随着我国城市化的迅速发展,桩在高层、超高层建筑以及大多数基础设施建设中扮演着重要作用,桩基作为一种适用较广、效果较好的基础一直备受工程界青睐。桩基的荷载~沉降是检验桩基是否可靠的重要标志,目前对桩的荷载~沉降研究较为广泛,但很难找到一种更为有效的计算方法。本文较为详细的介绍了桩基荷载~沉降的三种计算方法:荷载传递法、弹性理论法以及剪切位移法,较为深入比较了上述方法的优缺点。由于桩土相互作用的关系较为复杂,现行的理论基本都是理想弹塑性模型。而且对桩的荷载传递函数一直都处于研究阶段,在工程上的应用至今都处于半经验半理论状态。本文在介绍了传统的方法后,引入以一种新的本构模型以及相关参数的确定方法。该模型能够很好的反应桩土之间的相互作用关系,尤其是桩与桩端土体的荷载位移关系,而该模型的剪应力模型又能很好地反应桩侧土体的荷载传递。因此,该本构模型很好的应用于桩土的研究。基于该本构模型,本文采用线性或弹塑性模型,提出了新的桩顶荷载~沉降的计算方法—力法和位移法(本文着重研究位移法)。通过对桩底附加一段沉降位移,运用新的本构模型来反算出桩顶的荷载~沉降曲线。该方法对于计算成层地基中桩的荷载~沉降曲线有着更为显著的效果。文章分析了长沙湾特大桥试桩的静载试验研究数据,将试验所得数据代入新的本构模型中,结合新的桩基荷载~位移沉降的计算方法,计算了桩基荷载~沉降曲线,并将其与试验所得的曲线进行对比,有较好的相关性。为了进一步验证相关性,本文运用了MIDAS软件进行模拟,模拟出来的曲线与试验和计算的曲线有很好的相关性。验证了基于新本构的桩基荷载~沉降计算方法的有效性和适用性。通过对桩基荷载~沉降的计算,本文提出了优化桩基的设计准则。该优化摒弃了传统的等截面等强度设计,提出了等截面变强度和等强度变截面两种优化方法,并且提供了上述两种方法的设计原理、计算方法以及优化原理。该优化原理能更为安全、经济地合理选择桩型,使资源更为有效地利用。