Ứng dụng dung dịch Bentonite trong khoan cọc nhồi

Dung dịch bentonite là một trong những phụ gia không thể thiếu trong lĩnh vực khoan cọc nhồi. Vậy dung dịch bentonite ứng dụng trong khoan cọc nhồi được tạo ra như thế nào ? cách sử dụng nó ra sao? Hãy cùng Khoan Cọc Nhồi 365 tìm hiểu kỹ hơn về Bentonite nhé.

Dung dịch bentonite là gì ?

Bentonite là hợp chất đất sét khoáng có tính nở và độ nhớt cao. Nó được đặt tên năm 1898 theo hệ đá sét benton. Bentonite thường hình thành từ phong hoá núi lửa. Hợp chất này là một đất sét phyllosilicat nhôm có tính hút nước cao. Có nhiều loại bentonite như Bentonite-Lưu Huỳnh, Bentonite-Canxi hay Bentonite-Kali, vân vân.

Ứng dụng của bentonite

Vì cấu tạo đặc biệt và hàm lượng silic dioxit cao nên bentonite có khả năng giữ ẩm cho đất, tăng độ bèn cơ học, tăng tính trường và hạn chế rửa trôi. Ngoài ra, bentonite còn có thể hấp thu độc tố, diệt nấm mốc và làm tăng hiệu quả sử dụng của thức ăn chăn nuôi.

Chính vì vậy, bentonite được ứng dụng trong Xây Dựng, Công nghiệp, Nông nghiệp và Môi trường, vân vân. Trong lĩnh vực thi công khoan cọc nhồi, Dung dịch Bentonite có thể bôi trơn mũi khoan, giảm mô men xoắn. Bentonite tạo lớp màng bùn giúp đông cứng thành vách hồ khoan, lấp khe nứt, hang trong đất.

Bentonite là hợp chất đất sét khoáng có tính nở và độ nhớt cao

Pha chế dung dịch bentonite sử dụng cho khoan cọc nhồi

Yêu cầu khi pha trộn:

Tỷ lệ trộn dung dịch bentonite là 50-60 kg đối với khoan Kely, 50-60 kg và + (0,7-0,8) kg CMC cho khoan tuần hoàn.

Cần trộn trước CMC và bentonite ở dạng bột để tránh tình trạng vón cục

Xử lý nước: Ở các khu vực có nước mang tinh phèn, độ cứng cao phải xử lý nước trước. Trước khi sử dụng  nước pha cần xử lí bằng cách cho soda ( Na2CO3) tỷ lệ 1/1000 với nước.

Phương pháp trộn dung dịch bentonite:

Trộn bằng máy khuấy: Máy khuấy tốc độ cao 1.000 vòng/phút có thể trộn từ 1-3m3 1 lần.

Cách trộn thủ công:

• Bơm nước vào bể theo mức.
• Đổ bột bentonite theo tỷ lệ pha vào thùng chứa.
• Khuấy trong bể.
• Xả xuống thùng chứa.
• Cách này trộn được ít dung dịch trong mục đích bị thiếu hoặc cần gấp.

Trộn bằng máy bơm trục đứng:

• Trộn sơ qua bentonite theo tỷ lệ trên.
• Thả hỗn hợp xuống thùng chứa.
• Dùng máy bơm trục đứng trộn đều trong 1 giờ
• Cách này có thể trộn 15 m3 dung dịch với công suất bơm 40m3/h.

Các lưu ý khi pha trộn:

Bài toán tỷ trọng giữa các chất khác sau khi pha dung dịch bentonite:

• Pha 100g NaCl vào 1.000 ml nước: Thể tích sau pha 1.000 ml; tỷ trọng sau pha 1.1 g/cm3.
• Cho 100g bột sét có tỷ trọng 2,7g/cm3 vào 1.000 ml nước: Thể tích sau pha trộn 1.037 ml; tỷ trọng  sau ki pha 1.06 g/cm3.
• Pha 100 g Bentonite tỷ trọng 2,7g/cm3 vào 1.000 ml nước. Thể tích sau pha 1.042 ml, Tỷ trọng sau pha 1.055g/cm3.

Sự chênh lệch thể tích giữa bentonite và pha bột sét thông thường là 5 ml.

