天津市基坑倾斜桩无支撑支护技术规程

目次

1总则..............................................................................................1

2术语和符号..................................................................................2

2.1术语与定义....................................................................................2

2.2符号................................................................................................4

3基本规定......................................................................................8

3.1设计要求........................................................................................8

3.2勘察要求与环境调查..................................................................10

3.3土压力..........................................................................................11

4设计............................................................................................17

4.1一般规定......................................................................................17

4.2倾斜桩支护结构选型..................................................................18

4.3结构分析......................................................................................18

4.4稳定性验算..................................................................................23

4.5构造要求......................................................................................34

5施工质量控制............................................................................37

5.1一般规定......................................................................................37

5.2支护桩施工..................................................................................38

5.3冠梁施工......................................................................................41

5.4土方开挖......................................................................................42

6监测............................................................................................44

6.1一般规定......................................................................................44

6.2支护桩监测..................................................................................45

附录A倾斜桩支护结构适用条件..............................................47

附录B倾斜桩及倾斜桩组合冠梁配筋构造..............................49

本规程用词说明..............................................................................54

引用标准名录..................................................................................55

条文说明..........................................................................................57

Contents

1Generalprovisions........................................................................1

2Termsandsymbols.......................................................................2

2.1Termsanddefinition............................................................................2

2.2Symbols...............................................................................................4

3PrimitiveProvision.......................................................................8

3.1Designprinciples.................................................................................8

3.2Surveyrequirementandenvironmentalinvestigation.......................10

3.3Earthpressure....................................................................................11

4Design.........................................................................................17

4.1Generalrequirements.........................................................................17

4.2Typeselectionofinclinedpilesupportstructure.............................18

4.3Structureanalysis...............................................................................18

4.4Stablecheckingcalculation...............................................................23

4.5Structurerequirements.......................................................................34

5Constructionandtesting.............................................................37

5.1Generalrequirements.........................................................................37

5.2Supportstructureconstruction...........................................................38

5.3Cappingingbeamconstruction..........................................................41

5.4Soilexcavating..................................................................................42

6Minitoring...................................................................................44

6.1Generalrequirements.........................................................................44

6.2MonitoringofSuportstructure............................................................45

AppendixAApplicableconditionsofcompositeinclined

retainingstructure.....................................................47

AppendixBInclinedretainingpileandcappingbeamsteel

Reinforced................................................................49

ExplanationofWordinginthiscode................................................54

ListofQuotedStandards..................................................................55

ExplanationofProvisions................................................................57

1总则

1.0.1为了使倾斜桩无支撑支护技术在基坑支护设计、施工中做到

安全适用、经济合理、保护环境、保证质量、绿色环保，制定本规

程。

1.0.2本规程适用于天津地区基坑倾斜桩无支撑支护技术的勘察、

设计、施工、检测和监测。

1.0.3采用倾斜桩无支撑支护技术进行基坑设计、施工，应综合考

虑地质条件、基坑开挖深度、基坑开挖面积、基坑周边环境、倾斜

桩与地下主体结构、工程桩间距等因素，并结合工程经验，合理设

计、精心施工、严格检测和监测。

1.0.4倾斜桩无支撑支护技术应用除应符合本规程外，尚应符合现

行国家、行业和地方标准的有关规定。

1

2术语和符号

2.1术语与定义

2.1.1基坑excavations

为进行建(构)筑物地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。

2.1.2基坑周边环境surroundingsaroundexcavations

与基坑开挖相互影响的周边建(构)筑物、地下管线、道路、岩

土体与地下水体的统称。

2.1.3基坑支护retainingandprotectionforexcavations

为进行地下主体结构施工和保护基坑周边环境的安全，对基坑

采取的临时性支挡、加固、保护及地下水控制的措施。

2.1.4支护桩retainingandprotectionpile

竖直或倾斜设置的用于支挡基坑侧壁土体的排桩。

2.1.5无支撑支护结构retainingstructurewithoutstructoranchor

不设置内支撑或锚杆就能满足基坑变形和稳定控制要求的桩

（墙）式支护结构。

2.1.6倾斜支护桩inclinedretainingpile

与竖直支护桩相比，桩体与竖直方向呈一定角度倾斜设置的支

护桩，简称倾斜桩。

2.1.7倾斜桩组合支护结构compositeinclinedretainingstructure

由竖直支护桩与倾斜桩组合或由不同倾斜方向、倾斜角度倾斜

桩组合形成的无支撑支护结构。包括斜直交替支护结构、斜直组合

双排桩支护结构、“八字形”支护结构、“个字形”支护结构、“X形”

