Để cần trục làm việc an toàn, phải đảm bảo cho chúng đứng vững (ổn định), cần tránh trước bất kỳ trường hợp nào có thể làm cho chúng bị lật đổ, kể cả các trường hợp đặt tải bất lợi nhất.

Hệ số ổn định bản thân của cần trục theo quy định hiện hành của Việt Nam là: k2 ≥ 1,15.

Đối với cần trục di động quay toàn vòng, phải kiểm tra tính ổn định của cần trục khi mở máy hoặc phanh cơ cấu quay, để tránh cho cần trục không bị lật dưới tác dụng của các lực quán tính.

Tóm lại, hệ số ổn định k theo quy định hiện hành của Việt Nam là k ≥ 1,15.

 Một số mâu thuẫn giữa tính năng kỹ thuật cần cẩu tháp với nhu cầu thi công và cách giải quyết

a. Nhu cầu tiến độ vượt quá năng suất của cần cẩu

Mâu thuẫn này có nhiều biện pháp giải quyết: tăng thời gian làm việc trong một ca hoặc tăng số ca làm việc trong một ngày (có thể giải quyết được 110% đến 300% nhu cầu). Sử dụng công cụ hỗ trợ như thang tải, tời nâng hàng, bơm bê tông… và các phương tiện vận chuyển nằm ngang trên cao. Chọn cần cẩu khác có năng suất phù hợp;

b. Mâu thuẫn giữa tính năng kỹ thuật cần cẩu tháp và nhu cầu thi công

Trong thực tiễn thi công, về tính năng kỹ thuật của cần cẩu tháp thường gặp hai loại mâu thuẫn cơ bản trên và có ba cách giải quyết như sau:

* Cách 1: Về tổng thể, tính năng kỹ thuật của cần cẩu tháp phù hợp yêu cầu thi công, nhưng bị hạn chế bởi một vài nguyên nhân (như vị trí của cần cẩu tháp cố định không thể xê dịch hoặc có chướng ngại vật không thể tránh được…), ở góc cạnh xa nhất trong mỗi tầng nhà có một hay một số điểm cẩu vượt quá năng lực cẩu định mức của cần cẩu tháp .

Gặp loại mâu thuẫn này, thường có mấy biện pháp khắc phục: thay đổi thiết kế, giảm nhỏ kích thước, giảm trọng lượng cấu kiện để không vượt quá trọng lượng cẩu định mức. Việc này thực hiện được, nhưng phiền hà và tốn kém, đồng thời phải được sự đồng ý của đơn vị thiết kế; Đổi việc đúc sẵn thành đổ tại chỗ và thiết kế thùng chứa vật liệu đặc biệt để không vượt quá trọng lượng cẩu định mức. Tìm cách nâng cao năng lực cẩu để thích ứng yêu cầu cẩu lắp.

Trong các biện pháp trên thì biện pháp nâng cao năng lực cẩu là tốt nhất.

* Cách 2: Trong thực tiễn thi công, do đặc thù của thiết kế cẩu tạo kiến trúc, yêu cầu độ cao tầng nhà tương đối lớn, có thể xuất hiện mâu thuẫn về nhu cầu độ cao nâng cẩu phần trên không đáp ứng được, tùy trọng lượng cẩu, mô men cẩu, tầm với cùng các tham số khác của cần cẩu tháp kiểu chạy ray vẫn thoả mãn yêu cầu sử dụng. Cách giải quyết mâu thuẫn đó là: đổi dùng loại cẩu tháp khác thích hợp với công trình; Đổi kiểu chạy trên ray bằng cần cẩu tháp kiểu neo, bố trí một đường neo chặt để tăng tổng chiều cao của móc cẩu.

* Cách 3: Thông qua việc tiếp cao thân tháp để tăng thêm chiều cao nâng cẩu sẵn có của tháp, từ đó dùng sức người để đẩy vật cẩu đến vị trí cần thiết. Lực đẩy được tính toán và được tra theo chương trình được lập sẵn.

