水泥粉煤灰碎石桩(CFG)桩复合地基以其经济可靠、施工快速简便而且环保效益好的优点，在处理中、低层建筑、不均匀差异沉降、湿陷性黄土和灵敏土等方面，取得了可喜的成绩。但是，在推广运用的同时也产生了一些问题。CFG桩复合地基理论还不成熟，落后于实际，其承载力和沉降计算理论正在发展之中。相比之下，沉降计算远不如承载力研究的更深入、成熟。 本文在总结前人研究成果的基础上，分析了刚性、半刚性桩(CFG桩)复合地基中褥垫层的作用机理，基于桩一基土一褥垫层相互作用的工作特征，引用等沉面的概念，应用弹塑性理论，建立了刚性桩与桩周土相互作用的竖向位移协调方程，为褥垫层厚度的合理设置及褥垫层材料的选择提供了理论依据。 基于对复合地基承载机理的研究，对目前CFG桩复合地基承载力计算公式作了总结和讨论，分析了复合地基承载力计算的影响因子，并应用工程实例，分析对比其计算公式的优点及不足之处，对工程设计有指导性意义。 应用数值模拟的方法，借助拉格朗日元法及其大型有限差分程序—FLAC3D，建立刚性桩(CFG桩)复合地基数值模型，桩、桩周土、垫层及承台分别选择合适的模型，分析研究了影响复合地基沉降变形的影响因素(地面荷载P、褥垫层厚度h和模量E、桩长L、置换率m、桩土模量比Ep/Es、桩端土和桩间土模量比及群桩效应等)，找出其对复合地基沉降变形影响的贡献。并且基于沉降控制原理，应用复合形优化设计方法，把桩长、桩径、置换率作为沉降影响主要控制因素，提出CFG桩复合地基按沉降控制进行优化设计方法。为实际工程安全、经济、合理的设计提供理论依据。