组合支护结构，以及倾斜桩组合支护结构与其它支护形式形成的多

2

级支护结构。

2.1.8斜直交替支护结构inclined-verticalretainingstructure

将竖直支护桩与倾斜支护桩交替布置并用冠梁连接的组合支

护桩结构，竖直支护桩与倾斜支护桩桩顶在同一轴线，包括内斜/

竖直组合支护结构和外斜/竖直组合支护结构。

2.1.9斜直组合双排桩支护结构inclined-verticaldouble-rows

retainingstructure

竖直支护桩与倾斜支护桩的桩顶不在同一轴线，形成由一排竖

直支护桩和一排倾斜支护桩组成的，且由连梁连接的斜直组合双排

桩支护结构。

2.1.10“八字形”组合支护结构“八”shaperetainingstructure

沿基坑侧壁由向基坑内倾斜的一排倾斜桩和向基坑外倾斜的

一排倾斜桩组合形成的支护结构，两排不同相对倾斜的桩的桩顶可

在同一轴线，也可有一定距离而不在同一轴线。

2.1.11“个字形”组合支护结构“个”shaperetainingstructure

沿基坑侧壁由向基坑内倾斜、竖直和向基坑外倾斜交替布置的

支护桩，且桩顶均在同一轴线的组合支护结构。

2.1.12“X形”组合支护结构“X”shaperetainingstructure

沿基坑侧壁由向基坑内/外倾斜或竖直和向基坑内/外倾支护

桩，且桩顶不在同一轴线，形成交叉斜交替布置的组合支护结构。

2.1.13冠梁cappingbeam

设置在挡土构件顶部的将挡土构件连为整体的钢筋混凝土梁。

2.1.14地下水控制groundwatercontrol

为保证支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工，防止地下

水变化对基坑周边环境产生影响所采用的截水、降水、排水、回灌

等措施。

2.1.15截水帷幕curtainforcuttingoffdrains

用以阻隔或减少地下水通过基坑侧壁与坑底流入基坑和防止

3

基坑外地下水位下降的幕墙状竖向截水体。

2.1.16悬挂式帷幕unclosedcurtainforcuttingoffdrains

底端未穿透承压含水层的截水帷幕。

2.2符号

2.2.1作用和作用效应

M──弯矩设计值；

Mk──作用标准组合的弯矩值；

V──剪力设计值；

Vk──作用标准组合的剪力值；

N──轴向拉力或轴向压力设计值；

Nk──作用标准组合的轴向拉力值或轴向压力值；

Eak、Epk──基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力的标准值；

pni──作用在倾斜桩嵌固段上的法向分布土反力；

pak、ppk──主动土压力强度、被动土压力强度标准值；

pnv──作用在斜直交替结构简化直桩嵌固段上土的水平土反

力；

ps0──分布土反力初始值；

qj──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值；

μj──第j土条在滑弧面上的孔隙水压力；

q0──地面均布荷载；

σak、σpk──支护结构主动侧、被动侧计算点的土中竖向应力标准

值；

ua、up──基坑主动侧、被动侧静止地下水压力；

σac、σpc──支护结构主动侧、被动侧计算点，由土的自重产生的

竖向总应力（kPa)；

支护结构外侧第个附加荷载作用下计算点的土中附

Dsk,j──j

加竖向应力标准值；

4

psk──倾斜桩嵌固段上的基坑被动侧土反压力标准值；

DGj──第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；

G──斜直交替支护结构的桩间土自重之和(kN)。

2.2.2材料性能和抗力

c──土的黏聚力；

φ──土的内摩擦角;

