随着我国经济的迅速发展和综合国力的大幅提升，大型桥梁及高层建筑建设发展迅猛，为使得地基承载力及桩的变形满足设计要求，其大多采用超长群桩基础，与普通群桩相比，影响超长群桩受力变形性状的因素更为复杂，尽管国内外众多学者已对超长群桩基础进行了大量的理论及试验研究并取得了丰硕的理论和实际成果，但其荷载传递机理及变形特性仍缺乏较为系统深入的研究，因此，本文结合交通运输部科技示范工程项目攻关课题之一“深厚软土区超长大直径超长灌注桩设计与施工技术研究（CXKJSF0108-2）”，从理论和试验两个方面对超长桩的荷载传递特性及沉降性状进行较为全面、深入的研究，以期提出一种可全面考虑地基复杂性的群桩基础沉降的混合计算方法，并探讨群桩基础的荷载传递特性及沉降性状的影响因素。本文首先综述了目前国内外关于竖向荷载作用下群桩基础及超长群桩基础沉降的总体研究现状，并重点总结了目前主要的群桩沉降计算方法。在此基础上，采用剪切位移法来考虑桩周土体应力的横向传递作用，根据荷载传递法分析群桩中基桩荷载的竖向传递作用，考虑群桩间遮帘效应，将群桩中桩-桩相互作用因素导入基桩竖向荷载传递基本微分方程，并针对均质与非均质地基分别进行求解，从而建立了一种可较好反映桩周土体的非均质性及群桩各桩间相互作用的混合计算模型。设计并完成了超长单桩、超长带台单桩及超长群桩的室内模型承载试验，通过量测各级荷载作用下桩身轴力、承台板底土体反力及桩顶沉降，探讨了单桩、带台单桩及群桩的荷载传递机理与沉降性状，结果表明，单桩Q-S曲线呈陡降型，带台单桩及群桩Q-S曲线呈缓变型；单桩桩身轴力、摩阻力沿深度的变化规律与带台单桩及群桩有明显差异；带台单桩承台板角处土体先于板边中心处及桩边处土体发生破坏，群桩承台板底土体破坏变形规律与带台单桩基本相似。另外，本文基于沉降试验实测结果验证了本文理论计算方法的准确性。最后，采用有限元分析软件ADINA建立了均质地基中群桩基础的三维计算模型，分析探讨了桩的长径比、桩间距及土体弹性模量等因素对群桩基础沉降的影响，结果表明，随着长径比、桩间距及土体弹性模量的增大，群桩沉降均逐渐减小，但不同因素影响下的群桩沉降变化趋势不完全相同，这些结论可为实际工程提供一定的理论参考。