复合桩基的研究现状以及成果.docx

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复合桩基的研究现状以及成果

复

合

桩

基

论

文

姓名：

赵军

学院：

土木建筑工程学院

学号：

2008301550176

摘要：

本文对复合桩基的概念及作用机理进行了阐述，并对桩、土、承台三者共同作用的产生条件、作用机理进行了初步分析，同时对群桩一土一承台结构共同作用的目前上较为流行的几种分析方法以及使用条件进行了略述，而且对复合桩基在国内外历史与现阶段的异同做了简述特别是对公路桥梁上复合桩基的应用可能及发展前景进行了展望。

关键词：

复合桩基承台、作用机理公路桥梁沉降

第一部分

复合桩基的概念承、载力确定、设计思想等

一、复合桩基的概念

础设计中，经常会遇到下述情况：

如果用天然地基上浅基础方案，地基强度要示能基满足或相差不大，但地基变形验算结果，往往沉降过大无法满足设计要求，这是就可考虑采用沉降控制复合桩基（也称减少沉降量桩基、疏桩基础等）方案。

它是一种介于天然地基上浅基础和常规桩基（按单桩设计承载力确定桩数）之间的一种基础类型，和常规桩基不同，沉降制复合桩基主要根据建筑物容许沉降量要求确定桩数。

1979年童羽湘基于群桩基础工作机理的分析，提出了分不同情况按沉降设计桩基础的初步设想。

80年代中后期黄绍铭等人，提出了减少沉降的设计思想与方法，1991年在《减少沉降桩基础的设计与初步实践》一文中进行了阐述，认为减少沉降量桩基实际上是以变形控制为原则，考虑桩与承台共同作用，介于天然地基上浅基础与桩基础的一种型式。

自1987年开始管自立开始进行桩基设计新探索，提出用桩来补偿天然地基，改善天然地基的新构思，从而利用天然地基承载力来减少桩基和疏化桩基，使桩基与天然地基达到互补效应。

并称之为疏桩基础。

90年代初宰金珉教授提出了复合桩基的设计方法，并将复合桩基定义如下：

按大桩距布置的低承台摩擦群桩或端承作用较小的端承摩擦群桩承台底土体共同承载上部荷载，纯桩基础与天然地基之间的新型基础形式。

二、复合桩基作用机理

桩基是以桩与桩间土共同作用为前提，以沉降控制为标准作为其设计指导思想。

单桩非线性工作性状在复合桩基工作过程中的主导作用。

桩一土一承台共同作用是指桩、土和承台在外荷载作用下各方受荷与变形发展过程中相互协调、相互制约、相互依存以及相互矛盾的过程。

承台的作用：

（1）产生土中应力，当排水固结达一定程度时它提高承台下地基土的承载力，也提高桩土间的侧壁法向应力和摩擦阻力及其极限值，起“加强作用”；

（2）迫使桩间土沉降，限制桩上段侧壁摩阻力的发挥，起“削弱作用”；（3）决定桩顶的固端特征；（4）迫使桩同步下降，使各桩顶荷载不等，（一般情况是：

角桩>边桩>中心桩）；（5）通过承台底面与土的之间的摩阻力限制土的外挤。

桩的作用：

（1）群桩使承台下的土不易被侧向挤出，从而既提高地基土的极限承载能力，又增加了桩间土的侧向应力与摩擦阻力，这就是“遮拦加强作用”；

（2）桩本身的Mindlin效应使整个桩长范围的土体和桩端以下的土体产生沉降，对桩端以上土体在摩阻力作用下起“下曳作用”；（3）在一定条件下，长范围内产生土的负附加应力，但种种分析研究表明Mindlin的负应力效应是较小的；（4）桩周土体中产生沉降，进而影响相邻桩的侧摩阻力的发挥。

