超高层建筑基础工程造价影响因素及控制措施研究_廖志华.pdf

密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文工程硕士学位论文超高层建筑基础工程造价影响因素及控制措施研究超高层建筑基础工程造价影响因素及控制措施研究Research on The Influence Factors and ControlMeasures of Foundation Engineering Construction Cost inHigh Rise Building培 养 单 位：经济管理学院专 业 领 域：工程硕士领域学 生 姓 名：廖志华培 养 单 位：经济管理学院专 业 领 域：工程硕士领域学 生 姓 名：廖志华校 内 导 师：李素英教授校 外 导 师：姜树震 教授级高工校 内 导 师：李素英教授校 外 导 师：姜树震 教授级高工二一五年十月二一五年十月独 创 性 声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：摘 要摘要随着经济的迅速发展，我国城市化的步伐进一步加快，大量的农村人口向城市转移，城市用地紧缺与城市人口持续增加的矛盾愈发突出。为了缓解这一矛盾，超高层建筑应运而生。2014 年全球完成超 200 米超高层建筑 97 座，其中我国拥有 58 座，约占 60%。超高层建筑的迅速发展使得深基坑的发展成为了必然。地下空间的桩基及基坑支护工程的主要作用是为主体结构传递竖向荷载，并为基坑安全施工起到止水及围护作用，此部分费用约占地下基础工程造价的30%-40%。该项费用受各阶段诸多因素的影响，若控制不当，将导致基础工程费用超目标成本，影响整体利润。因此找出在各阶段影响工程造价的因素并提出事前控制措施，是本文的研究方向和重点。本文首先分析了桩基及基坑支护的分类、特点及适用范围。其次分析了桩基及基坑支护在各阶段对造价的影响因素，并运用层次分析法找出了超高层建筑中的桩基及基坑支护工程影响项目成本的关键阶段为设计阶段及方案阶段，影响桩基及基坑支护工程造价的主要因素是设计人员的专业水平和素质、工程地质勘察资料的准确性及支护方案的科学合理性。基于此，提出了对超高层项目进行成本控制的具体措施，最后结合某超高层建筑基础工程实例进行了实证研究。以上研究为基坑及基坑支护工程成本控制提供了有效的措施，以期为超高层建筑项目的基础工程成本控制提供参考，降低超高层建筑的开发及经营成本，提高资本利用率，从成本上控制房价，保持房地产业的健康发展。关键词：层次分析法；基坑支护；桩基；超高层建筑AbstractAbstractWith rapid development of the economy,the process of the urbanization hasbeen being accelerated further,which boosted the rural-urban migration.In thissituation,the contradictions between the shortage of urban land use and the rapidgrowth of city population have become more and more prominent.To alleviate theproblem,high-rise building came into being.About 97 Over 200 meters high-risebuildings were built all around the world in 2104,and China had 58buildings,about60%.The rapid development of ultra-high-rise buildings made the development ofdeep pit inevitable.The main role of excavation and pit bracing engineering ofunderground space is to pass vertical load of the main structure of the constructionproject,and to stop water and support foundation side-wall for constructing