Một nền đường đắp tốt là nền được làm từ đất phù hợp, rải thành từng lớp mỏng vừa sức máy lu, lu khi đất ở độ ẩm gần độ ẩm tốt nhất, và liên kết chắc với đất bên dưới hoặc nền cũ bên cạnh. Thiếu một trong bốn điều đó, nền vẫn trông phẳng phiu lúc nghiệm thu nhưng sẽ lún, nứt hoặc nhão ra sau một hai mùa mưa, kéo theo hư hỏng cả lớp mặt phía trên.
Bài này đi vào kỹ thuật riêng của nền đường: đất nào dùng được, vì sao độ ẩm lại quan trọng hơn số lượt lu, đắp trên sườn dốc và mở rộng nền cũ phải làm gì, nền đào khác nền đắp ra sao. Quy trình nghiệm thu chung, biên bản và thí nghiệm độ chặt hiện trường thuộc phạm vi giám sát thi công; ở đây là hiểu vì sao làm thế để làm đúng ngay từ đầu.
Chọn đất đắp nền đường: dùng được, hạn chế, không dùng
Đất đắp lấy từ nguồn gần công trình để tiết kiệm chi phí vận chuyển, nhưng không phải đất nào cũng làm nền đường được. Bảng dưới phân nhóm ở mức nguyên lý; chỉ tiêu cụ thể theo hồ sơ thiết kế và thí nghiệm mẫu đất mỏ:
| Nhóm vật liệu | Đánh giá | Lý do và lưu ý |
|---|---|---|
| Đất đồi lẫn sỏi sạn, đất cấp phối tự nhiên | Tốt | Dễ đầm, ổn định với nước; kiểm tra hàm lượng hạt mịn và độ trương nở |
| Cát hạt trung, cát hạt thô | Tốt nếu được bao giữ | Thoát nước tốt, đầm nhanh nhưng dễ xói; cần lớp bao mái taluy bằng đất dính hoặc gia cố |
| Cát mịn, cát bụi | Dùng hạn chế | Khó đầm khi khô, dễ trôi khi có dòng nước; chỉ dùng theo chỉ dẫn thiết kế |
| Đất sét pha, sét ít dẻo | Dùng được, kén độ ẩm | Đầm được tới độ chặt yêu cầu nếu độ ẩm đúng; quá ướt thành lò xo |
| Sét béo, đất trương nở | Hạn chế hoặc không dùng | Phồng khi ướt, co ngót nứt khi khô, gây lún và nứt mặt đường |
| Đất hữu cơ, bùn, than bùn, đất lẫn rễ cây | Không dùng | Nén lún lớn, phân huỷ để lại lỗ rỗng |
| Phế thải xây dựng lẫn rác, gạch vụn không phân loại | Không dùng nếu chưa xử lý | Không đồng đều, có vật liệu mục, lỗ rỗng lớn |
Ở đồng bằng sông Cửu Long, cát sông là vật liệu đắp phổ biến vì đất đồi phải chở xa. Nền đắp cát bắt buộc có lớp bao bên ngoài mái taluy để chống xói và giữ cát, và phải tính chuyện nước lũ chảy dọc chân nền. Bỏ lớp bao là bỏ đi lớp áo giáp của nền.
Độ ẩm tốt nhất: vì sao cùng một máy lu mà lúc chặt lúc không
Mỗi loại đất có một độ ẩm mà ở đó, với cùng một công đầm, đất đạt độ chặt cao nhất. Độ ẩm này được xác định bằng thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn trong phòng, gọi là thí nghiệm Proctor theo tên kỹ sư Ralph Proctor, người công bố phương pháp vào đầu thập niên 1930. Nước ở mức vừa phải làm trơn các hạt, giúp chúng trượt vào nhau sát hơn khi bị nén. Ít nước quá thì hạt cọ xát, không xếp chặt được; nhiều nước quá thì nước chiếm chỗ trong lỗ rỗng mà không thể ép ra ngay, đất bị nhão.
Ngoài hiện trường, đất quá khô thể hiện bằng bụi bốc lên khi lu, mặt lớp rời rạc, lu nhiều lượt mà độ chặt không tăng. Cách xử lý là tưới nước đều, trộn và ủ cho nước thấm trước khi lu. Đất quá ướt thì dưới bánh lu mặt đất gợn sóng, nhún lên nhún xuống như đệm, thợ gọi là "lò xo" hay "cao su". Lu tiếp trên đất lò xo không giải quyết được gì mà còn phá kết cấu đất. Phải cày xới, phơi cho bớt ẩm, hoặc thay đất.