ci、φi──第i层土的黏聚力、内摩擦角

γ──土的天然重度；

g¢──土的浮重度(kN/m3)；

γw──地下水重度；

γm1──基坑外挡土构件底面以上土的重度；

γm2──基坑内挡土构件底面以上土的重度；

cj、φj──第j土条滑弧面处土的黏聚力、内摩擦角。

2.2.3几何参数

θ──倾斜桩与竖直方向的夹角；

l──挡土构件长度（m）

lw──预制桩伸入冠梁的长度（mm）

ld──倾斜桩支护结构插入深度（m）；

d──预制桩外径或长边长度（mm）

z──计算点距地面的深度；

hwa──基坑外侧地下水位至主动土压力强度计算点的垂直距离

（m）

hwp──基坑内侧地下水位至被动土压力强度计算点的垂直距离

（m）

h──计算工况下的基坑开挖深度；

H──土压力的计算深度；

aa1、ap1──基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点

至倾斜桩底端的距离；

5

bj──第j土条的宽度；

βj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角；

lj──第j土条的滑弧段长度；

qj──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa)；

hw──承压含水层顶面的压力水头高度(m)；

hwa,j──基坑外地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离；

hwp,j──基坑内地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离；

D──基坑底面至挡土构件底面的土层厚度；

D1──潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的土层厚度

(m)；

Δhw──基坑内外的水头差值；

lG──斜直交替支护结构的桩间土的重心至倾斜桩桩底的水平

距离(m)。

2.2.4设计参数和计算系数

Ka,i──第i层土的主动土压力系数；

Kp,i──第i层土的被动土压力系数；

knv──挡土构件在分布土反力计算点的法向刚度系数；

kni──分布土反力计算点的倾斜桩的法向刚度系数；

vnv──挡土构件在分布土反力计算点的水平位移值；

vni──分布土反力计算点的倾斜桩沿法向位移值(m)；

m──土的水平反力系数的比例系数；

Kem──嵌固（抗倾覆）稳定安全系数；

Ks──圆弧滑动整体稳定安全系数；

Ks,i──第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值；

Khe──抗隆起安全系数；

Nc、Nq──承载力系数；

γF──作用基本组合的综合分项系数；

γ0──支护结构重要性系数；

6

η──土的黏聚力与桩侧土体竖向土压力中间转化系数；

Kty──突涌稳定性安全系数；

Kse──流土稳定性安全系数。

7

3基本规定

3.1设计要求

3.1.1基坑支护设计应规定其设计使用期限。基坑支护的设计使用

期限不应小于一年。

3.1.2基坑支护应满足下列功能要求:

