Dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi là một yếu tố công nghệ then chốt, đóng vai trò “người bảo vệ” vô hình cho hố khoan. Đối với các cọc chịu tải trọng lớn như cọc D1000, việc thành hố bị sạt lở (sập vách) trong quá trình khoan hoặc trước khi đổ bê tông là một thảm họa kỹ thuật. Bentonite, một loại sét khoáng tự nhiên (chủ yếu là montmorillonite), khi pha với nước sẽ tạo ra một dung dịch huyền phù đặc biệt có khả năng giữ ổn định thành hố. Hiểu rõ tầm quan trọng và cách kiểm soát chất lượng của dung dịch này là điều kiện tiên quyết để đảm bảo chất lượng cuối cùng của cọc.
Vai Trò Cốt Lõi Của Dung Dịch Bentonite Trong Thi Công Cọc Khoan Nhồi
Nhiều người lầm tưởng bentonite chỉ là “bùn” để lấp đầy hố khoan, nhưng thực tế, nó là một dung dịch kỹ thuật phức tạp với ba vai trò chính không thể thay thế.
Vai trò 1: Giữ ổn định thành hố khoan
Đây là vai trò quan trọng nhất. Điều này đạt được thông qua hai cơ chế:
- Tạo áp lực thủy tĩnh: Dung dịch bentonite có tỷ trọng cao hơn nước, tạo ra một áp lực ngang (áp lực thủy tĩnh) lên thành hố khoan. Áp lực này đối kháng lại với áp lực đất và áp lực nước ngầm từ bên ngoài, ngăn chặn hiệu quả việc đất cát bị đẩy vào bên trong hố.
- Tạo màng áo sét (Filter Cake): Đây là đặc tính kỳ diệu của bentonite. Khi tiếp xúc với đất, các hạt sét siêu nhỏ trong dung dịch sẽ chui vào các kẽ hở của vách, đồng thời nước trong dung dịch sẽ thấm vào đất, để lại một lớp “màng” sét mỏng, dẻo và gần như không thấm nước trên bề mặt thành hố. Lớp màng này bịt kín các khe nứt, ổn định bề mặt và ngăn nước ngầm chảy ồ ạt vào hố.
Vai trò 2: Vận chuyển mùn khoan
Trong quá trình khoan, đất đá, cát sỏi (mùn khoan) liên tục được tạo ra ở mũi khoan. Dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi có độ nhớt (viscosity) đặc trưng. Độ nhớt này cho phép nó “ôm” lấy các hạt mùn khoan và “treo” chúng lơ lửng, không cho chúng lắng đọng trở lại đáy hố. Khi dung dịch được bơm tuần hoàn, nó sẽ mang theo mùn khoan lên mặt đất để được xử lý qua các hệ thống sàng lọc.
Vai trò 3: Bôi trơn và làm mát thiết bị
Dung dịch này cũng hoạt động như một chất bôi trơn, giảm ma sát giữa thiết bị khoan (gầu khoan, ống vách) và đất đá, đồng thời làm mát mũi khoan trong quá trình làm việc, giúp tăng tuổi thọ thiết bị. Nếu không có dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi, việc thi công các cọc sâu, đường kính lớn như D1000 trong nền đất yếu, đất cát bở rời là điều không thể thực hiện được.
H2: Các Chỉ Tiêu Kỹ Thuật Khi Kiểm Soát Dung Dịch Bentonite
Để dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi phát huy tối đa hiệu quả, chất lượng của nó phải được kiểm soát liên tục tại công trường thông qua các thí nghiệm nhanh. Bất kỳ sự sai lệch nào về chỉ tiêu kỹ thuật đều có thể dẫn đến sự cố.
Chỉ tiêu 1: Độ nhớt
- Mục đích: Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất, quyết định khả năng “treo” mùn khoan và tạo màng.
- Cách đo: Thường đo bằng Phễu Marsh (Marsh Funnel). Kỹ sư sẽ đo thời gian (tính bằng giây) để một thể tích dung dịch chuẩn chảy qua phễu.
- Tiêu chuẩn: Thời gian chảy phải nằm trong một khoảng nhất định (ví dụ 30-50 giây). Nếu nhớt quá loãng (thời gian chảy quá nhanh), nó sẽ không giữ được mùn khoan, gây lắng cặn. Nếu quá đặc (thời gian chảy quá lâu), sẽ khó bơm, khó tách cát và tạo màng áo sét quá dày.
Chỉ tiêu 2: Tỷ trọng
- Mục đích: Quyết định khả năng tạo áp lực thủy tĩnh để giữ thành hố.
- Cách đo: Dùng cân tỷ trọng (Mud Balance).
- Tiêu chuẩn: Tỷ trọng phải cao hơn nước (ví dụ: 1.03 – 1.15 g/cm³). Nếu tỷ trọng quá cao, thường là dấu hiệu dung dịch đã bị nhiễm quá nhiều mùn khoan và cát, cần phải được xử lý ngay.
