刚性桩复合地基不仅可以充分利用天然地基的承载力,而且由于桩体的刚度较大,可以全长发挥桩的侧阻,把荷载传到更深的土层,较大幅度的提高了地基承载力,在高层和超高层建筑中应用越来越多。但是刚性桩复合地基理论比较复杂,对其承载力和变形的影响因素众多,单靠经验和简单的方法进行复合地基的计算分析远远不能满足工程实际的需要。而数值分析方法是一个比较有效的途径。目前对于刚性桩复合地基的数值分析方法大多集中在平面应变假定下的二维平面分析以及单桩下的简单三维分析。对于三维群桩的研究,由于建模比较麻烦、计算时间长、不容易收敛等原因,研究的资料不多。对于刚性桩复合地基的试验研究,现场试验由于投资较大,试验周期较长,可重复性较差等原因应用较少,较多的是进行一定比例的模型试验,而关于刚性桩复合地基群桩的模型试验资料的相关报道也较少,能和数值分析结果进行比较论证的资料相对更少。本文以有限元分析软件ANSYS为工具,通过建立刚性桩复合地基三维群桩(桩数5×5)有限元模型,对刚性桩复合地基的褥垫层厚度、褥垫层模量、桩体长度、桩体模量、基础刚度等几个方面进行了比较深入系统的研究。研究表明:随着褥垫层厚度的增加,桩间土的承载能力被充分利用,地基承载力提高,桩体受力更加均匀;褥垫层模量的减小可以更好的协调桩土变形,充分利用桩间土,提高地基承载力,但幅度不大;桩体长度对地基承载力的提高效果非常明显,尤其是当桩端支撑于较好土层时;桩体模量的提高使桩体承担更多的荷载,地基承载力有所提高,但当达到一定值以后对地基承载力提高效果不大;随着基础刚度的增加,桩体将承担更多的荷载,地基承载力也有所提高,这对增加建筑的整体性和降低基础的不均匀沉降都有较好的效果。另外,还发现一些共同的规律:桩体和桩间土边缘区域受力较中间区域大,施工中应加强边缘区域桩体的施工质量,避免对边缘土体的扰动;桩间土体的附加应力在浅层较大,设计中可以充分利用浅层区域桩间土的承载能力。本文还进行了3×3的刚性桩复合地基群桩模型试验,对不同垫层厚度下刚性桩复合地基的变形特性、不同桩位桩体和桩间土的受力特性进行测试比较,并对桩土应力比和荷载分担比等反映桩土共同工作性能的指标进行分析研究。通过比较模型试验和有限元关于垫层厚度分析两者的规律,发现基本吻合。最后结合数值分析和模型试验的结果,提出了一些工程建议。