近年来，随着城市轨道交通的快速发展，超大超深基坑不断涌现。在基坑开挖施工中，承压水可引起基坑突涌、管涌、基底隆起破坏，给周围地下管线和建筑物造成损害 ^[1]，承压水控制一直是基坑施工中的重难点。当前处理深基坑承压水的方法主要有以下3种:(1)降压降低承压水位法;(2)隔水竖向止水帷幕隔离法;(3)封底坑底设置水平止水帷幕法 ^[2]。在存在敏感建筑物或管线的情况下，降压和封底往往很难满足要求，出于安全性考虑，更多采用隔断方案来控制承压水。

　　 众多学者对隔水方案优化做了不同的尝试，如在杭州地铁城站深基坑中，以地下连续墙作为隔断承压含水层的处理形式，在地下连续墙加长段采用素混凝土作为承压水隔断帷幕 ^[3]。增大地下连续墙的深度可以很好地隔断承压水，但由于地下连续墙造价较高，因此很多新工法应运而生，如TRD工法 ^[4]、超深三轴搅拌桩 ^[5,6]、超深高压旋喷桩 ^[7]等。上海轨道交通10号线南京东路站在多个相邻深基坑施工中采用了“隔”“抽”相结合降低承压水的绿色控制技术，降低了承压水对周围环境影响 ^[8]。除此之外，采用类似大直径高压旋喷桩方式的还有RJP,MJS等工法 ^[9]。其中，上海国际金融中心、中美信托金融大厦等项目中采用RJP工法控制深层承压水;而MJS工法适用于地铁、隧道、高架、保护建筑等环境敏感地带及施工条件受限制的场地进行地基加固，目前已应用于宁波碶闸街基坑、上海东方路基坑等项目中。

　　 N-JET工法作为一项新工艺，实质上是大直径高压旋喷桩，通过钻管(杆)连接特殊喷浆装置(钻头)，采用全方位旋转或角度旋转、向上提升、变换提升等方法，结合多喷嘴多角度喷射切削土体，将切削的土体与水泥浆液混合搅拌，凝固后形成桩体形状，从而完成加固。N-JET工法的特点是成桩速度快，喷射土体搅拌均匀、质量好、工效高且节能环保，对周边环境影响小，施工设备净空低。其桩体最大直径可达10m，目前的最大深度达115m，适合超深地基加固、超深坑内止水封底加固、超深地下连续墙接缝止水补强及侧壁加固。同时，工法适合在砂土层、砂砾层、卵石层、漂石层等各种复杂地层施工，可以根据需要控制加固桩体形状，如圆形、半圆形、扇形、条形、网络状以及各形状间的组合。

　　 宁波市轨道交通南高教园区站基坑工程首次采用地下连续墙与N-JET超级旋喷桩联合隔断深厚双层承压水。依托该工程，本文系统总结了N-JET的施工设备、施工流程、施工方法及施工关键技术参数，并进行原位试桩试验，验证了该工法在深基坑承压水控制中的可行性。

　　 宁波市轨道交通南高教园区站是轨道交通4号线与5号线的T形换乘岛式车站，位于鄞州区宁横公路与鄞县大道交口，平面布置如图1所示。其中，南高教园区站5-IB区域的工程围护采用1 000mm厚地下连续墙，墙深50.87～52.37m，墙底标高为-47.870～-49.370m，地下连续墙线大致位于(7)_1t黏质粉土与(8)_3t粉质黏土中。目前，该区域基坑涉及的承压水如图2所示，主要有以下2层:第I1层孔隙承压水，主要赋存于(5)层粉土，(6)_2t层砂质粉土层中，其含水层顶板埋深约26～37m，厚度较大，一般厚度为10～20m，因其黏粒含量较高，且常夹有粉质黏土薄层，富水性一般，单井涌水量一般<50m³/d;第I2层孔隙承压水，赋存于(8)层粉细砂土中，水量一般较丰富。工程采用N-JET大直径旋喷桩隔断拟建车站下方的第(8)层承压水层。

　　 为达到止水隔断要求，本工程采用的N-JET旋喷桩设计直径为2 400mm，中心间距为1 800mm，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量≥40%，水灰比1∶1。其加固平面及其细部放大如图3所示。

