刚性桩复合地基承载力高、变形小、经济性好，且具有可调节性强、对各类复杂条件适应性好的特点，近年来在高层建筑中逐渐得到应用。我国大规模经济建设对高承载刚性桩复合地基的社会需求日益增长，但刚性桩复合地基理论研究却滞后于工程实践，针对这一现状，本文采用现场试验研究和理论分析的方法，对刚性桩复合地基的工作机理、承载特性、计算理论、增强措施、优化和调节措施等，开展了较为系统的研究。主要研究工作及成果如下:　　(1)结合两项有代表性的高层建筑刚性桩复合地基实际工程，在项目现场，系统的开展了大型坑下综合性原位试验，内容包括:多项对比性的载荷试验、桩与土的应力测试，以及在施工建造期间，复合地基桩、土应力变化的跟踪测试和全程沉降观测等。通过现场试验，取得了丰富的测试数据，为理论研究奠定了基础。　　基于试验数据，对刚性桩复合地基的特性，进行了较全面的研究:重点分析了复合地基荷载分担比例、桩土应力比的变化与发展规律，以及荷载传递机制、桩与土承载力发挥状况、桩身应力及侧摩阻力分布特征;深入研究了土层注浆措施和桩底后注浆措施对复合地基的承载力与变形、应力分布、荷载分担等的影响;分析了增强体对桩间土的加固效果;探讨了基于载荷试验确定复合地基承载力的取值标准。　　研究结果表明，采用桩间土注浆措施，可强化土的承载作用、并使复合地基高应力区上移。因此，建议在中、浅埋深岩溶地区大荷载高层建筑，可采用刚性桩复合地基浅处理、并采取注浆强化土层措施的实用方法，可进一步拓宽复合地基的应用范围。经工程实测验证，采用此方法，能够有效控制复合地基沉降和下卧层附加应力，应用效果良好。　　(2)首次将PPP-BOTDA分布式光纤传感技术，引入复合地基桩身应力测试中，实现了刚性桩全长度应变分布的精确测量，得到了桩身轴力及桩身侧摩阻力连续分布曲线。经与传统钢筋测力计对比，验证了测试结果的可靠性。钢筋测力计及分布式光纤测试结果均表明，均质土条件下，实测桩身轴力沿深度的分布与三次方程曲线较为符合，桩侧摩阻力分布形态可用抛物线进行描述，为进一步的研究提供了理论依据。　　(3)根据试验实测结果，提出了一种均质土条件下，基于桩身侧阻力为抛物线形态分布的复合地基参数计算方法，这一方法能够考虑刚性桩顶部存在负摩阻力的特征，可求解复合地基中桩与上荷载分担比例、桩身侧阻分布等关键参数，为沉降计算提供依据。建立和推导了相应的计算公式，并编制了计算程序。通过工程算例验证，计算结果与实测符合较好。　　基于所提出的参数求解方法，分析了桩的刚度、土的刚度、垫层参数、置换率、桩的长径比等不同因素，对桩、土荷载分担比例的影响程度，以及各参数之间的相互影响。　　(4)结合本文提出的复合地基参数求解方法，对Boussinesq解—Mindlin解叠加联合计算复合地基沉降的方法，进行了改进。基于Mindlin应力解，推导了抛物线形侧阻附加应力系数的计算公式。为避免Mindlin解的繁琐计算，通过近似等代变换，将抛物线形侧阻分布简化为折线形分布，进而运用Geddes应力解的弹性叠加原理，计算群桩附加应力，使沉降计算得到简化。编制了相应的计算程序，经实际工程算例验证，本文方法与规范方法相比，计算结果更接近实测，具有较高的计算精度和具有较好的实用性。　　(5)提出了一种新型垫层形式—“预刺入式”垫层。基于Meyerhof理论，对“预刺入式”垫层的工作机理和计算方法，进行了深入的研究，分析和探讨了该垫层的使用方法。研究结果表明，“预刺入式”垫层，可减少地基沉降，通过改变预刺入深度，可主动调节桩、土应力分配，且应用简便。“预刺入式”垫层已在多个实际工程中得以应用，均取得了良好的效果，验证了其具有可行性、便捷性与合理性。　　最后，综合试验研究和工程实践研究成果，对复杂条件下，具有高承载、低变形的大荷载刚性桩复合地基设计方法，提出了建议，对后续研究工作进行了展望。