safely,which is about 30%-40%of the whole project cost.The cost is affected by each stageand many factors,If controlled improperly,and the cost of infrastructure projects willexceed the target-based budgeting,then affects the overall profits.So it is theresearch direction and emphasis that finds factors affecting the project cost in eachstage and puts forward the control measures taken beforehand.Firstly,the classification,characteristics and scope of application ofexcavation and pit bracing engineering are analyzed.Secondly,the influence factorsof excavation and pit bracing engineering in cost at each stage are found out,and theAHP is used to identify the critical stage that excavation and pit bracing engineeringof high-rise buildings has influence on project cost is the design phase,that thefactors affecting the cost of excavation and pit bracing engineering includedengineers professional level and quality,the veracity of the engineering geologicalinvestigation data,and the scientific rationality of supporting schemes.Based onthese research results,some cost-control measures are come up with.Finally,there is an empirical study about high-rise building foundation engineering.Thestudies above provide effective measures on cost control of excavation and pitbracing engineering,the aim of which is to make reference for cost control overAbstractexcavation and pit bracing engineering of high-rise buildings,to reducedevelopment and operating costs of high-rise buildings,to improve capitalutilization,to control prices from cost,and to maintain the healthy development ofthe real estate industry.Keywords:analytic hierarchy process,pit bracing,pile