Chỉ tiêu 3: Hàm lượng cát
- Mục đích: Đây là “kẻ thù” của chất lượng cọc. Cát là mùn khoan không được lọc sạch, lơ lửng trong dung dịch.
- Cách đo: Dùng bộ đo hàm lượng cát chuyên dụng.
- Tiêu chuẩn: Hàm lượng cát phải được giữ ở mức thấp nhất có thể (ví dụ: < 4%). Đặc biệt, trước khi đổ bê tông, hàm lượng cát của dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi ở đáy hố phải được kiểm tra cực kỳ nghiêm ngặt.
Chỉ tiêu 4: Độ pH và Độ mất nước
- Mục đích: Độ pH (tính kiềm) ảnh hưởng đến khả năng tạo màng của các hạt sét. Độ mất nước đo khả năng dung dịch giữ nước, quyết định độ dày của màng áo sét.
- Tiêu chuẩn: Cần duy trì pH trong khoảng 9-11. Độ mất nước phải thấp.
Việc kiểm soát liên tục các chỉ tiêu này đòi hỏi một đội ngũ kỹ thuật có kinh nghiệm và hệ thống thiết bị (máy trộn, máy tách cát, silo chứa) đồng bộ. Quá trình này là một phần không thể thiếu trong dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi.
Hậu Quả Nghiêm Trọng Nếu Quản Lý Sai Dung Dịch Bentonite
Việc coi nhẹ hoặc kiểm soát chất lượng dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi không chặt chẽ sẽ dẫn đến những khuyết tật nghiêm trọng cho cọc, gây ảnh hưởng đến an toàn của toàn bộ công trình.
Hậu quả 1: Sập thành hố khoan
Đây là hậu quả tức thời và rõ ràng nhất. Nếu tỷ trọng dung dịch quá thấp, hoặc độ nhớt không đạt, áp lực đất và nước ngầm sẽ thắng áp lực của dung dịch, gây sạt lở. Đất đá, cát sỏi từ thành hố sẽ rơi xuống, lấp đầy hố khoan. Sự cố này không chỉ làm gián đoạn thi công, tốn kém chi phí khoan lại mà còn có thể làm gãy, hỏng thiết bị khoan.
Hậu quả 2: Lắng cặn mùn khoan ở mũi cọc
Đây là khuyết tật “ẩn” nhưng cực kỳ nguy hiểm. Nếu độ nhớt quá loãng hoặc hàm lượng cát quá cao, hệ thống lọc hoạt động không hiệu quả, mùn khoan (cát, sỏi nhỏ) sẽ lắng đọng xuống đáy hố. Khi đổ bê tông, lớp bùn lắng cặn này sẽ trộn lẫn với bê tông ở mũi cọc, hoặc tạo thành một lớp “đệm” mềm yếu ngăn cách bê tông với đất nền. Hậu quả là cọc bị giảm khả năng chịu tải ở mũi, làm tăng độ lún của công trình.
Hậu quả 3: Giảm ma sát thành cọc
Nếu dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi quá đặc hoặc có độ mất nước cao, lớp màng áo sét tạo ra trên thành hố sẽ quá dày. Lớp màng này, sau khi bê tông đông cứng, sẽ trở thành một “vỏ bọc” mềm yếu, làm giảm nghiêm trọng lực ma sát bám dính giữa bê tông cọc và đất nền xung quanh. Điều này làm giảm đáng kể sức chịu tải tổng thể của cọc.
Những khuyết tật này là lý do chính tại sao công tác giám sát thi công cọc khoan nhồi D1000 phải cực kỳ sát sao ở khâu xử lý dung dịch. Mọi sai sót trong khâu này sẽ dẫn đến việc bắt buộc phải thực hiện kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi D1000 bằng các phương pháp tốn kém như khoan lõi hoặc thử tải tĩnh để đánh giá lại khả năng chịu lực của cọc.
>>> Xem thêm: Kiểm Tra Chất Lượng Cọc Khoan Nhồi D1000: 5 Phương Pháp Chính Xác Nhất
Liên hệ khoannhoi.com để được thi công cọc khoan nhồi chuyên nghiệp
Dung dịch bentonite trong thi công cọc khoan nhồi không phải là vật liệu phụ, mà là một vật liệu kỹ thuật then chốt, quyết định sự thành bại của hố khoan. Việc kiểm soát chất lượng bentonite đòi hỏi kinh nghiệm, thiết bị chuyên dụng và một quy trình giám sát nghiêm ngặt. Tại KHOANNHOI.COM, chúng tôi hiểu rằng chất lượng của cọc bắt đầu từ chất lượng của dung dịch khoan. Với quy trình giám sát thi công cọc khoan nhồi D1000 chuyên nghiệp, chúng tôi đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch luôn đạt chuẩn, là tiền đề cho công tác kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi D1000 đạt kết quả tốt nhất.
Thông tin liên hệ:
Địa chỉ: Phòng 903, Tầng 9, Tòa Nhà Diamond Plaza, 34 Lê Duẩn, Phường Bến Nghé, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh
Hotline: 0931167167