1保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常

使用；

2保证主体地下结构的施工空间。

3.1.3基坑支护设计时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复

杂程度、基坑深度等因素，按表3.1.3采用支护结构的安全等级。

对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。

表3.1.3支护结构的安全等级

安全等级破坏后果

支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影

一级

响很严重

支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影

二级

响严重

支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影

三级

响不严重

3.1.4基坑倾斜桩无支撑支护结构选型应根据地质条件、基坑深

度、周边环境条件、环境保护要求、施工作业面及施工工期等因素，

通过技术与经济比较确定。

3.1.5基坑倾斜桩无支撑支护设计应包括下列内容：

1支护结构体系的方案和技术经济比较；

2基坑的变形分析及对周边环境影响的控制设计；

8

3基坑的稳定性验算；

4地下水控制设计；

5基坑开挖与施工技术要求；

6检测要求；

7基坑监测要求；

8地下结构体、工程桩布置等因素。

3.1.6基坑倾斜桩无支撑支护设计时应采用下列极限状态：

1承载能力极限状态

1）支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度

变形而不适于继续承受荷载，或出现压屈、局部失稳；

2）支护结构和土体整体移动；

3）坑底因隆起而丧失稳定；

4）挡土构件因坑底土体丧失嵌固能力而推移或倾覆；

5）地下水渗流引起的土体渗流破坏。

2正常使用极限状态

1）造成基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或

影响其正常使用的支护结构位移；

2）因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周

边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常

使用的土体变形；

3）影响主体地下结构正常施工的支护结构位移；

4）影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。

3.1.7倾斜桩无支撑支护构件按承载能力极限状态设计时，作用基

本组合的综合分项系数不应小于1.25。对于安全等级为一级、二级、

三级的支护结构，其结构重要性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9。

3.1.8倾斜桩无支撑支护结构重要性系数与作用基本组合的效应

设计值的乘积（γ0Sd）可采用下列内力设计值表示：

弯矩设计值

9

（）

M=g0gFMk3.1.8-1

剪力设计值

（）

V=g0gFVk3.1.8-2

轴力设计值

（）

N=g0gFNk3.1.8-3

式中：M——弯矩设计值（kN·m）；

Mk——作用标准组合的弯矩值（kN·m）；

V——剪力设计值（kN）；

Vk——作用标准组合的剪力值（kN·m）；

N——轴向拉力设计值或轴向压力设计值（kN）；

Nk——作用标准组合的轴向拉力或轴向压力设计值（kN）。

3.2勘察要求与环境调查

3.2.1基坑倾斜桩无支撑支护的岩土勘察应符合下列规定：

1勘探范围应根据基坑开挖深度及场地的岩土工程条件确

定；基坑外勘探范围宜为1倍基坑挖深；当基坑外无法布置勘探点

时，应通过增加调查取得相关勘察资料并结合场地内的勘察资料进

行综合分析；

2勘探点应沿基坑边布置，其间距宜取15m～25m；当场地存

在软弱土层、暗沟或岩溶等复杂地质条件时，应加密勘探点并查明

其分布和工程特性；

3基坑周边勘探孔的深度不宜小于2倍基坑挖深；坑底以下

存在软弱土层或承压含水层时，勘探孔深度应穿过软弱土层或承压

含水层；

5存在多层含水层时，应查明各含水层的埋深、厚度和分布，

判断地下水类型、补给和排泄条件；有承压水时，应分层测量其水

10

头高度；当基坑需要降水时，勘察报告中应提供各含水层的渗透系

数。

6应对基坑开挖与支护结构使用期内地下水位的变化幅度进

行分析；

7当建筑地基勘察资料不能满足基坑支护设计与施工要求

时，应进行补充勘察。

3.2.2基坑支护设计前，应查明下列基坑内及基坑周边环境条件：

1既有建筑物的平面位置、结构类型、层数、基础形式与埋

深、荷载、沉降和倾斜、裂缝情况、用途、使用年限等；

2各种既有地上、地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺

寸、埋深、材质、接头形式、使用年限、用途等；对既有供水、污

水、雨水等地下输水管线，尚应包括其使用状况及渗漏状况；

3道路类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载等；

4基坑开挖与支护结构使用期内施工场地的总平面布置要

求；

5雨季时的场地周围地表水汇流和排泄条件，地表水的渗入

对地层土性影响的状况；

6基坑内新建建筑物桩基础设计、基础设计和地下结构设计

资料。

3.3土压力

3.3.1计算作用在支护结构上的土压力时，应考虑下列因素：

1基坑内外土的自重（包括地下水）；

2基坑周边既有和在建的建（构）筑物荷载；

3基坑周边施工材料和设备荷载；

4基坑周边道路车辆荷载；

11

5邻近场地预制桩压桩施工、注浆施工、旋喷桩施工等其他

可能对支护结构产生附加水、土压力影响的因素。

3.3.2当倾斜桩组合支护结构的主动区迎土面是竖直桩时，作用于

倾斜桩组合支护结构中竖直桩上的主动土压力强度标准值、被动土

压力强度标准值宜按下列公式计算（图3.3.2）：

1）对地下水位以上或水土合算的土层

-

pak=σakKa,i2ciKa,i（3.3.2-1）

æö

2o-φi

Ka,i=tanç45÷（3.3.2-2）

è2ø

ppk=σpkKp,i+2ciKp,i（3.3.2-3）

æφö

2o+i

Kp,i=tanç45÷（3.3.2-4）

è2ø

式中：pak——支护桩主动侧，第i层土中计算点的主动土压力强

度标准值（kPa）；当pak<0时，应取pak=0;

