随着我国现代化建设的高速发展，大城市土地资源越来越紧张，既有建筑物和既有地下结构的地下空间再开发，已成为解决城市交通流量增大、地面拥堵的有效方法之一。既有建筑的地下空间开发施工会引起既有结构的变形乃至破坏，导致重大的经济损失和恶劣的社会影响。本文以“中国工商银行扬州分行地下室增设项目”和“南京地铁大行宫车站T型扩建项目”为工程依托，采用3-D数值模拟、现场试验和现场实测分析相结合的方法，对既有建筑地下室增设技术、锚杆静压桩托换关键技术、既有地铁车站T型扩建技术展开深入系统研究。主要研究内容与成果如下:　　(1)针对既有建筑地下室增设工程引起的上部结构变形，提出了考虑结构-基坑-桩基-土层相互作用影响的3-D弹塑性有限元整体分析方法;并建立多个整体三维有限元模型，系统研究了工程中变形控制技术各参数对上部结构变形特性的影响。研究结果表明:地下室增设引起上部结构产生盆式沉降，采用分层开挖方式、设置合理的锚杆静压桩有效长度等措施可较好的控制上部结构变形。既有结构变形监测结果与数值分析结果基本吻合，论证了模拟方法和技术的有效性。　　(2)通过对既有建筑地下室增设工程难点的分析，提出了锚杆静压桩托换结合原基础结构补强控制既有结构变形、悬臂式排桩围护结构控制环境变形的地下室增设技术，建立了地下室增设设计计算方法。现场监测结果表明既有建筑沉降和沉降差控制在规范允许范围内，基坑围护结构水平位移较小，周围道路沉降较小，提出的地下室增设技术有效地控制了既有结构变形并能保护周围环境。　　(3)通过对地下室增设工程托换技术的深入研究，考虑基坑开挖对桩基侧摩阻力的影响，基于现场试验和3-D有限元分析，建立了既有建筑锚杆静压桩托换设计计算方法及工艺。提出了考虑基坑开挖时土体应力场卸载引起桩侧摩阻力下降的锚杆静压桩承载力计算公式，该公式引入桩基侧阻力折减系数α，考虑基坑开挖应力场改变对桩侧摩阻力的影响，α与基坑开挖深度与桩基有效长度比值λ呈现近似线性关系。基坑开挖过深、超过安全开挖深度，将引起桩基产生屈曲破坏，在设计时应当考虑桩基的屈曲承载力，并采取减小桩基长细比的技术措施。　　(4)采用考虑土层-基坑围护结构-水平支撑体系-既有车站结构共同作用的三维弹塑性有限元模型，系统地研究了既有地铁车站T型扩建工程中基坑开挖方式、被动区加固深度、基坑开挖与既有结构相对位置、围护结构尺寸、既有结构刚度等因素对既有结构变形特性的影响规律。分析表明:既有地铁车站T型扩建时，既有地下结构整体呈不对称挠曲和刚体转动耦合变形，车站的竖向位移随被动区加固深度的增加而减小，分层分块斜面开挖法可有效减小车站竖向位移。　　(5)通过对既有地铁车站T型扩建工程难点的分析，提出分层分段斜面开挖法结合搅拌桩加固地基和基坑内支撑加密的既有地下结构变形控制技术，“L”型连续墙结合袖阀管注浆的节点渗透变形控制技术，长距离水平冻结法结合密封接收技术的盾构进出洞环境变形控制技术等。现场测试分析表明:既有地铁车站结构最大上抬值为7.9mm，最大沉降值不到1mm，变形控制效果较好。既有地铁结构纵向产生了不对称的上抬挠曲变形，车站结构整体呈不对称弯曲和刚体转动耦合变形，与数值模拟分析规律相符合。