山地建筑地下成本控制分析——以北部新区B18-1 地块项目设计为例

周 密，陈剑军

（1.重庆市设计院有限公司，重庆 400000；2.筑博设计股份有限公司，重庆 400000）

1 总图与地下室成本控制

1.1 地形和用地条件的影响（现状条件）

本项目用地范围北为金渝大道，西南为湖霞街，场地地势整体南高北低，东高西低，东南角为场地制高点场地高程变化为373～438m，总高差65m；场地中西部有一条深沟贯穿南北，山包与深沟临近，导致地形起伏大；轨道穿越用地北侧并在下方设置站台；用地西南角沿湖霞街周围存在回填土，需进行初勘。项目区位如图1 所示。

图1 项目区位

1.2 地勘（初勘）对设计的指导作用

对场地原始地面以下进行初步勘察，了解地下土壤及岩层、边坡状况，有无滑坡地址灾害现象。对不良地质处理成本（深沟两端高挡墙）。判断场地内部中风化岩层离地表的深度，高层布局避开不良地段，避免基础落得太深。

1.3 总平面布置

总图的形成过程即价值挖掘的过程，本项目主要产品为高层住宅和别墅，以及临街商业配套设置，同时在用地北侧轨道站地块布置上盖商业街，总平面布置推导过程如下。

前期概念挖掘高层价值，所有高层景观朝向NBA公园，深化后，高层住宅区有独立的景观系统。重视别墅货值，将别墅定位为主力产品，尽量增加别墅数量，本次设计共72 栋。随着方案深化，与规划局沟通之后，不准许高层布置在金渝大道一侧，避免高层对道路和NBA 公园的压迫感。在保证别墅栋数最大化的情况下，将高层住宅设置于靠轨道站一侧，轨道公司要求，高层距离轨道站20m，且建筑结构不对轨道站产生影响。

一种节约用地的思路为：设计超高层建筑。但超高层住宅对比100m 住宅建造成本，每平方米增加造价约440 元。由于成本和超高层建筑管理运营成本问题，故放弃本方案。那么高层住宅只能布置在沿湖霞街，但带来的问题首先是高层处地形为回填区，不知道回填深度（地勘初勘），其次是高层对国际学校的影响（需要后退，减少别墅数量），可通过沿街设置多层商业，减少别墅的损失。综合规划意见后的总图：设置7 栋高层住宅和82 栋别墅。

1.4 竖向设计（控制地下成本的重点）

1.4.1 地下车库布局方式及竖向关系对比（分台处理和大底盘车库）

车库布置及处理经历如下过程。

（1）大底盘车库（局部分台。此时，高层与别墅车库分开，未考虑在深沟单独设置人防车库）。别墅区域全部开挖，结果是地下车库建筑面积8 万m2（别墅总建筑面积才9 万m2）。缺点：建筑面积浪费，增加成本。

（2）分台的地下车库（确立深沟内用高层车库来处理）；优点：有效控制面积，可以灵活处理场地高差，减少挖和填；不利点：场地外形成太多的高差和挡墙；部分地下车库临空面临计容问题。

（3）综合分台，停车交通之后最后确定的车库（避免高差太多、室外挡墙太多），优点：有效控制面积，提高停车效率，室外场地无大的高差，挡墙。车库不临空，缺点：挖和填都比较多，但能平衡，综合比较后的选择。

1.4.2 场地剖面（与原始地形沿街商业环境的关系）

设计过程中不断比较设计建筑与场地的关系，力求达到建筑适应场地。经过不断的优化后，随着总图及车库关系竖向的确立，综合考虑了以下5 个方面。

（1）与场地（特别是冲沟）的关系：到底建筑地板距离冲沟底做多少合适；场地内深沟（30m 深）部位确定设置由人防及地下车库，车库地板与深沟底距离约15m。

（2）沿街商业的关系：沿金渝大道保证16m 商业能遮挡车库；保证A4 栋高层吊层内能够做3 层的商业（车库底板标高下降，高层正负零标高下降，吊层商业层数将受影响）。

