周 密,陳劍軍
(1.重慶市設(shè)計(jì)院有限公司,重慶 400000;2.筑博設(shè)計(jì)股份有限公司,重慶 400000)
本項(xiàng)目用地范圍北為金渝大道,西南為湖霞街,場地地勢整體南高北低,東高西低,東南角為場地制高點(diǎn)場地高程變化為373~438m,總高差65m;場地中西部有一條深溝貫穿南北,山包與深溝臨近,導(dǎo)致地形起伏大;軌道穿越用地北側(cè)并在下方設(shè)置站臺(tái);用地西南角沿湖霞街周圍存在回填土,需進(jìn)行初勘。項(xiàng)目區(qū)位如圖1 所示。
圖1 項(xiàng)目區(qū)位
對(duì)場地原始地面以下進(jìn)行初步勘察,了解地下土壤及巖層、邊坡狀況,有無滑坡地址災(zāi)害現(xiàn)象。對(duì)不良地質(zhì)處理成本(深溝兩端高擋墻)。判斷場地內(nèi)部中風(fēng)化巖層離地表的深度,高層布局避開不良地段,避免基礎(chǔ)落得太深。
總圖的形成過程即價(jià)值挖掘的過程,本項(xiàng)目主要產(chǎn)品為高層住宅和別墅,以及臨街商業(yè)配套設(shè)置,同時(shí)在用地北側(cè)軌道站地塊布置上蓋商業(yè)街,總平面布置推導(dǎo)過程如下。
前期概念挖掘高層價(jià)值,所有高層景觀朝向NBA公園,深化后,高層住宅區(qū)有獨(dú)立的景觀系統(tǒng)。重視別墅貨值,將別墅定位為主力產(chǎn)品,盡量增加別墅數(shù)量,本次設(shè)計(jì)共72 棟。隨著方案深化,與規(guī)劃局溝通之后,不準(zhǔn)許高層布置在金渝大道一側(cè),避免高層對(duì)道路和NBA 公園的壓迫感。在保證別墅棟數(shù)最大化的情況下,將高層住宅設(shè)置于靠軌道站一側(cè),軌道公司要求,高層距離軌道站20m,且建筑結(jié)構(gòu)不對(duì)軌道站產(chǎn)生影響。
一種節(jié)約用地的思路為:設(shè)計(jì)超高層建筑。但超高層住宅對(duì)比100m 住宅建造成本,每平方米增加造價(jià)約440 元。由于成本和超高層建筑管理運(yùn)營成本問題,故放棄本方案。那么高層住宅只能布置在沿湖霞街,但帶來的問題首先是高層處地形為回填區(qū),不知道回填深度(地勘初勘),其次是高層對(duì)國際學(xué)校的影響(需要后退,減少別墅數(shù)量),可通過沿街設(shè)置多層商業(yè),減少別墅的損失。綜合規(guī)劃意見后的總圖:設(shè)置7 棟高層住宅和82 棟別墅。
1.4.1 地下車庫布局方式及豎向關(guān)系對(duì)比(分臺(tái)處理和大底盤車庫)
車庫布置及處理經(jīng)歷如下過程。
(1)大底盤車庫(局部分臺(tái)。此時(shí),高層與別墅車庫分開,未考慮在深溝單獨(dú)設(shè)置人防車庫)。別墅區(qū)域全部開挖,結(jié)果是地下車庫建筑面積8 萬m2(別墅總建筑面積才9 萬m2)。缺點(diǎn):建筑面積浪費(fèi),增加成本。
(2)分臺(tái)的地下車庫(確立深溝內(nèi)用高層車庫來處理);優(yōu)點(diǎn):有效控制面積,可以靈活處理場地高差,減少挖和填;不利點(diǎn):場地外形成太多的高差和擋墻;部分地下車庫臨空面臨計(jì)容問題。
(3)綜合分臺(tái),停車交通之后最后確定的車庫(避免高差太多、室外擋墻太多),優(yōu)點(diǎn):有效控制面積,提高停車效率,室外場地?zé)o大的高差,擋墻。車庫不臨空,缺點(diǎn):挖和填都比較多,但能平衡,綜合比較后的選擇。
