Bentonite trong khoan cọc nhồi

1. PHA CHẾ DUNG DỊCH BENTONITE

1.1. Yêu cầu khi pha trộn:

• Tỷ lệ trộn bentonite là 50 – 60 kg bentonite HPB600- API đối với khoan cần Kely, hoặc 50 – 60 kg bentonite HPB600- API + (07 – 0.8) kg CMC cho khoan tuần hoàn.
• Tránh trường hợp CMC bị vón cục cần trộn khô CMC và bột bentonite trước.
• Xử lý nước: Nước ở khu vực nào mang tính phèn, độ cứng cao thì khi dùng nước để pha dung dịch cần xử lý như sau: Pha soda (Na2CO3) với tỷ lệ 1/1000 cùng với nước sau đó mới trộn dung dịch.

1.2. Phương pháp trộn

• Trộn cưỡng bức: Thường trộn từ 1 – 2,5 m3 với máy khuấy tốc độ cao 1.000 v/p. Cách thức: bơm nước vào trong bể theo mức định sẵn, đổ bentonite theo tỷ lệ như ở mục 1.1 vào thùng chứa và khuấy trong 15 phút trong bể rồi xả xuống thùng chứa.
• Trộn bằng máy bơm trục đứng: Trộn sơ qua bentonite theo tỷ lệ như ở mục 1.1 sau đó xả xuống thùng chứa và dùng máy bơm trục đứng trộn đi trộn lại với thời gian 1 giờ để trộn 15 m3 dung dịch với công suất bơm 40m3/h

1.3. Các lưu ý khi pha trộn:

Bài toán tỷ trọng về pha trộn chất rắn vào nước:

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

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

Bentonite tốt nhất là tạo ra dung dịch có độ nhớt lớn nhất, tỷ trọng nhỏ nhất trên 1 lượng pha trộn cố định.

2. KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CỦA DUNG DỊCH SAU KHI PHA:

2.1. Một số thiết bị đo cơ bản

• Giấy đo độ pH : độ chính xác 0,5
• Cân bùn xác định tỷ trọng (tỷ trọng của nước ở 25OC là 1.00 g/cm3.
• Phễu đo độ nhớt chia làm 3 loại: 1500/946; 700/500; 500/500.
• Lực kế cắt tĩnh: Đo ứng suất trượt tĩnh.

2.2. Kiểm tra chất lượng của dung dịch sau khi trộn:

Dung dịch bentonite không được tách lớp, bề mặt dung dịch phải mịn, sờ tay không thấy hạt bentonite chưa tan, đất đá khi đưa lên nhặt ra không thấy có màu của bentonite. Sau khi trộn dung dịch bentonite cần kiểm tra các yêu cầu sau:

2.2.1 Kiểm tra độ nhớt dung dịch:

Yêu cầu độ nhớt thông thường từ 29 – 41 sec.

Nếu khoan qua tầng sét, bột kết thì một phần đất sét sẽ tan lẫn vào dung dịch dẫn đến quá trình vận chuyển mùn khoan, đất đá trong lòng lỗ khoan sẽ dễ dàng hơn và việc bổ sung thêm CMC để tăng độ nhớt là không cần thiết. Độ nhớt của dung dịch trong khoảng 29 – 31 sec.

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

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

2.2.2 Kiểm tra tỷ trọng dung dịch:

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

Chú ý: Khi khoan phải luôn luôn kiểm tra độ nhớt và tỷ trọng của dung dịch.

2.2.3 Kiểm tra độ pH của dung dịch:

Yêu cầu độ pH của dung dịch thường nằm  trong khoảng 8 – 9.

2.2.4 Kiểm tra ứng suất trượt tĩnh:

Yêu cầu về ứng suất trượt tĩnh:

Lực cắt tĩnh:

1 phút            20 -30 mg/cm2
10 phút        50 – 100 mg/cm2.

3. Ủ DUNG DỊCH SAU KHI PHA TRỘN

Để sử dụng đạt hiệu quả cao nên ủ dung dịch tối thiểu từ 6 -12 giờ sau khi trộn rồi mới đưa vào sử dụng.