foundation,high-risebuildings目录-I-目录第一章绪论第一章绪论.11.1研究背景及意义.11.1.1研究背景.11.1.2研究意义.21.2国内外研究现状.21.2.1国外研究现状.21.2.2国内研究现状.31.2.3对已有文献的评价.61.3研究内容与方法.71.3.1研究内容.71.3.2研究方法.9第二章超高层建筑基础工程造价基本理论研究第二章超高层建筑基础工程造价基本理论研究.102.1概念的界定.102.1.1超高层的内涵及特点.102.1.2基础工程的内涵及分类.112.1.3超高层建筑基础工程造价.122.2层次分析法的原理.122.2.1层次分析法的基本思路.122.2.2层次分析方法的基本步骤.132.2.3层次分析法的优缺点.162.3限额设计的原理.162.3.1限额设计的概念.162.3.2限额设计的内容.172.3.3限额设计的特点.17第三章超高层建筑桩基工程造价影响因素及控制措施分析第三章超高层建筑桩基工程造价影响因素及控制措施分析.193.1桩基的概述.19目录-II-3.1.1预制桩的特点和适用范围.193.1.2灌注桩的特点和适用范围.203.2桩基造价影响因素分析.223.2.1设计阶段桩基造价影响因素分析.223.2.2施工阶段桩基造价影响因素分析.233.2.3审计阶段造价影响因素分析.243.2.4结合层次分析法分析桩基础造价影响因素.253.3桩基造价控制措施.28第四章超高层建筑基坑支护工程造价影响因素及控制措施分析第四章超高层建筑基坑支护工程造价影响因素及控制措施分析.314.1基坑支护的概述.314.1.1基坑支护的分类.314.1.2基坑支护的特点.324.1.3基坑支护的适用范围.344.2基坑支护造价影响因素分析.354.2.1设计阶段基坑支护造价影响因素分析.354.2.2施工阶段基坑支护造价影响因素分析.384.2.3审计阶段基坑支护造价影响因素分析.394.2.4超高层建筑基坑支护各阶段影响因素的定量分析.404.3基坑支护造价控制措施.434.3.1设计阶段基坑支护造价控制措施.434.3.2施工阶段基坑支护造价控制措施.444.3.3审计阶段基坑支护造价控制措施.45第五章某绿地中心项目超高层基础工程造价控制应用案例第五章某绿地中心项目超高层基础工程造价控制应用案例.475.1工程概况.475.1.1项目简介.475.1.2工程地质特征.475.1.3桩基工程施工重难点分析.485.1.4基坑支护工程重难点分析.495.2桩基及基坑支护的造价影响因素分析.505.2.1勘察设计阶段.50目录-III-5.2.2施工阶段.515.2.3审计阶段.515.3基础工程造价控制措施及成效.525.3.1勘测设计阶段.525.3.2施工阶段.535.3.3审计阶段.61第六章总结与展望第六章总结与展望.636.1总结.636.2展望.64参考文献参考文献.65致谢致谢.68个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文.69-1-第一章绪论1.1研究背景及意义1.1.1研究背景近年来，随着国民经济的高速发展和建筑技术的进步，我国基础建设取得了举世瞩目的成绩。2003 年，全国建筑业总产值约为 21865 亿元，而 2013 年已达到 159313 亿元，约为 2003 年的 7 倍。建筑产业的快速发展，开发企业不断进入，竞争加剧。而城市土地作为不可再生资源，其稀缺性促使建筑高度逐步提升，超高层建筑因其提升国家和城市形象、集约化利用土地、经济效益显著等突出优势而得到迅速发展。目前我国已建成南京紫峰大厦，上海环球金融中心等数百座超高层建筑，武汉、兰州等二线和三线城市也开始不断鼓励超高层项目的建设。对于超高层项目而言，基础工程是其最重要的组成部分，从结构上讲，它决定了整个工程的安全和质量；从经济上讲，因其造价占建设项目总造价的比重较大，且施工工期长，从而影响整个工程的造价和经济效益。因此，在项目全过程建设管理中，超高层建筑基础工程有着重要的作用。对于超高层建筑基础工程，造价控制的不合理从而导致造价失控的情况经常发生。例如，基础工程阶段存在着施工难度大和技术含量高等特点，施工企业为保证工程的进度和质量，往往忽视了对工程成本的控制。设计人员由于自身素质或者地质条件复杂多变、施工技术难度大等而导致设计变更频发，使工程造价控制难度大幅度增加，这严重影响了项目建设的经济效益。此外，在超高层建筑基础工程施工阶段的造价控制中，大多数企业采取事后控制，却忽略了施工中各环节的造价控制，从而出现成本大幅增加或工期拖延等现象。这种事后控制的方式不能及时把握工程的实际进展，也不能主动地控制工程造价形成过程中所产生的变化和偏差，从而导致企业的经济效益降低，因此，对超高层建筑的工程造价加强控制，是十分必要而且亟待解决的。-2-1.1.2研究意义1）理论意义基础工程作为超高层建筑结构体系的一个重要组成部分，承担着将超高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，基础工程是超高层建筑的重中之重，而造价控制的好坏，不仅直接关系到基础工程的施工质量及施工进度，更决定着建设工程项目的成败。