基于數值模擬的車輛段上蓋開發各功能分區物業層數經濟性分析以濟南8號線繡源河車輛段為例

吳王劍

近些年由于地鐵的迅速發展，高速便捷準時的地鐵極大地方便了大城市內居民的出行，地鐵附近樓盤成為大家購房的優先選擇。地鐵車輛基地本身因為其承載著存放地鐵車輛，日常維護車輛的功能在地鐵工程中必不可少，又因為存放維修地鐵車輛，需要大片白地，為了更好地利用這大片與地鐵直接聯系的空間，上蓋商住開發便成為了最優選擇，目標客戶群體除了本身在當地的居民，對于在地鐵上班員工而言，同樣極具吸引力。

目前針對上蓋開發車輛段經濟性的研究，多數以理論論述為主，部分從實際建設項目出發的研究，場地條件均相對較好，很少出現場地特征周期較長，甚至超過結構自振周期的情況，但北方地區略帶濕陷性黃土的區域較為常見，這對物業開發成本的影響需要被探明；且大部分研究并未涉及蓋板的功能分區的區別，不同區域的推薦方案是否情況相同也值得被探討；針對以上兩點，本文將從實際工程出發，結合實際方案，探究車輛段上蓋開發項目上蓋物業層數的經濟性方面的優解，從而為建設方成本控制提供參考依據。

一、工程概況

濟南城市軌道交通8號線一期工程設繡源河車輛段，位于繡源河以東、埠村路以西、經十東路以南，占地約41公頃。繡源河車輛段地處7度區，設計基本地震加速度：0.10g，場地類別為Ⅲ類，場地分組第三組，場地特征周期0.65s，多遇地震水平影響系數最大值0.08，罕遇地震水平影響系數最大值 0.50。蓋板面積約18.1萬方，分為A、B、C三個分區，分別代表著出入段線區、咽喉區和庫房區，分區及蓋上方案如圖1；

圖1 上蓋物業開發方案示意圖

二、各分區分析模型

1.出入段線區分析模型

出入段線區因為功能原因，分區整體為狹長型，平行于行車方向柱網布置相對比較自由，垂直于行車方向柱網可能出現一到兩個接近18m大跨，考慮建筑造型需求，本區域考慮為單層蓋板，層高9m，其上布置1～4層商住，按房屋滿布考慮。所選區塊長約142m，寬約62m，單層蓋板面積約為8800m2，沿行車方向柱跨8.7m，垂直于行車方向柱跨為16.8m，10.2m，8.2m，9.7m，7.8m，兩側各項外懸挑5m，模型如圖2（a）：

圖2 各功能分區分析模型

2.咽喉區分析模型

咽喉區因為其下軌道布置原因，分區柱網極其不規整，極易出現超過18m大跨，考慮建筑造型需求及當地經驗，本區域考慮為雙層蓋板，首層9m，第二層6m，其上布置4～7層商住，首層高4.5m，其余各層3m。無塔樓區域考慮1.5m覆土。所選區塊長約68m，寬約62m，單層蓋板面積約為4200m2，模型如圖2（b）。

3.庫房區分析模型

庫房區因為其下軌道布置得橫平豎直，柱網布置相對規整，最適合布置高層商住，考慮建筑造型需求，本區域考慮為雙層蓋板，二層板上布置8-12層商住首層高4.5m，其余各層3m。無塔樓區域考慮1.5m覆土。所選含通高區區塊長約119m，寬約98m，單層蓋板面積約為11650m2，模型如圖2（c）。

三、各分區不同物業層數下蓋板工程量對比分析

1.蓋板模型參數化設定

本次研究使用yjk5.2.1版本，主要構件尺寸如表1：

表1 主要構件尺寸表

2.各功能分區不同物業層數下蓋板工程量結果及分析

出入段線區模型蓋板面積約8800m2，考慮單層蓋板，轉換層直接在首層蓋板上。當混凝土按600元/m3，鋼筋按5000元/t，型鋼按10000元/t，模板按90元/m2估算時，各層數方案造價如下表2所示：

