桩基础是一种重要的基础型式,在房屋建筑、桥梁、海洋等工程中都有广泛的应用。但桩基础的设计和计算过程比较复杂,特别是有些领域中,采用带有斜桩的桩基础或者由于施工技术、地质条件的原因产生斜桩时,手工计算十分麻烦、且很难得到满意的结果。目前,有关桩基础设计与分析的软件非常少见。本研究根据现有桩基础设计与分析理论,将桩基础考虑为一种空间结构体系。在桩的侧向地基反力系数为各向同性的假设下,将桩的分析推广到群桩中包含斜桩的情况,并用差分法推导计算了桩头刚度计算公式。将上部荷载向承台中心简化,根据桩头的刚度、坐标与桩身的倾角计算承台的空间位移、转角以及每根桩分配的荷载。最后采用有限差分法计算每根基桩的内力与位移,作为设计的依据。基于以上理论,以Visual C++6.0为开发平台,研制了能够设计与分析对称、非对称的竖直、倾斜、高、低承台桩的单桩或群桩基础的程序。程序设计主要包括界面设计与计算程序两个方面。界面除了起交换数据作用外,更重要是直观、方便,能够有效地减少设计中的错误。计算程序分别采用张法、m法、c法计算单桩或群桩的桩基础受力与变形。程序具有方便的人机对话界面,以便设计者通过改变桩、土模型条件调整桩头刚度矩阵,即变刚度法调整荷载分配使基桩受力更加合理。分析的结果可实时显示,以验证设计的有效性。利用开发的群桩设计与分析程序,分别按张法、m法和c法,在桩尖铰接、自由、固定的边界条件下计算与分析了单桩基础、全部是竖直桩的群桩基础、带斜桩的群桩基础等算例,并将结果与现有计算结果相比较,验证了程序的正确性,证明了本程序有较好的工程实用性。