Lu lèn là việc dùng máy làm giảm lỗ rỗng của vật liệu đường, ép các hạt sát lại và khoá vào nhau để lớp đất, đá hay bê tông nhựa đạt độ chặt thiết kế. Mỗi loại máy lu tạo ra một kiểu tác động khác nhau: lu tĩnh bánh thép ép bằng trọng lượng, lu rung thêm lực dao động để hạt xếp lại, lu bánh lốp nhào và làm kín mặt, lu chân cừu ấn sâu vào đất dính. Chọn đúng máy cho đúng vật liệu quan trọng hơn chạy thêm nhiều lượt.
Bài viết này nhìn chung cho mọi lớp của con đường: đất nền, cấp phối, móng gia cố và lớp mặt. Phần riêng về nhiệt độ và ba giai đoạn lu bê tông nhựa nóng đã có trong danh mục mặt đường nhựa; ở đây là cách hiểu máy, sơ đồ lu, tốc độ, số lượt và những lỗi phổ biến mà người mới vào nghề và chủ đầu tư nhỏ có thể tự nhận ra.
Bốn họ máy lu và kiểu tác động của chúng
Tên gọi ngoài công trường đôi khi lẫn lộn, nhưng về nguyên lý có bốn họ chính. Nhiều máy hiện nay kết hợp hai kiểu, chẳng hạn trống trước rung và bánh lốp phía sau:
| Loại máy | Cách làm chặt | Hợp với | Hạn chế |
|---|---|---|---|
| Lu tĩnh bánh thép | Trọng lượng ép từ trên xuống | Lượt đầu ổn định mặt lớp; hoàn thiện mặt cấp phối và bê tông nhựa | Tác dụng nông; lu lâu dễ làm vỡ hạt, tạo mặt bóng bên trên mà dưới chưa chặt |
| Lu rung trống trơn | Trọng lượng cộng dao động làm hạt xếp lại | Cát, đất rời, cấp phối đá dăm, móng gia cố, bê tông nhựa (có kiểm soát) | Kém với đất sét ướt; rung gây ảnh hưởng nhà dân, công trình gần |
| Lu chân cừu, lu vấu | Vấu ấn sâu vào đất, nhào và ép từ dưới lên | Đất dính, đất sét pha ở nền đắp | Không dùng cho cấp phối và lớp mặt; để lại mặt lỗ chỗ cần lu phẳng sau |
| Lu bánh lốp | Nhiều bánh hơi ép và nhào trộn mặt lớp | Làm kín mặt cấp phối, bê tông nhựa; láng nhựa | Tác dụng làm chặt sâu kém hơn lu rung; cần áp suất lốp đều |
Ngoài ra còn các thiết bị nhỏ như đầm bàn, đầm cóc, lu mini dùng ở chỗ hẹp: sát mố cầu, quanh cống, hố ga, mép bó vỉa. Đây là những chỗ máy lớn không vào được và cũng là chỗ hay lún nhất, vì lớp vật liệu ở đó thường bị rải dày quá sức thiết bị nhỏ.
Lu rung làm việc thế nào và vì sao không phải lúc nào cũng bật rung
Trong trống lu rung có một khối lệch tâm quay nhanh, làm trống dao động lên xuống nhiều chục lần mỗi giây. Mỗi dao động truyền một xung lực xuống vật liệu, làm các hạt tạm thời mất ma sát với nhau trong khoảnh khắc và rơi vào vị trí chặt hơn. Với vật liệu hạt như cát và cấp phối, hiệu quả này lớn hơn nhiều so với chỉ ép tĩnh, nên lu rung làm chặt được lớp dày hơn với ít lượt hơn.
Nhiều máy cho chọn biên độ lớn hoặc nhỏ và tần số khác nhau. Biên độ lớn đẩy năng lượng xuống sâu, hợp với lớp dày ở nền và móng dưới; biên độ nhỏ hợp với lớp mỏng và lớp mặt, tránh làm vỡ hạt và làm tơi bề mặt. Bật biên độ lớn trên lớp mỏng nằm trên nền cứng có thể khiến trống nảy lên, gây gợn sóng và làm rời mặt lớp.
Lu rung không bật rung trong những tình huống: lượt đầu trên vật liệu mới rải còn rời, khi máy đứng yên hoặc đang đổi chiều (rung tại chỗ đào thành vết lõm), trên đất sét quá ướt, và khi làm việc sát công trình nhạy cảm. Người lái lu có kinh nghiệm bật rung khi máy đã chạy và tắt trước khi dừng.
Sơ đồ lu: đi như thế nào trên mặt cắt
Từ thấp lên cao. Ở đoạn đường thẳng có dốc ngang hai mái, lu bắt đầu từ mép, đi dần vào tim. Ở đoạn cong có siêu cao, lu từ mép phía thấp lên phía cao. Lý do là vật liệu có xu hướng bị đẩy xuống phía thấp; lu từ dưới lên tạo chỗ tựa trước, tránh làm mép bị xô và dốc ngang bị phá.