（3）别墅区内整体空间形象：甲方要求，别墅区内相对平缓，避免室外过多高差和挡墙（南面3 栋高层：A5、A6、A7 处高层正负零比别墅正负零高出2m，转换层车库底板继续降低，则高差更大）。

（4）车库的停车效率：高差较小，有利于停车，减少车库的交通连接空间。

（5）土方平衡与冲沟内部的成本计算：通过计算冲沟区域内每提高1m 需要的结构成本与土方填方（本工程挖方多，需要提高填方量），以及商业货值之间的综合计算。估算如下：①花费的费用。深沟内车库共311根桩，直径为900mm，每根600 元/m；每提升1m 多花费18.6 万元，3m 约55.8 万元。②节约的费用。车库面积约17000m2，可以多平衡土方量为51000m3。按照20 元/m3，需100 万元。③另考虑由于标高提高可以多设3000m2商业建筑面积。

1.5 土方平衡

土方平衡是成本控制的最终要求。要避免大挖大填，挖按20 元/m3，填按20 元/m3，若外运，按20 元/m3（3～5km 范围内）。因此，即使土方能平衡，大挖和大填费用仍然巨大。

本项目根据上述原则确定的竖向设计标高，开挖量和填的量都比较大，且挖方大于填方约10 万m3，因此，为避免土方外运，需要提高深沟填方量，车库底标高相应提高。根据别墅区车库底标高计算的仅挖山体的土方量约为31 万m3，根据深沟处车库底标高计算的仅深沟处填土方量约为15 万m3。

1.6 消防车荷载对地下室顶板的影响

消防车道及扑救场地，满足规范要求之外，特别注意消防车载影响地下室顶板的配筋及梁的高度。消防车道路，扑救场地消防水池等尽量不设置在地下室顶板上，如无法避免，4m 消防车道路设置在1 垮柱网，扑救场地也尽量设置在完成的柱网整数垮内；高层建筑扑救场地设置需硬质铺地，扑救场地除景观特殊需求外，占地越少成本越低以A1 和A2（北面的2 栋高层）为例，2 栋塔楼消防扑救场地居中布置公用扑救场地，扑救场地边缘距离建筑6.5m（6.5m 范围内不种植高大乔木，符合规范要求）。原回车场位置置换出来设置景观或活动场地。消防扑救场地结合消防车道设置：若消防车道路无法避免（如需要延伸至其他建筑），消防车道被包含在扑救的范围内比单独另辟消防扑救场地更节约用地。

1.7 环境挡墙与边坡支护

设计尽量避免在场地内部形成高的挡墙和护坡。但本项目内部由于场地复杂，且挖方较多，加油站弯道附近无法避免挡墙（道路标高低，场地内标高高且场地内无法继续降低）。此处为挖方区域，挖开即为岩石，采用锚杆挡墙直接打入岩石上。挡墙高度6～17m，6～12m挡墙的面积为1659m2，12～17m 挡墙的面积为1871m2，总造价约245 万元。沿金渝大道临街商业位于挖方区域，建筑为2 跨太薄，建筑本身不足以自挡边坡，结构处理为建筑与边坡脱开，边坡1:0.7～1:0.9 放坡，支护总长度182m，高13m，总造价约118 万元。

1.8 综合管网

电力管线与其他管线下地，用地周边预留5m 通道；车库顶板设1%结构找坡，节约建筑找坡层，满足场地排水管网排水坡度，避免车库顶板60m 放台。地下室配电房开闭所规划布置在负荷中心，避免管线浪费。

2 地下车库建筑设计成本控制

2.1 别墅区地下车库的确定

按地下车库停车有效性优化设计（30～35m2/辆），别墅区域车库范围及竖向确定过程如下。

车库方案1：别墅区域全部开挖，地下车库建筑面积8 万m2（别墅总建筑面积才9 万m2）。车库停车多，按照平地设计。车库方案2：分组团分台的车库，这样处理可以灵活处理高差，但挡墙走向太复杂，挡墙成本高。结合两个方案进行成本测算，以2 个叠拼别墅之间的1 个单元计算，挡墙成本约55m（长）×6m（高）×0.3m（厚）×800 元=7.9 万元，满足车位前提下，叠拼别墅下部不便于停车利用的面积成本估算为250 万元。

