基于模糊综合评判法的基坑工程造价风险量化分析

王杨兴 （广州高新工程顾问有限公司，广东 广州 510000）

1 引言

随着我国建筑行业的飞速发展，超高层建筑和地下建筑等工程越来越常见。由于地质、水文、气候条件和周边环境的不同，建筑基坑工程的造价控制风险也各不相同。找出基坑工程中存在的风险因素，将基坑施工中的风险因素跟工程造价成本费用结合起来，从而对风险进行合理与规避，降低投资风险，在建筑工程施工中变得越来越重要。有效控制建筑基坑工程中的造价风险，不仅可以控制工程投资和建造成本，还能够缩短工期，把控施工进度。如何对基坑工程中的造价风险进行有效的管理和控制，成为一个亟需解决的问题。以往在工程实践中，常使用各地建设主管部门发布的统一风险系数来计算风险费用，这种操作方法并不能反映不同项目的不同特点和实际情况，使得价格在一定程度上失真。

目前对于成本费用的量化方法，主要有综合风险系数法、分项风险计算法和风险利润率法[1]等方法。刘静[2]运用综合系数法数学模型研究了建筑工程的综合单价风险量化问题；杨秀鹏等[3]提出了基于分项风险计算的建筑工程综合单价的风险量化处理方法。张英等[4]运用层次分析法构建出建筑工程综合单价的风险费用评估模型。边亦海[5]利用可信性的方法对基坑施工进行深入的风险分析，研究深基坑工程的施工风险控制与管理；黄宏伟等人[6]结合层次分析法（AHP）和专家调查法的基本理论，总结出对深基坑工程施工的常见风险的应对处理方法。王岩等[7]利用分析层次结构建立评价模型，以模糊综合评判法对基坑工程的施工风险进行多层次多因素的综合评价。

2 工程背景

本文以广东省内某拟建医院工程为例，该项目用地面积 26893.85m2，总建筑面积155041.17m2，其中地上总建筑面积134636.87m2，地下总建筑面积20404.3m2，建筑基底面积31238m2。项目场地位于低山丘陵区，原为鱼塘、林地与菜地，地面整体西北及东南角较高，中部及东北角偏低洼。该建筑物西边紧靠环市快速路，东面、南面、北面是林地与菜地。

本次基坑支护面积6084m2，基坑周长约775.80m，基坑开挖深5.60m。因为基坑开挖深度超过5m，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，因此需要对基坑开挖编制专项施工方案并进行专家论证。同时为了对基坑工程施工中的造价风险进行有效的控制，根据实际情况建立风险模糊综合评判模型，确定其风险等级，并对基坑的造价进行风险量化分析计算，确定基坑工程的综合风险取费系数。

3 建立风险模糊综合评判模型

模糊综合评价法是基于模糊集理论对多因素、多层次系统进行综合评价的一种方法。首先通过构建基坑工程造价风险结构层次，建立综合评判集，利用AHP法计算各风险因素的权重，确定单因素评判矩阵，从而进行模糊综合评价。在本次建筑基坑工程造价风险的综合评价过程中，风险因素比较多，在此采用二级模糊综合评判模型，尽量考虑全面，以便准确评估风险等级和计算风险系数。

3.1 建立综合评判的因素集U

根据项目地质水文等实际情况，以及建筑基坑工程造价的基本原理，构建基坑造价风险等级评价指标体系，如图1所示。

基坑工程造价风险因素图

为合理地预测建筑基坑造价风险等级，根据上述指标体系，分为两个层次确定本次模糊综合评判的因素集。

第1层总目标因素集：

U=(u1,u2,u3,u4)=(环境保护风险，施工扰动风险，造价控制风险，施工组织管理)；

第2层子目标因素集：

①u1=(u11,u12,u13)=(噪音污染，空气污染，建筑垃圾)；

②u2=(u21,u22,u23,u24,u25)=(地层岩性，地下水位，周边建筑，气象条件，文物保护)；

③u3=(u31,u32,u33,u34)=(节约能源，节约建材，节约用水，节省工期)；

④u4=(u41,u42,u43)=(文明施工，安全施工，施工协调)。

3.2 建立综合评判的评价集V

综合评判的目的是确定各风险因素对基坑造价的影响程度，需要对风险因素的风险程度进行评价。确定风险评价集V=（很轻，轻，一般，严重，很严重）。因为后期要对基坑工程的造价风险进行量化分析处理，所以将此5个等级的风险评价值进行赋值 V=(0.1，0.3，0.5，0.7，0.9)，风险评价值范围[0,1]，数值越大，表示风险等级越高。