Vệt lu chồng nhau. Mỗi lượt sau chồng lên vệt trước một khoảng để không còn dải sót giữa hai vệt. Dải sót là những vệt dọc hơi cao hoặc lỏng hơn xung quanh, về sau thành vệt lún dọc.
Đổi chiều so le. Điểm đổi chiều của các lượt không trùng nhau trên một mặt cắt mà so le, để không tạo gờ ngang. Máy đổi chiều nhẹ nhàng, không phanh gấp, không quay đầu trên lớp đang lu.
Mép lớp được lu kỹ. Mép là chỗ bị bỏ sót nhiều nhất. Với nền đắp, người ta thường đắp rộng hơn rồi gọt mái để mép được lu chặt; với móng và mặt, mép có lề đỡ hoặc bó vỉa giúp vật liệu không bị đẩy ra ngoài.
Ghi lại và giữ nguyên thông số. Số lượt của từng loại máy, tốc độ, bật rung hay không, biên độ nào được chốt ở đoạn thử. Đổi máy, đổi người lái mà không kiểm lại là nguồn gốc của những đoạn chặt, đoạn không.
Tốc độ và số lượt: nhiều hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn
Máy lu đi càng chậm thì mỗi điểm trên mặt lớp chịu tác động càng lâu và càng nhiều xung rung, nên hiệu quả làm chặt mỗi lượt cao hơn. Lu chạy nhanh như xe để cho kịp tiến độ là lỗi phổ biến: số lượt đủ trên sổ nhưng độ chặt không đạt, mặt lớp gợn sóng vì trống rung để lại các vết cách quá xa nhau. Tốc độ lu thường chỉ ngang người đi bộ, cụ thể theo đoạn thử.
Số lượt có ngưỡng hiệu quả. Ở những lượt đầu, độ chặt tăng nhanh; sau một số lượt, độ chặt gần như không tăng nữa dù chạy thêm. Lu quá nhiều lượt trên cấp phối có thể làm vỡ hạt đá, sinh thêm bột mịn và làm mặt lớp trồi nước, nhất là với lu rung biên độ lớn. Trên đất sét ướt, lu thêm chỉ làm đất nhão hơn. Khi lu đủ lượt theo đoạn thử mà không đạt, phải tìm nguyên nhân ở độ ẩm, chiều dày lớp, vật liệu hay nền bên dưới, chứ không phải chạy thêm.
Một số máy lu hiện đại có thiết bị đo độ cứng của vật liệu ngay trên trống, hiển thị cho người lái thấy chỗ nào đã đạt, chỗ nào còn yếu, gọi chung là công nghệ lu thông minh. Thiết bị này giúp phát hiện điểm yếu trên toàn mặt bằng thay vì chỉ ở vài điểm lấy mẫu, nhưng vẫn phải hiệu chỉnh với thí nghiệm hiện trường và chưa thay được các phép kiểm tra chuẩn.
Lu rung gần nhà dân và công trình: những điều phải tính
Trên đường làng, đường phố, nhà dân sát lề là chuyện thường. Rung động từ lu truyền qua đất có thể làm nứt tường, bong gạch, đổ đồ trong nhà, và là nguyên nhân tranh chấp rất hay gặp. Một số nguyên tắc:
- Khảo sát, chụp ảnh hiện trạng các nhà sát tuyến trước khi thi công, có xác nhận của chủ nhà; đây là căn cứ khi có khiếu nại.
- Gần nhà cũ, nhà xây gạch không khung, tường đã nứt, giảm biên độ hoặc chuyển sang lu tĩnh, lu bánh lốp cho đoạn sát nhà.
- Tránh rung ở chỗ có đường ống cũ, cống cũ nông dưới mặt đường; rung có thể làm vỡ mối nối.
- Báo trước cho người dân giờ thi công, tránh lu rung vào giờ nghỉ trưa và ban đêm nếu không bắt buộc.
- Khi có khiếu nại nứt nhà, dừng rung ở đoạn đó, cùng chủ nhà và bên giám sát kiểm tra, so với ảnh hiện trạng.
Mức rung cho phép và khoảng cách an toàn phụ thuộc loại đất, loại máy và tình trạng công trình lân cận; với công trình đặc biệt như di tích, nhà rất cũ, đường ống áp lực, nên đo rung thực tế thay vì ước lượng.
An toàn quanh máy lu
Máy lu trông chậm chạp nhưng là một trong những máy gây tai nạn nghiêm trọng ở công trường đường. Người lái ngồi cao, tầm nhìn xuống sát trống lu bị che khuất, nhất là phía sau khi lùi. Người làm bộ đi bộ phía sau máy rải, người đo đạc cúi xuống kiểm chiều dày đều có thể nằm trong điểm mù. Quy tắc cơ bản là không ai đứng hay đi trong phạm vi hoạt động của lu khi máy đang chạy, và người lái phải chắc chắn không có ai phía sau trước khi lùi.
