桩伴侣是中国发明专利“桩头的箍与带箍的桩”的俗称，专业学术名称为“变刚度桩”。《桩伴侣（变刚度桩）对直接基础与间接基础的优化作用》探索了桩伴侣的作用机理和承载性状，对该技术进行了初步研究。桩伴侣将复合地基、复合桩基等不同形式的基桩整合为“广义复合桩基”，伴侣对桩头的应力分担和改变桩土共同工作的方式有助于基桩的安全和经济上的节约。在岩土工程基础理论方面，《桩伴侣（变刚度桩）对直接基础与间接基础的优化作用》还推导了等效偏心法证实地基承载力并不唯一。《桩伴侣（变刚度桩）对直接基础与间接基础的优化作用》可供从事岩土工程、结构工程、道桥工程的技术人员参考，也可以作为土木类研究生教学参考书。
桩伴侣是中国发明专利“桩头的箍与带箍的桩”（200710160966.1）的俗称：桩头侧面上下一定高度范围设置一闭合环形箍，箍的内径大于桩头的外径，箍与桩是分开的，桩与桩头的箍通过桩间土和垫层的传力来协同工作，组合成带箍的桩。因其具有对桩竖向支承刚度简单灵活调整的特性，故称其专业学术名称为“变刚度桩”。为了深入了解桩伴侣的作用机理和承载性状，本书对该技术进行了初步研究。本书主要的研究成果、创新和结论包括以下几方面。
（1）桩伴侣的发明路径和发明目的在于人为地将桩土共同受力体的某些环节削弱或增强，改变桩土共同工作的方式，使承载和沉降性状向预定的方向发展，实现工程上可以接受的较大总体沉降与较小差异沉降和较小工后沉降，从而极大地促进岩土工程的技术进步和经济上的巨大节约。
（2）认为以相对的深和浅来划分基础类型不尽合理，提出用“直接基础”和“间接基础”的表述来划分基础类型，直接基础可简单定义为能够直接将荷载传递到上层天然地基的基础；间接基础也可定义为穿过上部持力层将荷载传递到下部持力层并间接影响上层天然地基的基础，这样一种分类方法同时包含了地基与地基两方面的因素，更客观地反映地基与基础之间相互依存、相互影响、相互作用的关系。
（3）“用沉降量换承载力”的等价说法或具体解释是地基承载的良性循环，即“上部荷载增大-压实地基土-地基土性质改善-可以承担更大的荷载-进一步压实地基土-地基土性质更加改善-”；思考或质疑了现有地基承载力研究绝对对称体系假设的合理性、很长的滑移线是否具有工程意义、滑移线形式是否可能因“弹性核”破裂而改变、作用于滑移线上的附加应力对抵抗剪切滑动的贡献能否被忽略等问题；探讨了设置桩伴侣对直接基础破坏形式的影响。
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 桩伴侣的“发明路径”
1.3 地基基础新的分类方法：直接基础和间接基础
1.4 研究内容
第二章 对地基承载力的再认识以及桩伴侣对直接基础的优化
2.1 地基承载力研究综述和存在的问题
2.2 评价地基承载力新方法“等效偏心法”的推导过程
2.3 “等效偏心法”与其他承载力计算方法的对比
2.4 桩伴侣“止沉”与“止转”的计算思路和基桩设置的讨论
第三章 间接基础存在的问题和引入“伴侣”的改进
3.1 间接基础的优点和缺点
3.2 复合桩基优化设计对间接基础改进的局限分析
3.3 褥垫层复合地基技术对间接基础改进的缺陷分析
3.4 与桩伴侣类似技术研究综述与对比分析
3.5 桩伴侣对间接基础改进方式的探讨
第四章 竖向荷载作用下桩伴侣工作性状研究
4.1 基于计算不收敛准则的桩伴侣极限承载力有限元分析
4.2 桩伴侣竖向承载计算初探
4.3 桩伴侣安全度评价初探
4.4 桩伴侣沉降量研究初探
4.5 桩伴侣在处理基桩缺陷事故中的“应用”一例
第五章 水平荷载作用下桩伴侣工作性状研究
5.1 研究基桩水平承载性状和概念抗震的重要性
5.2 非典型高承台桩基与带伴侣的桩工作性状比较
5.3 水平荷载作用下带伴侣的桩工作性状数值分析
5.4 伴侣与承台工作性状的初步分析
第六章 结论和今后的研究方向
参考文献
附录1 桩头的箍与带箍的桩
附录2 一种改变桩受力状态的方法
附录3 曾发表的主要论文及科研情况
后记
例如桩基础属于基础而带褥垫的刚性桩复合地基属于地基，负摩阻力削弱桩基础的承载力却是形成复合地基的必要条件，规范要求多数桩基础的基桩进行抗震验算却对复合地基中的竖向增强体不做要求等等，究其原因在于桩基础的基桩与带褥垫复合地基的刚性桩构造形式上的差别，以至于将其分别归为不同的范畴（桩基础是“基础”，而复合地基是“地基”），而且这两类基桩之间的关键差异在于桩头的构造形式，桩伴侣（变刚度桩）则“杂交”了这两类基桩的构造特征。
刚性桩复合地基是我国地基处理领域一项伟大的发明，其核心技术是褥垫层，有关刚性桩复合地基的抗震方面的研究和结论可归结为两个方面，一是地基土置换为刚性桩对场地卓越周期的影响，二是褥垫层的隔震作用对基桩和上部结构加速度的影响，认为刚性桩复合地基下对相互作用体系中上部结构的动力反应明显要比普通桩基础时动力反应小，刚性桩复合地基与上部结构的相互作用对抗震有利。
褥垫层刚性桩复合地基的发明过程可从两个方面来理解：一是由间接基础转化来的；二是由直接基础演变而来。
由间接基础转化的过程大致是这样：由于桩的强度及模量远高于桩间土，在外加荷载作用下，桩的变形远小于桩间土的变形，从而使桩间土难于发挥作用。由于桩端与承台刚性地连接在一起，虽然有不少学者提出诸如利用桩端刺人效应（复合桩基的起源）等做法，但难以从根本上达到调整桩土相对变形的目的。事实上，不少工程实测结果也表明，在建筑物使用一段时间，地基土产生一定固结沉降后，承台下的土承载力极为有限，甚至出现桩间土与承台底面脱开的现象。为了从根本上解决桩土变形协调的问题，中国建筑科学研究院地基所黄熙龄[144]院士提出在复合地基表面、基础与桩、桩间土之间设置褥垫层，人为地为桩顶向上刺人提供条件，并通过褥垫材料的流动补偿使桩间土与基础始终保持接触，从而达到桩土共同工作的目的。
由直接基础演变的过程大致是这样：为了改良天然地基，我国从20世纪70年代开始利用碎石桩（柔性桩）加固黏性土地基，但发现无论是提高桩长，还是加大置换率，提高复合地基承载力都存在一个瓶颈，有时，地基打人很多碎石，静载荷试验承载力反而降低了。经过分析，碎石桩桩体由散体材料组成，本身没有黏结强度，主要靠周围土的约束来承受上部传来的垂直荷载，当桩受荷后，在桩顶不大的一个范围内（一般2-3倍桩径）桩体发生侧向膨胀，于是重点考虑如何将桩土应力比提高，这样以碎石为骨干、加入少量水泥使其具有粘结强度、并掺入石屑可使级配良好、粉煤灰增加混合料的和易性并有低标号水泥的作用、增加桩体后期强度的一种非柔性、非刚性的桩诞生了，这就是著名的CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）。
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