随着现代城市的发展,近年来基础托换技术得到了长足的进步,国内外已有不少桩基托换的工程实例。但桩基托换技术应用于既有建筑物的地下加层工程中的实例还不多见,相关的理论研究还十分薄弱。本文以淮阴某大厦地下加层工程为背景,在地下加层工程中基坑开挖卸载的特殊施工工法下,对影响桩基托换的相关问题进行初步研究,主要内容如下： 1、总结桩-土体系的荷载传递机理和破坏模式,从宏观、细观和微观三个方面对桩侧土体的破坏机理进行了分析。在此基础上,给出了计算桩侧摩阻力的土体抗剪强度修正计算法,并对该计算公式进行了数据验证。 2、通过几个工程实例,指出预制桩和灌注桩均存在桩基承载力时效性问题,并对预制桩和灌注桩的承载力时效性机理进行了分析。在总结前人的桩基承载力时效性估算公式基础上,提出了基于桩周土体抗剪强度的桩基承载力时效性计算公式,最后对几种估算公式进行了对比分析。 3、通过分析基坑开挖坑底回弹变形机理及有限元参数反分析,确定模拟桩土相互作用的计算参数。对考虑工程桩大面积均匀卸荷与考虑均布工程桩的方形基坑两种情况下基坑回弹进行了有限元分析,总结基坑回弹过程中桩-土相互作用的基本规律,得出桩-土相互作用的影响范围限值。 4、利用有限元分析了大面积均匀卸荷情况下10种不同工况的单桩承载力变化情况,分析基坑开挖卸载对单桩承载力的影响机理和桩侧土体单元应力状态的变化过程,并得出基坑开挖卸载对单桩极限荷载的影响规律。同时提出了三种考虑基坑开挖卸载影响的单桩极限承载力计算方法。 5、结合基坑逆作法,对地下加层工程的施工流程进行了总结,提出三种常用的施工工法：顺作法、整体逆作法和全逆作法。针对背景工程托换轴力大、原基础形式为桩基、不均匀沉降要求严格、地质条件复杂等特点,提出两种基础托换方案：桩基主动托换法；桩基被动托换法。对托换结构体系工作原理与作用机理进行了分析,以结构整体模拟计算结果和桩基弹性变形理论为基础给出桩基主动托换和桩基被动托换的简化计算模型和相应的计算公式。按5个计算工况,利用本文提出的托换结构体系的简化计算模型对两种方案分别进行了计算分析。最后对两种托换方案从5个方面进行对比分析,给工程设计与方案选择提供参考。 6、针对桩基被动托换中柱端剪力大的问题,本文提出一种新型工具式复合托换节点。该托换节点具有托换能力大,施工方便,可降低托换大梁的尺寸,对于临时性托换,托换结束后还可拆除回收,节省工程造价等特点。