2）现实意义以科学的方法与手段，采取行之有效的措施，对超高层建筑基础工程建设进行全方位的造价控制，有利于企业降低成本，实现最佳经济效益，对企业在激励的竞争中占据优势具有很重要的现实意义。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状郝建新（2006）在工程造价管理的国际惯例中提到：国外对工程造价的管理主要体现在动态成本的及时跟踪及预警；对造价的计价依据很重视，并多方位、多渠道的控制成本1。Atkinson，Roger（2000）提到在英国，无论是政府投资的项目还是私人投资的项目，都需要聘请咨询公司参与，咨询单位的管理力度较大，但是制度、规范较多，主要的经营范围是项目的前期咨询、可行性研究、标后的谈判，在工程进行中定期的成本控制等，英国招标的原则是量、价格分离的计价模式，价格采用了综合单价的方式计价，价格中考虑了一定量的风险，价格来自于市场价格，所以价格随着市场因素波动并且是全过程的动态的成本控制2。Gardiner，Paul D.Stewart，Kenneth（2000）在文中写到造价工程师十分重视工程项目具体实施过程中的控制和管理，对工程预算执行情况的检查和分析工作做得非常细致，对于建设工程的各分部分项工程有详细的成本计划，美国的建筑承包商是以各分部分项工程的成本详细计划为依据来检查工程造价计划的执行情况。对于工程实施阶段实际的成本差异分析，并填写成本差异分析报告表，由此反映出造成此项差异的原因、此项成本差异对项目其他的成本项-3-目的影响、拟采取的纠偏措施以及实施这些措施的时间、负责人及所需条件等。对于采取措施的成本项目，每月还应跟踪检查采取措施后的费用变化情况3。kasser，Joseph（2002）在文中描述美国一些大型工程公司十分重视工程变更的管理工作，建立了较为完善的工程变更管理制度，可随时根据各种情况提出变更，修改估算造价。美国工程造价的动态控制还体现在造价信息的反馈系统。各工程公司十分注意收集在造价管理各阶段中的造价资料，并把向有关部门提出造价信息资料视为一种应尽的义务，不仅注意收集造价资料，也派出调查员实地调查。这种造价控制反馈系统使动态控制以事实为依据，保证了造价管理的科学性4。Olawale，Yakubu Adisa，Sun Ming（2010）在文章中写到日本的房地产开发商对成本的控制是全过程全方位的控制，包括前期的项目的准备工作，然后项目的实施、最后是项目的竣工结算一直到质保期内，采用动态控制及主动控制相结合，日本开发商过程中对设计变更和现场签证管理较严格，对图纸的深度及准确度要求较高，房地产对成本、费用、质量、工期是系统管理，不分离的5。1.2.2国内研究现状自 20 世纪九十年代建筑工程招投标制度推行以来，我国的建设工程造价管理体制开始突破传统模式。赵晓莉在建设项目工程造价管理研究一书中归纳和总结了限额设计的理论、方法，即在项目的编制规划、建议书以及可行性研究等各个阶段分别针对该项目编制相应的投资估算额，并在此投资估算额的指导下来编制项目初步设计阶段和项目扩大初步设计阶段的设计概算额，是整个工程项目的设计均在此概算额下进行，从而有效控制工程项目的投资费用在科学的估算及概算额以内6。谢颖（2002）在价值工程在工程监理造价控制中的应用一文中提出将价值工程理论应用到在工程造价控制中，来解决监理单位在实际工程中控制工程造价的问题7。陈建国，高显义（2007）文中程计量与造价管理提出可在保证工程项目功能不改变的前提下，结合经济与技术这两项重要指标，以功能分析为要点，最大限度的降低工程造价的方法8。此外，郭婧娟（2009）在文中工程造价管理提到在设计阶段，同样可运用价值工程理论对现有的设计方案进行深化设计，进一步优化设计方案，甄选出其中的经济最优方案，从而达到控制工程项目中投资额的目的9。马楠，张国兴(2009)-4-在工程造价管理在文中提出随着我国社会主义市场经济的不断成熟，我国对市场经济的认识也在逐渐发生变化，特别是我国加入世界贸易组织以后，政府的经济职能发生了较大的改变，逐步朝市场监督、经济调节、社会管理和公共服务的方向发展10。然而，受市场灵活性的影响以及建筑工程项目在实际实施过程的一些不确定因素的影响，工程项目的实际造价和工程设计的预算造价之间往往存在不同程度的差异。