　　 根据设计方案，施工中主要采用N-JET配置计算机管理系统的全自动设备系统，主要包含N-JET工法桩机、SG-250～300SV高压注浆泵、高压空气压缩机、全自动搅浆后台、GYQ-400工程钻机及其他辅助设备。根据设计方案与配置机械，N-JET工法成桩中桩机的主要施工参数如表1所示。

　　 N-JET主要施工工艺可分为5步:引孔、下喷浆杆、喷浆、形成桩体、完成清洗，如图4所示。根据施工流程，N-JET工法的具体施工方法如下。

　　 根据工艺要求，施工前需根据桩位中心向两侧50cm开挖导沟，导沟开挖宽度1m，开挖深度1.2m，其开挖剖面如图5所示。开挖导沟时可先采用镐头机破凿原地下连续墙混凝土导墙及路面。

　　 用钻机预先在成桩位置进行引孔，减少削孔时间，避免障碍物对N-JET钻头产生损伤，影响垂直度。其中，引孔直径≥220mm，引孔深度超过桩底1m以上，以保证N-JET的施工范围。

　　 同时，采用膨润土泥浆护壁可提高引孔质量，对上部空孔部位应根据地质情况埋入一定长度的护壁钢管以支撑孔壁，对容易出现塌孔的地质，埋入的钢管深度应≥4m。对于膨润土泥浆，其配合比可根据地质条件和成孔过程中地面沉降控制要求确定，泥浆性能指标应符合表2规定。

　　 在施工顺序方面，N-JET桩体宜采用“隔3打1”进行施工，施工顺序如图6所示。

　　 成桩施工主要可分为以下具体步骤。

　　 1)机具就位用路基板搭设在导沟上形成施工平台，将机器摆放平整、定位、调整水平。

　　 2)贯入多孔管引孔至设计深度后，移除引孔钻机，将N-JET大直径超高压旋喷钻机就位对中并调整水平度，逐节下放钻杆至设计标高。下放每节钻杆需检查钻杆的密封件是否完好，对有磨损的密封件应及时更换。

　　 3)喷射注浆按照要求参数，进行成桩施工，施工时密切监测地内压力，压力不正常时，需及时调整。当提升1根钻杆后，应对钻杆进行拆卸，在拆卸过程中应认真检查密封圈和数据线是否损坏，地内压力显示是否正常，如有问题及时排除。拆卸钻杆后，需及时对钻杆进行冲洗及保养。

　　 4)出泥由于N-JET工法采用100%土体置换，出泥量较多，需挖设专用泥浆储存池，待隔天固结后挖机挖出池内固结水泥土晾干，运输到指定的弃土点处理。泥浆池分两仓，每仓容积为日完成工程量的1.5倍，还需1个容积为日完成量大小1.3倍的临时堆土场。对于本工程，其日完成量约83m³，因此需设置2个100m³泥浆池及1个200m³堆土坑才能满足本工程2台N-JET施工的进度要求。

　　 5)拔管边喷浆边提升钻杆，提升速度要按照计算要求。在拆换钻杆时，必须按照操作要求进行。拆除和安装必须迅速准确，以节约时间和提高效率，保证施工质量。

　　 6)冲洗每节管拆卸后必须进行冲洗，摆放在清洁位置，保证管路通畅。

　　 对N-JET喷射施工质量的检验内容主要为加固区域内的取芯试验，一般应在N-JET高压喷射注浆结束后28d进行检查。设置具体取芯检验点时，应布置在荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位，检验点数量为施工喷浆孔数的1%～2%，对不足20孔的工程，至少应检验1个点。

　　 在已施工好的固结体中钻取岩芯后，将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度及其抗渗能力，对不合格处应进行补喷等处理。

　　 除取芯试验外，本次工程中采用N-JET施工的主要目的为隔断承压水，因此在工法完成后，可对基坑内进行坑外降水观察监测，如单井抽水试验或群井抽水试验，以此从隔水效果角度判定N-JET工法的施工质量。

　　 针对以上质量控制方法，在具体施工中，需通过具体措施对重要工序进行控制。N-JET工法具体施工中的质量控制要点如下。

　　 1)N-JET输浆管路系统的密封必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物。吸入灌浆机的水泥必须经过筛网，以保证无碎纸和其他杂物，防止堵塞通道，中断灌浆，影响成桩质量。

