THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Tham khảo tài liệu về bảo vệ thành vách lỗ khoan Bentonite / Mùn khoan / Phụ gia Polymer

Dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi

Bentonite có tầm quan trọng lớn về mặt thương mại sở hữu các đặc tính tẩy trắng bẩm sinh giống như trái đất, do đó nó còn được gọi là đất sét tẩy trắng. Chứa hơn 85% khoáng sét, montmorillonite, nó được coi là đất sét dẻo cao. Về cơ bản có hai loại bentonit, đó là:

• Loại trương nở (hoặc natri bentonit) và
• Loại không trương nở (hoặc bentonit canxi)

Bentonit natri thường được gọi là bentonit, trong khi bentonit canxi được gọi là đất của Fuller. 

Tầm quan trọng thương mại của bentonit phụ thuộc nhiều vào các đặc tính hóa lý hơn là thành phần hóa học của nó.

Độ dẻo và độ bôi trơn tuyệt vời, độ bền liên kết khô cao, độ bền cắt và độ nén cao.  độ thấm thấp và khả năng chịu nén thấp làm cho bentonit khả thi về mặt thương mại. 

Bentonite có giá trị trong kết dính cát đúc, khoan bùn, luyện quặng sắt và làm chất chống thấm, trám khe trong các công trình xây dựng dân dụng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nói về việc sử dụng Bentonite cụ thể trong xây dựng.

Sử dụng Bentonite trong Xây dựng công trình

Việc công nhận bentonite như một yếu tố xây dựng quan trọng vẫn đang ở giai đoạn hoàn thiện vì một tỷ lệ lớn các nền móng và các hoạt động xây dựng dân dụng khác được thực hiện mà không sử dụng bentonite và đang phải chịu chi phí cao hơn nhiều do sử dụng các lớp lót tạo cân bằng. Nhận thức về việc sử dụng bentonit trong ngành xây dựng dân dụng vẫn còn là một chặng đường dài.

Bentonite được sử dụng chủ yếu ở dạng lỏng (thường được gọi là bùn bentonite) vì các đặc tính lưu biến của nó ( hành vi của chúng như bùn bentonite khi trộn với nước).

Chuẩn bị bùn Bentonite

Bùn Bentonite được chuẩn bị với mục tiêu để đạt được sự hydrat hóa tối đa của bentonite, do đó, bột của nó phải được thêm vào nước trộn theo cách thủ công để đảm bảo rằng tất cả các hạt đều được làm ướt và không vón cục thành các quả bóng ngậm nước một phần. 

Nước ngọt chất lượng có thể uống được từ nguồn cung cấp chính nên được sử dụng trong quá trình đun nấu để đạt được kết quả tốt nhất Nếu có bất kỳ nghi ngờ nào về chất lượng của nước, cần tiến hành phân tích hóa học để xác định tính phù hợp của nó hoặc nhu cầu xử lý hóa chất trước khi sử dụng. 

Không nên sử dụng nước muối trong quá trình chuẩn bị bùn bentonit vì không có biện pháp xử lý hóa học đơn giản nào đối với clorua dinatri.

Cách tính khối lượng bentonite trong cọc khoan nhồi

Bùn bentonite được biết là thực hiện các chức năng quan trọng sau:

a) Hỗ trợ việc đào bằng cách tạo áp lực thủy tĩnh lên thành của nó.  để ngăn chặn sự sụp đổ hoặc giữ lại một khu vực. 

b) Nằm lại trong quá trình đào, và không chảy xuống đất ở mức độ lớn do đó hoạt động như một chất bịt kín. 

c) Đình chỉ các mảnh vụn và ngăn chặn các lớp bùn đất đọng lại dưới đáy hố đào. 

d) Giữ nguyên và không phản ứng bởi bê tông bị dịch chuyển sạch, không có sự can thiệp đáng kể vào liên kết giữa cốt thép và bê tông đông kết. 

e) Vệ sinh để loại bỏ cặn lơ lửng, bằng cách đi qua màn hình và hydrocyclone, để chuẩn bị sử dụng lại. 