σak、σpk——分别为支护桩主动侧、被动侧计算点的土中竖向应

力标准值（kPa），按本规程第3.3.8条的规定计算；

Ka,i、Kp,i——分别为第i层土的主动土压力系数、被动土压力系

数；

ci、φi——分别为第i层土的黏聚力（kPa）、内摩擦角（°）；

按《天津市岩土工程技术规范》DB/T29-20中的相

关规定取值；

ppk——支护桩被动侧，第i层土中计算点的被动土压力强

度标准值（kPa）。

2）对于水土分算的土层

--

pak=(σakua)Ka,i2ciKa,i+ua（3.3.2-5）

-+

ppk=(σpkup)Kp,i2ciKp,i+up（3.3.2-6）

式中：ua、up——分别为支护结构主动侧、被动侧计算点的水压

力(kPa）；对静止地下水，按本规程第3.3.7条

12

的规定取值。

q0

h

hwa

p

ppkak

hwp

图3.3.2倾斜桩结构中的竖直桩土压力

3.3.3当倾斜桩组合支护结构的主动区迎土面为倾斜桩或单排倾

斜桩时，宜按库伦土压力理论进行计算。

1当土层为无黏性土时

支护结构外侧的主动土压力强度标准值、支护结构内侧的被动

土压力强度标准值宜按下列公式计算（图3.3.3）:

1）对地下水位以上或水土合算的土层

pak=γHKa,i（3.3.3-1）

2

cos(ji+q)

Ka,i=2

ésinjù（3.3.3-2）

cos3q1+i

ëêcosqûú

13

ppk=γHKp,i（3.3.3-3）

2

cos(ji+q)

