层次分析法在基坑事故分析中的应用

李伟1段升双1翟永超1

摘要：文章结合层次分析法，通过对造成基坑工程的事故原因进行总结分析，将基坑工程事故的破坏形式主要分为基坑周边环境破坏，支护体系破坏和土体渗透破坏三种表现形式，并对造成事故的原因进行定性定量分析以得出这三种表现形式分别对基坑工程事故发生的影响系数。支护体系对事故的影响系数最大，其值为0.44，土体因素与周边环境因素分别为0.33和0.23。

关键词：层次分析法；事故原因；影响系数；

1基坑工程事故原因调查

统计分析发现，导致基坑质量事故、安全事故的原因很多，事故类型也较为复杂。支护体系由于土压力、水压力的作用发生变形，而破坏形式会随着支护结构体系不同而不同。渗流会导致流沙、管涌等现象导致事故发生。支护结构变形过大引发的建筑构筑物破坏属于基坑事故，地下水位变化引发的管线破坏也属于基坑事故。大致将基坑工程事故分为三种，基坑周边环境破坏、基坑支护体系破坏、土体渗透破坏。

2事故原因统计分析

基坑的开挖在长期施工期间通常面临许多潜在的风险，可能来自不同的工作程序[1]。在基坑支护工程中，曾有学者对近几年发生522项相关事件进行归纳并给出了精确的分析结果[2]。文章参考了相关书籍对深基坑工程存在的风险因素进行分析如下[3]

（1）基坑工程事故严重。

（2）相关标准法规不完善，没有统一的标准。

（3）基坑工程设计存在问题。

（4）基坑工程施工中存在问题。

（5）基坑工程中的地下水问题。

3层次分析法（AHP）应用

在工程安全评价过程中，指标权重的选取与确定是最重要的一步，指标权重的精确性直接关系到工程安全评价结果的精确性。结合工程实际特点及各种评价方法的适用性，文章采用层次分析法确定深基坑工程中各个指标权重。

4基于AHP的事故原因分析

（1）建模

图4.1事故发生层次结构图

（2）构造对比矩阵

（3）计算层次单排序及其一致性检验

这部分采用matlab进行计算，根据线性代数理论，只有方阵才存在特征值和特征向量，通过查阅matlabhelp可以知道，利用eig函数可以快速求解矩阵的特征值与特征向量。各计算结果如下：

表4.1各层级计算结果

计算各CR值可知P层均通过一致性检验。

（4）计算层次总排序及其一致性检验

P1对总目标O的权值为：0.6548×0.2382+0.1025×0.4530+0.5279×0.0590+0.6483×0.1190+0.1169×0.1308=0.33，同理可求P2、P3对总目标的权值分别为0.23、0.44。

又CR=（0.0092×0.2382+0.0013×0.4530+0.0268×0.0590+0.0019×0.1190+0.0123×0.1308）/0.58=0.011＜0.1，所以该模型的层次总排序一致性检验合格。

因此土体监测项目，周边环境监测项目和支护体系监测项目导致事故发生的影响权重分别为0.33，0.23，0.44。

5结论

通过以上研究发现，基坑工程事故的表现形式是多样性的，造成事故发生的原因是复杂的，但主要原因还是集中在设计中和施工中，为了更好地从源头上预先发现危险隐患进行预警工作，我们将基坑工程大致划分为三个监测部分，分别为土体监测部分、支护结构监测部分和周边环境监测部分，研究表明，支护结构性能的改变所造成的影响在造成基坑工程事故的原因中所占比例较大，应作为未来预警系统监测方案的主要设计对象，另外，通过调查得知地下水位的控制也将被列为主要目标。

参考文献：

[1]ZhouJian，TangQunyan，ZhangJiao.Dynamicriskassessmentforexcavationengineeringbasedonhumanfactors[C].20091stInternationalConferenceonInformationScienceandEngineering，ICISEp4270-4274.

[2]王曙光.深基坑支护事故处理经验录[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3]唐业清，李启民，崔江余.基坑工程事故分析与处理[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.