因此，国内外学者对建筑工程项目的造价控制进行了广泛的研究，并取得了一定的成果，主要体现在工程造价影响因素研究、造价控制的技术方法及预测的研究等方面：(1)工程造价影响因素研究由于工程计价的单件性和多样性，计价方法的多样性以及计价依据的复杂性，使得影响工程造价的因素很多。董晓东(2008)11通过对建设项目工程造价构成的分析，寻找到影响工程造价的因素有：工程造价构成要素因素，即人工费、材料费、机械使用费、规费、企业管理费、利润及税费，市场条件因素，包括供求状况和竞争状况，经营管理因素，国家政策，建设行业主管部门的有关规定以及行业经济发展水平等。李夙敏(2009)12、杜文娟13基于建设方的视角，结合作者多年工程造价控制管理实践经验，提出影响建筑项目施工阶段工程造价贯穿工程施工招投标到竣工决算审核阶段的各个环节，如工程施工招投标环节的中标价失真、施工组织设计不合理导致工程质量不过关，进度滞后等。潘志华(2011)14针对国内建设项目普遍存在的结算超预算的现象，立足于技术与经济相分离的状况，分析了施工阶段造价控制出现偏差的原因，主要包括合同条款签订欠严密、施工组织设计审核不严格、设计变更及现场签证管理不严、片面追求施工进度等。(2)造价控制的技术方法研究目前，我国工程造价控制的方法有很多，这些造价控制的方法对于建设项目工程造价控制具有一定的参考和指导意义。李远生(2005)15提出了一种用造价指数来指导进行工程造价控制的方法，将建筑工程所在区域已有的造价资料和工程造价指数相结合，从而使得建筑工程在“价”与“量”都均有可比性，达到动态控制工程造价的目的。并详述了从工程造价指数的编制方法，从单项价格指数的编制开始，到分部分项工程、单位工程的编制，最终完成建设项目造价指数编制的全过程。-5-王皓明(2014)16针对现阶段我国在建筑工程项目中控制工程预算方面存在的对工程材料的使用情况调研不足、工程造价管理人员综合能力较低等问题，并在此基础上提出了建筑工程企业应注重工程预算控制、建立健全的工程造价控制体系、并对高涛定额进行分类审核等控制工程造价的措施。江斌(2014)17详细分析了决策、设计、招投标、施工以及竣工结算阶段工程造价管理的内容，提出业务员推广速度慢、信息管理技术落后、管理专业人才缺乏和法律法规制度不健全是目前制约我国建筑工程全过程造价管理的主要因素。阐述了抓住源头，在项目决策阶段重视投资估算的内容及依据，并充分考虑不确定性，保证造价预算的缜密性，控制工程造价的误差；在项目设计阶段采用材料和设备价格控制、方案设计优化控制以及技术经济指标控制等方面着手，减少设计变更现象的发生，从而达到造价控制的目的；在招投标阶段，工程业主方应谨慎、严密的进行设备材料和施工招标文件的编制工作，并在审定完编制的标底之后再开展相应的招标工作，杜绝因文件编制不严谨产生的纷争和争议；在项目施工阶段，秉承“严、细、准”的原则，对施工阶段产生的签证进行严格管控；在项目的竣工阶段细致核对工程项目的各项支出，逐项排查不和你的签证和技术费用等。文中认为工程造价管理应从全方位、全过程进行管控，不断完善。同时，国内许多学者运用赢得值法原理对工程项目实施阶段工程造价的动态控制做了大量研究。表 1-1赢得值法在工程造价控制中的相关研究列举研究者研究内容阳淑媛18在赢得值原理在造价动态控制中的应用一文作者主要介绍了挣得值的原理并将成本偏差的计算用进度偏差和投资偏差的一个转换，同时数学模型建立了成本偏差预测 GM(1,1)模型，并实现了成本管控的计算机发。陈树强19在文中指出了挣得值法是对成本的一个动态预警及管控。王月明20把挣得值法和 MATLAB 数学模型软件联系起来，利用挣得值的原理及软件的精确度将进度计划管理起来。长青等21利用二次挣得值法将传统的计算方法的不足之处加以改善，大大降低了进度、成本偏差的机率，更加动态、全面的控制成本。此外，国内学者还结合计算机信息技术等2224对工程造价的控制进行了深入的研究。-6-(3)工程造价的预测研究虽然起步晚，但对于工程造价的预测，近年来国内学者也进行了大量的研究。李柯、王琳(2005)25将各种施工项目成本预测方法的优缺点进行了对比分析，根据施工项目成本自身的特征，运用工程造价修正指数构建了指数平滑成本预测模型，同时结合灰色预测模型，构建了最优化成本组合预测模型。沈雪晶，王宏伟等26基于工程建设中工程造价的重要性，运用回归分析法建立了一元线性回归模型，以科学合理地预测工程的投标价格。近年来，国内学者开创的一种归纳法建模的新兴技术灰色系统理论建模技术也被广泛用在建筑工程造价的预测中。