3 cách trộn dung dịch bentonite

>>>>> Xem thêm bài viết: Dung dịch polyme trong thi công cọc khoan nhồi

Kiểm tra thông số của dung dịch bentonite khoan cọc nhồi sau pha:

Một số thiết bị đo kiểm tra cơ bản:

Vì bentonite đóng vai trò quan trọng trong việc giữ thành vách hồ nguyên vẹn khi khoan, tránh nhiều rủi ro khi thi công nên khi pha hợp chất này cần phải được kiểm tra kỹ lưỡng. Trước khi kiểm tra thông số của dung dịch bentonite, cần phải chuẩn bị một số thứ như sau:

• Giấy đo PH có độ chính xác lên đến 0,5
• Cân bùn để xác định tỷ trọng
• Phễu đo độ nhớt của đất và chia làm 3 loại: 1500/946, 700/500, 500/500.
• Lực kế cắt tĩnh: Dùng để đo ứng suất trượt tĩnh.

Kiểm tra chất lượng của dung dịch bentonite sau khi pha:

Một số kiểm tra cơ bản: dung dịch bentonite khoan nhồi không được tách lớp, điều này chứng tỏ dung dịch pha không hợp lý. Bề mặt dung dịch buộc phải mịn, sờ tay không được để thấy hạt bentonite nào chưa tan.  Đất đá đưa lên nhặt ra không thấy màu của bentonite.

5 thông số kỹ thuật kiểm tra chất lượng dung dịch

Kiểm tra độ nhớt dung dịch

Nếu khoan qua tầng sét, bột kết, một phần đất sét tan lẫn vào dung dịch. Từ đó quá trình vận chuyển mùn khoan, đất đá trong lỗ khoan dễ dàng hơn. Việc bổ sung thêm CMC tăng độ nhớt có vẻ không cần thiết. Độ nhớt của dung dịch được yêu cầu trong khoảng 29 – 31 sec.

Nếu khoan qua tầng đất cát thì phần cát này sẽ theo dung dịch bentonite lắng xuống bể chứa dẫn đến độ nhớt giảm nhanh. Tùy theo từng trường hợp xem xét duy trì độ nhớt hay không. Nếu cần, bổ sung thêm CMC để tăng độ nhớt thích hợp vào khoảng 34 – 36 sec.

Khoan qua tầng đá cuội, sỏi nếu muốn đưa nhanh loại mùn khoan kích thước lớn từ 5 – 10 mm thì cần bổ sung thêm  CMC vào dung dịch khoảng từ 1 – 1,5 kg/m3 để đạt độ nhớt thích hợp khoảng 39 – 41 sec.

Kiểm tra tỷ trọng dung dịch

Yêu cầu tỷ trọng trong dung dịch từ  1.03 – 1.035 g/cm3
Trước khi vào lỗ khoan dung dịch nên có tỷ trọng càng nhỏ càng tốt. Ở đầu lỗ khoan, dung dịch đưa vào phải nhỏ hơn 1,2 g/cm3. Ngoài ra còn phải nhỏ hơn tỷ trọng của dung dịch đi ra lỗ khoan. Muốn làm được điều này, trước tiên phải có một hệ thống tách lắng bùn khoan, hoặc thiết bị tách cát bằng sàng.

Kiểm tra độ pH của dung dịch

Yêu cầu độ pH của dung dịch nằm  trong khoảng 8 – 9, thước đo theo thang 0.5.

Kiểm tra ứng suất trượt tĩnh

Kiểm tra ứng suất trượt tĩnh: Xem thêm về các yêu cầu về ứng suất trượt tĩnh.

Lực cắt tĩnh cần đạt: 1 phút 20-30 mg/cm2. 10 phút 50-100 mg/cm2.

Sau khi kiểm tra đúng chất lượng bentonite, khi đó mới có thể tiến hành thi công cọc khoan nhồi.

Trên đây là những chia sẻ của Khoan Cọc Nhồi 365 về dung dịch bentonite cũng như phương pháp pha trộn, kiểm tra tiêu chuẩn của dung dịch Bentonite. Hy vọng nó sẽ giúp các bạn sử dụng dung dịch Bentonite trong công tác thi công khoan cọc nhồi được hiệu quả hơn.

Xem thêm các bài viết liên quan khác:

• Thời gian thi công cọc khoan nhồi là bao lâu?
• Phương pháp thối rữa cọc khoan nhồi