Mục đích chính của bất kỳ đặc điểm kỹ thuật nào của bùn bentonite phải là đảm bảo rằng bùn có khả năng tạo thành các chức năng của chất chứa, chất bịt kín và để giữ nguyên vẹn mà không có bất kỳ tác động xấu nào trên đống hoàn thiện, tường hoặc hình thức xây dựng khác.

Bột bentonite có thể phải được thêm vào bùn hoặc các chất phụ gia có thể phải được đưa vào để điều chỉnh các đặc tính của nó. Chúng có thể bao gồm natri bicacbonat hoặc tro soda để kiểm soát độ pH, chất pha loãng hữu cơ hoặc polyphotphat để giảm độ nhớt và natri cacboxymethylcellulose (CMC) để giảm thất thoát chất lỏng. 

Theo dõi mật độ trở nên quan trọng khi sử dụng bùn bentonite vì nó hoạt động khác nhau ở các mật độ khác nhau. 

Tỷ trọng của bùn.  "ps" liên quan đến nồng độ, "C" của bentonit theo trọng lượng của nước trộn như sau:

Ps=pw (1 C) (C / Gp 1)

trong đó "pw" là trọng lượng riêng của nước trộn (giả sử là  10) và Gp "là trọng lượng riêng hạt của bột bentonit được sử dụng để chuẩn bị bùn.

Nếu nồng độ." Cs "được biểu thị bằng kilogam bentonit trên mét khối bùn cuối cùng, thì công thức trở thành:

Ps=pw Cs (1  - IGp)

Công thức nói trên này được sử dụng để tính toán mật độ vật liệu vụn cho các tỷ lệ hỗn hợp.

Cách tạo độ ổn định của lỗ khoan bằng dung dịch khoan hoặc bùn khoan

Dung dịch khoan hoặc bùn phải tạo ra một lớp ngăn cách gần như không thấm nước giữa đất và dung dịch khoan. Dung dịch khoan bentonite sử dụng các tiểu cầu bentonite chồng chéo lên nhau để chống lại sự hình thành để tạo ra một bánh lọc đóng vai trò như một rào cản. Sự thất thoát chất lỏng là một thước đo hiệu quả của bánh lọc trong việc đóng vai trò như một rào cản để ổn định lỗ khoan. Các tấm xốp polyme, chẳng hạn như những chất được sử dụng trong các trục khoan móng, tạo ra một màng gel polyme đóng vai trò là rào cản giữa bùn và đất. 

Áp suất dương phải được tác động đều lên vật cản giữa dung dịch khoan và chất tạo thành để ổn định lỗ khoan và ngăn chặn sự xâm nhập. Áp suất đầu thủy tĩnh là cần thiết để áp dụng áp suất này. Áp lực không cần quá lớn: nó chỉ cần tích cực.

Dung dịch khoan bentonite sử dụng cho khoan đứng và khoan ngang có khác nhau?

Bất kể một trục khoan móng, giếng đứng hoặc thực hiện một dự án khoan định hướng ngang, các nhà thầu yêu cầu rất nhiều từ chất thải hoặc bùn khoan. Các chức năng của dung dịch khoan bao gồm làm mát và bôi trơn lỗ và bit, làm sạch lỗ, đình chỉ và vận chuyển hom, giữ lỗ mở, ổn định lỗ, kiểm soát thất thoát chất lỏng.  mất lưu thông và phân đoạn, giảm mô-men xoắn liên quan đến đất dính và kiểm soát áp suất dưới bề mặt. 

Biết tất cả các chức năng của dung dịch khoan hoặc bùn. Thật là mỉa mai khi một số nhà thầu chỉ cần đổ bentonite vào nước chưa qua xử lý và mong đợi chất lỏng hoặc liệu đang khoan một loại bùn để thực hiện tất cả các chức năng này một cách hoàn hảo. Bài viết này tập trung vào tính ổn định của lỗ khoan. Việc hiểu cách dung dịch khoan hoặc bùn ổn định lỗ khoan có thể làm tăng đáng kể tỷ lệ thành công cho các nhà thầu khoan. 