Kp,i=2

ésinjù（3.3.3-4）

cos3q1-i

ëêcosqûú

式中：γ——计算深度内各土层的平均重度（kN/m3）；

H——计算深度，主动区自地表起算，被动区自开挖面起算；

q——倾斜桩与竖直方向的夹角。对于内斜桩，q取正值，

对于外斜桩，q取负值。其余各符号的定义与3.3.2

条中相同。

2）对于水土分算的土层

-

pak=(σakua)Ka,i+ua（3.3.3-5）

-

ppk=(σpkup)Kp,i+up（3.3.3-6）

式中：ua、up的定义与3.3.2节中相同。

2当土层为黏性土

对于黏性土，支护桩外侧的主动土压力、内侧的被动土压力宜

采用图解法求解。其中，主动土压力系数也可采用下列公式计算：

122

Ka,i={cosq+sinj

cosqcos2(q+j)（3.3.3-7）

+2hcosqcosj[sin(q+j)-1]-2cosqsinj}

2c

h=（3.3.3-8）

γH

式中：η——中间转化系数；

q——倾斜桩与竖直方向的夹角；其余各符号的定义与3.3.2

节中相同。

14

θq0

h

hwa

p

ppkak

hwp

图3.3.3倾斜桩的土压力计算

3.3.4当倾斜桩无支撑支护结构的桩距较大且前后排桩没有对齐布置

时，应采用三维数值分析方法对支护结构受力与变形进行分析。

3.3.5作用在支护结构上的土压力除满足行业现行标准《建筑基坑

支护技术规程》JGJ120外，尚应符合下列规定：

1在土压力影响范围内，存在相邻建筑物地下墙体等稳定界

面时，可采用库仑土压力理论计算界面内有限滑动楔形体产生的主

动土压力。此时，同一土层的土压力可采用沿深度线性分布形式，

支护结构与土之间的摩擦角宜取零；

2需要严格限制支护结构的水平位移时，支护结构外侧的土

压力宜取静止土压力。

3.3.6对成层土，土压力计算时的各土层计算厚度应符合下列规定：

1当土层厚度较均匀、层面坡度较平缓时，宜取邻近勘察孔

15

的各土层厚度，或同一计算剖面内各土层厚度的平均值；

2当同一计算剖面内各勘察孔的土层厚度分布不均时，应取

最不利勘察孔的各土层厚度；

3对复杂地层且距勘探孔较远时，应通过综合分析土层变化

趋势后确定土层的计算厚度；

4当相邻土层的土性接近，且对土压力的影响可以忽略不计

或有利时，可归并为同一计算土层。

3.3.7静止地下水的水压力可按下列公式计算：

ua=γwhwa（3.3.7-1）

up=γwhwp（3.3.7-2）

33

式中：γw——地下水重度（kN/m），取γw=10kN/m；

hwa——基坑主动侧地下水位至主动土压力强度计算点的

垂直距离（m）；对承压水，地下水位取测压管水

位；当有多个含水层时，应取计算点所在含水层

的地下水位；

hwp——基坑被动侧地下水位至被动土压力强度计算点的

垂直距离（m）。

3.3.8土中竖向应力标准值应按下式计算：

s=s+Ds

akacåk,j（3.3.8-1）

s=s

pkpc（3.3.8-2）

式中：sac——支护结构主动侧计算点，由土的自重产生的竖向总

应力（kPa)；

spc——支护结构被动侧计算点，由土的自重产生的竖向总

应力（kPa)；

Dsk,j——支护结构被动侧第j个附加荷载作用下计算点的土中

附加竖向应力标准值（kPa），根据附加荷载类型，

宜按《天津市岩土工程技术规范》DB/T29-20中相

关内容计算。

16

4设计

4.1一般规定

4.1.1按承载能力极限状态设计时的作用基本组合的综合分项系

数、结构重要性系数和各类稳定性安全系数，均应符合现行行业标

准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120和天津市工程建设标准《天

津市岩土工程技术规范》DB/T29-20的有关规定。

4.1.2基坑倾斜桩无支撑支护的变形分析、稳定性验算和结构分析

宜根据实际情况采用平面或三维数值分析。进行方案比较及初步设

计阶段，倾斜桩及斜直交替支护结构可根据本规程第4.3节和第4.4

节中的方法进行，且还应满足4.5节设计要求。

4.1.3地下水控制应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境

要求及支护结构形式选用截水、降水、集水明排或其组合方法。

4.1.4当降水会对基坑周边建筑物、地下管线、道路等产生危害或

对环境产生长期不利影响时，应采用截水方法控制地下水。采用悬

挂式帷幕时，应计算坑内降水引起的坑内外地层沉降和环境影响，

并宜结合水文地质条件采用坑外回灌措施。

4.1.5当坑底以下有水头高于坑底的承压水含水层时，各类支护结

构均应按本规程第4.4.6条的规定进行承压水作用下的坑底突涌稳

定性验算。当不满足突涌稳定性要求时，应对该承压水含水层采取

截水、减压措施，并应分析减压对环境的影响。

4.1.6基坑截水帷幕的设计需要保证截水帷幕与支护桩不发生重

叠与交叉，且应该满足现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ

120的相关规定。

17

4.2倾斜桩支护结构选型

4.2.1倾斜桩无支撑支护结构选型时，应综合考虑下列因素:

