单桩基础是目前应用较多的一种海上风机基础形式，随着海上风机装机容量的增大，风机基础在海洋环境中受到的荷载也随之变大，为了有效地控制单桩基础的水平变位，一般采取增大桩径或增加单桩入土深度的方法。这种方法不仅增加了单桩的用钢量，还给打桩施工提出了更高的要求，使得桩基础的成本升高，施工难度加大，施工周期增长。在此种背景下，复合桩基础的提出，很好地解决了上述问题，有效降低了使用单桩基础进行风电开发的成本，具有重大的经济效益。复合桩基础是一种新型的海上风机基础形式，由单桩基础和安装在桩体外围的筒型基础组成，其特有的结构形式使基础具有很好的水平承载性能。本文以复合桩基础为研究对象，主要进行了复合桩基础的体型优化以及基础水平承载特性的研究，具体内容如下：（1）介绍了复合桩基础的结构形式，基础的施工流程，以及复合桩基础在水平承载性能上的巨大优势，复合桩基础适合应用于大功率的海上风力发电机，能很好地适应海上风电的发展趋势。（2）根据Winkler假定，给出了复合桩基础在水平荷载作用下，基础侧向土体抗力，桩体、筒体底部土体抗力的分布形式。基于基础变形理论中的弹性地基反力法，推导出了复合桩基础在水平荷载作用下的承载力计算公式。（3）采用三维有限元分析的方法，系统地研究了复合桩基础的单桩入土深度、桩径、筒体直径、筒壁高度对基础水平承载特性的影响，并分析了复合桩基础肋板的设置、过渡段的厚度、筒盖堆载对基础水平承载性能和结构应力分布的影响。（4）以复合桩基础的承载力满足设计要求为约束条件，用钢量最低为目标函数，基于SQP优化理论，对复合桩基础进行了确定性尺寸优化，运用有限元软件，对得到的基础进行承载力校核和强度校核，最终得到最优的复合桩基础设计尺寸。（5）根据优化得到的模型尺寸，建立有限元模型并进行分析，系统地研究了复合桩基础的极限水平承载特性，分析了水平荷载作用下复合桩基础桩侧土压力的分布形式，以及复合桩基础在极限水平荷载作用下的破坏模式。