城市片区整体开发项目的“4D设计总控思维”

王陈远 ，张宗玮 ，谢坚勋，何清华 ，覃柳淼 （.上海西岸传媒港开发建设有限公司， 上海 00；.上海科瑞真诚建设项目管理有限公司， 上海 0009；.同济大学经济与管理学院， 上海 0009）

0 引 言

当前，我国正处于快速城镇化的关键阶段，城市建设和更新的品质亟待提升。片区整体开发模式是以城市高质量发展为目标导向，在一定的城市高价值土地规划区域（街区或多地块）内，从区域整体的角度考虑规划设计、施工建设和物业运营的开发模式，为城市的高质量开发问题提供了一个有效的解决方案。

片区整体开发项目的大规模、多子项、功能复合、高密度、公共开放空间、共建共享设施等特点导致其在开发建设的过程中存在大量的技术与协调两个层面的整合工作，需要通过设计总控来进行全过程、多方位的动态化管控。

设计总控已经成为片区整体开发项目提升整体设计质量、确保高完成率建设落地、实现区域整体高品质开发的不可或缺的“标准配置”[1]。在上海西岸传媒港项目，设计总控对确立、发展、深化和落实城市设计，整合建筑、景观、公共空间、市政、交通等各项重要的工程要素起到了重要作用。

1 项目简介

西岸传媒港项目（以下简称“本项目”）位于上海徐汇滨江，总建筑面积约100万m2，单独立项的项目数量20项，是一个超大型复杂群体项目。项目积极探索“区域组团式整体开发模式”，采用地上地下分别出让的“带地下空间、带设计方案、带绿色建筑标准”的“三带”土地出让创新方式，通过建立起以设计导则为抓手的“设计总控”机制，重点解决了地上与地下、工程系统与周边环境、工程系统局部与整体等关系[2]。

2 设计总控管理模式

2.1 设计总控的组织体系

片区整体开发项目的设计单位一般分为（项目群）总体设计单位、各项目主设计单位和专项设计单位等三类，其中总体设计单位中的城市设计单位、设计总控单位与各专项设计总控单位即组成了项目的设计总控团队（如图1所示），负责对整个项目进行全局设计和控制调整，对各项目主设计和专项设计起到集成、指导、引领和协调作用。

图1 西岸传媒港项目设计总控团队构成

片区整体开发项目的各地块之间、地上建筑和地下空间在各系统上是整体算账、无缝衔接的[3]。以西岸传媒港项目为例，单地块项目的地上建筑和地下空间共同构成了一个项目单体（小系统），而9个地块项目通过地下空间、市政道路和二层平台又形成了一个区域整体（大系统）。为了实现项目单体和区域整体之间的系统整合，本项目建立了设计总控的组织体系，如图2所示。

图2 西岸传媒港项目设计总控组织体系图

设计总控单位主要扮演统筹协调解决整体与单体、规划与建筑、设计与审批以及各子（专）项、各条线之间矛盾的“牵头者”的角色，起到监督各子（专）项执行设计导则、协调解决各种衔接问题和提供技术支持的作用。其具体的工作权责包括牵头搭建协调平台，在项目规划、设计、建设的全过程中动态跟进对区域内各地块、各子项、各专项设计单位的管理和协调，通过相互提资、相互确认来协同推进完成项目范围内的所有设计工作。此外，设计总控单位还需负责兜底完成本项目范围内未被其他单位覆盖的所有设计工作。

2.2 设计总控的工作原理

片区整体开发项目的设计总控工作一般分为精细化城市设计，总体设计方案及设计导则编制，方案设计及扩初设计，施工图设计和施工实施五个阶段。设计总控的工作原理实则是针对不同阶段不同的设计工作重点，以设计、审核与协调三大工作机制为抓手，通过召开专家评审会议和全面应用BIM等数字建造技术，对规划、消防、交通、绿化景观、公共空间、地下空间、结构、机电、能源中心、绿色建筑、人防、地铁接驳等各层面实施动态化的综合性统筹与调控，细化技术解决方案，形成协调纪要（包括附件），为项目的顺利推进保驾护航。

设计、审核与协调三大工作机制均遵循“总—分—总”的逻辑关系，即首先在总体层面上完成城市设计优化和设计导则编制，然后由各设计单位分别对所负责的单体建筑进行设计，最后再交由设计总控单位进行汇总和协调，最终迭代形成符合整体要求的各项目设计成果（如图3所示）。

图3 设计总控的“总—分—总”工作原理图

此外，设计总控并不能单纯概括成某一阶段的设计和协调工作，而是一个贯穿精细化城市设计、总体设计方案及设计导则编制、方案设计及扩初设计、施工图设计、施工实施五个阶段的全过程的工作体系[4]。

3 “4D设计总控思维”

