在现代城市建筑与地下空间开发中，深基坑工程的安全性与稳定性至关重要。广州作为我国南方重要的经济中心，其地质条件复杂，地下水位较高，软土层分布广泛，因此在深基坑支护设计中常采用拉森钢板桩结合内支撑体系进行支护。本文以某实际工程为例，针对9米长拉森钢板桩在深基坑中的应用，重点开展承载力验算与结构稳定性分析，确保施工过程中的安全可靠。

首先，项目位于广州市天河区，拟建地下两层地下室，基坑开挖深度为6.5米，周边存在既有建筑物和市政管线，对变形控制要求较高。根据岩土工程勘察报告，场地地层自上而下主要为：人工填土（厚约1.5m）、淤泥质粉质粘土（厚约3.0m，γ=17.8kN/m³，φ=12°，c=15kPa）、粉砂层（厚约4.0m，γ=19.0kN/m³，φ=30°，c=0）及强风化泥岩。地下水位埋深约1.2m，需考虑水土压力共同作用。

本工程选用Ⅳ型拉森钢板桩，单根长度9米，入土深度为2.5米（桩总长9米，基坑深6.5米），形成连续支护结构，并在地面下1.5米处设置一道钢支撑（Φ609×16钢管，水平间距6米）。支护结构按等值梁法进行内力计算，并结合《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）进行承载力验算。

一、主动与被动土压力计算

根据朗肯土压力理论，计算不同深度处的主动土压力和被动土压力。由于存在地下水，采用水土分算原则。在淤泥质土层中，有效重度取γ’ = γ - γw = 17.8 - 10 = 7.8 kN/m³；粉砂层中γ’ = 9.0 kN/m³。

主动土压力系数Ka = tan²(45° - φ/2)，对于淤泥质土φ=12°，得Ka≈0.656；粉砂层φ=30°，Ka≈0.333。被动土压力系数Kp = tan²(45° + φ/2)，对应分别为Kp≈1.524（淤泥质土）和Kp≈3.0（粉砂层）。

在开挖面以下2.5米处（即桩端位置），被动土压力标准值为：

$$ Pp = \gamma'{sand} \cdot z \cdot K_p + 2c\sqrt{K_p} $$

代入z=2.5m，γ'=9.0kN/m³，Kp=3.0，c=0，得Pp ≈ 67.5 kPa。

主动土压力在相同深度由上覆土层传递，经叠加后约为48.2 kPa。因此，净被动抗力约为19.3 kPa，满足抵抗前侧主动压力的基本要求。

二、嵌固深度验算

依据等值梁法，假定拉森钢板桩在开挖面以下某点为转动中心，计算所需最小嵌固深度。通过弯矩平衡条件，求得理论嵌固深度d₀≈2.3m。考虑到施工误差及安全储备，实际嵌固深度取2.5m，满足规范不小于1.2倍理论值的要求。

三、整体稳定性验算

采用圆弧滑动法对基坑整体稳定性进行验算。使用简化Bishop法，划分滑动条分，考虑支护结构提供的抵抗力。计算得最危险滑裂面的安全系数Fs≈1.38，大于规范要求的1.3，满足整体稳定要求。

四、抗隆起验算

基坑底部抗隆起是关键控制指标之一。采用Prandtl公式进行验算：

$$ F_s = \frac{N_c \cdot c_u + \gamma' \cdot D}{\gamma \cdot H + q} $$

其中，Nc = π + 2 ≈ 5.14，cu为基底以下土体不排水强度（取15kPa），D为入土深度2.5m，H为开挖深度6.5m，q为地表附加荷载（取20kPa）。代入数据得Fs≈1.62 > 1.2，满足抗隆起要求。

五、抗管涌验算

由于地下水位高，需防止渗流引起的管涌现象。临界水力梯度icr = (γ_sat - γ_w)/γ_w ≈ (19.0 - 10)/10 = 0.9。实测最大渗流水力梯度imax = Δh/L，Δh为水头差5.3m，L为最短渗径（按绕流路径估算约8.0m），得imax≈0.66 < icr，故不会发生管涌。

六、结构强度验算

拉森钢板桩截面模量W=2042 cm³/m，材料为Q235钢，f=215 MPa。经内力分析，最大弯矩出现在开挖面附近，Mmax≈180 kN·m/m。则最大应力σ = M/W = 180×10³ / (2042×10⁻⁶) ≈ 88.1 MPa < 215 MPa，满足强度要求。

综上所述，采用9米长Ⅳ型拉森钢板桩支护6.5米深基坑，在合理设置内支撑及满足嵌固深度条件下，各项承载力与稳定性指标均满足国家规范要求。施工过程中尚需加强监测，包括桩体侧移、支撑轴力及周边地表沉降，确保动态控制。该方案在广州类似软土地质条件下具有良好的适用性和安全性，可为同类工程提供参考。