地基土是沉积而成的非均匀介质，沿深度方向呈现为层状或力学参数随深度而变化。考虑地基土的非均匀性，才能更真实地反映土与桩的共同作用特性。本文提出了一种分析非均匀地基中桩基础共同作用的数值方法。该方法应用层状材料介质的广义Kelvin基本解，由于该基本解考虑了各土层界面上位移和应力的协调条件，从而避免了在考虑桩土共同作用时沿土层界面上的积分，因此，可以简便地分析沿深度方向呈非均匀性的地基中桩及群桩问题。首先，分别建立桩和地基土剪应力和位移之间的方程。在建立土体的剪应力与位移方程时，采用层状材料的广义Kelvin基本解；在建立桩身剪应力与位移差分方程时，采用Bernoulli-Euler杆理论。然后，利用桩与土之间位移协调条件建立整体方程，并依据建议的方法编写Fortran程序。通过三个单桩和一个群桩的实例，验证所提出的方法的正确性和计算精度。应用该方法详细地分析了层状地基和Gibson土层中单桩和群桩的工作性状，在弹性条件下，得出了直接应用于实际工程设计与施工的结论。随桩承受荷载的增加，桩侧阻力也增加，当桩侧阻力达到地基土的极限强度时，滑移会发生。考虑桩—土界面的滑移，对上述建议的弹性分析方法进行改进处理，并采用两个实例，验证了建议方法的正确性和精度。地基土的变形是非线性的，土的变形参数与各点的应力水平有关，桩基础的分析和设计必须考虑地基土变形的非线性。采用Duncan-Chang非线性模型，对上述建议方法进行改进处理，建立非均匀地基中桩基础非线性分析方法，与两个现场试验实测数据比较，非线性分析的计算结果接近于实测结果。桩基础优化设计是重要的，能最大限度地发挥桩的承载潜力，在保证安全的前提下减少桩数、减小桩径和桩长，使桩基础成为较经济的设计方案。用本文提出的非均匀地基中桩基础非线性分析方法，按单桩极限承载力设计桩基础，进行沉降和整体安全度的双重复核。建议的桩基础设计优化方法，应用于实际工程，可取得明显的经济效益。