孙涛(2006)27运用灰色理论中的系统预测方法，构建了建设项目工程造价灰色预测模型 GM(1,N)，该模型在将建设工程总造价的各个组成部分之间相互关系进行充分考虑的基础上，预测工程总造价及其各个组成部分。杨梅(2010)28使用卡尔曼序贯滤波方法对同一公司近年内建设的类似工程单方造价的基础数据进行处理，建立了灰色 GM(1,1)模型预测拟建工程单方造价，从而获取该工程项目造价的预测值。除此之外，聂规划等人（2005）在基于神经网络的建筑工程造价预测研究提到了人工神经元网络法29，龙丽(2009)在基于 RBF 神经网络预测的分部分项工程费蒙特卡罗仿真方法及任志福（2007）在提高建筑工程造价模糊预测快速算法的精确度问题研究和一文中都提到了模糊数学法30 31等方法也被国内学者广泛运用于建设工程项目造价预测的研究中。1.2.3对已有文献的评价纵观以上文献可以发现，国内外研究学者对工程造价控制的研究中，对于整个建设项目实施阶段的全过程造价控制研究已有了较深入的研究并取得了一定的成果和丰富的经验，但是这些研究中对造价的控制多为滞后的、静态的。此外，工程造价的预测研究主要被应用于估算铁路、公路等交通基础设施的工程造价，以预测拟建工程的总造价，并以此为依据进行投资决策或编制招投标标底。而在现有的文献记载和学术讨论中，对于建筑工程造价系统中的工程造价的预测研究应用的还不多，尤其是对在建设项目中具有关键作用的基础工程部分的造价控制研究更是少之又少。而基础工程项目尤其是超高层建筑基础工程施工环境的复杂性和施工过程中不确定因素的繁多性更决定了预测基础工程施工阶段工程造价并加强对其控制的必要性。那么，如何才能有效控制超高层-7-建筑基础工程施工阶段的工程造价这一问题值得深入的研究32。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容基础工程中成本比重较大的两部分为桩基础及基坑支护工程，合理有效控制超高层基础工程成本的关键是有效控制桩基及基坑支护成本。并且由于此工程为隐蔽工程，此成本往往为施工单位隐藏着巨大的利润，本文拟从基础工程成本控制入手，阐述了影响工程成本的各种因素，并提出了相应的控制措施来有效的、合理的控制工程成本。首先，拟阐述桩基及基坑支护在超高层建筑中的分类，并根据具体的分类，明确各类别的特点及适用范围。其次，分析桩基及基坑支护的计价方式，针对不同的计价方式分析其对桩基础及基坑支护工程造价的影响程度。再次，运用层次分析法分析工程造价指标，找出对桩基础工程及基坑支护工程造价影响较大的因素。最后，针对各种影响因素并从设计阶段、施工阶段及审计环节阶段对整个地下工程进行有效合理的控制，并针对当前的造价控制中存在的问题提出改革意见。-8-图 1-1关键路线-9-1.3.2研究方法(1)文献综述法。本文主要运用文献综述方法分析及归纳目前国内外对超高层造价方面的研究现状，为本文的研究内容作铺垫。(2)层次分析法层次分析法是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法，由于它在处理复杂决策问题上的实用性、有效性，很快在世界范围得到重视。本文运用层次分析法分析桩基及基坑支护在设计、施工及审计阶段影响造价的指标，并分析这些指标的重要权重，针对具体的指标从三阶段采取有效措施。-10-第二章超高层建筑基础工程造价基本理论研究2.1概念的界定2.1.1超高层的内涵及特点超高层建筑是人类社会需求、美好愿望、经济发展和科技进步的完美结合。1894 年美国纽约曼哈顿人寿保险大厦（高 106m）标志着高层建筑进入到超高层建筑发展阶段。目前，世界各国关于超高层建筑的定义并没有统一的标准，其中最被国际广泛认可的定义是 1972 年 8 月在美国宾夕法尼亚洲伯利恒市里海大学召开的超高层建筑的研讨会确定的，即超高层建筑是指建筑高度在 100 米以上的建筑，或者是层数在 40 层以上的建筑。根据我国高层民用建筑设计防火规范和民用建筑设计通则规定，建筑高度超过 100 米的建筑均称为超高层建筑。由于人类对标志性建筑的需求以及城市土地资源的稀缺，超高层建筑在世界各地拔地而起，取得令人瞩目的成就。