1，工程概況地鐵文化中心站是深圳地鐵壹期工程4號線的終點站。站址位於蓮花山南側，地勢平坦，地面無建築物。車站的建設采用明挖法。基坑長169.9m，寬36.1 ~ 73.6 m，平均開挖深度16.8m，站區覆蓋第四系更新統殘積層(Oe12)，下伏燕山期花崗巖(γ35)，局部覆蓋輝綠巖脈。
(1)第四系更新統殘積層(Qe12)
①礫石粘性土。硬塑，厚度0 ~ 13.4 m，fk=230kPa。②礫石粘性土。硬塑到軟塑，厚度0 ~ 11.8m，fk=200kPa。
(2)燕山期花崗巖(γ35)
①全風化巖石。為礫狀土，厚度為0.4 ~ 10.5米，fk=300kPa。②強風化巖石。呈碎塊狀，厚度0.4 ~ 10.5米，fk=500kPa。③中等風化巖石。巖心為短柱，厚度為0 ~ 1.0m，fk=1000kPa。④風化巖石。巖芯呈柱狀，節理裂隙發育，巖石堅硬，fk=1500kPa。
(3)輝綠巖①中風化巖石。巖心為短柱，厚度為0 ~ 1.2m，fk=1000kPa。②風化巖石。巖芯呈柱狀，節理裂隙發育，巖石堅硬，fk=1500kPa。站區地下水為第四系孔隙水和少量基巖裂隙水，水位埋深2.8~4.3m，變幅約1.0m，主要補給來源為大氣降水。礫質粘性土滲透系數為0.8m/d，砂質粘性土為0.8m/d，全風化花崗巖為1.0m/d，強風化花崗巖為2.5m/d .
2.基坑支護方案設計文化中心站施工場地開闊，地面無建築物，施工與交通基本無幹擾。因此，采用明挖覆蓋施工，基坑平均開挖深度為16.8m；根據深圳基坑支護經驗和該站地質資料，確定方案。土釘墻預應力錨索。斜率比為1∶0.3。見表1。
表1支護結構方案優缺點對比表
同濟大學目前從事城市軌道交通的設計。
3.文化中心站土釘墻支護設計
3.1，支護形式設計受用地紅線限制，結合主體結構橫斷面，文化中心站土釘墻支護設計為三種形式:(1)單坡，坡比1: 0.3，***13排土釘，預應力錨索從坡頂跳至第三、七排。
(2)支架設計為上下墻，中間為0.63米平臺。上墻平均高度10.33m，下墻平均高度6.42m，坡比1: 0.3，采用***13排土釘。預應力錨索從斜坡頂部的第3排和第7排分接。
(3)支護設計為上墻下墻，中間為2.62 ~ 2.78 m寬的平臺。上墻平均高度10.33m，下墻平均高度6.42m，坡比1: 0.3，采用***13排土釘，預應力錨索從坡頂往下跳至第三排。
3.2、土釘設計土釘是壹根細長的金屬桿，放置在基坑邊坡的土中，以緊密的間隔排列。土釘依靠其與土接觸面上的摩擦力，與周圍土體形成自承式擋土墻體系。考慮到土質條件好，容易成孔，設計中采用註漿錨桿作為土釘。根據深圳地區規範和當地經驗，初步選取土釘長度L=0.8h(h為基坑高度)，然後驗算土釘抗拔力，使土釘長度同時滿足基坑整體穩定和釘體內部穩定。從理論上講，土釘傾角在水平面內最佳，但考慮到諸多施工因素和註漿效果，土釘與水平面的傾角設計為10。土釘灌漿材料采用C20水泥砂漿，上部墻段采用自重壓力進行滲透灌漿，下部墻段土釘需要較高的抗拔力，故采用壓力灌漿，灌漿壓力為0.3 ~ 0.5 MPa。
3.3、錨索設計預應力錨索與錨索相似，但作用機理不同。預應力錨索的主要作用是約束土釘墻的位移，分為錨固段和自由段。錨段產生的拉力沿自由段通過錨座傳遞到腰梁，再由腰梁傳遞到土釘墻。決定錨固結構安全性和穩定性的關鍵因素是相鄰土體能否提供足夠的抗力來限制結構位移。文化中心站預應力錨索采用3根7φ5鋼絞線，鉆孔直徑150mm，錨索極限抗拔力400kN，設計最大軸力250kN，張拉鎖定力200kN。
3.4、凈噴混凝土設計噴射混凝土采用C20早強混凝土，厚度100mm；；鋼筋網選用φ8ⅰ級鋼，間距為200mm×200mm。鋼筋之間的搭接考慮到便於施工，不需要彎曲鋼筋，長度定為400mm。網片的接頭應采用搭接焊，鋼筋應焊接。
3.5.降水井設計為坑外深井點降水，井深根據降水曲線斜率確定，為24m；井點數量根據基坑湧水量計算確定，為***46孔，井點間距12 ~ 15m。由於基坑兩端較寬，基坑內布置了8個井點。
3.6.監測設計監測是土釘墻支護設計實現信息化設計的支撐，也是土釘墻支護成功的保證。文化中心站基坑共7個監測項目。詳情見表2。
表2監測項目和頻率
4.設計總結土釘墻支護結構有其特定的適用範圍，對地質條件、地上地下空間環境要求較高。但由於其設備投資少、建設周期短、成本低、無噪音、信息化設計和施工、動態管理容易保證支護安全等優點，正逐步得到研究和推廣。
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