基于数值模拟的车辆段上盖开发各功能分区物业层数经济性分析以济南8号线绣源河车辆段为例

吴王剑

近些年由于地铁的迅速发展，高速便捷准时的地铁极大地方便了大城市内居民的出行，地铁附近楼盘成为大家购房的优先选择。地铁车辆基地本身因为其承载着存放地铁车辆，日常维护车辆的功能在地铁工程中必不可少，又因为存放维修地铁车辆，需要大片白地，为了更好地利用这大片与地铁直接联系的空间，上盖商住开发便成为了最优选择，目标客户群体除了本身在当地的居民，对于在地铁上班员工而言，同样极具吸引力。

目前针对上盖开发车辆段经济性的研究，多数以理论论述为主，部分从实际建设项目出发的研究，场地条件均相对较好，很少出现场地特征周期较长，甚至超过结构自振周期的情况，但北方地区略带湿陷性黄土的区域较为常见，这对物业开发成本的影响需要被探明；且大部分研究并未涉及盖板的功能分区的区别，不同区域的推荐方案是否情况相同也值得被探讨；针对以上两点，本文将从实际工程出发，结合实际方案，探究车辆段上盖开发项目上盖物业层数的经济性方面的优解，从而为建设方成本控制提供参考依据。

一、工程概况

济南城市轨道交通8号线一期工程设绣源河车辆段，位于绣源河以东、埠村路以西、经十东路以南，占地约41公顷。绣源河车辆段地处7度区，设计基本地震加速度：0.10g，场地类别为Ⅲ类，场地分组第三组，场地特征周期0.65s，多遇地震水平影响系数最大值0.08，罕遇地震水平影响系数最大值 0.50。盖板面积约18.1万方，分为A、B、C三个分区，分别代表着出入段线区、咽喉区和库房区，分区及盖上方案如图1；

图1 上盖物业开发方案示意图

二、各分区分析模型

1.出入段线区分析模型

出入段线区因为功能原因，分区整体为狭长型，平行于行车方向柱网布置相对比较自由，垂直于行车方向柱网可能出现一到两个接近18m大跨，考虑建筑造型需求，本区域考虑为单层盖板，层高9m，其上布置1～4层商住，按房屋满布考虑。所选区块长约142m，宽约62m，单层盖板面积约为8800m2，沿行车方向柱跨8.7m，垂直于行车方向柱跨为16.8m，10.2m，8.2m，9.7m，7.8m，两侧各项外悬挑5m，模型如图2（a）：

图2 各功能分区分析模型

2.咽喉区分析模型

咽喉区因为其下轨道布置原因，分区柱网极其不规整，极易出现超过18m大跨，考虑建筑造型需求及当地经验，本区域考虑为双层盖板，首层9m，第二层6m，其上布置4～7层商住，首层高4.5m，其余各层3m。无塔楼区域考虑1.5m覆土。所选区块长约68m，宽约62m，单层盖板面积约为4200m2，模型如图2（b）。

3.库房区分析模型

库房区因为其下轨道布置得横平竖直，柱网布置相对规整，最适合布置高层商住，考虑建筑造型需求，本区域考虑为双层盖板，二层板上布置8-12层商住首层高4.5m，其余各层3m。无塔楼区域考虑1.5m覆土。所选含通高区区块长约119m，宽约98m，单层盖板面积约为11650m2，模型如图2（c）。

三、各分区不同物业层数下盖板工程量对比分析

1.盖板模型参数化设定

本次研究使用yjk5.2.1版本，主要构件尺寸如表1：

表1 主要构件尺寸表

2.各功能分区不同物业层数下盖板工程量结果及分析

出入段线区模型盖板面积约8800m2，考虑单层盖板，转换层直接在首层盖板上。当混凝土按600元/m3，钢筋按5000元/t，型钢按10000元/t，模板按90元/m2估算时，各层数方案造价如下表2所示：

