山地建筑地下成本控制分析
——以北部新區(qū)B18-1 地塊項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例

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）

1 總圖與地下室成本控制

1.1 地形和用地條件的影響（現(xiàn)狀條件）

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

1.2 地勘（初勘）對(duì)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用

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。

1.3 總平面布置

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 豎向設(shè)計(jì)（控制地下成本的重點(diǎn)）

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。

1.5 土方平衡

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。

1.6 消防車荷載對(duì)地下室頂板的影響

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。

1.7 環(huán)境擋墻與邊坡支護(hù)

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。

1.8 綜合管網(wǎng)

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)。

2 地下車庫建筑設(shè)計(jì)成本控制

2.1 別墅區(qū)地下車庫的確定

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。

2.2 高層區(qū)地下車庫的確定

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。

2.3 樁基礎(chǔ)成本測算

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

2.4 地下車庫鋼筋混凝土外墻和室外擋墻計(jì)算

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。

3 結(jié)語

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。