3.3 确定权重A

权重是某层风险因素相对于其上面一层中某个因素的相对重要性大小的量值表示，本文采用层次分析法（AHP），首先根据基坑造价风险等级评价指标体系建立层次分析结构，通过请专家评判打分，用1-9标度法对处于同一层次的各个因素的重要性进行比较判断和定量分析，分别构建评价问题的各个风险因素之间两两比较的判断矩阵[8]。然后用方根法计算判断矩阵的λmax及相应的特征向量，分别到一级和二级指标的权重值。同时还要对判断矩阵的一致性进行检验，要求 CR＜0.10，如果检验没有通过，需要请专家重新进行评判打分。构建的判断矩阵及计算结果如表1～表5所示。

判断矩阵D-E 表1

判断矩阵E1-F 表2

判断矩阵E2-F 表3

判断矩阵E3-F 表4

判断矩阵E4-F 表5

权重A=（0.130,0.570,0.208,0.092），说明一级指标中，本工程的4个风险因素对基坑造价的影响程度：施工扰动风险＞造价控制风险＞环境保护风险＞施工组织管理。

A1=（0.637,0.105,0.259），说明在二级指标中，3个风险因素对环境保护风险因素的影响程度：噪音污染＞建筑垃圾＞空气污染。

A2=（0.420,0.260,0.096,0.112,0.112），说明在二级指标中，5个风险因素对施工扰动风险因素的影响程度：地层岩性＞地下水位＞气象条件=文物保护＞周边建筑。

A3=(0.495,0.067,0.148,0.290)，说明在二级指标中，4个风险因素对造价控制的影响程度：节约能源＞节省工期＞节约用水＞节约建材。

A4=(0.333,0.528,0.139)，说明在二级指标中，3个风险因素对施工组织管理因素的影响程度：安全施工＞文明施工＞施工协调。

3.4 确定单因素评判矩阵

根据上述的安全影响因素评判集，每一个安全影响因素都有五个等级，每一个等级对评价集的评价指标影响程度用隶属度函数来表示。为了综合评价基坑工程的造价风险等级，邀请10名专家组成评审团，对图1中影响基坑造价的风险因素等级进行评判，通过数据的整理、统计，构造风险模糊评判矩阵RE1-RE4如下所示：

3.5 一级模糊综合评判

根据公式 Bi=Ai·Ri，对准则层风险因素E1-E4做综合评价，其计算结果分别为:

3.6 二级模糊综合评判

应用模糊变换原理和最大隶属度原则，根据公式B=A·R，对评价对象的全部相关风险因素做全面的综合评价[9]，得到目标层的模糊综合评价集。

4 基坑工程造价风险量化

根据前面所论述的风险评价集赋值V=(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)，计算风险费用确定系数 γ=B·VT=(0.052,0.155,0.346,0.263,0.184)·(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)T=0.5741，即57.41%。综合考虑市场的平均利润水平，假设承包人的预期利润τ为10%，则该基坑工程的综合风险取费系数值[10]为 γ ·τ=57.41%×10%=5.741%，所以最终考虑风险系数的基坑土方综合单价=不考虑风险系数的基坑土方综合单价×（1+5.741%）。

5 结语

应用模糊综合评判法对基坑施工项目进行造价风险量化分析，不仅仅是对单个风险因素的影响程度进行评判，而是对所有风险因素的影响程度进行综合分析。根据建筑基坑工程项目的实际情况，识别风险因素，建立模糊综合评判模型，通过量化分析计算，得到基坑工程施工的造价风险等级，确定基坑工程的综合风险取费系数，可以使项目决策者采取有效的措施，减少风险对项目造价控制的影响。同时，通过对综合风险系数的量化计算，可以提高综合单价的准确性和可靠性。