Đây là lý do mùa mưa luôn là mùa khó của làm nền: đất ở mỏ và đất đã rải đều ngấm nước. Đơn vị thi công có kinh nghiệm sẽ che phủ đống đất, chỉ rải lượng đất đủ lu trong ngày, tạo dốc ngang tạm cho mặt lớp đang đắp để nước mưa thoát ra ngoài, và lu nhẹ đóng mặt trước khi mưa xuống. Đắp nền trong mưa mà không có biện pháp, rồi lu bừa cho kịp tiến độ, là nguyên nhân rất thường gặp của nền lún sau này.
Chiều dày lớp và cách lu nền
Mỗi lớp mỏng vừa sức máy. Lực của máy lu chỉ truyền được xuống một độ sâu nhất định. Rải lớp đất quá dày thì phần trên chặt, phần dưới vẫn rời. Chiều dày lớp rời phụ thuộc loại đất và loại máy lu, thường chỉ vài tấc và được xác định qua đoạn đắp thử đầu tiên.
Chọn đúng loại lu cho đất. Đất dính hợp với lu chân cừu, bánh có vấu ấn sâu vào đất; cát và đất rời hợp với lu rung bánh trơn. Dùng sai loại lu thì tốn lượt mà vẫn không đạt. Chi tiết lu lèn từng lớp móng và mặt đường thuộc phần thi công đường; ở nền, nguyên tắc là máy phải hợp với đất.
Lu từ mép vào giữa, chồng vệt. Trên đoạn thẳng có dốc ngang hai bên, lu thường đi từ mép vào tim, các vệt lu chồng lên nhau để không còn dải sót. Mép nền và sát mái taluy là chỗ hay bị lu thiếu, vì người lái sợ lăn xe xuống mái; thiết kế thường cho đắp rộng hơn rồi gọt mái để phần mép cũng được lu chặt.
Đắp thử để chốt thông số. Đoạn đắp thử đầu tiên với đất thật và máy thật cho biết chiều dày lớp, số lượt lu và độ ẩm cần thiết để đạt độ chặt yêu cầu. Các đoạn sau làm theo thông số đó. Bỏ qua đắp thử là thi công bằng phỏng đoán.
Khu vực sát đáy kết cấu mặt đường cần chặt hơn. Lớp nền ngay dưới kết cấu áo đường chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng xe, nên thường được yêu cầu vật liệu tốt hơn và độ chặt cao hơn phần nền sâu bên dưới. Hệ số đầm nén cụ thể cho từng vùng lấy theo hồ sơ thiết kế.
Đắp trên sườn dốc và mở rộng nền cũ: phải đánh cấp
Khi đắp nền trên sườn đồi hoặc đắp áp vào mái taluy của nền đường cũ để mở rộng, nếu đổ đất thẳng lên mặt dốc thì giữa đất mới và đất cũ hình thành một mặt tiếp xúc trơn, nghiêng. Nước thấm vào mặt này làm nó trơn hơn, khối đất mới có xu hướng trượt theo, mặt đường phía trên nứt dọc đúng ranh giới cũ mới.
Cách xử lý là đánh cấp: đào mặt dốc thành những bậc nằm ngang như bậc thang, rồi đắp đất mới lên từng bậc và lu chặt. Mỗi bậc là một mặt phẳng nằm ngang giúp đất mới tựa vào đất cũ, không còn trượt theo mặt nghiêng. Lớp cỏ, rễ cây và đất hữu cơ trên mặt mái cũ cũng phải bóc bỏ trước khi đánh cấp. Kích thước bậc và cách thoát nước ở chân bậc theo thiết kế.
Với mở rộng nền cũ trên đất yếu, đánh cấp vẫn chưa đủ, vì phần mới còn lún nhiều hơn phần cũ do đất bên dưới chưa từng chịu tải. Khi đó cần xử lý nền phần mở rộng, hoặc trải lưới, vải gia cường vắt qua ranh giới để hai nửa liên kết, và chờ phần mới lún bớt trước khi làm mặt đường liền.
Nền đào: tưởng dễ mà không dễ
Nền đào là đoạn đường cắt qua đồi, gò, nơi cao độ thiết kế thấp hơn mặt đất. Nhiều người nghĩ nền đào đơn giản vì đất nguyên thổ đã chặt sẵn, nhưng thực tế có ba việc thường bị bỏ sót. Thứ nhất, đất ở đáy nền đào cần được kiểm tra: nếu là đất tốt thì xới lên đầm lại cho đều phần trên cùng; nếu gặp túi đất xấu, đất sét trương nở hay mạch nước, phải đào thay bằng vật liệu tốt.
Thứ hai, nền đào là nơi nước ngầm và nước mặt dồn về. Mặt đường nằm thấp hơn hai bên, nước mưa từ mái taluy và sườn đồi chảy xuống. Nếu không có rãnh dọc đủ sâu, rãnh đỉnh chặn nước từ sườn trên và có khi cả rãnh ngầm hạ mực nước ngầm, đáy nền sẽ ngấm nước quanh năm, mất sức chịu tải và mặt đường hỏng nhanh hơn cả đoạn nền đắp.
