Xây dựng đường & cầu bằng máy đục thủy lực: Hướng dẫn lựa chọn và tối ưu hiệu suất

Công tác thi công đường và công tác thi công cầu không phải là cùng một ứng dụng

Sự khác biệt về vật liệu giải thích cho sự khác biệt về công cụ và kỹ thuật. Nhựa đường có tính chất nhớt-đàn hồi — nó phản ứng với các va chạm nhanh và lặp đi lặp lại bằng cách hình thành mạng nứt trên diện rộng. Một đục dẹt khoanh vùng theo đường viền rồi phá vỡ các tấm bên trong bằng tần số va đập cao (BPM) khai thác hiệu quả đặc tính này. Ngược lại, bê tông kết cấu đặc chắc đòi hỏi năng lượng đủ lớn cho mỗi cú va đập để tạo ra vết nứt lan truyền vượt qua liên kết giữa cốt liệu và xi măng, và ở những phần được gia cố, còn phải truyền ứng suất xuyên qua lưới cốt thép. Việc sử dụng tần số cao mà không đảm bảo năng lượng đầy đủ cho mỗi cú va đập chỉ làm xói mòn bề mặt thay vì phá vỡ hoàn toàn lớp vật liệu. Những người vận hành chuyển từ thi công đường sang phá dỡ cầu và áp dụng cùng một kỹ thuật sẽ nhận ra điều này ngay trong giờ đầu tiên.

Công việc trên mặt cầu thêm một ràng buộc thứ ba không liên quan đến cường độ bê tông: bản thân kết cấu mặt cầu chính là nền tảng mà máy phá đang đặt lên. Một máy đào trên mặt cầu vừa gây hư hại cho kết cấu vừa phụ thuộc vào kết cấu đó để được nâng đỡ. Tải trọng cho phép của nhịp cầu, vị trí của máy phá so với các điểm gối tựa và rung động tích lũy do việc đập liên tục ở khoảng cách gần đều ảnh hưởng đến tình trạng kết cấu mặt cầu theo những cách mà một người vận hành thông thường tại mỏ đá hoặc công trường đường bộ chưa từng phải cân nhắc. Sai sót trong khâu này sẽ không chỉ làm hỏng đầu búa phá — mà còn làm suy giảm độ an toàn của toàn bộ kết cấu.

Bốn nhiệm vụ trên đường và cầu — Dụng cụ, loại búa phá, ghi chú về hiệu suất

Bảng dưới đây bao quát bốn loại nhiệm vụ chiếm phần lớn công việc phá trên đường và cầu. Cột 'ghi chú về hiệu suất' nêu rõ những chi tiết cụ thể mà người vận hành từ lĩnh vực xây dựng tổng quát thường bỏ sót nhất.

Vấn đề Đệm Bụi trên Mặt Đường Nhựa và Lý do Việc Di Chuyển Vị Trí Giải Quyết Được Vấn Đề Này

Một tổn thất hiệu suất mà các đơn vị vận hành đường hiếm khi quy về nguyên nhân thực sự là sự suy giảm dần năng lực đập vỡ trong phút đầu tiên làm việc tại một vị trí. Đầu búa phá vỡ bề mặt nhựa đường, các mảnh vụn tích tụ xung quanh dụng cụ, và hỗn hợp bụi và mảnh vụn đã bị lỏng bắt đầu lấp đầy khoảng trống giữa đầu búa và lớp vật liệu còn nguyên bên dưới. Hỗn hợp này hấp thụ một phần đáng kể mỗi cú đập trước khi lực truyền tới lớp vật liệu còn nguyên — về cơ bản làm giảm năng lượng truyền tới mặt nứt từ 15–20% so với khi tiếp xúc ban đầu. Các kỹ thuật viên giữ nguyên vị trí vì cho rằng nhựa đường 'sắp vỡ' thường đang chống lại hiệu ứng đệm chứ không phải chống lại chính nhựa đường. Việc di chuyển sang vị trí tiếp theo rồi quay lại mất năm giây. Còn việc cố gắng vượt qua hiệu ứng đệm để hoàn tất một vị trí thì tốn đến ba mươi giây.

Nguyên lý tương tự cũng được áp dụng trong công tác thi công lớp móng đường bê tông, nhưng có một điểm khác biệt quan trọng. Bụi bê tông không tích tụ nhanh như vụn nhựa đường, do đó hiệu ứng đệm hình thành chậm hơn. Việc suy giảm hiệu suất khi phá bê tông thường bắt nguồn từ việc người vận hành duy trì quá lâu ở một vị trí cố định sau khi vết nứt ban đầu đã lan rộng — lúc này mũi đục đang làm việc trên vật liệu đã bị lỏng lẻo thay vì trên tấm bê tông còn nguyên vẹn. Kỹ thuật đúng là: phá cho đến khi mạng lưới vết nứt đầu tiên được hình thành, sau đó nâng thiết bị lên, dùng gầu làm sạch toàn bộ vật liệu rời rạc, rồi quay lại tiếp tục. Các nhân viên vận hành thường xuyên dọn sạch vật liệu rời ngay trong quá trình phá (thay vì phá một diện tích lớn trước rồi mới dọn sạch ở cuối) đều báo cáo thời gian chu kỳ tổng thể ngắn hơn, bất chấp số lần di chuyển gầu tăng thêm.

Đối với công việc trên cầu, yếu tố hiệu quả quan trọng hơn tất cả các chi tiết kỹ thuật là vị trí đặt máy. Trên mặt cầu, vị trí mang lại năng suất cao nhất không phải lúc nào cũng là vị trí gần vật liệu nhất — mà là vị trí cho phép người vận hành duy trì góc tiếp xúc giữa mũi đục và bề mặt ở mức 90 độ trên phạm vi rộng nhất có thể của mặt cầu mà không cần di chuyển thiết bị mang. Việc thường xuyên điều chỉnh lại vị trí thiết bị mang trên mặt cầu làm chậm tiến độ thi công, gây áp lực lớn lên kết cấu và làm tăng nguy cơ vượt quá khả năng chịu tải của mặt cầu tại các vùng chuyển tiếp gần các khớp co giãn. Một quyết định chủ động về vị trí đặt máy ngay từ đầu mỗi đoạn mặt cầu sẽ giúp tiết kiệm ba hoặc bốn chu kỳ điều chỉnh lại vị trí trong suốt quá trình phá vỡ lớp bê tông.