土的作用：

（1）改变自身的媒介作用：

在承台或桩的荷载作用下通过不同的排水固结状态改变自身的应力应变及强度状态，由线性弹性转入弹塑性，进而反作用于桩或承台；

（2）土自沉削弱作用：

土在自身一些因素作用下引起的附加固结沉降，从而削弱了桩侧摩阻力和对承台的反力，甚至在一定条件下使承台与土脱开；（3）由于土体本身的固有特征（如固结、蠕变、触变等时间特征，湿化、循环膨胀收缩等强度与体变效应，使共同作用表现出种种其它的规律，并对这些规律起控制作用。

摩擦型桩或以摩擦为主的摩擦端承刚性桩桩顶受压后，上部荷载通过桩身向桩周土传递，提供抗力的桩周土在上部荷载的作用下大体上要经历三个阶段。

弹性变形阶段。

此时上部荷载较小，桩顶荷载在桩身变形下所做的功将全部转化为桩本身的弹性压缩势能、桩侧土的剪切变形势能及桩底土的弹性压缩势能，桩土处于弹性工作状态，荷载一沉降曲线可近似表示为直线。

弹塑性阶段。

随着上部结构的施工荷载不断增加，桩与桩周土的相对位移不断加大，此时在距桩顶一段范围内的桩侧土的剪切变形已进入塑性状态，而其下部的桩侧土剪切变形及桩底土的压缩变形仍处于弹性阶段。

桩顶荷载所做的外功一部分由桩上部桩侧土的塑性变形所吸收，其余部分转化为桩本身混凝土、桩侧土及桩底土的弹性势能。

桩身与下部、底部桩侧土处于弹性工作状态，而上部桩侧土产生塑性变形，上部分桩侧摩阻得到完全发挥，此时荷载一沉降曲线非线性变化。

桩周土塑性变形急增段。

这一阶段桩侧土的塑性剪切变形从桩侧上部逐渐发展到桩侧下部，随相对位移不断增加，桩基土的压缩变形也渐由弹性阶段进入塑性变形阶段。

桩顶荷载的稍许增加将会引起较大的桩顶下沉量。

桩顶荷载做的外功大部分将由桩周土的塑性变形吸收，载荷一沉降曲线表现为更明显的非线性性状。

当极限荷载达到时载荷一沉降曲线应为陡降段。

由桩身在上部结构荷载不断增加情况下，桩身与桩周土的受力机理分析可知：

当桩身与桩周土的相对位移达到一定值时，桩侧土与桩底土产生塑性变形，由桩侧摩阻力控制的桩身强度达到了极限值，桩产生刺人式“破坏”，桩变成没有刚性的“柔性桩”，在土的竖向约束下，余下的荷载必由承台土承担。

三、复合桩基单桩技术承载力的确定及群桩验算

1、新《建筑桩基技术规范》尚未施行，《建筑地基基础设计规范》对复合桩未作规定，根据有关文献资料提供的试验结果，复合桩基单桩承载力可用下式计算：

Pa=πdΣLifi+ARj

（1）+AoPa1/n

式中：

Pa—单桩垂直容许承载力（104N）；

fi—按土层分段和桩周土的容许摩擦力（104/m2）；

d—桩径（m）；

Li—按土层分段桩长（m）；

A—桩的横截面面积（m2）

Rj—桩尖平面处土的容许承载力（104N/m2）；

n—承台下桩数；

A0—承台底净面积（m2）；

Pa1—复合桩基承台下土层承载力。

在这里，问题的关键是Pa1值取多少，从桩与承台的变形协调条件看，桩在荷载作用下的沉降量应该等于承台下桩间土的压缩量，一般情况下，桩在极限荷载时的沉降量要比承台下桩间土达到极限荷载时的压缩量要小得多，也就是说，桩达到极限承载力时，承台下桩间土达不到极限承载力，即Pal小于土层承载力f值，而大于土层承载力的25%。

