O que deseja fazer não precisa de referência fraca. Se o código é isso mesmo, vai executar algo e encerrar, não precisa fazer nada para a memória ser liberada. 

Se pretende criar a tabela e que ela seja destruída logo em seguida, coloque em uma variável local. Mesmo que tenha que passar de uma função para outra faça com variáveis locais. Quando nenhuma variável estiver acessando a tabela ela poderá ser destruída. Variáveis locais cuidam invalidam a referência imediatamente o o GC coletará o objeto na próxima passada.

Usando referência fraca você não tem controle sobre o conteúdo, na primeira coleta poderá não existir mais os dados e se tentar acessar terá problemas, então usar referência fraca aí é um erro.

Para usar algo global e ter controle sobre o [tempo de vida][1] precisa fazer manualmente.

Uma resposta genérica conforme a [documentação][2], mas lembre-se que isso só deve ser usado quando pode ficar sem os dados a qualquer momento, até mesmo antes de usá-los.

    a = {}
    b = {}
    setmetatable(a, b)
    b.__mode = "v"
    tabela = {}
    a[1] = tabela
    tabela = {}
    a[2] = tabela
    collectgarbage()
    for k, v in pairs(a) do print(v) end

Veja [funcionando no **ideone**][3]. E [no **repl.it**][4]. Também [coloquei no **GitHub** para referência futura][5].

O modo `v` atribuído com `setmetatable` torna os valores da tabela como referências fracas que é o que deseja. A letra `k` faz o mesmo com as chaves.


  [1]: https://pt.stackoverflow.com/q/135572/101
  [2]: https://www.lua.org/pil/17.html
  [3]: http://ideone.com/rHXYDv
  [4]: https://repl.it/@maniero/WeakTableslua
  [5]: https://github.com/bigown/SOpt/blob/master/Lua/WeakReferences.lua