基坑是建筑物施工建造的“第一步”。在基坑开挖和地下结构施工期间，为了防止基坑四周的土体倒塌、地表凹陷，甚至破坏周围建筑，需要用桩、墙结构配合水平内支撑进行挡土，以保证基坑和周边环境的安全。

地下空间开发时常需要先修建挡土结构，以保证基坑开挖安全。几十年来，软弱土地区的基坑工程普遍采用水平支撑控制基坑工程稳定、变形及对周边环境的影响。水平支撑支护技术存在着耗材多、造价高、工期长、土方开挖与地下结构施工难度大、支撑拆除产生大量噪音和工业化建造程度低等突出问题。

技术使地下一层到地下二层或更深的基坑在条件适当时可实现取消内支撑，实现基坑施工便捷、降耗、减碳和工业化建造，取得了理论分析—技术开发—设计方法—施工装备—工程应用的全链条创新成果：

技术包括斜直交替桩组合支护、“X形”“个字形”倾斜桩组合支护、斜直组合双排桩支护等，变形和稳定控制能力突破性提升，变形仅为传统悬臂无支撑支护技术的20%~50%，基坑极限挖深提升15%~50%，在变形得到有效控制的同时取消了水平内支撑，基坑施工周期短、工程材料消耗低，并可工业化建造。

还提出了倾斜桩无支撑支护体系5个作用，即地基梁作用、自撑作用、刚架作用、重力作用和减隆作用，揭示了倾斜桩支护技术变形和土压力发挥的相互作用机理，建立了变形和稳定分析理论和设计方法，主编了相关技术标准。

针对没有满足城市环境低振动和低噪音要求施工设备的难题，发明了预制倾斜桩静力压桩设备、倾斜钻孔灌注桩施工技术与装备，突破了无支撑支护技术施工的“卡脖子”瓶颈。

倾斜桩支护无需水平内支撑，就能稳稳地控制支护变形以及周边环境。最重要的是，对比传统水平内支撑支护技术，基坑施工周期、造价和建材用量可降低20%~40%，大幅减少支撑施工涉及的大量高强度人工劳动，提升基坑工程工业化建造水平。

该成果已成功应用于天津市首个国家重大科技基础设施——“大型地震工程模拟研究设施”工程项目中。该设施建成之后将成为世界最大地震工程模拟研究设施，项目基坑开挖深度达14.7米，基坑面积约2.95万平方米，而且基坑开挖深度范围内分布有厚层淤泥质软土。原设计采用了两道水平内支撑支护，但水平内支撑的施工和拆除会占用工期，而且水平内支撑的存在会导致土方开挖、外运、基础与地下结构施工难度增大，且基坑支护结构与地下结构交叉施工不能满足振动台基础底板分块浇筑要求。应用了该成果的自稳型倾斜桩梯级支护技术，把14.7米的基坑分为两级开挖，第一级支护开挖深度为8米，采用自稳型倾斜桩;第二级支护开挖深度6.7米，取消了水平内支撑。第一级开挖完成后，自稳型倾斜桩支护的最大水平位移仅为12毫米~24毫米，变形控制效果良好。同时基坑土方开挖高效，施工便捷，工期缩短72天，直接节省造价约1100万元。技术还应用于天津、河北、福建、贵州、四川、湖北等省市的数十项工程，推动基坑工程在节能减排和持续健康发展方面的创新，入选天津市生态环境保护(碳达峰碳中和)科技发展蓝皮书(2022)，为我国实现“双碳”目标作出贡献。