由于片区整体开发项目各地块的土地出让顺序存在先后，必然使区域内各地块的开发建设时序无法实现理想化的同步性，极大加剧了项目顺利推进的不确定性。设计总控工作在力求实现区域三维空间全要素（建筑、市政、交通、地下空间、公共空间、绿化景观等）最优化整合的同时，须前瞻性地考虑区域内各关联子（专）项的工程实操落地在时间维度上的合理性。由此，笔者提出了“4D设计总控思维”，其中的“4D”指三维空间＋时间的组合。以下结合本项目在开展设计总控工作中的三个典型案例来进一步分析设计总控工作基于“4D”思维的重要性。

3.1 案例一：超大规模复杂深基坑群工程的设计总控

本项目及其内部市政道路总基坑面积约15.7万m2，外围延长米约1 630 m，基坑普遍挖深约16.2 m，属于超大规模复杂基坑群工程。本项目基坑群工程设计总控除须解决基坑群自身安全及周边环境保护等一系列超常规的技术难题外，还须根据各地块基坑与地下结构既定的不同工期目标，在充分研究各邻近地块之间相互依赖、相互制约的错综关系的基础上来合理确定基坑群的分区、工况顺序以及支护结构等[5]。

本项目设计总控团队根据2014年制定的区域总体开发时序，将基坑群大致分为两个阶段实施：第一阶段同步开工实施K、O地块与F、L、M地块；第二阶段开工实施E、J、G、N地块[6]。

第一阶段中，为满足开发要求，同时确保基坑开挖对周边环境尤其是对龙腾大道的影响在控制范围内，从设计总控的角度对基坑分区作如下安排：K、O地块与邻近的M地块之间，M、L地块之间，L、F地块之间均设置双隔断，各邻近地块之间形成缓冲区，减小基坑施工之间的互相制约。第一阶段分基坑分区及总体施工流程，如图4中①→②→③的工况顺序所示。

图4 第一阶段基坑群分区平面及工况示意图

按最初总体建设时序，第二阶段E、J、G、N四地块在基坑开挖实施时，第一阶段实施的K、O、F、L、M地块的地下结构均已完成，而在后续四地块中，E、N两个地块为首批开工对象，J、G地块为第二批开工对象，且E、J地块之间以及G、N地块之间不考虑同步实施。为此，E、J地块之间与G、N地块之间均仅设置单隔断，J、G地块分别在E、N地块施工至地下一层结构后再开挖。分区及工况顺序，如图5所示。

图5 第二阶段第一版基坑群分区平面及工况示意图

截至2016年7月底，F、M、L、O四地块及K地块K1区地下结构基本完成，而后续E、J、G、N四地块和北侧邻近H地块的进度目标也进一步明确。为加快总体形象进度以满足新的工期要求，本项目第二阶段将面临E、J、G、N、H五个地块同时开挖的不利情况，因此，从设计总控角度对第二阶段的基坑群分区及工况作出了如下调整：

（1）在E1区与J区之间、G1区与N区之间、H区与E/J区之间各增设一道临时地下连续墙形成缓冲区，其宽度不小于一倍开挖深度，以确保E、J、G、N、H地块大面积范围内地下室能够同步进行开挖并在短时间内形成地下结构；

（2）缓冲区域除外，E、N区大基坑为第一批开挖对象，G、J区大基坑为第二批开挖对象同步实施。

经设计总控调整后的第二阶段分区及工况流程，如图6所示。

图6 第二阶段第二版(调整后)基坑分区平面及工况示意图

具体的施工流程为：

（1）同步实施E1区、N1区；

（2）待E1区、N1区基础底板完成后，分别开挖J1区、G1区基坑；

（3）待E1区与J1区、N1区与G1区地下B1层完成后，分别开挖J2区、N2区基坑；待E1区地下B1层完成后，依次开挖地铁侧E2-1区、E2-2区、E2-3区、E2-4区；待G1区地下B1层完成后，依次开挖地铁侧G2-1区、G2-2区、G2-3区。

3.2 案例二：市政先行、永临结合的设计总控

设计总控团队将当前群体工程项目所普遍采用的“市政先行、永临结合”的“市政前置法”应用于本项目，在加快地上地下整体施工协同推进的同时获取了明显的社会效益和经济效益。

本项目的设计总控为了创造东西向中轴线两条市政道路（龙文路、龙台路）先行回筑、压实施工所必需的临时挡土条件，沿两条道路外侧通长设计了共计四道钢筋混凝土结构的挡土墙，顺利实现了这两条市政道路的先行施工。但这四道在项目建设时序前期所形成的造价不菲的钢筋混凝土挡土墙，却演变为本项目建设时序后期南北向道路管网及相邻地块间管线横穿过路时的工程障碍，成了“拦路虎”。