表2 出入段线区各方案工程量造价表

咽喉区模型盖板面积约4200m2，考虑双层盖板，转换层为二层盖板。本区域布置4～7层商墅，各层数方案造价如下表3所示：

表3 咽喉区各方案工程量造价表

库房区模型盖板面积约11600m2，考虑双层盖板，转换层为二层盖板。本区域布置8-12层商住，各层数方案造价如下表4所示：

表4 库房区各方案工程量造价表

由图表可知，当单纯考虑首层盖板及其下基础部分时，对于出入段线区，单层商墅方案的造价最低，三层商墅方案最高，建筑层数从两层增加到三层时首层盖板及以下部分造价基本增量不大，增幅仅为3.3%；对于咽喉区，从四层商墅开始，商墅每增加一层，首层板造价都会有较为显著的增加，当由6层增加到7层时，每平米光是土建部分费用就增加约660元，增幅达到10.5%；对于库房区，当商住层数从8层增加到9层和从十一层增加到十二层时首层盖板及以下部分造价变化不大，增幅仅为1.7%和0.7%。

3.各功能区域工程量造价及增幅原因分析

通过对比出入段线区、咽喉区、库房区首层盖板及其下部分造价，可知出入段线区首层盖板造价约为3300元/平，咽喉区约为6200元/平，库房区约为5500元/平。考虑到其上可使用商业或商住面积可发现，出入段线区及库房区上部物业开发的性价比远超咽喉区。分析其原因可知，主要原因在于：

出入段线区因为高度未达到24m，不需要执行高规及相应的超限大震中震计算，柱构件可以在不加入型钢的条件下含钢量基本和咽喉区及库房区差别不大，虽然直接在首层盖板进行转换导致部分梁截面较大，但整体看因为转换梁上塔楼层数较少，故这部分影响不大；而且因为不算高层，结构构件抗震等级以三级为主，相对于因为高层需要提高一级至二级的咽喉区和库房区，梁柱配筋及截面都较小。

因为济南章丘区是按7度区，Ⅲ类场地，第三组考虑，场地特征周期0.65s，当超限计算需要考虑大震时，场地的特征周期在大震下为0.7s，超过了咽喉区盖板结构的自振周期，水平地震影响系数取最大值，故地震力相对其他两个区域偏大，各表中单位面积钢筋含量和型钢用量也是这个观点的直接证明。

咽喉区因为下部行车股道的原因，部分区域不具备设立柱构件的条件，导致大跨、长短跨情况出现的较多，大于18m的大跨结构抗震等级本身会提高一级，加上不合理的结构布置，导致相同荷载下单位面积混凝土用量、钢筋及型钢用量大增，部分区域因为不具备立柱条件，致使转换梁截面高度控制不下来，考虑到盖板下面行车基本的净高要求，部分地方甚至可能出现方案无法实施的情况。

四、结论

本文以某典型上盖开发车辆段为例，基于实际工程实例，建立了不同功能分区结构分析模型，研究了不同物业层数下不同功能分区盖板及其以下部分基本的土建造价，得出了以下结论:

（1）对于单层盖板方案的出入段线区，当其上部物业层数不超过3层时，首层盖板及其基础部分土建造价与物业层数的增加基本呈正相关性，其中2层到3层造价提升不大，纯绿化方案造价高于单层满布商墅方案；故本区域从盖板及以下部分造价考虑，首先推荐建3层商墅。

（2）对于双层盖板方案的咽喉区，当其上部物业层数为4～7层时，首层盖板及其基础部分土建造价与物业层数的增加基本呈正相关性，且随着层数的增高，每平米盖板造价的增量也在增加；故本区域从盖板及以下部分造价考虑，首先推荐建4层商墅。

（3）对于双层盖板方案的库房区，当其上部物业层数为8～12层时，首层盖板及其基础部分土建造价与物业层数的增加基本呈正相关性，其中从8层到9层及从11层到12层造价提升不大，故本区域从盖板及以下部分造价考虑，首先推荐建9层或12层商墅。

综上所述，单从建设方投资的盖板车辆段首层盖板及以下部分造价看，首层盖板及其基础部分土建造价与物业层数的增加基本呈正相关性，但各功能分区盖板造价推荐的物业层数因为结构方案的差别也各有不同，同时开发层数也需要考虑整体造型、容积率等问题，故在选择时应从多方面综合考虑。