因此，最终的车库轮廓线也是有效结合地下车库停车减少不利用空间，别墅赠送范围，挡墙走向综合考虑的结果。

2.2 高层区地下车库的确定

高层区车库所占面积较大，车位的停车效率尤为重要，通过优化停车效率，在满足规划要求车位数量的前提下，节约地下车库总面积。避免柱网及停车方式不科学，产生大量无效面积，减少塔楼下的无用空间，设备用房占黄金停车位置（除电气的设备用房综合考虑负荷中心位置、整体规划以外，其余设备用房尽量靠边或者设置在塔楼范围。

同时，综合考虑人防车库、顶层覆土+消防车荷载的要求，最小化地下车库层高。层高每降低100mm，节约6 元/m2，顶板结构找坡，节约40 元/m2。

本项目高层地下室设计非人防地下室层高如下（人防区域梁按照1000mm 高设计，需要增加层高），柱网：8m×8m，层高为：4m（-1F）+3.7m（-2F）+3.7m（-3F），采用结构找坡，顶层梁高（1500mm 覆土+消防车）：900～1000mm（宽），设备空间600～700mm（净高2.3～2.4m），中间层梁高600～700mm，设备空间600～700mm（净高2.3～2.4m）需要注意的是，当设备空间考虑为600mm时，需要水暖电密切配合，喷淋主管遇风道处绕行。施工时先施工风管。

2.3 桩基础成本测算

对于高层在轻轨车站旁的情况，由于原始地形线在建筑基础以下较深范围，也即建筑地坪下覆土较深，同时高层建筑荷载较大，故应采用桩基础落到中风化基岩上。对于别墅及建筑位于深沟的情况，由于原始地形线在建筑基础以下较深范围，此种情况通过基础选型分析，如采用碾压机压实，填土压不实，效果不能达到设计要求；如采用夯锤强夯，会对轻轨车站主体造成破坏；综合考虑还是采用桩基础，桩基础落到原始地形线下的中风化基岩上，承载力和变形均能满足设计要求[1]。

图2 为地下室挖方和填方范围，红色区域为填方区域，此范围内的桩均需下至岩层上。本次主要统计回填区域桩的量，挖方区域由于桩比较浅故未统计。统计方法根据剪力墙及柱子位置和尺寸确定桩的直径，根据初勘资料确定岩层深度，从而确定桩的总长度。通过计算项目回填区桩的成本约2000 万元左右。值得注意的是，这些桩长可以通过设计优化和利用。

图2 地下室挖方和填方范围

2.4 地下车库钢筋混凝土外墙和室外挡墙计算

由于地下室高差的复杂性，存在较多的结构外墙及室外挡墙，优化并减少挡墙的工程量也是成本控制中重要的一环。除地下室钢筋混凝土外墙自挡外，室外环境挡墙常采用锚杆挡墙和重力式挡墙，锚杆挡墙主要适用范围为20m 以下挖方区的有岩石的环境挡墙。重力式挡墙主要适用范围为12m 以下，填方区域的环境挡墙。本项目为了便于分析挡墙种类、走向及其与地形关系，对地下室进行了建模分析，直观判断地下室挡墙走向，并对下一步优化提供建议。

通过综合分析，大致分为可优化和无法优化的部分。例如幼儿园北侧弯道处锚杆挡墙，以及金渝大道一侧商业与车库之间的边坡支护（商业较薄，无法支挡边坡），受限于总图布置地下车库范围则无法优化。可优化的部分包括地下车库结构外墙，地下车库挡墙厚度按照300mm 估算，优化方式如下：①减少或取消通往高层的通道；②曲折部分挡墙尽量拉直；③减少挡墙上下错层的情况。

3 结语

由于山地建筑地下部分的成本影响在整个土建成本中比重较大，在设计方案阶段进行详尽的多方案比选，不同方案的成本测算，是非常有必要的，往往可以避免后期始料未及的成本增量。本文结合实际项目，在商业地产货值最大化的逻辑上，从建筑总体布局、地下车库布局及范围、桩基础及挡墙等对成本影响较大的因素进行了分析与测算。虽未尽所有成本影响因素，也为设计阶段提供了成本优化控制的视角。