2、群桩验算

群桩验算，多年来国内外基本上采用两种方法，一种是将单桩承载力进行折减后，乘以桩数作为群桩承载力。

但目前尚缺乏大面积群桩的试验资料，而已有折减系数的算法出入很大，且折减后的桩基沉降究竟减少了多少仍无法知道。

近年来设计工作者逐渐趋向于放弃采用群桩折减系数确定单桩承载力的方法，而采用太沙基和泼克（Terzaghi-Peck）提出的方法。

该法认为，群桩与桩间土的作用类似于刚性的整体基础那样，把荷载传递给桩端以下的土，群桩的破坏，也类似于整体基础的破坏。

3、加载过程分析：

1）加荷初期，由于沉降量小，承台下桩间土几乎不承受荷载，这时的外荷载大部分由桩承受，复合桩曲线接近于无承台试验桩曲线；

2）随着外荷载的增加，基础沉降量增加，桩间土承受的荷载开始增加，复合桩试验曲线偏离无承台试桩曲线，向复合桩理论曲线靠近；

3）由于承台的存在，延缓了桩的破坏（由于加荷设备的限制，三根带承台的试验桩都未达到破坏），提高了桩的承载力。

4、反力分布

（1）桩项反力分布

各桩桩顶反力与外荷载按桩数的平均值P随S／d，L／d，E／E的变化情况有如下规律：

1）群桩中不同位置基桩桩顶反力与各基桩平均荷载的比值P／Pn大致范围，角桩：

Pc／f=0．7～1．2，边桩／P口=0．6～0．9，中心桩／=0．2-0．9，其中，，只分别为角桩，边桩和中心桩的桩顶反力，P口为各基桩平均荷载。

形成这种“倒马鞍”形桩顶反力分布的原因是由于群桩中各桩引起的土中应力的重叠，使内部桩桩尖平面外的土中附加应力大于角桩或边桩桩尖平面土中的附加应力。

因此内部具有更大的沉降趋势。

而刚性承台的约束作用使各桩的沉降必须相等。

在此情况下承台底板的荷载由中心桩向角桩和边桩转移，导致角桩和边桩的桩顶反力远大于内部桩。

2）群桩中不同位置基桩桩顶反力分布的差异随着桩径比S／d的增大而减小。

3）桩顶反力分布的差异随着Ep／E的增大而增大。

这说明土越软，应力重叠导致的中心桩沉降趋势越大。

由于承台的约束作用，中心桩桩顶荷载向边桩和角桩转移的荷载越大，从而导致桩顶反力差异增大。

当E／E达到4000以后，增长量趋于微小。

4）随着长径比L／d的增大，／P口有所减小，而／P口只／则不断增大。

前已述及，桩顶反力分布的差异是由于中心桩桩尖平面土中附加应力的重叠导致荷载由中心桩向角桩和边桩转移而形成。

当桩越长，传递到桩尖平面处土中的附加应力就越小，因而荷载转移就越小，桩顶反力差异就越小。

（2）侧摩阻力分布

群桩中各基桩侧摩阻力的发挥水平是不相同的，中心桩侧阻发挥水平远低于边、角桩，而边桩和角桩侧阻发挥水平相近。

造成这种现象的原因是由于桩群对桩间土的挟持作用，使得中心桩和桩侧土间的相对变形（或相对变形的趋势）难以发展到外围桩的水平，因此其侧阻值低于外围桩。

但是，随着桩距的增大，其差别逐渐缩小。

这说明桩距越大，群桩效应越小，群桩中各基桩的工作性状越接近于单桩。

（3）承台底土反力分布

1）不同断面的土反力分布都是中间小，两边大，呈僻马鞍型。

就整个承台而言，土反办以角部最大，中部最小，边次之，大体呈双曲面形分布。

2）承台内、外区土反力的差异非常明显。

‘外区土反力比内区大得多，这说明对于桩距较小的群桩，增大桩群外曩承台底面积占整个承台面积的比例，可以有效地提高承台底土反力总值及其分担荷载的作用。

3）在承台内区（即桩群内部），不同桩长的群桩，土反力分布都比较均匀，而在承台外区越靠近承台边缘，土反力趋大。

