，刘祖德.长江一级阶地深基坑支护系统方案的优化设计.建筑结构，2001，30（11）：51～54.
[5]C.A.Bouman，M.Shapiro.A Multiscale Random Field Model for Bayesian Image Segmentation IEEE Trans，Image Processing，1994：453～467.
[6]许树伯.层次分析法原理[M].天津：天津大学出版社，1988.
[7]王涛，侯克鹏等.层次分析法（AHP）在尾矿库安全运行分析中的应用.岩土力学，2008，29（增刊）680～686.
[8] 冯保成，汪培庄.模糊数学实用集粹.北京：中国建筑工业出版社，1991.46～51.
[9]吕培印.深基坑支护体系的多层次模糊综合决策.辽宁工学院学报，1999，19（5）42～46.
[10] LiuChun，Two stage fuzzy comPrehensive assessment of supporting eeffct of deep fundation Pits，Chinese Jounral of Rock Meehanics and Engineering，2004，v23，nSUPPL.1，July，P4606～4609.