1.4.2 場地剖面(與原始地形沿街商業(yè)環(huán)境的關(guān)系)
設(shè)計(jì)過程中不斷比較設(shè)計(jì)建筑與場地的關(guān)系,力求達(dá)到建筑適應(yīng)場地。經(jīng)過不斷的優(yōu)化后,隨著總圖及車庫關(guān)系豎向的確立,綜合考慮了以下5 個(gè)方面。
(1)與場地(特別是沖溝)的關(guān)系:到底建筑地板距離沖溝底做多少合適;場地內(nèi)深溝(30m 深)部位確定設(shè)置由人防及地下車庫,車庫地板與深溝底距離約15m。
(2)沿街商業(yè)的關(guān)系:沿金渝大道保證16m 商業(yè)能遮擋車庫;保證A4 棟高層吊層內(nèi)能夠做3 層的商業(yè)(車庫底板標(biāo)高下降,高層正負(fù)零標(biāo)高下降,吊層商業(yè)層數(shù)將受影響)。
(3)別墅區(qū)內(nèi)整體空間形象:甲方要求,別墅區(qū)內(nèi)相對(duì)平緩,避免室外過多高差和擋墻(南面3 棟高層:A5、A6、A7 處高層正負(fù)零比別墅正負(fù)零高出2m,轉(zhuǎn)換層車庫底板繼續(xù)降低,則高差更大)。
(4)車庫的停車效率:高差較小,有利于停車,減少車庫的交通連接空間。
(5)土方平衡與沖溝內(nèi)部的成本計(jì)算:通過計(jì)算沖溝區(qū)域內(nèi)每提高1m 需要的結(jié)構(gòu)成本與土方填方(本工程挖方多,需要提高填方量),以及商業(yè)貨值之間的綜合計(jì)算。估算如下:①花費(fèi)的費(fèi)用。深溝內(nèi)車庫共311根樁,直徑為900mm,每根600 元/m;每提升1m 多花費(fèi)18.6 萬元,3m 約55.8 萬元。②節(jié)約的費(fèi)用。車庫面積約17000m2,可以多平衡土方量為51000m3。按照20 元/m3,需100 萬元。③另考慮由于標(biāo)高提高可以多設(shè)3000m2商業(yè)建筑面積。
土方平衡是成本控制的最終要求。要避免大挖大填,挖按20 元/m3,填按20 元/m3,若外運(yùn),按20 元/m3(3~5km 范圍內(nèi))。因此,即使土方能平衡,大挖和大填費(fèi)用仍然巨大。
本項(xiàng)目根據(jù)上述原則確定的豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高,開挖量和填的量都比較大,且挖方大于填方約10 萬m3,因此,為避免土方外運(yùn),需要提高深溝填方量,車庫底標(biāo)高相應(yīng)提高。根據(jù)別墅區(qū)車庫底標(biāo)高計(jì)算的僅挖山體的土方量約為31 萬m3,根據(jù)深溝處車庫底標(biāo)高計(jì)算的僅深溝處填土方量約為15 萬m3。
消防車道及撲救場地,滿足規(guī)范要求之外,特別注意消防車載影響地下室頂板的配筋及梁的高度。消防車道路,撲救場地消防水池等盡量不設(shè)置在地下室頂板上,如無法避免,4m 消防車道路設(shè)置在1 垮柱網(wǎng),撲救場地也盡量設(shè)置在完成的柱網(wǎng)整數(shù)垮內(nèi);高層建筑撲救場地設(shè)置需硬質(zhì)鋪地,撲救場地除景觀特殊需求外,占地越少成本越低以A1 和A2(北面的2 棟高層)為例,2 棟塔樓消防撲救場地居中布置公用撲救場地,撲救場地邊緣距離建筑6.5m(6.5m 范圍內(nèi)不種植高大喬木,符合規(guī)范要求)。原回車場位置置換出來設(shè)置景觀或活動(dòng)場地。消防撲救場地結(jié)合消防車道設(shè)置:若消防車道路無法避免(如需要延伸至其他建筑),消防車道被包含在撲救的范圍內(nèi)比單獨(dú)另辟消防撲救場地更節(jié)約用地。