4）承台内，外区土反力的差异随桩长的增大而啊显减小。

5）桩距越大，承台内区所占比例就越大，承台底土反力就越大

四、复合桩基的设计思想

复合桩基具有以下优越性：

（1）单桩可以承担趋于极限承载力的荷载；

（2）采用少量桩即可大量减少沉降，达到控制沉降的目的；（3）可大量减少用桩数，大大降低基础工程的造价。

采用桩筏基础一是控制建筑物的沉降和不均匀沉降，二是提高地基的承载力。

但对一具体工程而言，这两个要求的重要性并不是完全等同的。

桩群属于端承桩时，显然沉降量不是主控要素。

摩擦群桩和端承摩擦群桩的桩筏基础，由于岩土工程问题的复杂性，特别是由于桩筏基础沉降计算的复杂性和不精确性，不少工程设计人员不顾地质条件的差异，一味倾向于桩基直接嵌入基岩，嵌岩深度有越来越深的趋势。

导致这种设计倾向的一个根由是，根本不考虑地基土参与承担荷载的可能性，以及忽略了建筑物可以承受一定沉降量的可能性。

以沉降控制设计的思想有助于纠正上述不恰当的设计思路。

复合桩基的桩距较大（一般大于六倍桩距），群桩效应已退至次要地位，并且单桩荷载往往远远超过容许承载力，甚至接近极限承载力Pu，所以通常在设计复合桩基时采用以沉降控制的思想。

1）沉降控制复合桩基的承载力确定由于桩数减少，沉降控制复合桩基桩距则相应明显增大，工程中实际应用的平均桩距一般在5～6倍桩径以上，群桩效应作用也就不显著，一般可近似地认为沉降控制复合桩基总极限承载力等于沉降控制复合桩基中所有各单桩的极限承载力与承台下地基土无桩条件下的极限承载力之和，即分项群桩效应系数均取1。

2）沉降控制方法确定桩数

根据疏桩复合桩基的受荷机理分析可得出求桩数公式：

n=（Q—ofA）／（[3Q）

式中：

Q一上部结构竖向载荷设计值，基础自重

设计值与基础上土重标准值之和；

●f-经修正后的天然地基承载力设计值；

●A一基础面积；

●一天然地基承载力设计值f的利用系数；

●p一单桩极限承载力利用系数。

沉降控制复合桩基设计的关键是，通过计算不同用桩数量的基础沉降，得到基础桩数和沉降之间的关系曲线。

沉降随着桩数的增加减小，但随着桩数的增多，用增加桩数来减少沉降的作用已经不明显了。

此时，基础沉降主要由桩端以下土的压缩量组成。

通过沉降与桩数关系图，可以很清楚地找到最优桩数。

设计时应选择曲线趋于平缓时的拐点后面附近某一点作为复合桩基用桩数量。

事实上，不管是以承载力控制设计的思路，还是

以沉降控制设计的思路，都必须满足建筑物对地基的沉降和承载力要求。

因为不管采用哪一方面作为主控要素，其另一方面的要求都必然是前提条件。

这两种设计思想主要是侧重点不同，设计的着手点不同而已。

调查表明，深厚土层特别是深厚软土层中的桩基础的失效，绝大多数是由于总体沉降或差异沉降过大造成的。

在这种情况下，采用以承载力控制设计的思路显然是不合理的。

我们知道，桩筏基础的沉降量一般可以分为三部分：

桩体压缩量、桩端对下卧土层的刺入量和下卧土层的压缩量。

对深厚软土地基，卧土层压缩量往往是沉降的主要部分，当采用以承载力控制设计的设计思想时，不重视沉降量的分析，往往会导致桩筏基础的失效。

五、复合桩基的适用条件

1、基土处于固结稳定状态,不存在液化土层。

欠固结土,在附加地基应力作用下,随时间增长,将产生很大的固结沉降,有可能使地基土与承台底面脱空,使天然地基土失去承载作用,将大大降低复合桩基的安全储备,对结构安全十分不利。