Thứ ba, mái taluy nền đào mở ra lớp đất đá trước đó được che chở, nay phơi ra mưa nắng. Đất phong hoá, đá nứt nẻ có thể sụt lở dần nếu mái quá dốc hoặc không được bảo vệ. Ổn định mái taluy và thoát nước nền đường là hai đề tài riêng, được nói kỹ trong các bài khác cùng danh mục.
Lỗi hay gặp khi đắp nền và dấu hiệu nhận ra
Nhiều lỗi đắp nền không lộ ra khi nghiệm thu mà chỉ lộ ra sau mùa mưa đầu tiên. Danh sách dưới đây giúp chủ đầu tư và kỹ thuật viên nhận ra sớm:
- Lớp rải quá dày cho nhanh: mặt trên chặt, phần dưới rời; dấu hiệu là lún không đều sau vài tháng khai thác.
- Lu đất quá ướt: mặt nền nhún dưới bánh xe, nứt chân chim khi khô; về lâu dài, nền mềm khi mưa.
- Đất lẫn rễ cây, cỏ, bùn không được bóc bỏ: lún cục bộ thành ổ, mặt đường nứt hình mạng nhện tại chỗ.
- Không đánh cấp khi mở rộng hoặc đắp sườn dốc: vết nứt dọc chạy đúng ranh giới cũ mới.
- Mép nền và sát mố, sát cống lu thiếu: lề đường sụt, vỉa hè lún, đầu cống võng.
- Nền cát không có lớp bao: mái taluy bị mưa cắt thành rãnh, cát trôi xuống ruộng, lề đường hụt dần.
- Bỏ mặt nền phơi mưa giữa chừng mà không tạo dốc thoát nước: nước đọng, lớp trên cùng nhão, bị xe công trường đi lại cày nát.
Phần lớn các lỗi này rẻ để phòng và đắt để sửa. Một đoạn đắp thử đúng nghĩa, đất được kiểm tra trước khi chở tới và một người giám sát có mặt trong những ngày mưa là khoản đầu tư hiệu quả nhất cho nền đường.
Câu hỏi thường gặp
Đất ruộng đào tại chỗ có dùng để đắp nền đường được không?
Thường không nên dùng trực tiếp. Đất ruộng nhiều hữu cơ, ẩm cao và khó đầm. Lớp đất mặt có rễ phải bóc bỏ. Lớp sét bên dưới đôi khi dùng được cho nền đường tải nhẹ nếu thí nghiệm đạt và phơi về độ ẩm phù hợp, nhưng phải theo chỉ dẫn của thiết kế.
Nền đắp cát có tốt hơn nền đắp đất không?
Mỗi loại có ưu nhược riêng. Cát thoát nước tốt, đầm nhanh, ít bị ảnh hưởng độ ẩm, nhưng dễ xói và cần lớp bao giữ. Đất dính chống xói tốt hơn nhưng kén độ ẩm khi đầm. Chọn theo vật liệu sẵn có, điều kiện ngập lũ và thiết kế.
Làm sao biết đất đang ở độ ẩm phù hợp để lu?
Thí nghiệm trong phòng cho biết độ ẩm tốt nhất, hiện trường đo độ ẩm để so. Kinh nghiệm thực tế: nắm đất trong tay bóp lại thành cục, buông ra không chảy nước và không vỡ vụn ngay thường là gần phù hợp với đất dính. Cách này chỉ để định hướng, không thay thí nghiệm.
Đất bị lò xo khi lu thì xử lý thế nào?
Dừng lu ngay, vì lu tiếp chỉ làm hỏng thêm. Cày xới lớp đất đó, phơi cho bớt ẩm rồi lu lại; nếu đất quá ướt hoặc bản chất không phù hợp thì đào bỏ, thay vật liệu tốt. Trường hợp đất nền bên dưới quá yếu gây lò xo, cần xem lại phương án xử lý nền.
Có cần chờ nền đắp lún một thời gian rồi mới làm mặt đường không?
Trên đất tốt và nền đắp được đầm đúng, độ lún bản thân nền nhỏ, có thể làm mặt đường sau khi nghiệm thu. Trên đất yếu hoặc nền đắp cao, thường phải chờ hoặc xử lý nền để lún phần lớn trước. Thời gian chờ lấy theo tính toán và quan trắc.
Mở rộng đường xóm thêm một mét có cần đánh cấp không?
Nên làm. Dù mở rộng ít, phần đất mới áp vào mép nền cũ vẫn dễ trượt và lún tách nếu chỉ đổ đất lên mái cũ. Bóc lớp cỏ, đào bậc nhỏ, đắp và đầm từng lớp mỏng sẽ giảm đáng kể nguy cơ vết nứt dọc ở ranh giới.