挤密砂桩作为一种环境友好的软土地基加固方式在海洋工程中广泛应用,而挤密砂桩复合地基的承载力不足易导致结构沉降和失稳,造成巨大的生命财产损失。为了满足承载力的要求,工程实践中常采用高置换率（50%～80%）的挤密砂桩进行地基处理。目前关于挤密砂桩复合地基的研究主要集中在低置换率（低于50%）。在高置换率条件下,挤密砂桩复合地基承载特性、破坏模式和加固机理尚不清晰。本文首先自主设计模型试验装置开展了高置换率挤密砂桩复合软土地基的承载力特性研究,研究了不同置换率和不同长径比挤密砂桩的承载力和破坏模式;其次,基于试验机理,提出了基于圆孔扩张理论的改进挤密砂桩复合地基承载力计算公式;最后,开发了一套基于EXCEL VBA的复合地基极限承载力计算系统,为挤密砂桩复合软土地基评价提供了有效手段。试验结果表明:置换率分别为14%、38%、70%、100%的挤密砂桩复合软土地基比天然地基的极限承载力提高了1.4、3.5、5.1和8.5倍。对于置换率为38%和70%的挤密砂桩复合软土地基,桩土应力比随着荷载的增加而增加,随后桩土应力比趋于稳定,其稳定值分别为2.8和1.5。挤密砂桩的破坏模式为鼓胀破坏,高置换率挤密砂桩的鼓胀破坏深度相对低置换率更大,鼓胀宽度相对低置换率较小,表明高置换率的鼓胀变形向深度方向发展。挤密砂桩存在临界长径比,当挤密砂桩复合地基为低置换率（38%）时,挤密砂桩的临界长径比为5;当挤密砂桩复合地基为高置换率（70%）时,挤密砂桩的临界长径比为6。根据模型试验结果对挤密砂桩传递机理进行了分析,并对现有理论计算方法进行了评估。结果表明:短桩主要由桩端承担荷载,而长桩主要由桩顶处的桩间土来承担荷载。适用于高置换率挤密砂桩承载力计算公式比低置换率少,取成桩后的不排水抗剪强度作为参数进行承载力计算得出的结果更为准确。随后,基于圆孔扩张理论提出了改进的挤密砂桩复合地基承载力公式,可预测不同置换率的挤密砂桩复合地基极限承载力;最后,根据荷载沉降曲线对复合地基变形模量进行了分析,置换率为14%、38%、70%、100%的挤密砂桩复合软土地基比天然地基的变形模量提高了1.2、1.5、1.7和2.3倍。