1基坑规模；

2工程地质及水文地质条件；

3基坑周边环境要求；

4主体地下结构和基础形式及其施工方法、基坑平面尺寸及

形状；

5地下结构基础及外墙与场地用地红线距离；

6支护结构施工工艺的可行性；

7施工场地条件及施工季节；

8经济指标、环保性能和施工工期。

4.2.2倾斜桩无支撑支护结构与其他支护结构组合形成上、下部不

同类型的台阶型多级组合式支护结构时，除应进行各级支护的变形

与稳定分析外，还应考虑其多级支护之间相互作用，并应进行整体

变形和稳定分析。

4.2.3倾斜桩无支撑支护结构选型宜采用数值模拟、简化算法及已

有工程实例实测结果对比验证等方法综合验证支护结构设计结果

的合理性。

4.2.4倾斜桩无支撑支护结构可按附录A进行选型。

4.3结构分析

4.3.1初步设计时，倾斜桩无支撑支护结构可采用平面杆系结构弹

性支点法进行分析，主动土压力计算宽度宜取桩间距，土反力计算

宽度可按照行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120第4.1.7

条进行计算。

18

4.3.2初步设计时，单排倾斜桩支护结构采用平面杆系结构弹性支

点法时，宜采用以下计算模型（图4.3.2），并应符合下列规定：

1倾斜桩的主动土压力标准值可按本规程第3.3节的有关规定

确定；

2倾斜桩嵌固段上的土反力可按本规程第4.3.3条的有关规定

确定。

1

h

h

eakn

pak

p

npin

lldd

2

图4.3.2单排倾斜桩悬臂式支护结构弹性支点法计算模型

1-倾斜桩；2-计算土反力的弹性支座；

4.3.3初步设计时，作用在倾斜桩嵌固段上的法向分布土反力可按

公式（4.3.3-1）计算；土的法向刚度系数可按（4.3.3-2）所列公式

计算。土的反力系数的比例系数（m）宜按地区经验取值，缺少经

验时，可按（4.3.3-3）计算：

pni=kninni+ps0（4.3.3-1）

19

kni=m(z-h)（4.3.3-2）

2

0.001(cosq-1)[j2+70j+30c]0.2j-j+c

m=e´（4.3.3-3）

vb

式中：pni——倾斜桩嵌固段上的法向分布土反力；

3

kni——倾斜桩的法向刚度系数（kN/m）；

vni——土反力计算点的倾斜桩的法向位移值(m)；

θ——倾斜桩与竖直方向的夹角(°)；

ps0——初始分布土反力（kPa），对于倾斜桩嵌固端上的基坑

内侧初始分布土反力，可按本规程公式（3.3.3-1）或

（3.3.3-5）计算，但应将公式中pak用ps0、sak用spk、

ma用mp代替；

m——土的水平反力系数的比例系数(MN/m4)；

z——倾斜桩计算点距地面的深度(m)；

vb——挡土构件在坑底处的水平位移量（mm），当此处的

水平位移不大于10mm时，可取vb=10mm；

h——基坑的开挖深度(m)；

c、φ——土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°)。

4.3.4初步设计时，对于斜直交替支护结构（图4.3.4（a）），可

采用简化单桩计算模型进行结构分析（如图4.3.4（b），简化单桩

计算模型的变形和内力确定方法如下：

1简化直桩模型中的集中剪力Q和集中弯矩M可按公式

（4.3.4-1）和（4.3.4-2）进行计算；

2作用在简化直桩嵌固段上土的水平反力可按公式（4.3.4-3）

进行计算；

3简化竖直桩嵌固段上土的水平反力系数knv可按公式

（4.3.4-4）进行计算。土的水平反力系数的比例系数(m)宜按地区

经验取值，缺少经验时，亦可按（4.3.4-5）计算：

20

Q=10c+100l-2l2-40j-10cosa(c-4j+2l)+640(4.3.4-1)

M=l2+4c+9j-33l-cos（a3c+7j-10l-270）-120(4.3.4-2)

pnv=knvnnv+ps0(4.3.4-3)

knv=m(z-h)(4.3.4-4)

2

q-j2-j+0.2j-j+c

m=e0.01(cos1)[38010c]´(4.3.4-5)

