在理论研究和实践的基础上，对RJP和N-Jet工法两种桩在超深基坑止水帷幕中的应用进行比较。结论是：RJP和N-Jet工法桩水泥浆注浆压力和流量差别不大，N-Jet成桩的主空气压力、主空气流量明显高于RJP工法桩，高压同轴空气幕有效降低了水泥浆喷射流的阻力，保证了该工法在超100m(可达115m)桩深时的成桩直径，而RJP工法成桩深度一般小于70m；N-Jet上段喷射流可采用同轴高压气和优质复合膨润土泥浆，可以增强砂性地层护壁作用，防止喷浆杆抱死，同时增强携砂能力。

关键词：地下连续墙；N-Jet工法；RJP工法；施工工序；成桩参数；质量控制；应急处置措施

▍0 引 言

随着高层建筑地下室、地下商业综合体、地铁轨道交通车站、地下市政设施及地下变电站等地下空间工程的建设，超深地下连续墙已广泛应用于超深基坑的支护结构。常见的铣接头存在一期槽和二期槽前后浇筑的竖直施工缝，H型钢接头存在先行幅和后继幅的竖直施工缝，而超深地下连续墙往往贯穿多个承压含水层，因此地下连续墙接缝止水问题对超深旋喷桩的质量控制提出了更高要求。RJP(Rodin Jet Pile Method)、N-Jet(N-Jet ultra high pressure jet grouting)工法桩常用于深基坑地下连续墙接缝止水或已有隔水帷幕加深或新增隔水帷幕，还可用于深基坑裙边、基坑封底加固、落深坑加固、盾构机进出洞口加固等。本文分析RJP、N-Jet两种工法桩的国内应用现状和工艺特点。

▍1  RJP和N-Jet工法桩的研究现状

旋喷桩喷嘴在高压水(浆)外圈加入同轴筒状空气射流时，空气射流在水(浆)外圈形成空气幕，减小了注浆体的能量衰减，大大提高了成桩直径和置换效果。RJP工法桩的水嘴、浆嘴高差50cm，一般先开高压水泵和空压机，提升一个步距之后，再开启注浆泵进行旋喷施工。梁学元通过高压旋喷桩工艺试验，对冒浆、串孔、含孤石地层引孔、强透水地层成桩困难等问题提出了改进措施。金鹤俣等提出了在饱和粉细砂地层应用高压旋喷桩的技术要点。李星举例介绍了上海、天津地区RJP工法桩作为地下连续墙接缝止水措施时，旋喷桩与地连墙的节点关系。朱磊分析了在车站周边环境复杂情况下，深基坑止水帷幕的施工技术参数和操作要点。胡晓虎等提出：RJP工法相比传统工艺注入率更低，排泥发生量降低30%~70%，在高黏聚力黏性土、有机质土等土层中，RJP工法桩的设计有效加固直径需通过现场试验确定，同时应考虑成桩深度的增加，导致的成桩直径的缩减。梁创记等提出：柱塞密封是决定泥浆泵正常工作时长的关键，并提出技术改进措施以提高高压注浆泵的密封寿命和机组工作稳定性。刘卫强对比分析了在高承压性富水卵砾石地层中，不同桩径、桩深、注浆压力、提升速度、转速等参数对N-Jet旋喷桩止水效果的影响规律。杜云龙等采用N-Jet工法桩搭接成墙，隔断位于地下连续墙墙趾以下的宁波地区第12层粉细砂土承压水。徐璋比较了N-Jet、MJS、RJP三种工法桩的特点，N-Jet最大成桩深度可达115m，2~8喷嘴喷浆。王志丰等分析了圆形断面紊动射流和土体破坏机制，建立了旋喷桩半径、地层条件和施工参数之间的关系。

▍2 施工工艺

RJP工法桩(超高压旋喷桩工法)利用超高压喷射流能量分两阶段破坏土体，位于喷浆杆上段的超高压水和压缩空气复合喷射流体，以同轴的形式，向水平方向先行对土体进行引导切削，对土体进行切削后，随着喷浆杆的提升，下部的超高压水泥浆和压缩空气复合喷射流体再对土体进行二次扩大切削，以此增加切削深度，保证加固体的直径，同时混合搅拌硬化材料与置换剩余土体，从而形成大直径、均匀质量的改良加固体。利用气升原理，借助下部扩大切削时的能量，通过孔壁与喷浆杆环状间隙将废土排出孔外。

N-Jet工法桩(超高压喷射搅拌成桩工法)是在RJP工法桩基础上发展起来的一种更先进的工艺，是目前世界上可施工直径最大、深度最深的高压旋喷工艺，最大成桩直径可达8000mm。通过采用具有前端喷射注浆装置的专用设备，多个可变角度的喷嘴喷射出包裹着主动空气的超高压浆液切削土体，并与土体均匀混合形成加固体。多孔管的喷嘴数量可达7个，可多角度、多喷嘴布置，还可立体布置，有三角形、线形等。此外，N-Jet工法增加了辅助排浆装置，该装置具有喷射辅助空气和膨润土浆液的功能，一方面减小了在穿越砂层时喷浆杆的转动阻力，另一方面提高了携砂能力，防止土颗粒抱死喷浆杆。