　　 2)当N-JET喷浆管插入预定深度时，应及时按设计配合比制备好水泥浆液，并应按以下步骤操作:(1)按2～3r/min的转速原地旋转旋喷管;(2)开启高压气，使高压气压力达到1.3MPa以上，流量3m³/min以上，再开启高压泵输入水泥浆液，待高压泵压力升至40MPa，流量达到113L/min后，按20min/m的提升速度(步距60s/50mm)设定计算机控制提升喷浆管，进行由下而上的旋喷注浆作业，并保证旋喷桩的桩长不小于设计值。

　　 3)旋喷作业中，应经常测试水泥浆液密度，当浆液密度与规定值的误差超过测定范围，应立即重新调整浆液水灰比。

　　 4)旋喷作业过程中拆卸旋喷浆管节后重新进行旋喷作业的搭接长度不应小于50mm。喷浆过程中应经常检查、调整高压泥浆泵的压力、浆液流量、钻机旋转和提升速度以及浆液的耗用量。

　　 5)在喷浆中冒浆(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量的100%为正常现象，但超过120%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。

　　 6)喷射施工完毕后，应把注浆管、注浆机等设备冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆。

　　 为确保N-JET工法桩的搭接，大直径旋喷桩要求引孔的垂直度误差≤1/300，超过常规标准(1/100)。由此，需要在引孔前确保钻机停置平稳水平，钻孔前复测钻杆垂直度，钻进过程中确保处于垂直状态，随时检测钻杆垂直度，同时在成孔过程中采用垂直度检测仪在钻杆中心检测成孔垂直度，当出现偏差时及时纠偏，确保成孔垂直度误差≤1/300。

　　 根据以上要求，在具体施工中，引孔钻机及N-JET喷浆机应按设计桩位准确定位，并必须进行水平校正，钻杆头对准桩位，精确控制桩机对中位置，允许偏差为50mm。同时，引孔钻机应用水平尺校正导向架垂直度，导向架倾斜度控制在<0.5%的范围内。

　　 N-JET单桩施工时间长，其大直径旋喷桩需一次成型，因此旋喷施工必须连续不得间断。对于本工程，单桩最长施工时间达20h，需充分考虑各机械的工作能力、夜间施工条件以及设备供电等因素，防止因中断施工造成桩体连续性差、固结体强度不均匀等情况。同时，连续施工中应注意水泥浆液的时效性。水泥浆液应严格按预定的配合比拌制，制备好的浆液不得离析，不得停置过长，超过4h的浆液应按废液处理。

　　 本次N-JET工法施工在正式施工前应进行现场原位试桩试验，以确保N-JET工法的成桩效果。试验地点为宁波市轨道交通4号线南高教园区站5-IB区现场，运用N-JET工法制作3根12m长的试桩。考虑到本工程原位试桩紧贴地下连续墙无法施工，试桩时需采用全圆喷射方能实现，试桩平面布置及取芯位置如图7所示。

　　 对于上述试桩，试验的施工参数基本与表1所示工程桩保持一致，但因试桩采用全圆状，与工程设计方案中的半圆状有所区别，因此对喷射参数的设置有所不同:对于桩底至桩底以上3m，其提升速度调整为50min/m，即提升步距150s/50mm;对于桩顶至桩底以上3m，其提升速度调整为40min/m，即提升步距120s/50mm。该项调整适度放慢了提升速度，保证了全圆试桩的喷射完全。

　　 试桩施工完成15d后，对成桩进行取芯分析，根据试桩效果调整施工参数，并对满足要求的试桩在取芯处补喷1根桩。

　　 根据原位试桩试验，得到试桩钻孔结果如图8所示。从取芯试样的钻孔结果看，芯样连续完整性、胶结程度均在一般以上且含灰量均较高，符合预期效果。

　　 另一方面，通过对取芯试样的强度试验，得到试验结果如表3所示。取每钻孔各深度测试平均值的最小值作为抗压强度代表值，则两钻孔处芯样抗压强度代表值分别为1.23,1.35MPa，均达到28d抗压强度设计值1.20MPa。

　　 本文依托宁波市轨道交通南高教园区站基坑工程，系统介绍了承压水控制中的N-JET工法及原位试桩试验，通过分析，得到以下结论。

　　 1)N-JET工法(一种超高压旋喷工艺)具有低净空施工、成桩直径大、成孔垂直精度高等特点。

　　 2)原位试桩试验表明N-JET超级旋喷桩桩体连续完整，成桩效果良好且抗压强度满足设计要求。

　　 3)N-JET工法适用于各种复杂地层施工，也可根据需要控制加固桩体形状，具有极强的推广性。