Cùng một mặt bằng, cùng một loại lu, nhưng có công trình đạt độ chặt ngay lượt đầu, có công trình lu mãi vẫn lún. Chênh lệch thường nằm ở việc hiểu nguyên lý hoạt động của xe lu rungvà chọn đúng chế độ rung. Bài này tóm tắt từ cơ chế cơ bản đến các yếu tố ảnh hưởng thực tế.
1. Xe lu rung đầm nền bằng cách nào?
Xe lu rung đầm nén dựa trên hai tác động cùng lúc:
2. Cấu tạo hệ thống rung trong trống lu
Bên trong trống có một cụm rung gồm bốn bộ phận:
Khi động cơ cấp năng lượng, trục rung quay và kéo các khối lệch tâm chạy theo quỹ đạo tròn. Vì khối lượng không nằm trên tâm quay nên nó tạo ra một lực ly tâm liên tục đổi hướng theo vị trí quay, làm trống dao động theo chu kỳ. Về nguyên lý, lực này tăng theo khối lượng lệch tâm, khoảng cách lệch tâm và tốc độ quay của trục. Vì vậy cùng một cơ cấu, tăng tốc độ quay hay thay đổi khối lệch tâm sẽ cho lực khác nhau.
Cần phân biệt hai khái niệm hay bị nhầm: lực ly tâm (kN) là thông số của cơ cấu rung, còn lực nén thực tế tại điểm tiếp xúc còn phụ thuộc chuyển động của trống, tải trọng máy và phản ứng của nền. Vì thế không thể chỉ nhìn con số kN để đánh giá hiệu quả đầm.
4. 04 giai đoạn của quá trình đầm nén
Theo thông tin bài gốc dẫn từ Wirtgen Group, ba yếu tố chính là biên độ rung, tần số rung và thời gian tác động (gắn với tốc độ di chuyển). Bên cạnh đó là trọng lượng máy, tải trọng tuyến tính tĩnh, loại đất và độ ẩm.
5.1 Trọng lượng máy và tải trọng tuyến tính tĩnh
Tải trọng tuyến tính tĩnh (kg/cm) là tải đè lên mỗi cm bề rộng trống. Giá trị càng lớn, tác động tĩnh xuống nền càng mạnh. Thông số này đáng chú ý khi chọn máy cho công trình cần độ chặt cao hoặc lớp vật liệu dày.
5.2 Biên độ rung (mm)
Là mức dịch chuyển của trống trong mỗi chu kỳ. Biên độ lớn cho chuyển vị rung lớn, biên độ nhỏ cho chuyển vị thấp hơn. Người vận hành cần chọn biên độ theo vật liệu và yêu cầu đầm. Thông thường, biên độ lớn hợp với lớp dày cần đầm sâu, biên độ nhỏ hợp với lớp mỏng hoặc khi hoàn thiện bề mặt.
5.3 Tần số rung (Hz)
Là số chu kỳ dao động của trống trong một giây. Tần số kết hợp biên độ tạo nên đặc tính tác động của trống lên vật liệu. Khi phối hợp với tốc độ di chuyển phù hợp, trống tạo đủ số chu kỳ tác động trên mỗi đoạn nền.
5.4 Tốc độ di chuyển và số lượt lu
Tốc độ quyết định thời gian trống tác động lên một đoạn nền. Chạy quá nhanh thì số chu kỳ rung trên mỗi đoạn giảm, nền khó đạt độ chặt. Chạy quá chậm thì mất năng suất. Số lượt lu nên xác định theo vật liệu, chiều dày lớp rải, chế độ rung và kết quả kiểm tra độ chặt tại hiện trường, không nên áp một con số cố định cho mọi công trình.
5.5 Loại đất và độ ẩm
1. Xe lu rung đầm nền bằng cách nào?
Xe lu rung đầm nén dựa trên hai tác động cùng lúc:
- Tải trọng tĩnh: trọng lượng máy dồn xuống trống thép, ép lên bề mặt vật liệu.
- Tác động rung: cơ cấu rung trong trống tạo các xung lặp đi lặp lại, truyền xuống nền.
2. Cấu tạo hệ thống rung trong trống lu
Bên trong trống có một cụm rung gồm bốn bộ phận:
- Trống thép: bộ phận duy nhất tiếp xúc nền, nhận chuyển động rung và truyền xuống vật liệu.
- Trục rung: đặt dọc bên trong trống, quay tốc độ cao và mang các khối lệch tâm.
