武汉市政工程设计研究院有限责任公司
摘要：基于AHP层次分析法，通过建立深基坑工程造价风险评价指标体系对深基坑工程造价超支风险因素进行深入分析。研究表明，建设管理单位发包不规范，设计方对支护结构设计不合理以及对于勘测报告处理失误均是影响深基坑造价超支的重要因素。
关键词：深基坑 ；工程造价； AHP
0引言
随着我国城市化进程的加快，城镇率的提高，各地政府相关部门在城市市政工程方面的投入大幅提高。市政工程涵盖多个方面，包括城市道路、给排水，供气及供暖管道的布设，城市垃圾场、自来水厂及地铁轨道交通的建设等各个方面。随着城市人口的增加，地面空间已经无法容纳更多的人口，因此高层建筑及地下空间的利用是目前市政工程建设的重点。地下空间的利用主要包括地铁等市政工程交通的建设来缓解陆路交通带来的阻塞，此外还包括地下商场和城市快速路地下通道等。地下工程建设是一个复杂的过程，特别是深基坑开挖阶段，其施工工期长，要求技术水平高，同时与开挖的地质情况等周围的施工环境密切相关，在建设的过程中受到各种不确定因素干扰的情况比较多，因此造价也十分昂贵，存在费用等控制目标不能实现的风险。如果不能对造价风险进行很好的控制，容易发生严重的三超现象，造成各种各样的损失，导致工程造价远远超过原来的计划投资。
1 AHP基本原理与步骤
AHP(即Analytic Hierarchy Process)由T.L.Saaty教授率先提出，主要为了解决决策科学方法的弱点，将定量分析完美的融合定性分析中，保证了决策分析模型的科学性与稳定性。
1.1AHP基本原理
AHP法数学模型经过严密的数学推导得出的，但是前期对于模型的建立体现了专家思维的特征，即对于复杂的大问题首先分解成若干部分。在此之后对于分解的各部分重要性进行判断比较，最后对复杂问题进行综合评价。AHP法将决策行为的思维定性化的过程（对于复杂问题的分解）进行定量化处理（德尔菲法进行重要性比较，综合评价），使最终决策更加准确及具有科学性。
1.2AHP法的基本步骤
AHP法的基本步骤包括四个部分，1）建立层次结构模型；2）构造判断矩阵；3）层次单排序及一致性检验； 4）层次总排序及一致性检验。
构建层次结构模型是进行AHP分析的关键步骤，后期工作的步骤都是在此基础上开展进行，如果层次结构模型建立的不准确，会对后期对问题的决策产生不利的影响。因此在建立层次结构模型的时候，我们需要对复杂问题的本质有着透彻的理解，对于影响复杂问题的因素以及直接的逻辑关系有着清楚的认识。在对问题透彻理解及逻辑关系清楚认识的基础上，建立合适的层次结构模型。
一般采用1-9标度的方法进行判断矩阵的构造，具体如下表所示
如图所示，采用两两比较的方法对于总目标重要性数值判断，从而进行量化处理。从最高层开始，下面每一层均需要进行判断矩阵的建立。
层次单排序主要是对同一层次的风险因素进行评价，确定影响的先后顺序。对于层次单排序的计算一般采用方根法进行。为了保证层次分析法结果的科学性，需要进行一致性检验。首先求出特征值λ，其次进行矩阵的平均随机一致性指标RI，矩阵的一致性指标CI的计算，最后得出随机一致性比率CR的值，通过比较CR的值与0.1的大小，来判断矩阵是否具有一致性的特征。1-9阶矩阵的RI的选取可以通过查阅以下表格得到。
层次总排序是是对上层因素的权重值结合最底层因素的权重比例，计算出最底层风险因素在整个层次结构模型中的风险权重值，进行排序。层次总排序的一致性检验与层次单排序一致[1]。
2深基坑工程造价超支风险的识别
深基坑工程在地下进行，与周围环境及地质情况密切相关，工程难度系数大，对于技术要求特别高，具有不确定性的特征，因此在施工的过程中存在着各种各样的风险，导致工程造价的大幅提高，致使工程无法顺利正常的开展。如何对深基坑造价风险进行识别，对于工程顺利进行有着重要的意义。
2.1 建设单位管理方面的造价风险
1）发包不规范。将工程承包给没有资质的单位进行建设，导致工程事故的发生，不能保证工程质量。带来工程造价的大幅提升。
2）压缩工期。为了工程的进度，在设计阶段进行工期的压缩，导致设计方赶工，未对现场情况进行透彻理解即进行相关的设计工作，因此在设计中存在不少问题。在施工中压缩工期，导致相关的施工程序未完成即开始下一阶段的工作，例如深基坑的围护支撑杆件没有安装完毕即进行下一节的基坑开挖，导致基坑发生倾覆，造成工程造价的超额。
3）相关工程施工手续未能及时办理。例如施工许可证、质量安全监督手续等，造成工期的延误及工程质量监督的失控导致事故的发生。
2.2 工程地质勘测方面的造价风险
整个工程的核心是现场地质情况的分析，关系到后期的深基坑工程开挖设计及后期的施工。如果工程地质勘测存在问题，会导致设计中出现重大问题，导致施工中事故的发生。
1）勘测资料不详细。施工单位根据勘测资料进行施工，如果某一段的勘测资料未提供完整此处的工程地质情况，致使施工单位没有进行相应的支护处理，导致施工开挖过程中深基坑倾覆现象发生，施工单位有理由进行施工索赔，因此会带来工程造价的大幅提升[2]。
2）勘测布点过少。对于施工过程中，相关软弱土层没有进行详细的勘测，导致相关支护结构没有进行特殊处理设计，导致施工过程中的事故发生。
