CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TèNH HèNH NGHIấN CỨU
1.4 TỔNG QUAN VỀ CễNG NGHỆ KHOAN PHỤT
1.4.1 Về cụng nghệ thiết bị khoan phụt
Khoan phụt là quỏ trỡnh đưa một lượng hỗn vữa (lỏng, khớ) vào mụi trường đất cú khe/lỗ rỗng hoặc đỏ nứt nẻ/rỗng nhằm mục đớch giảm tớnh thấm xuống mức cần thiết, hoặc gia cường tớnh ổn định và chịu lực của chỳng, hoặc cả hai.
Từ đầu thế kỷ trước, phụt đó được sử dụng trong xử lý nền múng cụng trỡnh. Ban đầu chỉ cú hai cụng nghệ: phụt đỏy mở và phụt phõn đoạn từ dưới lờn hoặc từ trờn
xuống, tức phụt phõn đoạn thụ động tựy thuộc địa tầng. Từ những năm 1980, phụt phõn đoạn chủ động tức phụt ống bọc (cũn gọi là phụt 2 nỳt) mới được phỏt minh. 30 năm gần đõy đỏnh dấu sự ra đời của cỏc cụng nghệ phụt tiờn tiến như phụt ộp đất, phụt thẩm thấu, phụt kiểu tia ỏp lực cao (JG). Hỡnh 1.17 sơ họa nguyờn lý của cỏc cụng nghệ khoan phụt chủ yếu hiện nay.
Hỡnh 1.17 Cỏc loại cụng nghệ khoan phụt chủ yếu
Tại Việt nam, cụng nghệ phụt núi chung cũn tồn tại những vấn đề sau [1]:
- Cụng nghệ phụt trỡnh bày trong cỏc quy trỡnh, tiờu chuẩn cũng như trong nhận thức của cỏc kỹ sư mới chỉ dừng ở phụt phõn đoạn thụ động (phụt thuần ỏp truyền thống như hỡnh 1.17).
- Cỏc quy định dựa chủ yếu trờn tiờu chuẩn của Liờn xụ từ nhiều thập niờn trước, đó lỗi thời so với chớnh nước Nga ngày nay.
- Vữa phụt chưa cú hệ thống húa chi tiết về thành phần, thụng số và chỉ tiờu cho từng mục đớch và cụng nghệ sử dụng.
1.4.2 Về vữa phụt
Vữa phụt là một chất lưu, chủ yếu ở trạng thỏi lỏng và tựy trường hợp chứa một phần trạng thỏi khớ dạng vi bọt. Vữa phụt cú thể phõn chia ra cỏc loại sau [21]: - Vữa hỗn hợp (suspension): cấu thành bởi cỏc hạt rắn lơ lửng trong dung mụi lỏng. Thuộc loại này cú vữa ximăng, vữa đất - ximăng, vữa bentonite;
- Vữa huyền phự (emulsion): tạo ra bởi cỏc giọt keo lỏng phõn tỏn trong dung mụi nước;
- Vữa hợp chất (solution): là hợp chất cỏc phõn tử cựng loại hay nhiều loại. Vữa húa chất như hợp chất silicỏt, keo acrilic, ... là những vớ dụ về loại vữa này.
Việc lựa chọn loại vữa nào cần đạt cỏc yờu cầu sau: - Tạo hiệu quả phụt tối ưu sau khi đồng kết;
- Cú độ nhớt và kớch thước hạt phự hợp để xõm nhập hiệu quả nhất vào mụi trường phụt;
- Khụng độc hại về mụi trường và khụng làm ăn mũn thiết bị; - Ổn định trong quỏ trỡnh phụt;
Mỗi loại mụi trường đất/đỏ cần loại vữa phụt nhất định. Hỡnh 1.18 là giới hạn ỏp dụng cho loại vữa phụt ứng với mụi trường đất đỏ khỏc nhau.
Hỡnh 1.18 Giới hạn ỏp dụng kỹ thuật khoan phụt [21] 1.4.3 Nhận xột
Cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu cũng như thực tiễn đó chứng minh rằng cụng nghệ khoan phụt thuần ỏp truyền thống sử dụng vữa xi măng khụng cú hiệu quả trong nền cỏt, cỏt pha. Trong trường hợp này nờn dựng vữa xi măng cực mịn hoặc vữa húa chất, sử dụng cụng nghệ khoan phụt ỏp lực cao (JG) hoặc khoan phụt thẩm thấu, trong đú khoan phụt vữa húa chất là một vấn đề mới đối với Việt Nam.
1.5 CễNG NGHỆ KHOAN PHỤT HểA CHẤT 1.5.1 Nguồn gốc
Theo định nghĩa của Hiệp hội Kỹ sư Mỹ, khoan phụt húa chất (KPHC) là hoạt động bơm dung dịch húa chất vào một lớp đất, đỏ để cải tạo cỏc đặc tớnh cơ lý của nú. Dung dịch húa chất ở đõy được định nghĩa là chất lỏng thuần nhất khụng chứa cỏc thành phần hạt lơ lửng.
Thớ nghiệm KPHC đầu tiờn được ghi nhận do một kỹ sư chõu Âu tờn là Jeziorsky thực hiện năm 1886, húa chất chớnh được sử dụng là thủy tinh lỏng. Tuy nhiờn, đến năm 1925, KPHC mới được quy trỡnh húa nhờ cụng của H. J. Joosten, một kỹ sư Hà Lan. Joosten đó bơm thủy tinh lỏng vào một hố khoan và bơm canxi clorua với ỏp lực cao vào hố bờn cạnh để hai húa chất trộn lẫn trong đất và tạo keo. Quy trỡnh Joosten đến nay vẫn cũn được sử dụng, và thủy tinh lỏng, kể từ thớ nghiệm sơ khai của Jeziorsky đến tận hụm nay, vẫn là vật liệu chủ đạo của KPHC [23].
Ngày nay, hầu hết cỏc sản phẩm vật liệu dựng cho KPHC ở Mỹ đều cú gốc silicate. Núi như vậy khụng cú nghĩa là khụng cú cỏc vật liệu khỏc, chẳng hạn vật liệu phenoplast, aminoplast, chrome lignin và acrylaminade. Cỏc vật liệu này vẫn được sử dụng trong những điều kiện đặc thự, chẳng hạn vật liệu aminoplast hay được dựng trong mụi trường acid.