vb

式中：l——挡土构件长度（m）；

pnv——作用在简化直桩嵌固段上土的水平土反力；

knv——挡土构件在分布土反力计算点的法向刚度系数；

vnv——挡土构件在分布土反力计算点的水平位移值；

ps0——初始分布土反力（kPa），对于斜直交替支护结构中的

竖直桩嵌固端上的基坑内侧初始分布土反力可按本规

程公式（3.3.2-1）或公式（3.3.2-5）计算，但应将公式

中pak用ps0、sak用spk、ma用mp代替，且不计

（2ciKa,i）项；

h——基坑开挖深度（m）；

z——计算深度，主动区应自地表起算，被动区自坑底起

算(m)；

vb——挡土构件在坑底处的水平位移量(mm)，当此处的水平

位移不大于10mm时，可取vb=10mm；

c、φ——土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°)；

θ——倾斜桩桩身与竖直方向的夹角。

21

M

Q

pak

Pak·ba

pnv

8dPn·b0

ld

z

（a）弹性支点法计算模型（b）简化单桩计算模型

图4.3.4组合式倾斜桩支护结构（斜直）弹性支点法计算模型

1-斜桩；2-直桩；3-冠梁

4.3.5斜直交替支护结构嵌固段上的基坑内侧土反力应满足公式

（4.3.5），当不符合时，应增加倾斜桩的嵌固深度或取Psk=Epk时

分布的土反力。

Psk£Epk（4.3.5）

式中：Psk——挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力标准值（kN），

对于单排倾斜桩，可按本规程公式（4.3.3-1）计算的

分布土反力得出；对于斜直交替支护结构竖直桩，可

按本规程公式（4.3.4-3）计算的分布土反力得出；

Epk——挡土构件嵌固段上的被动土压力标准值(kN)；对于单

排倾斜桩，通过按本规程公式（3.3.3-3）或公式

（3.3.3-6）或采用图解法计算的被动土压力强度标准

22

值；对于斜直交替支护结构，通过按本规程公式

（3.3.2-3）或公式（3.3.2-6）计算的被动土压力强度

标准值。

4.3.6倾斜桩无支撑支护结构的桩身轴力进行正截面验算时，应考

虑轴力和弯矩的耦合作用进行压弯或拉弯验算。

4.3.7倾斜桩无支撑支护结构的冠梁受力，可采用三维数值分析确

定，冠梁截面正截面、斜截面及抗扭等承载力和构造应符合现行国

家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。

4.3.8斜直组合双排桩支护结构的前后排桩冠梁之间的连梁应根

据其跨高比进行截面承载力计算，其截面承载力和构造应符合现行

国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。

4.4稳定性验算

4.4.1倾斜桩支护结构的嵌固深度应符合下列嵌固（抗倾覆）稳定

性的要求（图4.4.1）：

Ea

pkp1（4.4.1）

³Kem

Eakaa1

式中：嵌固（抗倾覆）稳定安全系数；安全等级为一级、

Kem——

二级、三级的支挡结构，分别不应小于、、

Kem1.251.20

1.15；

、基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力的

EakEpk——

标准值(kN)，按本规程公式（3.3.1-1）和公式（3.3.1-2）

计算相应的主动土压力和被动土压力；

、基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作

aa1ap1——

用点至倾斜桩底端的距离（m）。

23

（a）支护结构受力图（b）土压力分布图

图4.4.1倾斜桩支护结构嵌固（抗倾覆）稳定性验算

注：图中主、被动侧土压力分布为沿埋深大小分布，不代表方向。

4.4.2倾斜桩支护结构应按下列规定进行整体稳定性验算：

1整体稳定性可采用圆弧滑动条分法进行验算；

2采用圆弧滑动条分法时，整体稳定性应符合下列规定（图

4.4.2）：

（）

min{Ks,1,Ks,2,,Ks,i,}³Ks4.4.2-1

cl+éql+DGcosb-ulùtanj

å{jjë(jjj)jjjûj}（4.4.2-2）

Ks,i=

å(qjbj+DGj)sinbj

式中：圆弧滑动整体稳定安全系数；安全等级为一级、二

Ks——

级、三级的支挡结构，分别不应小于、、

Ks1.351.30

1.25；

第个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值；抗滑

Ks,i——i

24

力矩与滑动力矩之比的最小值宜通过搜索不同圆心

及半径的所有潜在滑动圆弧确定；

、第土条滑弧面处土的黏聚力、内摩擦角；

cjjj——j(kPa)(°)

第土条的宽度；

bj——j(m)

第条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角；

bj——j(°)

第土条的滑弧段长度，取；

lj——j(m)lj=bj/cosbj

qj——作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa)；

第土条的自重，按天然重度计算；

DGj——j(kN)

uj——第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)；基坑采

用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、

碎石土、粉土，在基坑外侧，可取，

uj=gwhwa,j

在基坑内侧，可取；在地下水位以

uj=gwhwp,j

上或对地下水位以下的黏性土，取uj=0；

3

gw——地下水重度(kN/m)；

基坑外地下水位至第土条滑弧面中点的垂直距

hwa,j——j

离(m)；

基坑内地下水位至第土条滑弧面中点的垂直

hwp,j——j

距离(m)。

25

图4.4.2圆弧滑动条分法整体稳定性验算

4.4.3倾斜桩支护结构的嵌固深度应符合下列坑底隆起稳定性要

求：

1支护结构的嵌固深度应符合下列规定（图4.4.3-1）：

gDN+cN

m2qc（4.4.3-1）

³Khe

gm1(h+D)+q0

j

N=tg2(45+）eptanj（4.4.3-2）

q2

（）

Nc=(Nq-1)/tanj4.4.3-3

式中：抗隆起安全系数；安全等级为一级、二级、三级的

Khe——

支护结构，分别不应小于、、；