Lu ở mép nền đắp cao, mép taluy và trên mặt dốc có nguy cơ lật. Mép nền mới đắp chưa chặt có thể sụt dưới trọng lượng máy. Người lái phải thắt dây an toàn nếu máy có khung chống lật, giữ khoảng cách với mép, và không lu dọc mép taluy đang mềm sau mưa. Khi lu trên đường đang có xe chạy, phạm vi làm việc phải có rào chắn, biển báo, người cảnh giới; máy có đèn và còi lùi hoạt động.
Chỗ hẹp, sát công trình: nơi máy lớn không vào được
Trên mọi tuyến đường đều có những vị trí máy lu lớn không với tới: lưng mố cầu, hai bên thân cống, quanh hố ga, sát bó vỉa, góc giao với đường ngang, chỗ nối với cổng nhà dân. Đây cũng là những chỗ mặt đường lún, võng, nứt đầu tiên sau vài tháng khai thác. Nguyên nhân hầu như luôn giống nhau: vật liệu ở đó được rải dày như chỗ máy lớn, nhưng chỉ được đầm bằng máy nhỏ vài lượt.
Nguyên tắc cho chỗ hẹp là lớp rải phải mỏng tương xứng với thiết bị. Một chiếc đầm cóc hay đầm bàn chỉ làm chặt được lớp mỏng hơn nhiều so với lu rung cỡ lớn, nên cùng một chiều dày móng, ở chỗ hẹp phải chia thành nhiều lớp hơn. Việc này tốn công và chậm, nên hay bị bỏ qua khi tổ thợ chạy theo khối lượng.
Ở quanh cống và ống, vật liệu được rải đều hai bên cùng lúc, đầm đều hai bên để không đẩy cống lệch sang một phía. Với chỗ sát mố cầu, người thiết kế đôi khi chỉ định vật liệu hạt dễ đầm hơn hoặc vật liệu tự lèn như cát trộn xi măng ở dạng lỏng chảy vào khe khó đầm. Người đi giám sát công trình nhỏ nên dành nhiều thời gian quan sát những chỗ hẹp này hơn là đoạn giữa tuyến nơi máy lớn chạy đều.
Câu hỏi thường gặp
Lu bao nhiêu lượt là đủ?
Không có con số chung, vì phụ thuộc vật liệu, chiều dày lớp, độ ẩm và loại máy. Số lượt được chốt ở đoạn thi công thử, khi kết quả kiểm tra độ chặt đạt yêu cầu. Sau đó các đoạn khác làm theo, và được kiểm tra lại theo tần suất quy định.
Có thể dùng xe tải chở đầy đá chạy đi chạy lại thay máy lu không?
Không nên. Bánh xe tải tạo vệt lún cục bộ, làm chặt không đều và có thể phá kết cấu lớp vật liệu. Phần giữa hai vệt bánh gần như không được nén. Kết quả là mặt lớp lồi lõm, độ chặt không đạt. Máy lu được thiết kế để tạo tác động đều trên toàn bề rộng.
Vì sao mặt lớp cấp phối bị gợn sóng sau khi lu rung?
Thường do lu chạy quá nhanh khi bật rung, dùng biên độ quá lớn cho lớp mỏng, hoặc rung khi máy đứng yên, đổi chiều. Gợn sóng cũng có thể do vật liệu quá ướt. Cần điều chỉnh tốc độ, biên độ và độ ẩm, sau đó san sửa và lu tĩnh lại.
Lu rung có làm hỏng ống nước, cống bên dưới không?
Có thể, nếu ống, cống nằm nông, cũ hoặc mối nối yếu. Trước khi lu rung, cần biết vị trí và chiều sâu công trình ngầm, có lớp đất phủ đủ dày. Ở chỗ ống nông, nên dùng lu tĩnh hoặc thiết bị nhẹ và kiểm tra lại ống sau khi làm.
Đầm cóc và đầm bàn dùng khi nào?
Đầm cóc tạo xung lực mạnh, hợp với đất dính ở chỗ hẹp như rãnh, hố móng, quanh cống. Đầm bàn rung hợp với vật liệu hạt như cát, cấp phối ở diện tích nhỏ, sát mép bó vỉa. Cả hai chỉ làm chặt lớp mỏng, nên vật liệu phải rải mỏng hơn nhiều so với khi dùng lu lớn.
Làm sao chủ đầu tư nhỏ biết đơn vị thi công lu đủ hay chưa?
Quan sát máy có đúng loại theo biện pháp không, có chạy chậm và đều không, mép có được lu không. Mặt lớp sau lu phải chắc, đi bộ không để lại vết lún, xe máy chạy qua không bong hạt. Phép kiểm chắc chắn là thí nghiệm độ chặt hiện trường do đơn vị thí nghiệm thực hiện.