此外，本项目个别地块建筑物的“高贴线率”使裙房和主楼之间连接跨内（沉降有显著差异的位置）留设用于控制沉降差的沉降后浇带的位置，侵入到了区域内需先行实施的市政道路的施工范围（如图7所示）。本项目沉降后浇带封闭，需满足后浇带两侧混凝土浇筑90 d后、待两侧较高部分结构完成、隔墙砌筑完毕以及沉降基本稳定这四大前置条件，进而在一定程度上影响了整个区域市政先行的总体施工部署。因此，设计总控在运用市政先行、永临结合技术时，应基于“4D”思维针对性地采取以下三条策略。

图7 北区E、J、K地块内沉降后浇带影响市政道路先行实施的示意图

（1）针对沉降后浇带的留设位置进行优化选择，即设计不仅需要从沉降后浇带受力性能角度出发，将其留设于主楼与裙房的联结跨内（即剪力较小的位置），还要从地上地下协同推进的建设时序出发，在留设沉降后浇带时前瞻性地进行优化，以尽量避开可能会对后续的关键施工项目（如市政道路、综合管廊）以及现场施工条件（如地块内施工道路的贯通性、地下有安装要求的设备用房）带来困难的部位。

（2）对位于地下室顶板上方永临结合的结建式道路进行设计时，可通过采取整体降板的措施来解决道路路基先行回筑、压实施工期间的挡土问题，进而节约临时挡土措施等方面的巨额投资。

（3）若因地下室层高限载无法实现整体降板，确需设计通长钢筋混凝土挡土墙的，施工前应完成场外管线综合深化设计及与场内管线接驳模拟，通过在正式施工前进行虚拟建造，提前在挡土墙施工期间采用预留套管的方式最大限度地解决“拦路虎”问题。

3.3 案例三：消防工程的设计总控

消防作为片区整体开发项目的一项重中之重的专项工程，其专项设计在区域内各地块的地上地下自成体系的同时，还需通过设计总控工作来实现相互关联、紧密配合和整体支撑。项目的消防工程通过设计总控工作形成了三级消防控制中心及控制系统，即1个消防控制总中心、5个一级消防控制分中心和9个各地块独立的二级消防控制分中心（如图8所示）。

图8 西岸传媒港项目消防控制中心及控制系统分级及逻辑关系示意图

本项目的消防控制中心及控制系统虽然通过设计总控较好实现了分区分级管控以及上级对下级的可监可控，但受现场各地块穿插实施等具体因素影响，基于“4D”视角来看还可以更加优化组织，从前期设计阶段即考虑消防控制中心及控制系统的建设时序与整个消防工程的验收流程之间是息息相关的。从常规的控制线路路由的空间优化角度，将本项目消防控制的总中心及一级中心全数设置在了分别位于南、北、中三大区域所对应的居中的J、L、N三个地块内（如图9所示）。

图9 西岸传媒港项目消防控制中心平面布置示意图

由图9可见，本项目南区的N地块内除了设置了本地块的二级消防控制中心外，还集中设置了1个消防控制总中心和3个一级消防控制中心（南区消防控制一级分中心、能源中心消控室和地下环通道消控室）。然而，受种种因素限制，该地块的实际建设时序是9个地块里最为缓慢的，其与本项目地下空间整体进入验收状态的不匹配，导致了项目地下空间及相邻地块消防工程的验收工作受阻，从而不得不通过增设临时的消防控制系统及临时消防疏散等被动创新的验收措施来实现消防工程先行地块的先行验收。

4 结 语

片区整体开发是城市建设与更新集约化、有机化、活力化和可持续发展的重要策略，而设计总控作为片区整体开发项目顺利推进的重要抓手，尚处于探索阶段。“4D设计总控思维”正是基于深入分析了片区整体开发项目建设时序的不确定性对项目的子项乃至整体的工程实操落地性的极大影响而提出的，指明了设计总控追求极致的探索方向[7]。

本文引用西岸传媒港项目的三个设计总控案例，仅为诠释设计总控工作“全方位统筹、动态化协调”的内涵，强调设计总控工作的“全方位”与“动态化”在多地块统一开发复杂项目中的重要性和特殊性。需要强调的是，设计总控工作的成果虽然最终要体现在设计图纸上，但整个总控过程是由设计单位、业主单位和项目管理单位共同完成的，业主单位和项目管理单位由于更加靠近项目实施现场，更应重视项目的“全方位”和“动态化”对设计总控工作的影响。

设计总控具有设计、工程、管控与协调四大属性，基于“4D”思维对设计总控的工程属性提出了更为精细化的要求，即设计总控要在充分发挥工程经验前置对项目顺利推进的协助作用的同时，还需通过建立现场巡查、问题跟踪、专题例会等设计总控工作机制来动态化比对项目各子（专）项的开发建设计划与实际工程进度并适时提出应变方案，进而最大限度地确保片区整体开发项目实现设计总控工作目标。