表 2-1世界超高层建筑基本信息表工程名称工程地点建筑高度（米）建筑面积（公顷）总层数竣工时间哈利法塔迪拜82834.41692010 年上海中心大厦上海63243.41282015 年麦加钟塔饭店麦加60131.061062012 年台北 101 大厦台北50828.51062004 年上海环球金融中心上海49238.161042008 年香港环球贸易广场香港48427.41182011 年双子塔吉隆坡45228.95881998 年紫峰大厦南京45024.5922010 年西尔斯大厦芝加哥44341.81131974 年京基 100深圳44160.21002011 年超高层建筑一般具有以下特点：(1)建筑规模大，成本高。近年来，随着技术的进步和经济的发展，超高层建筑的高度不断被突破。而因其建筑面积大，施工周期长等因素，超高层建筑-11-的建造成本也越来越大。这就更需要施工单位进行更详细的测算，做好各项预算，并制定合理有效的施工计划，统筹安排各部门的施工进度。(2)超高层建筑是区域经济水平的反映，有助于提升超高层建筑所在城市的地位及国家的形象。超高层建筑大多位于繁华的商业地段，在人流、物流的传输和信息传递方面具有显著的作用。超高层建筑的建成将成为城市中独特的风景，这能极大提升城市的知名度，展现城市的综合实力。在此因素的驱动下，世界各地的超高层建筑不断涌现，刷新各项纪录33。(3)集约化利用土地资源。随着我国城市化进程的加快，农村人口不断涌入城市，城市规模也随之不断扩大，这给城市周边的土地尤其是耕地带来了巨大的压力。而超高层建筑因其集约化利用土地、有效缓解建设用地紧张的独特优势获得了广泛青睐。超高层建筑的出现也为建筑业的发展开辟了新的道路，它充分利用了现有的土地资源，有效缓解了土地资源稀缺的现状。(4)超高层建筑实现资源高度共享，提高投资收益。超高层建筑将酒店、办公和商业等各种功能集约式布置，突显了配套设施的规模效应，提高了资源利用率，如酒店和办公为商业提供了稳定的客源，酒店和商业也增强了办公空间的吸引力等。资源的共享和互惠互利显著提高了超高层建筑的投资收益。2.1.2基础工程的内涵及分类由于体形高，整体重量大，超高层建筑的基础不仅要承受巨大的垂直荷载，而且要承受很大的倾覆力矩和剪力。因此，超高层建筑对基础工程的要求比较高，一方面要求其承载能力强，沉降量小，另一方面则要求其稳定性能好，刚度大而变形小。目前，超高层建筑中常用的基础形式有箱形基础、筏形基础、桩基及桩筏基础、桩箱基础等。桩基础能够承受很大的荷载、灵活性大、且具有很多在不同地质条件下修建不同建筑物的应用经验，近年来广泛应用在超高层建筑中。桩基形式多种多样，按桩身材料进行分类木桩、灰土桩、砂石桩、钢桩、钢筋混凝土桩。其中钢筋混凝土桩应用最为广泛，且按照浇注形式的不同又可分为预制混凝土桩和现浇混凝土桩。按制作工艺的不同又可以分为预制桩和灌注桩。桩基础的类型多种多样，技术措施和施工工艺差别很大，适用范围和技术要求也各不相同。不同结构形式的桩基础，其单位立方造价是不同的，因此，采用不同形式的桩基础，工程最终总造价的差异也会较大。因此在进行桩基础-12-设计时，应通过精心比较和认真分析，综合考虑各种因素，选择的最适合的桩基型式和合理施工工艺，才能更好的降低桩基造价，进而有效控制工程的总造价。2.1.3超高层建筑基础工程造价超高层建筑的基础工程造价从费用组成上划分，可以分为分部分项工程费、措施项目费、其他项目费、规费及税金；从构成要素划分，可以分为人工费、材料费（包含工程设备）、施工费、企管费、利润、规费和税金；从内容上划分主要包含桩基工程，基坑支护工程，土方工程，降水工程造价，其中降水工程主要受项目的地理位置及南北差异的影响，此部分造价差距较大，本文的第五章的武汉市某超高层建筑位于临江大道，降水工程造价存在，像北方城市地下水位较低，此部分费用可能不会发生，同时土方工程受项目的地理位置的影响，土方价格受当地价格影响较大，对其他地区的参考意义不大，故本文主要从基坑支护及桩基工程对超高层建筑的基础工程造价成本进行了研究。2.2层次分析法的原理2.2.1层次分析法的基本思路层次分析法（The analytic hierarchy process）是一种定性和定量相结合、系统化、层次化的分析方法。鉴于它在处理复杂决策问题上有效性和适用性，受到了国内外学者的广泛关注。层次分析法的基本思路和人类解决复杂决策问题时的思维、判断过程是一致的。首先根据预先设定的总目标，罗列出影响问题决策的各类因素，并对各个影响因素进行重点分析，找出互相之间的隶属关系及关联性，并在此基础上建立有序的层次结构分析模型，即将需分析或决策的问题条理化。其次，用量化的方式来体现各个因素之间关于重要性的主观判定，并在此基础上对位于同一个层次上的因素进行相互比较，建立起判断矩阵。再次，通过数学方法可以计算出各层次中所蕴含的各个因素的相对重要性的权数。