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城市建设的高速发展以及高层建筑的拔地而起，不仅使地基加固的造价成倍增加，而且对桩基础设计提出了更高的要求。桩基础设计，从根本上说应该关于桩基础的变形设计而不是目前所一直关心的承载力设计。基础工程的根本要求之一是以合适的变形满足上部结构的安全，亦即上部结构的安全除了上部结构本身的强度设计安全外，还对基础变形有一定的要求。只要使基础的整体及相对变形控制在上部结构要求限定的范围内，这个基础或地基的设计即是合理的。
本文从相互作用的角度出发，探求桩土相互作用体系中单桩沉降的影响因素，试图为桩基础的承载力设计和沉降量控制找到一种理论依据，利用有限元软件ADINA建立桩-土共同作用的数值模型并进行求解。
有限元方法是研究相互作用问题的有效方法，利用有限元分析，可建立土体与桩相互作用的数值模型，计算桩-土复合体的应力和变形。由于混凝土与土体材料特性、受力性能等方面的差异，使用符合工程实际的反映各自非线性特性的本构模型，在不同材料接触处设置恰当的接触面单元，可以更好地使计算结果与实际相一致。
本文应用节点力学的基本理论和广义位移法的基本概念，推导了用梁单元模拟桩的计算公式；桩-土相互作用一定程度上影响了桩体的应力和变形，鉴于该问题的复杂性，应恰当地选取接触面单元来描述两者之间的界面力学行为。文中对现有的接触面单元的优缺点进行了深入的分析，在总结己有成果的基础上，指出了姚纬明等人提出的薄层单元具有较好的适应性，土体性状复杂，选择恰当的本构模型十分重要，本文介绍了几种常用的土体本构模型，选取应用较广的Drucker-Prager模型。
本文采用二维桩-土相互作用的模型，选用不同的桩参数(桩长、桩径和弹性模量等)，分析各参数对单桩沉降的影响，可以得出如下的结论：
(1)随桩的长度L和直径D的增加，桩的沉降有随之减小的规律，并且都有减少的幅度逐渐变小的趋势，由此可知，在工程实践中要选取合适的桩长和桩径，不能无限制的增大桩长和桩径，因为这样既造成不必要的经济浪费，而且当桩长和桩径增加到一定值后，继续增加将不能有效的减少桩基础的沉降。
(2)随弹性模量E的增加，桩的沉降随之减小，但是到一定限度以后，弹性模量E的继续增加对单桩的沉降影响不大，持力层土体的粘聚力c和内摩擦角必定增加，桩顶沉降随之减小。由此可得，要减小桩基础的沉降量，可以通过对地基土进行改良，比如反复夯实、对软土进行置换等方法。
桩长L、桩径D和弹性模量E的增加反映了桩体刚度的增加，使得桩通过桩侧摩阻力和桩端阻力将上部结构荷载更多的传到持力层中去，从而减小了沉降。在这几个因素当中，土的弹性模量对桩顶沉降的影响要更大一些。最后，本文综合某500Kw变电所的工程的实际情况，得出相应的计算参数，并计算出在一定荷载作用下的桩顶沉降，得出对应的荷载-沉降曲线，以此和实际试验所得的荷载-沉降曲线比较，证明与实际结果相符。