随着城市建设的蓬勃发展,城市地面交通越来越繁忙,为缓解地面交通压力,修建便捷、快速的地下铁道成为众多城市交通的选择。由于暗挖施工地下铁道对地面交通影响较小,且随着暗挖施工方法的成熟,暗挖法成为目前城市地下铁道施工的主要施工方法,但不可避免的会穿越地面建筑物,这就需要对深入隧道内的基础进行托换。城市中很多建筑物采用的是桩基础,因此,研究隧道施工中桩基托换引起的既有基础的位移和隧道支护结构的力学行为尤为重要。本文首先总结了明挖地铁旁侧或部分穿越既有建筑物和暗挖隧道全穿越既有建筑物的基础托换形式和特点,并对数值分析中的有限元理论进行了简要介绍。以北京地铁天坛东门站穿越109中学人行天桥桩基础为例,首先确定在地面扩大承台并施作新桩与既有桩共同承担上部荷载,在洞内直接截桩的托换方案,然后对其施工过程进行了数值模拟。最后根据计算结果和实测结果证明了该托换方案的合理性、可行性。以北京地铁蒲天区间左线隧道穿越南护城河桥桩基础为例,在不具备地面桩基托换的条件下,首次采用在洞内进行桩基托换的施工方案。该方案通过增加隧道支护以植筋、剥桩、托拱、截桩和再次托拱的方式,在洞内进行桩基托换托换,将隧道支护和托拱作为被托换桩新的基础。本文对其施工过程进行了三维数值模拟。最后根据计算结果证明了洞内桩基托换的合理性、可行性,并介绍了洞内桩基托换的主要施工方法。