- Khối lệch tâm: khối lượng gắn lệch khỏi tâm quay, là nguồn sinh lực kích thích.
- Ổ đỡ và bộ truyền động: giữ trục quay đúng vị trí, truyền chuyển động quay từ hệ thống truyền động rung (thường là thủy lực) tới trục.
Khi động cơ cấp năng lượng, trục rung quay và kéo các khối lệch tâm chạy theo quỹ đạo tròn. Vì khối lượng không nằm trên tâm quay nên nó tạo ra một lực ly tâm liên tục đổi hướng theo vị trí quay, làm trống dao động theo chu kỳ. Về nguyên lý, lực này tăng theo khối lượng lệch tâm, khoảng cách lệch tâm và tốc độ quay của trục. Vì vậy cùng một cơ cấu, tăng tốc độ quay hay thay đổi khối lệch tâm sẽ cho lực khác nhau.
Cần phân biệt hai khái niệm hay bị nhầm: lực ly tâm (kN) là thông số của cơ cấu rung, còn lực nén thực tế tại điểm tiếp xúc còn phụ thuộc chuyển động của trống, tải trọng máy và phản ứng của nền. Vì thế không thể chỉ nhìn con số kN để đánh giá hiệu quả đầm.
4. 04 giai đoạn của quá trình đầm nén
- Tiếp xúc: trọng lượng máy phân bổ lên trống phía trước và cụm bánh sau; phần tải lên trống tạo áp lực tĩnh.
- Truyền rung: cơ cấu rung truyền năng lượng qua vùng tiếp xúc xuống lớp vật liệu.
- Sắp xếp lại hạt: dưới tải và rung, các hạt dịch chuyển vào vị trí chặt hơn, khoảng rỗng giảm.
- Ổn định nền: nếu lu phù hợp với vật liệu và yêu cầu thiết kế, lớp nền đạt độ chặt và khả năng chịu tải mong muốn.
Theo thông tin bài gốc dẫn từ Wirtgen Group, ba yếu tố chính là biên độ rung, tần số rung và thời gian tác động (gắn với tốc độ di chuyển). Bên cạnh đó là trọng lượng máy, tải trọng tuyến tính tĩnh, loại đất và độ ẩm.
5.1 Trọng lượng máy và tải trọng tuyến tính tĩnh
Tải trọng tuyến tính tĩnh (kg/cm) là tải đè lên mỗi cm bề rộng trống. Giá trị càng lớn, tác động tĩnh xuống nền càng mạnh. Thông số này đáng chú ý khi chọn máy cho công trình cần độ chặt cao hoặc lớp vật liệu dày.
5.2 Biên độ rung (mm)
Là mức dịch chuyển của trống trong mỗi chu kỳ. Biên độ lớn cho chuyển vị rung lớn, biên độ nhỏ cho chuyển vị thấp hơn. Người vận hành cần chọn biên độ theo vật liệu và yêu cầu đầm. Thông thường, biên độ lớn hợp với lớp dày cần đầm sâu, biên độ nhỏ hợp với lớp mỏng hoặc khi hoàn thiện bề mặt.
5.3 Tần số rung (Hz)
Là số chu kỳ dao động của trống trong một giây. Tần số kết hợp biên độ tạo nên đặc tính tác động của trống lên vật liệu. Khi phối hợp với tốc độ di chuyển phù hợp, trống tạo đủ số chu kỳ tác động trên mỗi đoạn nền.
5.4 Tốc độ di chuyển và số lượt lu
Tốc độ quyết định thời gian trống tác động lên một đoạn nền. Chạy quá nhanh thì số chu kỳ rung trên mỗi đoạn giảm, nền khó đạt độ chặt. Chạy quá chậm thì mất năng suất. Số lượt lu nên xác định theo vật liệu, chiều dày lớp rải, chế độ rung và kết quả kiểm tra độ chặt tại hiện trường, không nên áp một con số cố định cho mọi công trình.
5.5 Loại đất và độ ẩm
- Vật liệu rời (cát, sỏi): thường hợp với trống thép trơn.
- Đất dính (đất sét): hợp với trống chân cừu hoặc phụ kiện chân cừu, tùy điều kiện thi công.
- Quá khô: lực cản giữa các hạt lớn, hạt khó dịch chuyển nên khó chặt.
- Quá ẩm: nước dư chiếm các lỗ rỗng, cản việc giảm thể tích rỗng, vật liệu khó đạt độ chặt yêu cầu.