RJP和N-Je工法的成桩原理示意见图1，喷浆杆多孔管构造见图2。

▍3 施工质量控制措施

3.1 施工工序

两种工法桩的施工工序见图3。

两种工法的施工顺序大致相同，RJP工法桩在喷浆过程中无需膨润土泥浆的润滑，而N-Jet在喷浆过程中，遇到砂性地层时，需要在上段喷嘴喷射膨润土泥浆，此外，高压水泥浆注浆泵、高压水注浆泵、压缩空气的开启顺序也不相同。

3.2 施工质量控制要点

RJP、N-Jet工法桩施工质量控制要点见表1。

▍4 施工参数

4.1 常用施工参数

根据《N-Jet工法超高压喷射注浆技术规程》，水泥掺量宜满足的规定见表2。根据类似工程统计数据，总结软土地区的旋喷桩常用施工参数，见表3。

以上海轨道交通市域线机场联络线工程(西段)华泾站RJP、N-Jet工法桩墙缝止水为例，根据体积法和流量法分别计算上海软土地区，41m有效桩长Ф2000mm的RJP全圆工法桩、61m桩长Ф2200mm的N-Jet全圆工法桩为例，水比为1∶1，计算单桩水泥用量。

▍5 应急处置措施

5.1 引孔困难

地连墙出现鼓包时，可采用冲击跟管引孔钻机，跟管的护壁钢套管根据引孔钻机的钻头尺寸进行匹配，穿越鼓包区后更换常规钻头继续钻进。

5.2 桩体缩径

(1)根据地层竖向分布的特点，在不同的地层中采用不同提升速度，以保证成桩的均匀性，在粉砂、细砂中提升速度较慢，通常可取22min/m；在粉质黏土与粉砂互层、粉质黏土、砂质粉土夹黏土等地层中提升速度适中，通常可取25min/m；黏土、粉质黏土中提升速度较快，通常可取30min/m；

(2)当喷浆参数和成桩深度相同时，在砂土层，标准贯入击数越大，桩径越小；在黏性土层，黏聚力越大，桩径越小；

(3)保证喷浆杆提升速度和转速的匹配，即固定的步距时长应匹配相应的转速，防止水泥浆液与切削过后的土体强制混合不充分；

(4)喷浆前，进行压气、水试验，保证管路及喷浆杆气、液通道通畅，拌浆系统进入注浆泵之前，至少经过2次过滤筛网，以防止喷嘴堵塞。

5.3 注浆压力异常

(1)当注浆过程中出现压力异常增大情况时，卸压停机后快速提升喷浆杆，对浆、气通道进行检查，直至压力正常；

(2)当注浆过程中出现压力异常减小情况时，若是注浆泵损坏，应立即切换备用注浆泵；同时检查安全阀和管路安接头，保证密封性，并检查塞油泵调压是否过低。

5.4 喷浆杆坠入孔内

根据孔深及钻杆长度，加工比钻杆直径大50~100mm的套管，套管底部设置倒叉，套管套入喷浆杆上部后，采用套管钻机钻进，套管钻进至喷浆杆底部后，通过倒叉卡住喷浆杆后，套管将喷浆杆带出。

▍6 结束语

结合理论研究和实践，RJP和N-Jet工法桩在超深基坑止水帷幕中的应用，存在以下特点：

(1)根据国内相关研究，RJP工法成桩深度一般小于70m，而N-Jet工法成桩深度可达115m；

(2)从施工工序上，两种工法较为相近，且都是通过气升效应回浆，回浆的通道均为原状土孔壁与喷浆杆之间的环状空隙；

(3)RJP工法采用双高压的形式进行注浆，喷浆杆上段是同轴高压气和水，先行切削土层，下段采用同轴的高压主空气和水泥浆，强制搅拌土体；

(4)N-Jet工法上段喷射流可采用同轴高压气和优质复合膨润土泥浆，通过在水泥浆液中添加复合钠基膨润土，增强砂性地层护壁作用，同时增强携砂能力，防止喷浆杆抱死；

(5)RJP和N-Jet工法桩水泥浆注浆压力和流量差别不大，N-Jet成桩的主空气压力、主空气流量明显高于RJP工法桩，高压同轴空气幕有效降低了水泥浆喷射流的阻力，保证了该工法在超80m桩深时的成桩直径。

(6)根据《N-Jet工法超高压喷射注浆技术规程》，成桩深度≥80m止水帷幕的水泥掺量宜取50%以上，大于目前工程中普遍采用的40%~45%的单桩水泥掺量。

来源：《四川水泥》