液化土层在遭遇地震作用时,将产生液化现象,使该土层丧失承载力,这也将大大降低复合桩基的安全储备,这是设计要避免的。

2、桩底端持力层不能是基岩等坚硬土层。

持力层为基岩等坚硬土层时,桩端不能产生刺入沉降,不能迫使基底土参于工作,将大大降低复合桩基的安全储备,对结构安全十分不利,这也是设计要避免的。

3、场地不能处于人工地下降水地区。

在人工降水场地,地下水位的下降将在地基土中产生附加应力,在附加地基应力作用下,随时间增长,将产生很大固结沉降,有可能使地基土与承台底面脱空,使天然地基土失去承载作用,将大大降低复合桩基的安全储备,对结构安全十分不利。

在有地下温泉的地区,开发利用温泉时,将引其地下水位下降,设计时要避免在这种场地采用复合桩基。

4、桩端持力层要有足够的厚度,其下无明显的软弱下卧层。

桩端持力层有足够的厚度,且其下无明显的软弱下卧层时,其单桩极限荷载Ru为稳定值或略有缓慢增长;否则,单桩极限荷载Ru不稳定,甚至会随沉降的增大而降低,设计中要避免这样的土层做持力层。

5、宜在承台底面下铺垫一定厚度的碎石层并经适当辗压,确保承台与地基土紧密接触。

桩间土,特别是承台底部土层的变形对承台的分担比影响很大,桩间土越软,分担比越低,若承台底部存在适当的硬土层,由于硬土的应力扩散效应,将减小下面桩间土受到的附加加应力水平,即使下面的桩间土很软弱,可大大提高承台的分当比

6、要重视施工引起的超孔隙水压力的不利影响。

非挤土型（如钻孔灌注桩）在施工过程中不会产生超孔隙水压力,在上部荷重作用下,桩和桩间土共同承受上部荷载,承台分担比是一定值,承台底与基底土不会脱离。

而挤土型桩在施工过程中会产生超孔隙压力,使基底土体隆起,过了到一定时间后,由于超孔隙水压力消散而引起固结沉降,若固结沉降大于桩基沉降,则基底与桩间土脱离,这将降低桩基的安全度,设计中要避免出现此类情况。

第二部分

发展现状与历史异同及研究成果

一、过去与现在的设计思想异同：

传统的桩基设计方法是按荷载能力极限状态进行设计，即把外荷载均匀地分配到各个桩上，由桩传递到桩侧土和桩端土中，承台板只起连接桩顶和将荷载传递到各桩顶的构造作用。

各桩所受荷载的总和为结构的总荷载，各单桩承载力之和即为桩基的承载力。

．该设计方法在工程设计中运用非常普遍，但实际上它与桩基的实际工作机理不相符，忽略了承台、桩、桩问土的共同作用对桩基的影响。

JGJ94．94建筑桩基技术规范明确提出了复合桩基及承台效应、群桩效应对基桩承载力的影响。

因此对于复合桩基的受力特征、工作机理，广大工程设计人员必须详细掌握，这对于优化工程设计有较大的意义。

JGJ94．94建筑桩基技术规范规定了桩群、土、承台相互作用效应的复合桩基必须符合的三个条件：

1）多于3根的非端承桩桩基；

2）承台底面不脱地；

3）承台底面不存在可液化土、湿陷性黄土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土，或可能出现震陷、降水、沉桩过程产生高孔隙水压和土体隆起。