設(shè)計(jì)盡量避免在場地內(nèi)部形成高的擋墻和護(hù)坡。但本項(xiàng)目內(nèi)部由于場地復(fù)雜,且挖方較多,加油站彎道附近無法避免擋墻(道路標(biāo)高低,場地內(nèi)標(biāo)高高且場地內(nèi)無法繼續(xù)降低)。此處為挖方區(qū)域,挖開即為巖石,采用錨桿擋墻直接打入巖石上。擋墻高度6~17m,6~12m擋墻的面積為1659m2,12~17m 擋墻的面積為1871m2,總造價(jià)約245 萬元。沿金渝大道臨街商業(yè)位于挖方區(qū)域,建筑為2 跨太薄,建筑本身不足以自擋邊坡,結(jié)構(gòu)處理為建筑與邊坡脫開,邊坡1:0.7~1:0.9 放坡,支護(hù)總長度182m,高13m,總造價(jià)約118 萬元。
電力管線與其他管線下地,用地周邊預(yù)留5m 通道;車庫頂板設(shè)1%結(jié)構(gòu)找坡,節(jié)約建筑找坡層,滿足場地排水管網(wǎng)排水坡度,避免車庫頂板60m 放臺(tái)。地下室配電房開閉所規(guī)劃布置在負(fù)荷中心,避免管線浪費(fèi)。
按地下車庫停車有效性優(yōu)化設(shè)計(jì)(30~35m2/輛),別墅區(qū)域車庫范圍及豎向確定過程如下。
車庫方案1:別墅區(qū)域全部開挖,地下車庫建筑面積8 萬m2(別墅總建筑面積才9 萬m2)。車庫停車多,按照平地設(shè)計(jì)。車庫方案2:分組團(tuán)分臺(tái)的車庫,這樣處理可以靈活處理高差,但擋墻走向太復(fù)雜,擋墻成本高。結(jié)合兩個(gè)方案進(jìn)行成本測算,以2 個(gè)疊拼別墅之間的1 個(gè)單元計(jì)算,擋墻成本約55m(長)×6m(高)×0.3m(厚)×800 元=7.9 萬元,滿足車位前提下,疊拼別墅下部不便于停車?yán)玫拿娣e成本估算為250 萬元。
因此,最終的車庫輪廓線也是有效結(jié)合地下車庫停車減少不利用空間,別墅贈(zèng)送范圍,擋墻走向綜合考慮的結(jié)果。
高層區(qū)車庫所占面積較大,車位的停車效率尤為重要,通過優(yōu)化停車效率,在滿足規(guī)劃要求車位數(shù)量的前提下,節(jié)約地下車庫總面積。避免柱網(wǎng)及停車方式不科學(xué),產(chǎn)生大量無效面積,減少塔樓下的無用空間,設(shè)備用房占黃金停車位置(除電氣的設(shè)備用房綜合考慮負(fù)荷中心位置、整體規(guī)劃以外,其余設(shè)備用房盡量靠邊或者設(shè)置在塔樓范圍。
同時(shí),綜合考慮人防車庫、頂層覆土+消防車荷載的要求,最小化地下車庫層高。層高每降低100mm,節(jié)約6 元/m2,頂板結(jié)構(gòu)找坡,節(jié)約40 元/m2。
本項(xiàng)目高層地下室設(shè)計(jì)非人防地下室層高如下(人防區(qū)域梁按照1000mm 高設(shè)計(jì),需要增加層高),柱網(wǎng):8m×8m,層高為:4m(-1F)+3.7m(-2F)+3.7m(-3F),采用結(jié)構(gòu)找坡,頂層梁高(1500mm 覆土+消防車):900~1000mm(寬),設(shè)備空間600~700mm(凈高2.3~2.4m),中間層梁高600~700mm,設(shè)備空間600~700mm(凈高2.3~2.4m)需要注意的是,當(dāng)設(shè)備空間考慮為600mm時(shí),需要水暖電密切配合,噴淋主管遇風(fēng)道處繞行。施工時(shí)先施工風(fēng)管。
