前言

第一章 导论

1.1 桩基技术现状

1.2 桩基础沉降研究的进展和问题

1.3 高层建筑桩箱（筏）基础沉降研究的进展

1.4 高层建筑桩基础沉降计算中存在的主要问题

1.5 《建筑桩基技术规范》（jgj 94-2008）新增内容

1.6 桩基概念设计

1.7 桩基础的受力特征与成桩工艺

第二章 桩的受力性状与单桩承载力计算

2.1 灌注桩的荷载传递性状

2.2 桩基竖向承载力计算

2.3 特殊条件下的桩基竖向承载力验算

2.4 群桩计算

2.5 群桩基础直接计算法

2.6 复合地基承载力的确定

2.7 桩基水平承载力与位移计算

第三章 群桩-承台和桩-土共同作用分析

3.1 桩基承台效应的试验实测

3.2 现场大比尺圆形桩基承台实测

3.3 桩基承台土反力实测

3.4 高层建筑的桩筏（箱）荷载分担的实测与计算

3.5 《建筑桩基技术规范》（jgj 94-2008）对承台效应的分析

3.6 地基处理中的复合桩基设计与实例测试分析

3.7 减沉复合疏桩基础的计算

第四章 变刚度群桩调平设计

4.1 基本思路

4.2 变刚度布桩的概念设计

4.3 关于桩筏、桩箱基础传统设计理念与方法的思考

4.4 碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应

4.5 试验验证

4.6 变刚度布桩设计的原则

第五章 群桩沉降计算与实测分析

5.1 基础沉降计算的数值方法

5.2 高层建筑深基础沉降研究进展和问题

5.3 超高层建筑深基础沉降计算中实用模型和计算参数

5.4 土的泊松比和变形模量的确定

5.5 按《建筑桩基技术规范》（jgj 94-2008）建筑桩基的沉降计算

5.6 高层建筑基础沉降计算与实测分析

第六章 空间变刚度群桩等沉降设计方法

6.1 群桩分析和实测数据中的一般规律和应用依据

6.2 变刚度群桩设计进展

6.3 空间变刚度群桩等沉降设计新方法及概念设计

6.4 空间变刚度群桩沉降计算

6.5 小结

第七章 变刚度群桩工程应用实例

实例1：德国法兰克福展览大楼

实例2：北京京广中心大厦

实例3：海康供销社综合楼

实例4：某营业部楼变刚度群桩设计

实例5：南京工业大学图书馆

实例6：某办公楼工程实践与实测

实例7：储油罐基础采用变刚度群桩设计

第八章 变刚度群桩设计的技术经济分析

实例1：上海郊县某12层宾馆主裙连体建筑变刚度群桩技术经济分析

实例2：上海外高桥某12层办公楼技术经济分析

实例3：某高层综合楼技术经济分析

实例4：上海杨浦区某大厦主裙房连体结构

实例5：大型储罐基础桩基设计的技术经济分析

主要参考文献 2100433B

《变刚度群桩设计原理与工程应用》根据我国新颁布的《建筑桩基技术规范》（1994—2008），系统、全面地介绍变刚度群桩设计原理与工程应用。《变刚度群桩设计原理与工程应用》共八章，分别为导论、桩的受力性状与单桩承载力计算、群桩—承台和桩—土共同作用分析、变刚度群桩调子设计、群桩沉降计算与实测分析、空间变刚度群桩等沉降设计方法、变刚度群桩工程应用实例和变刚度群桩设计的技术经济分析。

竖向荷载作用下的群桩基础，由于承台、桩、土相互作用，其基桩的承载力和沉降性状往往与相同地质条件下设置方法相同的单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。群桩基础的承载力并不常等于各单桩承载力之和。群桩效应具体表现以下几个方面：群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。例如地震荷载作用下，桩基承受较大的水平荷载， 由于群桩效应的影响， 群桩中各桩基的承载力相比单桩要小的多， 并且由于边缘效应和影子效应的影响范围不同， 前排桩(加载方向前的第一排桩基)水平承载力相比其他各排桩是最大的，而其余各排桩水平承载力相比单桩来说下降更多。因此， 想要正确模拟群桩基础的桩土相互作用，就不能简单的认为土体对群桩基础中各单桩的作用与独立的单桩相同。对于地震荷载作用下的群桩效应，很多学者基于 p- y 曲线进行了深入研究，主要涉及到三个方面：①群桩效应的计算。对于群桩效应的计算， 大部分的处理方法是将群桩基础中单桩的 p- y 曲线与独立的单桩 p- y 曲线建立某种关系， 最直接的方法是将单桩的 p- y 曲线乘上某个修正系数因子， 得到群桩的 p- y 曲线，考虑此修正系数因子的方法主要有 y 修正系数、 P 修正系数和模数修正法， 其中又以 P 修正系数应用的最为广泛；②群桩效应对桩基地震反应的影响。Makris 等通过解析方法分别分析了 1 × 2 群桩基础在桩顶谐波激励(主要为惯性相互作用)和竖直传播的 S 波激励(主要为几何相互作用)下群桩效应对地震反应的影响， 结果表明， 惯性相互作用下， 群桩效应的影响更大。群桩效应的影响因素。群桩效应受多种因素影响， 包括桩距与桩数、 桩径、 土质、 桩顶是否嵌固、 荷载作用方式等。对群桩效应和承台抗力进行了研究， 指出桩基间距是影响群桩效应和桩基地震反应的最主要因素， 土体类型和密度对群桩效应及群桩地震反应基本无影响 。

本文以模型试验和数值模拟为基础，对传统复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的力学性状进行分析研究，主要完成工作如下： 1.完成模型试验14组，对改变桩长和褥垫层厚度的单桩、群桩复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的内力及变形进行了量测和记录，试验揭示了桩土相互作用、荷载传递过程、应力分布特点、沉降变形等规律。 2.利用ANSYS，系统地分析了不同桩长、桩径、桩体模量、加固区和下卧层土体模量、褥垫层厚度和模量等因素对复合地基力学性状的影响，对采用不同桩长的变刚度复合地基进行分析研究，为建立经验公式提供了必要数据。 3.针对群桩复合地基的差异沉降问题，进行了变刚度复合地基的必要性和方案研究。 4.提出了采用“桩体沉降法”来计算复合地基沉降的公式，该计算方法通过与模型试验结果和工程实测数据相比较，达到较高的精度，能直接应用于工程设计。在该沉降计算方法的基础上提出变刚度复合地基的沉降计算公式。 5.应用加权均值GM（1，1）模型对复合地基进行沉降预测，并与传统GM（1，1）模型相比较，具有更高的预测精度。