Kết cấu thép chính là kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được cấu tạo và thiết kế bởi thép. Bởi rất nhiều những đặc tính hữu ích riêng có, kết cấu thép được các kỹ sư thiết kế kết cấu đặc biệt tin dùng và sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng hiện nay, đặc biệt đối với các công trình có quy mô lớn như nhà máy, xí nghiệp, nhà xưởng, ….

Ưu điểm của kết cấu thép:

– Trọng lượng nhẹ

– Tính kín, không thấm nước

– Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp.

– Có khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao.

– Tính công nghiệp hóa cao.

Nhược điểm của kết cấu thép:

– Chịu lửa kém

– Có thể bị xâm thực, hư hỏng bởi các tác động từ môi trường bên ngoài như nhiệt độ, thời tiết, độ ẩm. Và để khắc phục điều này, những công trình xây dựng có sử dụng kết cấu thép thường được bao phủ bên ngoài bởi lớp sơn bảo vệ, chống gỉ thép

– Giá thành ở mức khá cao so với 1 số loại vật liệu thô khác như sắt hay gỗ, …

Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép:

Kết cấu thép được đánh giá có tính ứng dụng rất cao với phạm vi ứng dụng vô cùng rộng rãi và thích hợp hơn cả khi áp dụng cho các công trình lớn, đòi hỏi độ bền cao, có thể kể đến như:

– Nhà công nghiệp, nhà máy, nhà xưởng, xí nghiệp:

Thông thường, khung nhà công nghiệp được cấu tạo toàn bộ bằng thép trong khi nhà cao, cần trục nặng có thể được làm từ hỗn hợp cột bê tông cốt thép, dàn, và dầm thép.

– Cầu đường bộ, đường sắt:

Thường áp dụng cho các hạng mục nhịp vừa, nhịp lớn, với thời gian thi công gấp rút. Đáng chú ý là cầu treo bằng thép có thể vượt nhịp lên đến trên 1000m.

– Nhà nhịp lớn:

Đây là những loại công trình đặc biệt có đặc điểm nhịp khá lớn từ 30 – 40m như nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lãm, trung tâm biểu diễn, nhà chứa máy bay, …, dùng kết cấu thép là hợp lý nhất. Đặc biệt, đối với những trường hợp nhịp đặc biệt lớn hơn 100m thì kết cấu thép gần như là sự lựa chọn duy nhất.

– Khung nhà nhiều tầng, nhất là các loại nhà kiểu tháp ở thành phố. Hơn nữa, những công trình với độ cao trên 15 tầng thì việc sử dụng kết cấu thép có lợi hơn rất nhiều so với bê tông cốt thép.

– Kết cấu tháp cao như cột điện, ăng ten, tháp khoan dầu, …

– Kết cấu bản như bể chứa dầu, các thiết bị lò cao của nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu.

Có thể nói rằng chưa bao giờ số lượng các doanh nghiệp, đơn vị hoạt động trong lĩnh vực thiết kế kết cấu công trình tại nước ta lại nhiều như tại thời điểm hiện tại. Đây thực sự được coi là một tín hiệu cực kỳ tốt cho thấy bước phát triển mới trong ngành công nghiệp xây dựng tại Việt Nam theo hướng chuyên môn hóa, hiện đại và chuyên nghiệp hơn. Tuy nhiên, thực tế này cũng đặt ra không ít những sự băn khoăn nhất định cho khách hàng và người sử dụng dịch vụ nói chung khi đứng trước quá nhiều sự lựa chọn về đơn vị cung cấp dịch vụ.

Không giống như nhiều loại hình dịch vụ thông thường khác, tư vấn thiết kế kết cấu có mối có mối liên hệ mật thiết với sự an toàn, bền vững, công năng sử dụng lâu dài, tính thẩm mỹ của toàn bộ công trình, theo đó, nhân tố chất lượng, uy tín, tính trách nhiệm, chuyên nghiệp luôn là những yêu tố tiên quyết để lựa chọn đơn vị cung cấp dịch vụ kết cấu đối với bất kỳ ai trong chúng ta. Vậy, dựa vào những tiêu chí và đặc điểm quan trọng nào để chúng ta có thể đánh giá được chất lượng sản phẩm của một đơn vị tư vấn thiết kế công trình nào đó có thực sự tốt hay không?

