随着我国大城市地铁线网的加密以及用地的紧张,盾构隧道掘进过程中遇到既有构筑物的情况越来越常见,最常见的为钢筋混凝土桩群。早期通常采用拔桩或开挖竖井后凿除等方法人工清桩,工期长且造价高。随着盾构机械改造能力的提高,越来越多的工程采用盾构直接切削,但普遍存在钢筋断裂长度难以控制,缠绕刀盘,切削荷载引起周边地层及上部结构变形等问题。为实现盾构对钢筋混凝土桩基中钢筋的有效切割并控制切削产生的地层和结构响应,本文采用工程案例调研、理论分析、数值模拟等方法研究钢筋混凝土的切削机理,切削产生的刀盘荷载及引起的结构响应,形成盾构切削钢筋混凝土桩的理论分析模型,并依托苏州地铁2号线广济桥桩基切削工程验证理论模型正确性。研究结论可为盾构穿越钢筋混凝土桩、地下连续墙等障碍物提供参考,有益于提升我国地下空间整体建造水平及盾构机械化水平。论文主要研究内容及结论如下:（1）收集与分析了国内外盾构切削钢筋混凝土桩基础工程案例。通过对国内外16个典型盾构切桩案例的盾构刀具选型、基础加固或托换方式、桩的尺寸和强度、切桩效果及结构响应等的分析发现:对盾构刀具进行加强改造可基本实现盾构直接切削桩基等障碍物;通过对基础进行加固或托换,地层和上部结构变形控制在允许范围内;盾构切削钢筋混凝土桩基工程普遍存在钢筋缠绕刀盘,掘进受阻,建筑物后期倾斜严重等问题。依托文献调研分析成果,对苏州地铁2号线盾构广济桥桩基工程进行了工程特性分析,明确了盾构的机械选型和刀盘刀具改造要求。（2）研究了刀具切削钢筋混凝土耦合体的破坏机理及模式。采用非线性显式动力有限元软件LS-DYNA,建立了二维细观切削模型,明确了不同类型刀具对钢筋混凝土的切削机理;建立了三维动态单刀切削模型,获得刀具切削钢筋、混凝土的荷载特征,并对障碍物强度、尺寸等因素对切削荷载、切削效果的影响进行了参数分析。研究表明:盾构刀具作用下的钢筋破坏以切拉破坏为主;切削荷载随混凝土强度、钢筋切削面积的增加而线性增加。以拉断比作为判断钢筋切削效果的参数,并定义为钢筋拉断高度与直径的比值。数值分析发现,钢筋拉断比随钢筋直径的增加、刀具切入角度的增加而线性降低;在相同直径和切入角度条件下,单筋和并筋的拉断比接近。（3）研究了盾构切钢筋混凝土桩的刀盘荷载。基于钢筋混凝土破碎需求,分析了刀具平面间距的设定依据,据此确定了刀盘刀具布置要求;根据刀具切削钢筋、混凝土过程中荷载及应力分布特征,确立了刀具工作状态判断准则;建立了刀盘切削钢筋混凝土桩数学模型,基于Matlab编程语言计算了刀盘荷载,获取各刀具各部位实时位置,根据刀具与障碍物的相对位置,判断刀具的切削状态,预测了刀盘的切桩荷载;通过采用现场切桩试验验证了刀盘荷载计算模型。（4）研究了切削荷载对周边地层及上部桥梁结构变形的影响。依托苏州地铁2号线广济桥桩基切削工程,采用有限差分软件FLAC3D建立了地层--结构三维数值模型,通过在掘进面上施加水土压力和切削附加荷载,分析了切削过程中的地层及既有结构的变形,并将模拟结果与现场实测结果对比,发现模拟结果与实测位移规律一致,数值接近,验证了三维模型。