北京天瑞金集团设计中心武汉设计部 湖北省武汉市 430200
摘要:本文利用一个实际项目的地下室,采用两种不同的层高条件进行设计,并对其对应的设计成果进行工程量与造价的差异分析,得出层高对地下室造价影响的数据,为工程建设投资决策参考。
关键词:结构层高 覆土厚度 工程量
建筑结构设计中,选择合理的设计层高,直接影响建筑物空间舒适度及建造成本。地下室建造成本在整个建安成本中占比非常大,但其对销售货值的奉献又比较小,所以各家地产公司对地下室的设计尤为重视,会从面积、层高、装修标准等方面进行严格控制,以保证地下室的成本支出与本项目的产品价值相匹配。
本文从一个非人防地下室的实际工程设计案例入手,以“地下室层高”为变量,对有梁楼盖地下室结构层高与造价的关系进行分析,并总结结论,为地下室设计提供参考指导建议。
项目介绍
本项目位于武汉市江夏区阳光创谷地块,南侧紧邻腾讯大道,东侧为创谷三路,西侧为创谷西路,西侧距离汤逊湖湖边平均距离260米,场地地面平均黄海高层25.7m,项目场地外市政道路平均黄海高程24.2m,《项目岩土工程勘察报告》给定抗浮设防水位黄海高程24.5m,地下室建筑面积27026.64㎡,地下室顶板上覆土厚度1.2米。
设计约束条件
《汽车库建筑设计规范》规定,汽车库室内最小净高微型车、小型车为2.2米。
本地库地下室设计主要为8m大柱网及少量6m小柱网两种情况,大柱网区域梁高800mm,小柱网区域梁高600mm,风管所需高度300mm,喷淋所需高度150mm,桥架所需高度100mm,地下室底板面找平层100mm,综上地下室结构层高有两种情况,第一种为:600+300+150+100+100+2200=3.45米,第二种为:800+300+150+100+100+2200=3.65米。综合取值为不低于3.65米。
从造价角度考虑,地下室层高增加,则地库埋深增加,设计抗浮水位升高,会导致以下费用增加:桩基费用、抗浮锚杆费用、土方开挖及回填费用、基坑支护费用、结构材料费用(底板、墙体、柱、墙面装修)、施工措施费等。
因为影响地下室造价的因素非常多,地基基础部分对造价的影响并不是简单的线性关系,为了减少干扰,得出地下室层高增加对地下室造价的影响,我们假定除层高以外的其他条件均相同,单独研究层高变量对地下室造价影响规律,数学表达如下:
P(土方,边坡,钢筋,混凝土,模板,砌体)=Ψ(h)
不同层高的造价对比分析
以下分析取增量为100mm来进行比较分析,即地下室层高分别为3.65米、3.75米的结构层高进行分析,采用盈建科结构设计软件进行建模计算,除层高外,其他约束条件保持一致如下:
输入条件 | 层高 | 覆土厚度 | 结构体系 | 混凝土等级 | 消防车荷载 | 非消防车荷载 | 抗震等级 |
条件值A | 3.65m | 1.2m | 框架结构 | C30 | 35KN/㎡ | 5KN/㎡ | 四级 |
条件值B | 3.75m | 1.2m | 框架结构 | C30 | 35KN/㎡ | 5KN/㎡ | 四级 |
经计算后,将电算结果工程量交给成本部门进行造价分析,为避免基础型式差异造成干扰,本次造价计算只取基础筏板以上部分进行比较,分析结果如下:
比较项 | 含税综合单价(元) | 工程量 | 含税总价 | ||
层高3.65m | 层高3.75m | 层高3.65m | 层高3.75m | ||
土方m³ | 30.02 | 98647.24 | 101349.9 | 2961390.1 | 3042524 |
边坡喷锚㎡ | 83.66 | 3480.9 | 3576.27 | 291212.4 | 299190.8 |
钢筋t | 5882.48 | 1355.03 | 1363.61 | 7970936.9 | 8021385.1 |
楼层混凝土m³ | 755.25 | 9692.57 | 9774.02 | 7320313.5 | 7381828.6 |
楼层模板㎡ | 64.22 | 42012.61 | 42641.8 | 2698049.8 | 2738460.9 |
砌体墙m³ | 690.19 | 396.7 | 429.95 | 273798.4 | 296747.2 |
内墙抹灰㎡ | 28.72 | 8804.56 | 9075.16 | 252866.9 | 260638.6 |
内墙腻子㎡ | 15.97 | 15445.58 | 15883.89 | 246665.9 | 253665.72 |
防水保护层㎡ | 33.16 | 2461.74 | 2529.2 | 81631.4 | 83867.86 |
外墙防水㎡ | 32.25 | 2461.74 | 2529.2 | 79391.2 | 81566.3 |
合计 | / | / | / | 22176256 | 22459875 |
地下室建筑面积27026.64㎡ | 单价(元/㎡) | 820.53 | 831.03 |
以下为层高3.65m及3.75m时各工程量数据比较,其中工程量变化最大的为土方,其次为楼层模板:
以下为层高3.65m及3.75m时各工程量数据比较,其中造价变化最大的为钢筋,其次是混凝土:
从上表可以看出,不考虑底板及基础的情况下,地下室结构层高增加10cm,土方工程量增加2.7%,钢筋工程量增加0.6%,混凝土工程量增加0.8%,模板工程量增加1.5%,砌体工程量增加8.4%,墙面装饰工程量约增加3%,综合单方造价增加11元。
因地基基础及抗浮工程受场地地理位置影响,不确定性较大,故本次分析未考虑地下室底板及以下基础,地下室层高增加若达到深基坑要求时,需增加专家方案论证,基坑支护费用会增加;另外地下室埋深增加后,可能会引起基础型式的改变及抗浮成本增加,这些不在本文讨论范围之内。
结论及建议
结论:同等约束条件下,不计入底板、基础及抗浮工程时,地下室层高每增加10cm,综合单价增加11元/㎡;
减小地下室层高的建议:①通过采用合理的柱网跨度来减小梁高;②适当降低顶板覆土荷载来减小梁高;③通过优化设备管线布置来提高净空利用效率。
作者简介:王敏杰,毕业于华中科技大学,硕士学位,国家一级注册结构工程师,持有高校教师资格证。曾就职于海南元正建筑设计院、恒大集团公建与住宅设计中心、北京天瑞金集团设计中心,兼任武汉工程科技学院土木工程系外聘讲师。