An toàn: Đây là đặc điểm then chốt và chung nhất mà tất cả các sản phẩm thiết kế kết cấu đều bắt buộc phải đạt được
Tôn trọng tính thẩm mỹ và chức năng của kiến trúc: một sản phẩm thiết kế kết cấu tốt luôn cần kết hợp cùng chủ trương kiến trúc của kiến trúc sư ngay từ giai đoạn đầu, vì vậy đảm bảo chắc chắn rằng phương án kết cấu sẽ hoàn toàn đạt được sự phù hợp nhất có thể với ý đồ kiến trúc tổng thể và chi tiết của công trình.

Bền đều, hợp lý, hài hòa, tối ưu: đây là đặc điểm mà giúp tối thiểu hóa toàn bộ chi phí và giá thành xây lắp thô.
Phù hợp với công nghệ thi công: trên thực tế, công nghệ thi công tại từng thời điểm khác nhau và từng địa điểm khác nhau đều luôn tồn tại những sự khác biệt nhất định, do đó, một giải pháp thiết kế kết cấu tốt luôn cần chứa đựng sự phù hợp với công nghệ thi công tại thời điểm thi công, và mang tính địa phương.
– Tiến độ thiết kế hợp lý: một giải pháp kết cấu tốt, ngoài việc đảm bảo yếu tố kỹ thuật cũng cần đáp ứng tiêu chí thời gian và tiến độ đối với khách hàng của mình.

Năm tiêu chí trên đây chính là những yếu tố cực kỳ quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm thiết kế kết cấu của có thực sự tốt hay không. Đó cũng chính là những đặc điểm nổi bật nhất.

Việc lắp đặt các kết cấu thép và khung nhà thường liên quan tới các công việc trên cao cũng như dễ dẫn đến tai nạn ngã cao. Số thương vong trong những công việc lắp đặt kết cấu thép chiếm tỷ lệ cao nhất so với toàn bộ các công việc khác của ngành xây dựng. Vì thời gian làm việc tại mỗi vị trí trong lắp đặt kết cấu thép tương đối ngắn nên các giàn giáo rất ít khi được sử dụng. Nhiều công nhân lắp đặt do quá vững tin vào sự an toàn của bản thân, đã tiến hành công việc trong những tình huống nguy hiểm một cách không cần thiết.

Một chiếc cần trục thông dụng trong xây dựng

1. Lập thiết kế:

Người công nhân phải nắm vững những nguyên tắc về an toàn trước khi làm công việc  lắp dựng kết cấu thép. Những vấn đề về an toàn phải được chú trọng ngay từ khi thiết kế. Người lập thiết kế phải kinh qua thực tế công trường và hiểu biết những vấn đề có liên quan đến lắp dựng kết cấu thép như vị trí mối nối, khả năng đến được chổ nối, việc cố định sàn công tác, tải trọng liên quan tới công suất nâng của cần trục v.v… Nhà thiết kế phải cung cấp đầy đủ thông tin cho nhà thầu lắp đặt về những điều cần chú ý để đảm bảo sự ổn định của cấu trúc trong quá trình thi công. Ngược lại, nhà thầu phải đứ ra phương án lắp đặt để người thiết kế thông qua. Phương án thi công an toàn phải chỉ ra những khó khăn và rủi ro có thể có ảnh hưởng tới quy trình lắp đặt.

2. Giám sát:

Vì nhà sản xuất và người lắp đặt thường thuộc về những công ty khác nhau nên cần có người giám sát các công việc là người của nhà thầu chính để đảm bảo việc thực hiện các thủ tục, kiểm tra, giám định, kể cả việc đưa ra những yêu cầu và thay đổi.

