摘 要

近年来，由于气候的变化和城市化水平的快速提高，在建的工程项目时常受到暴雨内涝灾害的侵扰，而深基坑工由于位于地表以下，更是在抗洪防汛上存在难以克服的先天劣势。在此背景下，本文通过综合考虑深基坑工程在暴雨内涝条件下的基坑开挖、支护结构、降水治理、基坑变形、环境风险等多种影响因素，构建了深基坑工程暴雨内涝灾害风险评估指标体系，同时利用层次分析与模糊综合评价相结合的方法，建立了深基坑工程暴雨内涝灾害风险评估模型，通过将定性评价转化为定量的去模糊化过程，评估得出深基坑项目各风险因素对应的风险等级。最后结合广州东塔深基坑项目进行案例分析，进一步验演示和验证了本文所构建的风险评价模型的应用。

研究结果表明：本文采用的方法在构建深基坑自然灾害风险评估模型方面是较为科学有效的，对于类似工程风险评估具有一定的参考价值。

本文特色：将暴雨内涝灾害风险评估的对象细化到某一具体工程，填补了现有研究在针对小尺度的灾害风险评估方面的不足。

关键词：深基坑；暴雨内涝灾害；风险评估；层次分析法；模糊综合评价

Abstract

With the changing of climate and the development of city constructing, deep foundation excavation risk research is coming into our eyes. In order to evaluate risk of rainstorm waterlogging in deep foundation excavation, this paper constructs a risk assessment system by considering five factors comprehensively, which including excavation of foundation pit, supporting structure, precipitation control, deformation of foundation pit and environment risk. The main methods this paper adopted are the analytic hierarchy process to calculate the weights of risk factors, and the fuzzy comprehensive evaluation to determine risk grade of each risk factors and the whole project. In addition, deep foundation pit of Guangzhou East Tower was selected for empirical analysis, in order to test and demonstrate the practical application of this risk assessment.

Key words: deep excavation; rainstorm waterlogging; risk assessment; analytic hierarchy process; fuzzy comprehensive evaluation

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究综述 1

1.2.1深基坑施工风险评估研究现状 2

1.2.2洪涝灾害风险评估研究现状 4

1.2.3研究现状评述 5

1.3主要研究内容 6

1.4主要研究方法及技术路线 7

1.4.1主要研究方法 7

1.4.2技术路线 8

第2章 相关理论概述 9

2.1 深基坑工程风险特点 9

2.2暴雨内涝灾害 10

2.3数学模型概述 10

2.3.1风险理论 10

2.3.2 风险评价方法 11

2.3.2层次分析法 12

2.3.3模糊综合评价法 12

2.4本章小结 13

第3章 深基坑工程暴雨内涝灾害风险评价指标体系的建立 14

3.1 选取和构建指标体系的原则 14

3.1.2指标体系的选取原则 14

3.1.2指标体系的构建方法 14

3.2识别风险因素 15

3.3构建基于层次分析法的风险评价指标体系 17

3.4本章小结 19

第4章 基于模糊数学的深基坑工程暴雨内涝灾害风险评估模型 20

4.1 模型框架 20

4.2 筛选主要风险因素 21

4.2.1划分风险因素层次 21

4.2.2构造判断矩阵 22

4.2.3进行层次单排序 23

4.2.4一致性检验 24

4.3隶属度矩阵的确定 25

4.3.1确定评语集 25

4.3.2风险概率及损失数据处理 26

4.3.3隶属度函数的选取 26

4.3.4单因素模糊评价矩阵的确定 27

4.4模糊综合评价 27

4.4.1一级模糊综合评价 27

4.4.2二级模糊综合评价 28

4.4.3评价结果分析 29

4.5本章小结 30

第5章 基于广州东塔深基坑项目的案例分析 31

5.1基本概况 31

5.1.1工程项目概况 31

5.1.2广州地区降水概况 31

5.2确定风险指标权重 32

5.2.1构建风险指标判断矩阵 32

5.2.2层次单排序和一次性指标检验 34

5.2.2层次分析法结果分析 37

5.3模糊综合评价模型的建立 38

5.3.1指标数据处理 38

5.3.2隶属度函数的确定和计算 40

5.3.3一级模糊综合评判 41

5.3.4二级模糊综合评价 42

5.4结果分析 42

5.5本章小结 44

第6章 结论及展望 45

6.1结论 45

6.2展望 46

参考文献 47

致谢 50

附录一 广州东塔深基坑项目暴雨内涝灾害下的施工风险评价指标评分调查问卷 51

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

随着我国目前城市化水平迅猛发展，对实施城市可持续发展的要求进一步提高，开发和利用地下空间就作为化解城市人口、资源、环境三大危机问题的重要途径，成为了当今的研究热点。用途各异的地下空间以不同深基坑工程的形式，逐渐在世界各大城市的开发建设中得到实际应用；与此同时，城市作为自然灾害的易发和敏感区域，尤其是温室效应的影响，高强度、高频率的暴雨内涝灾害对世界各大城市的安全构成了威胁，并阻碍了世界各国城市的社会经济发展水平。基于以上情况，对深基坑工程的各方面进行更深入的研究已成为国家城市化发展的必要方向之一。

当工程风险管理不完善时，可能造成的深基坑工程事故具有着显而易见的危害性。首先，它对人身安全和企业乃至国家经济构成不同程度的威胁，体现为人员伤亡，造价增加，工期延误，影响到工程项目周边居民的正常生活，同时会对企业形象和城市建设造成负面影响。