根据我国“十三五”规划中推进交通运输低碳发展、实行公共交通优先、加强轨道交通建设的指导思想,以地铁为主体的城市轨道交通成为各大型城市基础设施建设的主力。在高楼林立的城市中心地带修建地铁时,工程师不得不面对地铁区间隧道从既有建筑物的基础下方穿过这一现象。当拟建盾构隧道与既有建筑物的桩基距离过近时,隧道与桩基之间的持力层很容易在桩基荷载作用下发生冲切破坏,不但给新建隧道的施工安全带来重大威胁,甚至有可能造成地表建筑物的下沉。针对这一现象,本文基于Hoek-Brown破坏准则和极限分析上限定理,对盾构隧道下穿既有建筑物桩基时桩端持力层破坏模式和持力层极限承载力进行了研究。主要研究内容如下:(1)根据新建盾构隧道下穿既有建筑物桩基过程中,桩基基底与隧道之间持力层冲切破坏的力学特征,构建了针对这一破坏模式的上限破坏机制,基于Hoek-Brown非线性破坏准则和极限分析上限定理,推导出新建盾构隧道下穿既有建筑物桩基过程中,桩端持力层破坏面和持力层极限承载力的解析表达式;(2)根据新建盾构隧道下穿既有建筑物桩基过程中,桩基基底与隧道之间持力层破坏面的解析方程,绘制出不同参数作用下持力层破坏面的形状,并分析了不同参数对破坏面形状和破坏范围的影响;(3)根据持力层极限承载力的解析表达式,分析了不同参数在新建盾构隧道下穿既有建筑物桩基过程中对桩端持力层极限承载力的影响;(4)利用有限差分软件FLAC3D构建了盾构隧道下穿既有建筑物桩基的数值计算模型,通过模拟盾构隧道开挖过程,得到了桩端持力层破坏面的数值解,并与上限法得到的理论解进行对比,验证了上限计算结果的有效性;(5)以某地铁区间隧道下穿中学教学楼桩基为依托工程,采用本文方法对盾构机下穿桩基过程中桩端持力层的破坏形状和范围进行了计算,计算结果表明本文提出的方法可以用于分析实际工程中盾构机施工对既有建筑物桩基的影响。