基础托换技术是既有建筑物地下空间开发的核心技术,在既有建筑物下方兴建地铁、人防、地下管线等设施时,需要截断建筑物桩基础,桩梁式托换可以将上部荷载通过托换桩沿地铁两侧向下传递。桩梁式托换受力复杂、沉降变形大,因此研究其托换荷载转换和沉降变形规律具有十分重要的意义。基础托换技术的起源可以追溯到古代,其应用范围较广,可以对建筑物或者构筑物进行加固、纠偏、加层、扩建和移位等,但是桩梁式基础托换工程应用较少,一直到20世纪30年代开始美国兴建地铁时才得到较大的发展。本文首先回顾了桩梁式托换技术的发展进程和工程应用现状。然后采用有限元分析的方法对典型托换结构进行建模分析,需要运用矩阵位移法推导典型桩梁式托换结构的刚度矩阵,奠定桩梁式托换技术数值分析的理论基础。通过数值分析,以深圳地铁一期百货广场桩基托换工程为算例,研究了单跨托换结构承载特性,比较了被动托换和主动托换时的荷载转换规律和基础沉降规律,并通过对被动托换控制沉降进行了优化设计,提出了减小托换梁跨度和增大托换梁高度等减小托换处沉降量和沉降差的方法,从得到的结果比较可以看出,主动托换控制沉降和上部结构内力变化的效果比被动托换好。在研究单跨托换结构的基础上,以津滨轻轨桥墩托换为例,进一步研究了多跨桩梁式托换结构的承载特性。与单跨托换相比,多跨托换主动托换时顶升位移的确定是难点,本例从得到的数据可以看出,多跨托换时被托换桩上部的沉降位移主要是由于托换梁的挠曲变形引起,并且多跨托换时托换梁在垂直方向上均产生挠曲,两个方向的挠度互相叠加,使得多跨托换的被托换桩上部的沉降位移比较大,所以多跨托换时需要千斤顶的主动顶升位移比单跨托换大很多。