最后，综合进行系统分析，通过由低到高的层层分析计算，计算出层次结-13-构中最底层的各方案相对于最顶层总目标的相对重要性的权数，所得到的权数大小代表各方案的优劣性，从而最终使问题得到圆满解决。图 2-2层次分析法基本思路2.2.2层次分析方法的基本步骤运用层次分析法解决问题，大体可以分为层次分析结构模型的建立、各影响因素大小权重的确定、各成本影响因素模糊矩阵的确定、各成本影响因素影响程度的确定以及方案的比选等几个步骤：(1)层次分析结构模型的建立由于超高层建筑桩基工程、基坑支护工程成本的影响因素很多，在分析其影响因素时无法兼顾的所有方面，列出全部的影响因素，只能选择具有代表性且较重要的因素。并在此基础上进行分析归类，逐步分解为目标层、准则层、方案层三级体系，并建立超高层建筑桩基工程、基坑支护工程成本影响因素指标体系的递阶层次结构。-14-图 2-3 层次分析结构模型图(2)各影响因素大小权重的确定在超高层建筑项目成本影响因素递阶层次结构模型的建立，也就确立了准则层与子准则层中各成本影响因素的支配及隶属关系。好的递阶层次结构模型从上至下应具备支配关系，每个影响因素至少受一个上层因素支配，并至少支配一个下层影响因素。在此基础上，即可运用层次分析法按照以下步骤对各层影响因素按照评价指标的重要程度进行排序：第一，以上一层的影响因素为准则，利用 1-9 标度法对其支配的下一层影响因素进行两两比较，判断各影响因素之间的相对重要程度，并得到两两比较的判断矩阵。表 2-2 1-9 标度法标度 aij135792、4、6、8定义同样重要稍微重要明显重要重要得多极端重要为两相邻判断中值生成的判断矩阵具有以下特征：10,1ijijiijiaaaa(2-1)第二，运用方根法（或和积法）确定各层因素权重，并按最大特征根法，检验判断矩阵的一致性，以保证每次比较判断的标准具有一致性，防止判断过-15-程的主观性和片面性。具体过程如下：首先，计算判断矩阵的特征向量W：1niijiMb，niiWM，1iniiWWW(2-2)其次，计算判断矩阵的最大特征值：max1()niiiBWnW(2-3)再次，计算一致性评价指标 CI 和 CR：max1nCICICRnRI，(2-4)其中，RI 修正值如表 2-3 所示。表 2-3RI 数值阶数12345678910RI000.580.901.121.261.361.411.461.49当一致性指标 CR5m)从经技术经济角度考虑，地下连续墙时基坑支护方式的不错的选择。地下连续墙在施工时若泥浆及弃土处理不当，容易污染施工现场及周边环境。同时不适合在坚硬的地基中施工，因为无法顺利的挖沟槽，即便可以挖，会产生大量的施工费用，用此支护方式不划算。(4)土钉墙支护结构土钉墙是支护是一种新型的支护方式，国内外已广泛使用并在经济及技术上均有显著地效果。土钉墙无法再没有自稳能力的边坡中施工，因为在墙上打钉需要一定工期，土钉一般先通过钻孔、然后插筋最后注浆三个工序来设置，传统上称土钉墙为砂浆锚杆。土钉墙适合于施工场地受限，无法放坡而且侧壁安全等级为二、三级的基坑可以采用此方式，最经济实惠，而且施工速度快等特点，土钉墙的弱点是怕水，若要控制位移时，土钉墙可以与其他的支护方式结合使用，比如加预应力锚杆，或加超前支护，也可以用搅拌桩等止水38。(5)排桩支护排桩支护是在挖基坑时，边坡的一种支护方式，是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌注桩或者 PHC 管桩作为主要挡土结构的一种支护形式。根据柱与柱之间的净距不同，柱列式间隔布置又分为疏排布置形式和密排布置-34-形式。不同成桩方式，其排桩支护的优势不同，适用条件不同：柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但桩与桩之间的联系性较差，为了加强其整体性，必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁以加强桩间可靠联接。有时还同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕，以防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入(渗入)坑内，但是灌注桩施工过程相对简便，可用机械钻(冲)孔或人工挖孔，不需要大型机械，也没有打桩的噪声、振动和挤压周围土体等情况，与地下连续