这是因为承台及承台底土分担外荷载是桩基沉降不危及建筑物安全和使用功能前提下群桩整体下沉实现的。

而端承桩的桩底持力层刚硬，由桩身压缩引起的桩顶沉降不大，因而承台底面土反力（接触应力）很小。

这样，桩顶荷载基本上集中通过桩端传给桩底持力层，并按一压力扩散角向下扩散。

这不足以引起坚实持力层明显的附加变形，群桩基础承载力之和等于各基桩的相应承载力之和。

关于复合桩基中桩、土、承台的共同作用，国内外不少学者均进行了弹性理论及现场试验的研究。

通过有限元法，利用SuperSAP软件对竖向荷载作用下的复合桩基进行三维弹性分析，探求桩、土、承台的相互影响，从中揭示出有益于工程设计的结论。

二、现阶段的成果与建议

对于小桩距（S=3d），侧阻、端阻及土反力总体l瞳荷载的增大而增大，呈线性关系。

且侧阻总值的增长明显快于螬阻和土反力的增长，这表明侧阻分担了大部分的荷载，且侧阻最后达到了极限值。

对于大桩距（S=6d），群桩，端阻的变化情况同小桩距情形相似，即随外荷载的增大而增大，但侧阻值变化规律剐与之不同，其随外荷载的变化曲线明显地分为两个阶段。

第一阶段：

侧阻值和土反力值均l瞳外荷载增大而线性增大；第二阶段：

当外荷载达到某个值P0后，土反力的增长速度明显加快，而侧阻则逐渐下降，导致土反力值超过筒阻值，成为外荷载的主要因素。

以上情形说明大桩距充分调动了桩问土的承载力，提高了承台分担外部荷载的比例，一般来说，群桩中Q。

／P基本处于8％～12％范围内，／P约为55％～75％，承台则分担了l0％～25％的外荷载，侧阻承担了绝大部分外荷载。

复合群桩基础由每根桩通过承台并联而成，即使个别桩的桩顶荷载达到极限状态，但仍不影响整个群桩基础的正常工作。

如按单桩安全度来设计群桩，也即按强度设计，并没有真正体现群桩基础的工作安全度。

从复合群桩基础中各基摭受力特性来看，桩基的优化设计尤其是群桩布置的原则问题存在两种截然不同的观点：

1）群桩布置应外强内弱，即增加角、边桩的长度和半径或布桩密度，使之与桩的实际受力情形相吻合。

2）采用“外弱内强”的设计方法，即增加内部桩的剐度来吸引更多的荷载，从而使底板内力更小。

经过分析比较，认为。

外弱内强”的布桩方法更为合理。

因为它可以降低底板内力和弯矩分布，减小底板厚度，使整个工程造价降低。

三、国内外复合桩基在差异沉降调节方面的历史和现状

1、国外复合桩基在差异沉降调节方面的研究状况作为介于天然地基浅基础和常规桩基础之问的一种地基基础形式，复合桩基设计长期以来一直受到国内外工程界和学术界的关注。

对复合桩基最早的研究开始于上世纪50年代中期，当时墨西哥的Zeevaert教授就提出了适用于软土地基上中高层建筑物的附加摩擦桩的补偿基础方案。

在其早期发展中，O．C．Zeinkeiwicz和YK．Cheung[J8l应用有限元研究了地基基础的共同作用。

比较明确地提出桩基按沉降变形设计将比按承载力设计更为经济这一理念的是英国的Burland教授等人。

他们认为在浅基础的地基承载力已足够的前提下，可以采用少量的、能充分发挥其极限承载力的桩来减少建筑物的沉降，这就是“减小沉降量桩”的概念I1。

减小沉降量桩基础的设计必须考虑桩——筏——土系统的相互作用，而桩的长度和数量是由地基土的性质和基础的沉降及稳定性来决定的。

澳大利亚著名学者Poulos与Davis1201对减少沉降量桩基础进行了较为详细的介绍，并将其和Zeevaert教授提出的附加摩擦桩的补偿基础形式一起称为“桩筏体系”。

与此同时，Hooper[211教授进行了有限元模拟分析，指出为建立竖向刚度较大的桩土混合地基所需要的桩数并不多，但是沉降却可以大大减少；当桩数达到一定程度后，继续增加桩数对减少最大沉降和差异沉降的作用也不再显著。

