一、引言
高压喷射注浆Jet grouting属于注浆技术的其中一种,其适用于砾石、砂土、粉土、粘性土等土层,一般不适用于块石卵石地层(N-jet除外),具体如下图所示:

RJP、MJS、N-jet等工法在土建施工中常常见到,均为高压喷射注浆技术系列工法,它们之间有何区别?本文简单汇总对比。
二、高压喷射注浆技术体系
2.1类型区分

基于以上分类可知,高喷注浆工法的主要区别在于喷射介质种类及相应的配套设备,以单、双、三重管法为例,单管法只涉及水泥浆喷射,双重管法需要水泥浆、压缩空气喷射,三重管法需要水流、压缩空气、水泥浆三种介质喷射,故在硬件设备主要区别于注浆管构造及提供水、气、浆的压力泵设备。
单管法:又称CCP工法,仅喷射高压水泥浆切削周围土层,浆液与土粒搅拌混合凝固成固结体。
双重管法:又称JSG工法(Jumbo Jet Special Grout),使用双通道注浆管,同时喷射高压水泥浆和压缩空气两种介质切割破坏土体,形成水泥土固结体。
三重管法:采用高压水流、高压水泥浆、压缩空气三种介质复合喷射切削土体。喷射高压水与气流复合喷射流及灌注低压水泥浆(CJG工法);喷射高压水与气流复合喷射流及喷射高压水泥浆与气流复合喷射流(RJP工法)。
多重管法:多重管法又称SSS-MAN工法,全称Super Soil Stabilization Management。先引孔后置入多重管,利用超高压水射流切削破坏土体,并进行排泥后形成空洞,后通过多重管充填穴洞,填充材料可选水泥浆、水泥砂浆、混凝土等,最大直径可达4.0m。
多孔管法:喷射高压水、高压水泥浆与气流复合喷射流及灌注速凝剂等介质,如MJS。

2.3 喷管构造区分
以下是单~三重管的构造,均为多层同心管结构。

多重管与多孔管结构上的主要区别在于:多重管为多层同心管结构,各个介质分层独立控制;多孔管为单管多孔,介质混合喷射。
2.4 技术参数对比
基于目前国内的设备,单管法、双重管法及三重管法的相关工艺参数(国内)如下所示:

以下为日本设备的工艺参数:

在国际上,日本的高压喷射注浆技术绝对遥遥领先。
三、RJP工法
3.1工法原理
RJP工法全称为Rodin Jet Pile,属于三重管法,RJP工法进行两次切削破坏土层,上段采用高压水(20MPa)辅以同轴压缩空气(0.7~1.05MPa)进行一次切削,下段采用超高压水泥浆(40MPa)辅以同轴压缩空气(0.7~1.05MPa)进行二次切削,并将水泥浆与土体混合,形成大直径的水泥土加固体。

根据空气压力和水泥浆液流量的不同,可分为RJP、S-RJP、D-RJP,如下:


由上图可知,RJP和S-RJP工法设备基本一致,仅空气喷射压力和水泥浆流量不同。D-RJP的注浆管下端有两个喷嘴用于喷射超高压水泥浆,其浆液喷射流量约为S-RJP的2倍。
3.2喷管构造
以RJP为例,如下:

RJP工法工艺相对简单,成桩直径大(2~3.0m),工效比较高(1m长度施工时间15~20min),成桩质量好(砂土层中无侧限抗压强度达3MPa,黏性土层中达1MPa),加固深度一般为40m,最大可达70m。
4.1工法原理
MJS属于多孔管法,全称Metro Jet System,又称全方位高压喷射工法,以40MPa的高压水泥浆辅以0.7MPa的压缩空气流切削四周土体,并采用了独特的多孔管和前端造成装置,实现了孔内强制排浆和地内压力监测,并通过调整强制排浆量来控制地内压力,大幅度减少对环境的影响。
4.2喷管构造
MJS工法注浆钻杆采用多孔管的构造形式,具有主动排泥和地内压力监测功能,核心技术为前端总成装置(monitor),位于钻杆最前端,集合了钻头、喷射流喷嘴、同轴高压空气喷嘴、回浆口、回流水喷嘴、压力感应器等部件。

(1)“全方位”注浆
MJS工法可以任意角度,任意方向(水平、倾斜、垂直)进行喷浆施工。
(2)桩径大,桩身质量好
MJS工法在N<70的砂土层或C<50kPa的黏土层中,成桩直径可达2.0~2.8m(目前最大可达4.2m),加固深度最大可达70m。桩身抗压强度可达2.5MPa以上(砂土层)。

(3)施工扰动小
MJS喷管具有监测地内压力和强制排泥浆的功能,一旦地内压力超出限值,立即强制排泥浆保证地内压力可控,且泥浆可以集中管理,环保无污染。
施工中,地面垂直位移可控制在10mm以内,水平位移可控制在20mm以内。
五、N-jet工法
5.1工法原理
N-jet属于多孔管,为大直径超高压喷射注浆工法,通过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,形成大直径水泥土加固体。

5.2喷管构造
N-jet工法具有特殊的多喷嘴喷浆装置,其喷嘴数量一般为1~7个,部分如下:

喷射形式如下:

喷射压力大(45±2MPa),喷浆孔大(孔径40mm),喷浆流量大(600L/min),喷嘴数量多(最多达7个),成桩直径大(最大10m),加固深度大(最深115m),适用地层广(黏土、砂土、砾石、卵石等)。
N-jet工法的相关参数如下表所示:

上海金山区曾经做过N-jet工法试验桩,其直径达10.0m,如下图所示:

六、汇总对比
综合国内外相关文献资料,将高压喷射注浆工法的技术参数汇总如下:
