桩基方案的模糊层次结构优选模型及其应用

方案是个难题。为较好解决这一问题，建立了一种新的基于层次分析法（AHP）的桩基设计方案模糊层次结构优选模型。首先，分析和确定了影响桩基方案决策的因素，构建了评价桩基方案优劣的指标体系；然后，运用层次分析法确定评价指标的权重；最后，利用模糊数学建立了多目标的决策模型，从而评选出最理想的桩基方案。将该模型应用于实际工程中，取得了较好的效果。

Abstract： There are various types and construction methods of pile foundation， and how to choose the optimal scheme under different working conditions is a difficult problem. In order to solve this problem， a new AHP （Fuzzy AHP） optimization model for pile foundation design is established. Firstly， the factors influencing the decision-making of the pile foundation are analyzed and determined， and the evaluation index system is established. Then， the weight of the evaluation index is determined by the Analytic Hierarchy Process （AHP）. Finally， a multi-objective decision-making model is established by fuzzy mathematics， So as to select the best pile foundation scheme. The model is applied to practical engineering， and achieved good results.

关键词：桩基；层次分析法；模糊数学；优选模型

Key words： pile foundation；AHR；fuzzy mathematics；optimization model

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0153-03

0 引言

桩基础作为高层建筑中最常用的基础形式，其质量直接关系到整个工程的安全[1]。随着我国基础设施建设的快速发展，桩基础的种类和施工方法愈发的多种多样，实际工程中，往往有多种可供选择的桩基设计方案，桩基方案的优劣关系到整个工程的工期、质量、安全、经济效益和环境等属性指标。因此，系统进行桩基方案的优选对工程的施工有着十分重要的意义。

许多学者对方案优选的课题已经做了较多的研究：周继忠等[2]为使桩基方案的选择更加适用、先进、经济，提出了基于层次分析法（AHP）的桩基方案优选法；李飞等[3]运用了模糊数学理论对扩大盘在不同位置时桩基础的承载特性进行了分析；方俊[4]则采用灰色关联度理论解决桩基优化问题；姜艳林[5]针对具体地质与环境条件进行风险分析与控制研究，选取最优方案。

桩基方案的最优选取需要确定各因素指标的权重，而层次分析法（AHR）虽是常用的指标权重取值方法，但其主观性强，定性分析致使数据具有模糊性[6]。为较好的解决这一问题，引用模糊数学的方法，定性与定量相结合，提出了一种基于层次分析法（AHP）的桩基设计方案模糊层次结构优选方法，为桩基方案的优选提供了借鉴。

1 建立桩基础设计方案评价指标体系

影响桩基设计方案决策的因素有很多，但一般可分为以下四类：

①施工的安全性，具体包括施工的技术力量、相关的工程经验和拥有的机械设备情况；

②施工的可行性，具体包括桩基工程的质量、工期、造价以及技术的合理性；

③环境的影响，具体包括对临近建筑物和地下管线的影响、噪音的影响和污水排放的影响；

④工程特点，具体包括建筑结构形式、地质水文条件。

需要注意的是，桩基础设计方案的影响因素并不是统一的，应该在以上因素的基础之上，具体的要结合实际工程的地质条件、水文条件、工期和造价要求等特点来确定桩基方案的评价指标。

按照AHR的原理，建立桩基方案的评价指标层次结构体系，具体分为四层：

目标层：桩基方案总体评价；

准则层：一级评价指标；

子准侧层：二级评价指标；

方案层：拟定的可行的桩基方案。

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