在桩基设计中,由于认识水平和计算手段所限,许多工程师仍然采用常规的桩基设计方法进行设计,即认为桩承担全部外荷载,这样造成了很大的浪费;即使考虑了桩土的共同作用,也往往采用弹性理论将桩与承台或筏板按固定比例分担上部结构荷载,这与按变形控制复合桩基设计理念完全不同;复合桩基尽管桩间土直接承受的荷载所占的比例可能大于50%,但桩截面面积所占比例(即置换率)很小,因此也不属于复合地基。作为一种新的桩基设计理念,按变形控制复合桩基由于具有良好的经济效益和广阔的应用前景,近年来得到了广泛的重视。 本文具体工作包括: (1) 变形控制复合桩基是从桩土共同作用出发,考虑桩与土间的荷载分配,其在工作时部分或全部桩达到一定程度的非线性状态,因此不宜采用常规的弹性理论来计算基础的沉降,本文介绍了按变形控制思想设计桩基沉降分析的几种常用方法及适用性,以方便针对不同情况时采用。 (2)对于常规桩基础的安全系数规范中已给出了较明确的规定,但对于按变形控制思想设计桩基的安全系数,现在的研究却较少。本文在前人提出的整体安全系数的概念基础上,考虑变形控制复合桩基中的桩土共同作用,就如何将桩和土这两种不同材料的安全系数统一于计算复合桩基整体安全系数中作了进一步的分析。 (3)从桩基优化设计角度出发,给出了一般桩基础的优化方法和按变形控制思想优化桩基的优缺点。按变形控制设计复合桩基中仍要满足两个基本要求,即承载力要求和沉降量要求。其设计方法也可分为按“承载力控制”和按“沉降量控制”两大类,最后结合工程实例对常规桩基设计法、“承载力控制”复合桩基法和“沉降量控制”复合桩基法三种设计方法和步骤进行分析。分析结果表明按变形控制设计桩基能取得较好的经济效益,并能保证工程的安全性。