Ví dụ sinh động về Hai yếu tố : 1. dung dịch khoan tạo màng gel và 2. áp suất thủy tĩnh

Một ví dụ tuyệt vời về hai yếu tố nêu trên trong việc tạo ra sự ổn định của lỗ khoan là một gói cà phê chân không. Lớp bọc đóng vai trò như một rào cản không thấm nước và áp suất khí quyển nặng 14,5 pound được áp dụng đều lên lớp bọc, giúp ổn định các hạt cà phê. Các hạt cà phê được đóng gói chặt chẽ đến mức gói cứng gần như một viên gạch, nhưng khi chọc thủng màng bọc, bạn có thể nghe thấy luồng không khí tràn vào gói, làm cân bằng áp suất và các hạt cà phê đột nhiên trở nên lỏng lẻo và không ổn định. 

Như đã đề cập trước đó, tổn thất chất lỏng là một thước đo để đánh giá dung dịch khoan bentonit sẽ duy trì độ ổn định của lỗ khoan tốt như thế nào, đặc biệt là trong các thành tạo lỏng lẻo, không liên kết. Bước đầu tiên để tạo ra dung dịch khoan bentonite có lượng chất lỏng hao hụt thấp là xử lý trước hỗn hợp nước với tro soda để nâng độ pH lên phạm vi 8,5-9 để trung hòa canxi. Canxi trong nước trộn sẽ làm cho các tiểu cầu bentonit vón cục (keo tụ) và tạo ra bánh lọc mềm, dày, xốp, không có tác dụng ổn định lỗ khoan (áp suất đầu thủy tĩnh được cân bằng vào hình thành thay vì áp đều lên bề mặt bánh lọc). Polyme PAC (poly anion cellulose) là chất tăng cường thất thoát chất lỏng tuyệt vời có thể cải thiện đáng kể độ ổn định của lỗ khoan trong khi hầu như không ảnh hưởng đến độ nhớt. 

Không thể nói đến tầm quan trọng của áp suất đầu thủy tĩnh tạo ra bởi chất lỏng hoặc bùn trong lỗ áp lực lên bánh lọc hoặc màng gel polyme, để ổn định các thành tạo lỏng lẻo không liên kết. Trong các trục khoan móng để cung cấp dương tính khi sử dụng bùn tổng hợp (polyme), nên đặt đầu thủy tĩnh cao hơn mực nước ngầm tối thiểu 6 feet để cung cấp đủ áp lực đầu thủy tĩnh để duy trì tính toàn vẹn của lỗ khoan. Trong các ứng dụng khoan móng, nơi mực nước ngầm dưới bề mặt dưới 6 feet, một vỏ lon trên cùng được cắt để có được đầu thủy tĩnh cần thiết. Trong khoan định hướng ngang, các nhà thầu không cần phải bổ sung thêm đầu thủy tĩnh sau một lon đỉnh; do đó điều quan trọng là phải giảm thiểu thất thoát dung dịch và đảm bảo lỗ khoan chứa đầy dung dịch khoan khi gặp điều kiện đất rời, không kết dính. Thông thường, các nhà thầu HDD không nghĩ đến sự cần thiết của áp suất đầu thủy tĩnh trong khi máy khoan hút bụi thoát ra khỏi hố thoát khi chúng có thể làm tốt hơn là để lại nhiều chất lỏng hơn trong hố. 

Sự ổn định của lỗ khoan trong điều kiện đất lỏng lẻo, không rắn chắc như cát hoặc sỏi là điều cần thiết cho sự thành công chung của một dự án khoan. Hiểu và thực hiện các nguyên tắc cơ bản về cách ổn định dung dịch hoặc bùn khoan trong hệ thống này có thể giúp nhà thầu khoan đỡ phải đau đầu rất nhiều, ống khoan, dụng cụ xuống lỗ và tổn thất tài chính. 

Xem thêm các bài viết khác >>