在进行广州地区基坑支护工程中，拉森钢板桩配合工字钢围檩的支护体系被广泛应用于深基坑、河道整治及地下结构施工中。该体系具有施工便捷、可重复利用、止水性能良好等优点，但在实际应用过程中，必须对关键构件——特别是工字钢围檩的强度进行科学计算，以确保整个支护结构的安全性和稳定性。
工字钢围檩作为拉森钢板桩支护系统中的横向支撑构件，其主要作用是将钢板桩所承受的侧向土压力传递至支撑结构（如钢管撑或混凝土撑），从而有效控制基坑变形，防止边坡失稳。因此，围檩的强度和刚度必须满足设计要求，其计算过程应依据现行国家规范《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120）及相关结构设计标准进行。
首先，在进行工字钢围檩强度计算前，需明确荷载来源。主要荷载包括主动土压力、水压力以及可能存在的地面超载。根据地质勘察报告提供的土层参数（如内摩擦角φ、粘聚力c、重度γ等），采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论计算作用在钢板桩上的侧向压力，并将其简化为作用在围檩上的均布荷载或集中荷载。通常情况下，围檩按多跨连续梁模型进行受力分析，其跨度即为支撑点之间的距离。
以某典型工程为例，基坑深度为8米，采用Ⅳ型拉森钢板桩，设置一道水平支撑，支撑间距为6米。围檩选用热轧普通工字钢I36a，材料为Q235B，其截面惯性矩Ix=15760 cm⁴，截面模量Wx=875 cm³，屈服强度fy=235 MPa。根据土压力分布图，经计算得最大侧压力约为45 kN/m，考虑分项系数后设计值取q = 50 kN/m。
接下来进行内力计算。将围檩视为两跨连续梁，每跨跨度L=6 m。根据结构力学公式，最大弯矩出现在支座处，其值可近似为：
$$ M_{\text{max}} = \frac{qL^2}{8} = \frac{50 \times 6^2}{8} = 225 \, \text{kN·m} $$
同时需验算剪力，最大剪力发生在支座附近：
$$ V_{\text{max}} = \frac{qL}{2} = \frac{50 \times 6}{2} = 150 \, \text{kN} $$
然后进行强度验算。正应力验算公式为：
$$ \sigma = \frac{M_{\text{max}}}{\gamma_x W_x} \leq f $$
其中，γx为截面塑性发展系数，取1.05；f为钢材抗弯强度设计值，Q235钢为215 MPa。代入数值：
$$ \sigma = \frac{225 \times 10^6}{1.05 \times 875 \times 10^3} \approx 244.9 \, \text{MPa} $$
此值略高于钢材设计强度215 MPa，表明I36a工字钢在此荷载条件下不满足强度要求。需更换更大规格的型钢。
尝试选用I40b工字钢，其Wx=1140 cm³，重新计算：
$$ \sigma = \frac{225 \times 10^6}{1.05 \times 1140 \times 10^3} \approx 188.4 \, \text{MPa} < 215 \, \text{MPa} $$
满足抗弯强度要求。再进行抗剪强度验算，钢材抗剪强度设计值fv=125 MPa，最大剪应力：
$$ \tau = \frac{V_{\text{max}} S_x}{I_x t_w} $$
查表得I40b的腹板厚度tw=12.5 mm，面积矩Sx≈680 cm³，则：
$$ \tau = \frac{150 \times 10^3 \times 680 \times 10^3}{15760 \times 10^4 \times 12.5} \approx 51.8 \, \text{MPa} < 125 \, \text{MPa} $$
剪切强度亦满足要求。
此外，还需进行挠度验算，确保围檩在使用阶段的变形不影响整体结构安全。按简支梁模型估算最大挠度：
$$ \omega_{\text{max}} = \frac{5qL^4}{384EI} $$
E为弹性模量，取2.06×10⁵ MPa，I=22780 cm⁴（I40b惯性矩），代入得：
$$ \omega_{\text{max}} = \frac{5 \times 50 \times 10^3 \times 6^4}{384 \times 2.06 \times 10^{11} \times 22780 \times 10^{-8}} \approx 12.3 \, \text{mm} $$
允许挠度一般取L/250=24 mm，12.3 mm < 24 mm，满足刚度要求。
综上所述，在广州地区的拉森钢板桩支护工程中，工字钢围檩的设计必须结合具体地质条件、基坑深度及支撑布置进行精确计算。通过合理选取型钢规格，并严格按照规范进行弯矩、剪力、挠度及稳定性验算，才能确保支护结构在施工全过程中的安全性与可靠性。实际工程中还应考虑焊接节点构造、防腐处理及现场安装误差等因素，必要时可通过有限元软件进行整体建模分析，进一步优化设计方案，提升支护系统的整体性能。
