Đánh giá những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường

Đà Nẵng Chuyên ngành : Công nghệ và Quản lý xây dựng Khóa: 2009 I – TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn của cần trục tháp trên công trường.. Với những tính nă

N THI CÔN -

LUẬN V

ỮNG YẾU

N TRỤC

ẪN: PGS.T ỆN: NGUY

GHỆ VÀ Q

hí Minh: T

THÀNH PHXÂY DỰN

ẢN LÝ XÂ -

HẠC S

I

ỦI RO ẢN TRÊN C

ỰNG

N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN ĐĂNG PHI VŨ

ĐÁNH GIÁ NHỮNG YẾU TỐ RỦI RO ẢNH HƯỞNG ĐẾN AN TOÀN CỦA CẦN TRỤC THÁP TRÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN VĂN HIỆP

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1:

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày tháng năm 2011

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : NGUYỄN ĐĂNG PHI VŨ Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 21/10/1979 Nơi sinh: TP Đà Nẵng

Chuyên ngành : Công nghệ và Quản lý xây dựng Khóa: 2009

I – TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn của cần

trục tháp trên công trường

II – NHIỆM VỤ:

 Các yêu cầu về an toàn khi sử dụng cần trục tháp trên công trường

 Sự thiếu sót của các văn bản pháp quy trong việc quản lý và vận hành an

toàn cần trục tháp trên công trường

 Xác định những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường

 Đánh giá những yếu tố rủi ro bằng phương pháp định lượng AHP

III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 16/02/2011

IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/07/2011

V – HỌ VÀ TÊN CBHD: PGS TS NGUYỄN VĂN HIỆP

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

PGS TS NGUYỄN VĂN HIỆP

Để hoàn thành được luận văn này, bản thân tôi đã rất nỗ lực và đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy cô giảng dạy chuyên Ngành Công nghệ

và Quản lý xây dựng, bộ môn Thi công và Quản lý xây dựng đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quí báu trong suốt quá trình học tập

Xin gửi lời cám ơn chân thành đến PGS TS Nguyễn Văn Hiệp Thầy đã hỗ trợ nhiều tài liệu, hướng dẫn nhiệt tình, giúp đưa ra phương pháp nghiên cứu và truyền đạt nhiều kiến thức quí báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Xin gửi lời cám ơn các bạn cùng lớp đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến hay vào quyển luận văn tốt nghiệp của tôi Cho tôi gởi đến các bạn lời cám ơn và chúc các bạn hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình một cách xuất sắc nhất

Xin gửi lời cám ơn các đồng nghiệp đã động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều về tinh thần và vật chất để tôi an tâm học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp như hôm nay

Và đặc biệt, xin được cám ơn những người thân yêu nhất của tôi đã luôn bên cạnh, quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi những lúc khó khăn, trở ngại để hoàn thành luận văn này

Một lần nữa xin cám ơn và gửi lời chúc sức khỏe đến quý thầy cô

Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 09 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Đăng Phi Vũ

Hiện nay, với sự phát triển không ngừng của ngành xây dựng, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng nhà cao tầng tại các khu đô thị lớn Việc thi công các công trình cao tầng, các dự án phức tạp luôn đòi hòi nguồn nhân lực, trang thiết bị máy móc rất lớn Với những tính năng hữu ích trong việc nâng chuyển các cấu kiện, vật

tư trên công trường thì cần trục tháp là loại thiết bị thi công đóng vai trò rất quan trọng trong mọi hoạt động trên công trường, quyết định đến tiến độ, chất lượng công trình Mặc dù vậy, đi kèm với loại thiết bị này là những rủi ro tai nạn, sự cố trong quá trình thi công Do đó, việc quản lý an toàn loại thiết bị này là điều cần thiết nhằm ngăn ngừa, giảm thiểu những tai nạn và đảm bảo an toàn tính mạng cho người lao động trên công trường

Qua tài liệu tham khảo, những nghiên cứu liên quan và ý kiến của các chuyên gia, tác giả đã nhận dạng được 18 yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường Những yếu tố rủi ro này được chia thành 4 nhóm yếu tố bao gồm: (i) Điều kiện công trường, (ii) Quản lý an toàn, (iii) Yếu tố con người, (iv) Yếu tố pháp lý

Một mô hình cấu trúc thứ bậc 18 yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn của cần trục tháp trên công trường được xây dựng dựa trên phương pháp định lượng AHP (Analytic Hierarchy Process) Bảng câu hỏi so sánh cặp giữa 18 yếu tố rủi ro được thiết kế và gửi đến nhóm chuyên gia gồm 7 người am hiểu về cần trục tháp, và bằng phương pháp định lượng AHP tác giả đã xác định trọng số ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro Kết quả phân tích cho thấy những yếu tố nào có trọng số cao là những

