CFG桩复合地基已经广泛应用于多种土质条件下各种建筑工程中，并取得了巨大的经济效益和社会效益．但是，相关的计算理论和设计方法还有待完善。本文主要在以下几个方面作了研究： 首先，通过比较几种典型的复合地基承载力与沉降计算方法，为CFG桩复合地基承载力选择了合理的计算公式。 其次，借助ANSYS大型有限元计算软件，在考虑初始地应力和桩、土、垫层间相互接触基础上，建立了CFG桩单桩和九桩的三维有限元分析模型。对影响结构体系特性的主要因素(荷载、桩长、褥垫层厚度和模量、桩的弹性模量、置换率、桩侧土和桩端土的模量比)进行了数值研究，给出各因素对承载和沉降的影响情况，为优化设计提供一定的依据。 最后，运用最优化理论，建立了考虑承载力和沉降量两个控制条件的CFG桩复合地基的最优设计模型；运用弹塑性力学知识，推导了简化条件下桩的竖向变形协调方程和桩土应力比的计算公式；提出考虑了桩长和置换率影响的沉降变形计算公式；给出了褥垫层最小厚度的计算公式和取值方法；利用Matlab软件求解非线性半无限约束优化，对具体工程进行了优化设计和方案对比。