3）勘测数据处理失误。支护结构是施工单位安全进行深基坑开挖的前提条件，勘测报告中数据处理失误，例如土质粘聚力及内摩擦角比实际的数值要大，使支护结构的强度与稳定性的设计值偏小，带来支护结构设计不安全。
2.3 设计方面的风险
1）支护结构设计不合理
支护结构是深基坑安全开挖的前提与保证。设计单位在进行设计时套用以往的工程设计图纸进行设计，没有进行相应的活载或者施工荷载的验算，导致支护结构的刚度，强度及稳定性都与实际有较大差距，在施工过程中极易发生倾覆现象。
2）支撑锚固结构设计失误
深基坑开挖过程中，支撑锚杆结构起到固定坑壁的作用。在实际设计中，盲目减小安全系数，对于支撑锚固结构杆件所用材料及间距不按照勘测报告的地质情况进行设计，极易导致基坑失稳，造成工程造价提高。
3）水控制设计不当
地下水位排水设计不当，在开挖过程中，容易发生基底喷涌情况，及坑壁发生倾覆现象，造成周围建筑物沉降，带来巨大的经济损失[3]。
2.4 施工方的风险
由于施工方施工失误所带来的损失属于其自身的责任，因此建设方无需承担责任，因此对于施工方的风险不进行深入讨论。
2.5 其他方面的风险损失
1）地震、台风、洪水等不可抗力
对于大自然的突发自然灾害，会引起工程造价的大幅度的提升。
2）不利的地理位置
在施工过程中可能遇到市政地下燃气管道及电缆等管线。同时还有能遇到文物等情况，造成工期延误，投入资金增加。
3）政治、经济等变动引发的风险
3 市政工程造价风险评价
3.1工程概况
某市北环快速路工程A标段地铁交通工程地下区间需要开挖10～16米宽，8～12.5米深的基坑，地铁交通长度为354米。该工程项目结算价格超过预算价格的65%，原因分析是施工方对于施工安全质量把控不严导致工程进度严重滞后，同时深基坑支护设计强度和刚度与现场实际相比过小，在施工开挖到一定深度的时候发生倾覆事故。
3.2 建立深基坑工程造价层次风险评估模型
建立合理的工程造价层次风险评估模型是进行AHP分析的关键，本文研究的深基坑工程造价层次结构模型如下图所示：
图1 深基坑工程造价风险评价指标体系
3.3构建判断矩阵
采用1-9标度的方法对风险模型影响因素进行两两比较判断，得出每个层次的风险判断矩阵如下：
3.4进行层次单排序和一致性检查
M1=1*3*5*7=105；M2=1/3*1*3*5=5；M3=1/5*1/3*1*3=1/5；M4=1/7*1/5*1/3*1=1/105
计算Mi的4次方根
=；=
=；=
进行归一化处理，则
；；
；
=
==4.15
因此可以计算出矩阵的一致性指标CI如下：
通过查阅1-9阶矩阵的RI值表，求得。进行随机一致性比率CR 的值计算如下：
因为，因此认为矩阵一致性通过检验，判断可靠。同理计算第二层各单元相对重要权重，具体结果如下。
建设单位管理风险层次：
W11=0.64;W12=0.26;W13=0.1
AW=、、、RI=0.58、
因为CR<0.1，可知建设单位管理风险判断矩阵一致性通过检验，认为判断可靠；
工程地质勘测风险层次：
W21=0.1;W22=0.26;W23=0.64
AW=、、、RI=0.58、
因为CR<0.1，可知工程地质勘测风险判断矩阵一致性通过检验，认为判断可靠；
设计风险层次：
W31=0.64;W32=0.26;W33=0.1
AW=、、、RI=0.58、
因为CR<0.1，可知设计风险判断矩阵一致性通过检验，认为判断可靠；
其它风险层次：
W41=0.07;W42=0.28;W43=0.65
AW=、、、RI=0.58、
因为CR<0.1，可知其它风险判断矩阵一致性通过检验，认为判断可靠；
对项目进行权重总排序：
对于总排序的结果进行一致性检验：
CR=
CR<0.1，可知矩阵整体排序具有满意的一致性，认为判断可靠；
由上表可以知道，影响深基坑工程造价的因素主要有建设管理单位在工程发包不规范，地勘资料处理失误以及支护结构设计不合理等，基于AHP的深基坑工程造价风险分析的结果正好符合实际工程超支的影响因素。
4 结论
本文通过层次分析的方法对在市政工程中，建立了深基坑工程造价风险评价指标体系，对深基坑工程造价超支的风险因素进行深入分析。研究表明建设管理单位发包不规范，设计方对支护结构设计不合理以及对于勘测报告处理失误是影响深基坑造价超支的重要因素，为制定深基坑开挖工程造价控制措施提供了科学的依据。
参考文献：
[1] 危佳. 基于AHP层次分析法的工程造价“三超”风险控制的研究[D]. 江西理工大学, 2010.
[2] 钟才根, 刘慧霞. 深基坑工程风险源分析及防范对策[J]. 建设监理, 2005(6):64-66.
[3] 朱玉明, 张永军, 沈瑞鹤,等. 地铁车站深基坑施工风险分析及控制[J]. 建筑技术, 2011, 42(1):54-57.
论文作者:龙丹妮
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/11
标签：风险论文; 工程造价论文; 层次论文; 深基坑论文; 矩阵论文; 结构论文; 工程论文; 《基层建设》2016年11期论文;