有序、合理、综合、高效地开发利用城市地下空间资源,是扩充基础设施容量,提高城市综合防灾能力,提高土地利用效率与节约土地资源的最为有效的途径之一。而既有建筑物只有进行基础托换后,才能进行土方开挖和地下加层的施工。因此,基础托换构件的研究和设计是既有建筑物地下空间开发的关键技术。提出独立基础既有建筑物地下增层的锚杆静压柱的基础托换技术和条形基础既有建筑物地下增层的钢管柱基础托换技术。讨论了两种工艺的施工过程。通过对独立基础结构的不同跨高比的四桩独立承台进行ANSYS数值分析研究,得出了跨高比大于1的承台为拉杆拱结构,发生的是弯压破坏的结论；而跨高比小于1的承台的传力满足空间桁架模型理论。主压应力流集中在桩和柱的连线范围内呈“橄榄”形,此处的“橄榄”形混凝土可视为在承台的柱和四桩之间形成的四个有共同顶节点的斜压杆。承台下部两桩之间为主拉应力流,起始于承台下部一桩的内侧,到另一桩内侧结束,可以看作为承台底部两桩之间形成的拉杆。据此提出了承台内部斜压杆和拉杆的截面面积的计算公式。通过对条形基础结构的托换承台进行数值分析可以看出,两桩承台的受力满足空间桁架模型理论,并根据其传力特点提出了斜压杆和拉杆的计算公式。利用ANSYS数值分析和试验分析相结合的方式对钢管桩的稳定性进行了研究,得出了钢管桩屈曲破坏特性,并对钢管桩的稳定性系数φ和计算长度系数μ进行了验算。通过试算得出了钢管桩稳定性系数φ介于0.7-0.9之间和计算长度系数μ介于0.5-0.7之间的结论,钢管桩的连接方式是介于两端嵌固与一端嵌固一端铰接之间。通过对一6层砖混结构建筑物基础托换开发空间的工程进行设计,系统地介绍了托换构件的计算公式和设计方法。