Hướng dẫn chi tiết cách dùng Bentonite trong cọc khoan nhồi

Chu Văn An

Bentonite hay bột đất sét đá là loại vật liệu được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng nhằm giúp ổn định cọc khoan nhồi. LabTrường Chu Văn An sẽ hướng dẫn chi tiết cách sử dụng Bentonite trong cọc khoan nhồi đúng cách.

1. Tại sao nên sử dụng Bentonite trong cọc khoan nhồi?

Bentonite là chất có đặc tính trương nở tốt và độ bám dính cao. Trong quá trình khoan cọc nhồi, chất này cần thiết để bôi trơn mũi khoan và giảm ma sát giữa các mô men.

Ngoài ra còn thích hợp để lấp đầy các vết nứt, các vị trí hở khi khoan cọc khoan nhồi, cọc barrette. Bentonite giúp bảo vệ bề mặt thành lỗ khoan và ngăn chặn sự lắng đọng mùn sau khi khoan xong.

Tại sao Bentonite được sử dụng trong cọc khoan nhồi?

Sau khi khoan qua lớp đất sét, bột đá sẽ liên kết với một phần đất, giúp việc vận chuyển bùn khoan và đá ra khỏi mũi khoan dễ dàng hơn. Trong trường hợp này không cần thêm CMC để tăng độ nhớt. Trong trường hợp khoan trên đất cát, cát sẽ lắng đọng theo dung dịch bentonite khiến độ nhớt giảm. Xem xét tình hình thực tế để xem liệu có cần thiết phải duy trì độ nhớt của dung dịch bằng CMC hay không.

2. Cách sử dụng Bentonite trong khoan cọc nhồi

2.1. Chuẩn bị dung dịch bentonite

2.1.1. Yêu cầu trộn

– Đối với máy khoan cần Kely: Tỷ lệ pha trộn bentonite là 50 – 60 kg bentonite HPB600-API.

– Đối với khoan tuần hoàn: Tỷ lệ 50 – 60 kg bentonite HPB600-API và thêm 07 – 0,8kg CMC

– Trong quá trình vận hành nên trộn CMC trước khi cho bột bentonite vào để tránh CMC bị vón cục.

– Xử lý nước: Đối với những nơi có độ phèn và độ cứng cao cần xử lý nước dùng trước khi pha bằng cách cho soda vào nước theo tỷ lệ 1/1000.

2.1.2. Cách tiến hành trộn

Hiện nay có hai phương pháp trộn được sử dụng phổ biến nhất:

– Trộn cưỡng bức: Áp dụng trộn từ 1 – 2,5 m3 bằng máy khuấy tốc độ cao 1000 vòng/phút như sau: Thêm nước vào bể theo thể tích nhất định, đổ hỗn hợp bentonite đã chuẩn bị ở trên vào thùng chứa. Khuấy dung dịch trong 15 phút rồi đổ vào thùng chứa.

Bentonite được trộn trong máy khuấy

– Trộn bằng bơm trục đứng: Dung dịch bentonite đã chuẩn bị ở trên sẽ được trộn sẵn rồi đổ vào bể. Tại đây, dung dịch này sẽ được trộn tiếp bằng máy bơm trục trong khoảng 1 giờ cho 15m3 dung dịch với công suất 40m3/h.

2.2. Một số điều cần lưu ý khi trộn

Cân tính toán chính xác mật độ trộn chất rắn vào nước, cụ thể:

– Hòa 100g NaCl vào 1000ml nước: Thu được dung dịch có thể tích 1000ml, khối lượng riêng 1,1 g/cm3.

– Trộn 100g bột đất sét tỷ trọng 2,7g/cm3 trong 1000ml nước: Thu được thể tích 1037ml tỷ trọng 1,06 g/cm3.

– Trộn 100g bentonite tỷ trọng 2,7g/cm3 trong 1000ml nước: Thu được thể tích 1042ml tỷ trọng 1,055 g/cm3.

Thông thường, chênh lệch thể tích giữa bentonite và bột đất sét là khoảng 5ml. Bentonite tốt sẽ tạo ra dung dịch có độ nhớt cao và mật độ thấp trên mỗi lượng trộn cố định.

3. Một số thông số của giải pháp cần xác định

3.1. Một số thiết bị, dụng cụ cần thiết

Để kiểm tra các thông số cơ bản của dung dịch sau khi trộn cần có các thiết bị sau;

– Giấy đo pH có độ chính xác 0,5.

– Cân bùn để xác định độ đậm đặc.

– Phễu đo độ nhớt có 3 loại: 1500/946; 700/500; 500/500.

– Lực kế cắt tĩnh dùng để đo ứng suất cắt tĩnh.

3.2. Kiểm tra chất lượng dung dịch sau khi trộn

Về giác quan: Chúng ta cần quan sát xem dung dịch sau khi trộn có tách lớp hay không, bề mặt như thế nào, màu sắc ra sao… Dung dịch đạt yêu cầu sẽ không có hiện tượng tách lớp, bề mặt dung dịch nhẵn, không cảm nhận được các hạt bentonite không hòa tan và không nhìn thấy màu bentonite. Ngoài ra, giải pháp đó cần phải đáp ứng các yêu cầu sau:

3.2.1. Độ nhớt

Dung dịch đạt yêu cầu phải có độ nhớt khoảng 29-41 giây.

– Đối với khoan lớp đất sét: Độ nhớt sẽ khoảng 29-31 giây là đạt yêu cầu, không nhất thiết phải là CMC.

– Trường hợp khoan đất cát: Vì cát sẽ lắng đọng cùng bentonite nên có thể làm giảm độ nhớt. Lúc này cần đánh giá tình hình thực tế xem có cần bổ sung CMC để duy trì độ nhớt khoảng 34-36 giây hay không.

Đánh giá cảm quan chất lượng bentonite sau khi trộn

– Trường hợp khoan lớp sỏi, sỏi: Muốn loại bỏ bùn khoan cỡ 5-10mm cần cho thêm một lượng CMC vào dung dịch khoảng 1-1,5 kg/m3 để có độ nhớt thích hợp khoảng 39-41 giây.

3.2.2. Tỉ trọng

Ngoài độ nhớt, mật độ dung dịch cũng cần được chú ý. Mật độ yêu cầu sẽ dao động từ 1,03 đến 1,035 g/cm3.

Tỷ trọng càng thấp thì càng tốt vì dung dịch sẽ được đưa vào đầu lỗ khoan nên tỷ trọng phải < 1,2 g/cm3 và nhỏ hơn tỷ trọng dung dịch ra khỏi lỗ khoan. Để làm được điều này cần phải có hệ thống tách bùn hoặc thiết bị tách cát sử dụng sàng rung.

Lưu ý: Trong quá trình khoan cần kiểm tra độ nhớt, tỷ trọng của dung dịch thường xuyên.

3.2.3. Các chỉ số khác

– pH: Khoảng 8 – 9.

– Ứng suất cắt tĩnh: Lực cắt tĩnh trong 1 phút và 10 phút lần lượt là: 20 – 30 mg/cm2, 50 – 100 mg/cm2.

– Sau khi trộn, ủ dung dịch ít nhất 6-12 giờ trước khi sử dụng để có kết quả tốt nhất.

Chúng tôi đã chia sẻ những kiến ​​thức về cách trộn bột Bentonite trong bài viết trên. Nếu có thắc mắc, độc giả có thể để lại bình luận để chúng tôi giải đáp.