Hain，S．J．和Lee，I．K．[221（1978）采用Poulos的桩弹性理论及理想弹塑性模型，用LoadCut—off的方法，考虑了桩——筏——土之间的共同作用，分析了桩数、桩的刚度、筏板刚度以及土层压缩模量的变化对桩一土间荷载分配的影响。

瑞典在八十年代初进行了大量有关减少沉降桩基础的理论和现场试验的研究，并由J&W设计顾问所提出了CreepPile（屈服桩、或称蠕变形桩，类似于塑性支承桩的概念）的设计概念和方法，其设计基本原则是最大限度地发挥桩的承载能力，使桩的安全系数等于l。

Cooke，R．总结了几十年来他对伦敦硬粘土地区高层建筑桩基础的研究成果，认为按照常规桩基设计方法设计的桩基础实际安全系数要远大于设计中所取的2或3，并且指出当桩基础只是被用来减少基础沉降时，在桩问距为4倍桩径时再加入更多的桩并不能显著地减少沉降。

Randolph指出，假如设计已经达到优化水平，一个较为柔性的筏板也可以产生最小限度的差异沉降。

他通过有限元模拟后得出，合理的部桩方式，如在筏板中心布置少量的桩可有效地减小筏板的差异沉降。

基础、地基与上部结构的共同作用是桩筏基础优化设计的核心主题。

上部结构形式、荷载分布、地基土层的多样性及复杂性，使得筏板厚度、布桩方式、桩长、桩径、桩数及其分布可在较大范围内取舍，存在很大的优化空间。

2、国内复合桩基在差异沉降调节方面的研究状况

由于具有显著的经济效益，与国外相比，基于差异沉降控制的复合桩基设计在我国得到了更为广泛的重视，并且进行了较多的工程实践。

目前，国内现有的设计方法大致有以

下几种：

1）宰金珉教授的桩土明确分担荷载的复合桩基设计方法上世纪九十年代初，宰金珉教授提出了桩土荷载明确分担的整体承载力与沉降量双重控制下的复合桩基非线性设计方法并复合桩基的沉降计算进行了研究。

复合桩基主要适用于当地基承载力能够承担上部荷载但沉降量却不满足要求，或者地基承载力虽不满足要求但却可以承担一半以上的上部荷载的情况。

这时按复合桩基理论设计桩基础所需的资金投入将比常规设计大大减少。

在总体安全度眨和总沉降小于容许沉降的双重控制下，单桩近似取用极限承载力。

根据这一概念而设计的南京建筑工程学院图书馆，其桩基础令单桩工作荷载P接近或达到单桩的极限荷载，充分利用了地基土承担荷载[z61，桩基础工程共节省104万元，这一实例说明了复合桩基的运用经济合理。

凌华拉1分析了桩长、桩径变化对基础平均沉降及差异沉降的影响，得出了中心布桩是均匀受荷桩筏基础的合理布桩方式，且比增加板厚更能经济有效地减少差异沉降。

余踟对桩筏基础差异沉降的产生机理和针对其的控制措施进行了分析，运用调整桩长的单桩变刚度法来控制桩筏基础的差异沉降，并结合某油罐桩筏基础工程实例，通过实测资料和有限元分析表明了该方法控制差异沉降的有效性，如果进一步的调整桩长，甚至可以产生零差异沉降的效果。

同时，文献也给出了对地基、桩基支承刚度分布进行人为调整的概念和实现方法，对关于采用可变刚度垫层的复合桩基的内容也给出了工程应用的途径和实例[。

李雄威在前人研究的基础上设计了单桩系列模型试验和群桩系列模型试验，对复合桩基的作用机理进行了分析，并针对试验成果进行了数值模拟分析，得到了一些具有实际意义的研究成果。

2）黄绍铭等人的减少沉降量桩基础的设计方法

黄绍铭等人认为有时在软土地区使用桩基础的原因是由于基础底面以下深厚的软弱下卧土层引起的沉降量过大，使用较少数量的桩即可使沉降量达到允许范围关于桩筏基础的沉降计算，我们要区分