3. Công tác chuẩn bị:

Việc lắp đặt kết cấu thép thường diễn ra ngay từ khâu đầu tiên của dự án, trước khi công trường được thu dọn và bố trí ngăn nắp; các loại vật liệu trên công trường vẫn còn năm ngổ ngang hoặ được di chuyển một cách lộn xộn. Điều đó gây khó khăn không nhỏ cho người qua lại, các phương tiện giao thông và các máy nâng chuyển. Để tạo điều kiện di chuyển tốt cho các phương tiện này cũng như cho các giàn giáo tháp hoặc di động, cần ưu tiên xây dựng trước phần bê tông của tầng nền, lối đi lại và những nền kê cứng vững. Điều đó cũng có tác dụng tạo ra một công trường ngăn nắp và sạch sẽ. Cần bố trí mặt bằng kho bải chứa vật liệu sao cho xe cơ giới hoặc máy nâng chuyển có thể dễ dàng tiếp cận mà không sợ va đụng.

Cần chỉ rõ trọng lượng vật nâng, đánh dấu những điểm có thể ngoắc dây cáp của cần cẩu vào để nâng vật đó nhằm tạo điều kiện an toàn cho hoạt động của các máy nâng chuyển, công nhân bốc vác hay cần trục. Nếu điều kiện cho phép thì nên gá thêm các tay cầm vào vật nâng.
Phải luôn theo dõi dự báo thời tiết dể có kế hoạch làm việc thích ứng. Chú ý khi có gió mạnh, không nên sử dụng cần trục hoặc cho phép công nhân làm việc trên những khung thép hoặc trên những bề mặt ẩm ướt.

Chốt định vị có vai trò rất quan trọng song lại thương bị đánh giá thấp. Chỉ cần những sơ xuất khi định vị, căn chỉnh và cân bằng sẽ dẫn tới mất ổn định công trình lắp đặt. Cần kiểm tra kỷ lưỡng trước khi bắt đầu tiến hành công việc. Khi bắt đầu xây dựng, cần xiết thêm nhiều bu lông vào những nơi tải nặng và phải có những cột chống gia cố đề phòng công trình có thể sập đổ. Nhiều sự cố sập đổ là do nguyên nhân thiếu cột chống hoặc di chuyển công trình khỏi vị trí cân bằng đả được bố trí trong thiết kế. Trong kế hoạch lắp dựng phải tính đủ số nhân lực, cột chống,dây giằng hay vật nổi cần thiết.

Khi khảo sát địa chất công trình tại vị trí xây dựng có đất lún sụt, phải xác định loại đất với các trị số riêng và trị số tối đa khả dĩ về độ lún sụt của đất do trọng lượng bản thân (nếu có đất đắp phải tính cả trọng lượng đất đắp).
Cùng với việc khảo sát đất bằng cách khoan cần tiến hành đào thêm các hố khảo sát để lấy đất nguyên khối.

Khi nghiên cứu quy luật địa chất thuỷ văn về mực nước ngầm ở hiện trường đất ngậm nước và đưa ra dự báo về sự biến động khả dĩ của nó khi thi công và sử dụng công trình, cần dự báo khả năng làm ướt đất dưới tác dụng của các yếu tố khác nhau.

Các đặc trưng cơ lý, trong đó có các đặc trưng về cường độ và biến dạng của cả đất lún sụt cần được xác định ở trạng thái ẩm tự nhiên và bão hoà hoàn toàn. Cần xác định độ lún sụt tương đối của đất trong điều kiện ngấm nước. Loại nước này lưu thông tuần hoàn theo nhiệt độ và các hợp chất hóa học trong phạm vi các công trình xây dựng và công trình liền kề.

Khi thiết kế móng cọc trong điều kiện đất lún sụt loại II với độ lún của đất do trọng lượng bản thân lớn hơn 30 cm, theo nguyên tắc cần phải có dự kiến dùng các biện pháp chuyển đổi đất loại II thành loại I bằng cách đào hoặc lèn đất như làm ướt đất từ trước, làm ẩm đất bằng gây nổ, đầm sâu bằng cọc đất hay những biện pháp khác. Các biện pháp kể trên phải đảm bảo khử lún tầng đất do trọng lượng bản thân của nó trong phạm vi diện tích nhà hoặc công trình sẽ chiếm dụng với khoảng cách bằng một nửa chiều dày tầng đất lún bao quanh nhà hoặc công trình