基于模糊综合评判的地基基础方案优选研究

摘要：文章以某地基基础设计为例。以工程造价、施工工期、施工的难易程度、环境影响程度为评价因子，运用数学理论中的模糊综合评判方法构建了地基基础方案优选的数学模型。研究表明，在可选的三种地基基础方案中，天然地基基础的隶属度评价等级高，其次为复合地基，最差的为桩基础。

关键词：高层建筑；模糊综合评判；地基基础

中图分类号：TU455　文献标识码：A　文章编号：1009-2374(2011)01-0164-02

地基基础设计应使其既能适应上部结构的要求，又能满足场地地基条件，且经济合理、技术可行。为此本文以某地基基础设计为例，运用数学理论中的模糊综合评判方法建立数学模型，对设计所期望的工程造价低、施工工期短、施工程度易、环境影响程度小等评价因子确定权值后进行综合评价，选出最佳的地基基础设计方案。它具有结果清晰，系统性强的特点。能较好的解决模糊的难以量化的问题，适合各种非确定性问题的结局。

1　什么是模糊综合评判方法

模糊综合评判法是一种基于模糊数学的综合评判方法。该综合评判法是基于模糊数学的隶属度理论把定性的评价转化为定量的评价，既用模糊数学把受到多种因素制约的事物或对象作出一个总体的评价。

高层建筑地基基础方案的选择是一个多目标评价的过程，模糊综合评判法可以在综合考虑多种影响因素上，对地基基础方案优选。

2　工程实例分析

2.1　地基基础方案设计

2.1.1　常见地基基础型式

(1)天然地基基础：当上部荷载不太大、地基土条件好时可采用该方案，由地基土直接承受基础传下的压力，通常为了调整地基土的均匀性，在基础下做薄层灰土或砂石垫层，以减少产生的不均匀沉降。

(2)复合地基基础：当天然地基基础不能满足上部荷载的需求时，需针对不同情况对地基进行处理，以增加地基的强度和稳定性，减少地基变形，形成人工地基。

(3)桩基础：是高层建筑中最常见的基础形式，属于深基础。通常由若干根桩埋入土中，顶部由承成一体，构成桩基础，主要功能是将荷载传至地下较深处的密实土层，以满足承载力和沉降的要求，因而具有承载力高、沉降速率低、沉降量较小而且均匀等特点，能承受竖向荷载、水平荷载、上拔力及由机器产生的振动或动力作用。

2.1.2　地基基础方案选择针对黄土梁洼地貌而言，可供选择的地基基础方案主要有天然地基(方案1)、复合地基一水泥粉煤灰碎石桩(方案2)和桩基础(方案3)三种方案。通过室内验算上述三种方案在技术上均具有可行性。

2.2　基于模糊综合评价的地基基础方案优选研究

(1)评价集与评语集确定：根据上述分析构建的地基基础方案综合评价的评价集为U={U1，U2，U3，U4}。U1，U2，U3，U4分别代表工程造价、施工工期、施工的难易程度、环境影响程度性状数据。评语集为：V=(v1，V2，V3，V4)=(好，较好，中等，差)。

(2)模糊矩阵确定：评价因子的隶属度取得后，可求出各类别一级评判的模糊关系矩阵R。模糊关系矩阵R代表了每个评价因子对基础设计方案的隶属程度，见表1：

(3)模糊关系方程的求解：评语论域上模糊子集为：(B)=(b1，b2，b3，b4}=[A]*[R］B为地基基础方案综合评价结果矩阵，即隶属于不同质量级别的隶属度，b1,b2，b3,b4分别表示属于好、较好、中等、差的隶属度：A为评价因子权值矩阵iR为模糊关系矩阵。首先按评价指标的赋值标准确定出模糊向量，通过模糊运算可表示为：(B1，B2，B3，B4)。通过计算求得的综合评价结根据综合评价结果可知：方案1与其他两种方案从工程造价、施工难易程度、施工工期和对环境的影响四个方面相比，具有造价低、施工工序简单易行、对工人的技术要求不高、施工工期短、对环境的影响小等优点。所以方案1，即天然地基隶属度评价等级高，应为首选方案。

参考文献

[1]曹晓锋.模糊综合评判法在地基处理方案优选中的应用[J].中国水运，2009.9(7)

[2]毛鹞勤.工程建设质量控制[M].北京：中国建筑工业出版社，