表2 出入段線區各方案工程量造價表

咽喉區模型蓋板面積約4200m2，考慮雙層蓋板，轉換層為二層蓋板。本區域布置4～7層商墅，各層數方案造價如下表3所示：

表3 咽喉區各方案工程量造價表

庫房區模型蓋板面積約11600m2，考慮雙層蓋板，轉換層為二層蓋板。本區域布置8-12層商住，各層數方案造價如下表4所示：

表4 庫房區各方案工程量造價表

由圖表可知，當單純考慮首層蓋板及其下基礎部分時，對于出入段線區，單層商墅方案的造價最低，三層商墅方案最高，建筑層數從兩層增加到三層時首層蓋板及以下部分造價基本增量不大，增幅僅為3.3%；對于咽喉區，從四層商墅開始，商墅每增加一層，首層板造價都會有較為顯著的增加，當由6層增加到7層時，每平米光是土建部分費用就增加約660元，增幅達到10.5%；對于庫房區，當商住層數從8層增加到9層和從十一層增加到十二層時首層蓋板及以下部分造價變化不大，增幅僅為1.7%和0.7%。

3.各功能區域工程量造價及增幅原因分析

通過對比出入段線區、咽喉區、庫房區首層蓋板及其下部分造價，可知出入段線區首層蓋板造價約為3300元/平，咽喉區約為6200元/平，庫房區約為5500元/平?？紤]到其上可使用商業或商住面積可發現，出入段線區及庫房區上部物業開發的性價比遠超咽喉區。分析其原因可知，主要原因在于：

出入段線區因為高度未達到24m，不需要執行高規及相應的超限大震中震計算，柱構件可以在不加入型鋼的條件下含鋼量基本和咽喉區及庫房區差別不大，雖然直接在首層蓋板進行轉換導致部分梁截面較大，但整體看因為轉換梁上塔樓層數較少，故這部分影響不大；而且因為不算高層，結構構件抗震等級以三級為主，相對于因為高層需要提高一級至二級的咽喉區和庫房區，梁柱配筋及截面都較小。

因為濟南章丘區是按7度區，Ⅲ類場地，第三組考慮，場地特征周期0.65s，當超限計算需要考慮大震時，場地的特征周期在大震下為0.7s，超過了咽喉區蓋板結構的自振周期，水平地震影響系數取最大值，故地震力相對其他兩個區域偏大，各表中單位面積鋼筋含量和型鋼用量也是這個觀點的直接證明。

咽喉區因為下部行車股道的原因，部分區域不具備設立柱構件的條件，導致大跨、長短跨情況出現的較多，大于18m的大跨結構抗震等級本身會提高一級，加上不合理的結構布置，導致相同荷載下單位面積混凝土用量、鋼筋及型鋼用量大增，部分區域因為不具備立柱條件，致使轉換梁截面高度控制不下來，考慮到蓋板下面行車基本的凈高要求，部分地方甚至可能出現方案無法實施的情況。

四、結論

本文以某典型上蓋開發車輛段為例，基于實際工程實例，建立了不同功能分區結構分析模型，研究了不同物業層數下不同功能分區蓋板及其以下部分基本的土建造價，得出了以下結論:

（1）對于單層蓋板方案的出入段線區，當其上部物業層數不超過3層時，首層蓋板及其基礎部分土建造價與物業層數的增加基本呈正相關性，其中2層到3層造價提升不大，純綠化方案造價高于單層滿布商墅方案；故本區域從蓋板及以下部分造價考慮，首先推薦建3層商墅。

（2）對于雙層蓋板方案的咽喉區，當其上部物業層數為4～7層時，首層蓋板及其基礎部分土建造價與物業層數的增加基本呈正相關性，且隨著層數的增高，每平米蓋板造價的增量也在增加；故本區域從蓋板及以下部分造價考慮，首先推薦建4層商墅。

（3）對于雙層蓋板方案的庫房區，當其上部物業層數為8～12層時，首層蓋板及其基礎部分土建造價與物業層數的增加基本呈正相關性，其中從8層到9層及從11層到12層造價提升不大，故本區域從蓋板及以下部分造價考慮，首先推薦建9層或12層商墅。

綜上所述，單從建設方投資的蓋板車輛段首層蓋板及以下部分造價看，首層蓋板及其基礎部分土建造價與物業層數的增加基本呈正相關性，但各功能分區蓋板造價推薦的物業層數因為結構方案的差別也各有不同，同時開發層數也需要考慮整體造型、容積率等問題，故在選擇時應從多方面綜合考慮。