高速铁路桩筏整体结构用于处理深厚第四系中等压缩性地基可有效控制路基总沉降和不均匀沉降,构造简单,施工方便,技术及经济指标良好。但关于高速铁路桩筏整体结构的设计计算理论研究甚少,针对高速铁路路基荷载特点和结构特点,对桩筏整体结构设计计算方法、桩筏整体结构与地基土相互作用、列车高速行驶下桩筏整体结构的动力响应等问题进行分析与探讨具有现实意义。以京沪高速铁路为背景,充分调研国内外桩筏基础的应用研究现状,通过对建筑工程桩筏基础和高速铁路桩筏整体结构的深入比较分析,考虑高速铁路路基区别于建筑工程的荷载特点及沉降控制标准等,提出了适用于高速铁路路基桩筏整体结构设计计算的二维等代框架法。该法采用节点弹簧模拟桩土相互作用,采用线弹簧模拟地基土对筏板的支承作用,深入探讨了桩筏整体结构与土体相互作用问题,对桩筏整体结构的重要参数进行了影响性分析。通过二维与三维计算的对比分析发现三维框架法能较好地反映桩筏整体结构的空间内力分布规律,但计算过程较为复杂,二维等代框架法计算较为简便,而且计算结果具有合理的安全储备,验证了二维等代框架法设计理论的合理性与可行性。基于京沪高铁宿州站的地基土特点及桩筏结构特点,采用多种种规范方法对桩筏结构进行沉降计算与对比分析,并由此提出了适用于高速铁路路基桩筏整体结构的沉降计算方法。其次对桩筏整体结构进行了三维动力仿真分析,采用单线加载方式研究了列车荷载作用下桩筏整体结构的动力响应,探讨了动力响应与时速和路堤高度的关系。计算表明,筏板最大纵向、竖向动应力、管桩桩顶最大竖向压应力和路堤顶面最大竖向压应力均随时速的增加而减小,筏板最大横向动应力随时速增加而增加然后再减小,桩筏结构各部件加速度随时速增加而增加；筏板和管桩最大动应力均随填土高度的增加而减小。最后针对桩筏整体结构实际工点进行了现场试验测试,综合实测结果与理论计算结果,分析得到桩筏整体结构的实际受力及变形特性与理论计算结果基本吻合,验证了理论计算方法的可行性。根据沉降测试结果对沉降进行预测评估,桩筏结构的沉降满足沉降评估技术指南,说明桩筏结构能有效的控制工后沉降。