對(duì)于高層在輕軌車站旁的情況,由于原始地形線在建筑基礎(chǔ)以下較深范圍,也即建筑地坪下覆土較深,同時(shí)高層建筑荷載較大,故應(yīng)采用樁基礎(chǔ)落到中風(fēng)化基巖上。對(duì)于別墅及建筑位于深溝的情況,由于原始地形線在建筑基礎(chǔ)以下較深范圍,此種情況通過基礎(chǔ)選型分析,如采用碾壓機(jī)壓實(shí),填土壓不實(shí),效果不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求;如采用夯錘強(qiáng)夯,會(huì)對(duì)輕軌車站主體造成破壞;綜合考慮還是采用樁基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)落到原始地形線下的中風(fēng)化基巖上,承載力和變形均能滿足設(shè)計(jì)要求[1]。
圖2 為地下室挖方和填方范圍,紅色區(qū)域?yàn)樘罘絽^(qū)域,此范圍內(nèi)的樁均需下至巖層上。本次主要統(tǒng)計(jì)回填區(qū)域樁的量,挖方區(qū)域由于樁比較淺故未統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)方法根據(jù)剪力墻及柱子位置和尺寸確定樁的直徑,根據(jù)初勘資料確定巖層深度,從而確定樁的總長度。通過計(jì)算項(xiàng)目回填區(qū)樁的成本約2000 萬元左右。值得注意的是,這些樁長可以通過設(shè)計(jì)優(yōu)化和利用。
圖2 地下室挖方和填方范圍
由于地下室高差的復(fù)雜性,存在較多的結(jié)構(gòu)外墻及室外擋墻,優(yōu)化并減少擋墻的工程量也是成本控制中重要的一環(huán)。除地下室鋼筋混凝土外墻自擋外,室外環(huán)境擋墻常采用錨桿擋墻和重力式擋墻,錨桿擋墻主要適用范圍為20m 以下挖方區(qū)的有巖石的環(huán)境擋墻。重力式擋墻主要適用范圍為12m 以下,填方區(qū)域的環(huán)境擋墻。本項(xiàng)目為了便于分析擋墻種類、走向及其與地形關(guān)系,對(duì)地下室進(jìn)行了建模分析,直觀判斷地下室擋墻走向,并對(duì)下一步優(yōu)化提供建議。
通過綜合分析,大致分為可優(yōu)化和無法優(yōu)化的部分。例如幼兒園北側(cè)彎道處錨桿擋墻,以及金渝大道一側(cè)商業(yè)與車庫之間的邊坡支護(hù)(商業(yè)較薄,無法支擋邊坡),受限于總圖布置地下車庫范圍則無法優(yōu)化??蓛?yōu)化的部分包括地下車庫結(jié)構(gòu)外墻,地下車庫擋墻厚度按照300mm 估算,優(yōu)化方式如下:①減少或取消通往高層的通道;②曲折部分擋墻盡量拉直;③減少擋墻上下錯(cuò)層的情況。
由于山地建筑地下部分的成本影響在整個(gè)土建成本中比重較大,在設(shè)計(jì)方案階段進(jìn)行詳盡的多方案比選,不同方案的成本測算,是非常有必要的,往往可以避免后期始料未及的成本增量。本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目,在商業(yè)地產(chǎn)貨值最大化的邏輯上,從建筑總體布局、地下車庫布局及范圍、樁基礎(chǔ)及擋墻等對(duì)成本影響較大的因素進(jìn)行了分析與測算。雖未盡所有成本影響因素,也為設(shè)計(jì)階段提供了成本優(yōu)化控制的視角。