yếu rố ảnh hưởng nhiều nhất

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 1

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 7

1.1 Giới thiệu chung 7

1.2 Xác định vấn đề nghiên cứu 10

1.2.1 Lý do hình thành đề tài nghiên cứu 10

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 12

1.4 Phạm vi nghiên cứu 13

1.5 Phương pháp nghiên cứu 13

1.6 Dự kiến đóng góp của nghiên cứu 14

1.6.1 Tính học thuật 14

1.6.2 Tính thực tiễn 14

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 16

2.1 Cần trục tháp 16

2.1.1 Công dụng 16

2.1.2 Cấu tạo chung 17

2.1.3 Phân loại 19

2.1.4 Các cơ cấu của cần trục tháp 23

2.2 Các giải pháp kỹ thuật cho cần trục tháp 26

2.2.1 Lựa chọn cần trục tháp hợp lý 26

2.2.2 Vị trí đặt cần trục tháp 30

2.2.3 Kết cấu nền móng cần trục tháp 30

2.2.4 Neo giữ cần trục tháp 31

2.2.5 Kích nối cao, nâng leo và tháo dỡ cần trục tháp 33

2.2.6 Tính ổn định của cần trục tháp (chống lật) 36

2.2.7 Cách tính toán và bố trí cần trục tháp trên công trường 37

2.3 Các yêu cầu về an toàn khi sử dụng cần trục tháp 41

2.3.1 Quy trình kiểm định 41

2.3.2 Kiểm tra định kỳ thiết bị 44

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 2

2.3.3 Yêu cầu an toàn đối với đối trọng và ổn trọng 44

2.3.4 Yêu cầu an toàn trong lắp đặt và sử dụng thiết bị 45

2.3.5 Yêu cầu về thủ tục để sử dụng cần trục tháp 49

2.3.6 An toàn cho các công trình lân cận 50

2.3.7 Đảm bảo an toàn giao thông và người đi lại 52

2.3.8 An toàn lao động đối với người vận hành cần trục tháp 53

2.4 Quản lý cần trục tháp tại các công trình xây dựng trong đô thị 56

2.4.1 Một số vướng mắc trong quá trình quản lý hoạt động của cần trục tháp trong xây dựng tại TP.Hồ Chí Minh 56

2.4.2 Một số vấn đề pháp lý còn tồn tại trong sử dụng cần trục tháp tại các công trường 57

2.4.3 Trách nhiệm của các cơ quan, tổ chức, cá nhân có liên quan trong việc quản lý, vận hành cần trục tháp 59

2.5 Nhận dạng những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường 61

2.5.1 Các nghiên cứu liên quan 61

2.5.2 Tổng hợp các yếu tố rủi ro 62

2.5.3 Phân tích những yếu tố rủi ro 64

2.5.4 Quản lý môi trường rủi ro 68

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH VÀ CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU 70

3.1 Quy trình nghiên cứu 70

3.2 Thu thập dữ liệu 71

3.2.1 Thiết kế bảng câu hỏi khảo sát 71

3.2.2 Kỹ thuật phỏng vấn sâu 74

3.3 Công cụ nghiên cứu 75

3.3.1 Phương pháp chọn mẫu nghiên cứu 75

3.3.2 Quy mô mẫu nghiên cứu 76

3.3.3 Thống kê mô tả 78

3.3.4 Kiểm định thang đo Likert 79

3.3.5 Phương pháp định lượng AHP (Analytic Hierarchy Process) 79

3.4 Chương trình ứng dụng 90

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH DỮ LIỆU 93

4.1 Giới thiệu 93

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 3

4.2 Phân tích dữ liệu từ khảo sát đại trà 94

4.2.1 Phân tích phần thông tin chung 94

4.2.2 Phân tích dữ liệu với phần mềm SPSS 98

4.3 Phân tích cấu trúc AHP các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường 110

4.3.1 Mô hình đánh giá 110

4.3.2 Xây dựng cấu trúc thứ bậc các yếu tố ảnh hưởng 111

4.3.3 Ma trận so sánh cặp các yếu tố, nhóm yếu tố 112

4.3.4 Lập ma trận chuẩn hóa 113

4.3.5 Tính vectơ độ ưu tiên 114

4.3.6 Kiểm tra sự không nhất quán 114

4.4 Trọng số AHP và sắp hạng các yếu tố rủi ro 115

4.4.1 Thu thập bảng câu hỏi từ chuyên gia 115

4.4.2 Kiểm tra tính nhất quán 116

4.4.3 Xác định trọng số và sắp hạng các yếu tố 119

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129

5.1 Kết luận 129

5.2 Kiến nghị 130

PHỤ LỤC 132

TÀI LIỆU THAM KHẢO 134

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Ngân sách đầu tư xây dựng

Bảng 1.2: Các trường hợp tai nạn trong ngành xây dựng

Bảng 2.1: Kiểm tra thiết bị nâng

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục

tháp trên công trường

Bảng 3.1: Thang đánh giá 9 mức so sánh của phương pháp AHP

Bảng 3.2: Chỉ số ngẫu nhiên RI

Bảng 4.1: Kết quả thu thập bảng câu hỏi khảo sát đại trà

Bảng 4.2: Kết quả thống kê về vị trí công tác

Bảng 4.3: Kết quả thống kê về loại hình dự án

Bảng 4.4: Kết quả thống kê về quy mô dự án

Bảng 4.5: Kết quả thống kê về số năm kinh nghiệm làm việc

Bảng 4.6: Kết quả thống kê về chức vụ hiện tại

Bảng 4.7: Kết quả phân tích các yếu tố rủi ro từ SPSS

Bảng 4.8: Kết quả sắp hạng sơ bộ các yếu tố rủi ro

Bảng 4.9: Kết quả phân tích hệ số Cronbach’s Alpha từ SPSS

Bảng 4.10: Kiểm tra tính nhất quán của các nhóm yếu tố rủi ro

Bảng 4.11: Kiểm tra tính nhất quán các yếu tố rủi ro liên quan đến điều kiện

điều kiện công trường

Bảng 4.17: Trọng số trung bình của các nhóm yếu tố rủi ro

Bảng 4.18: Trọng số trung bình các yếu tố liên quan đến điều kiện công trường Bảng 4.19: Trọng số trung bình các yếu tố liên quan đến quản lý an toàn

Bảng 4.20: Trọng số trung bình các yếu tố liên quan đến yếu tố con người Bảng 4.21: Trọng số trung bình các yếu tố liên quan đến yếu tố pháp lý

Bảng 4.22: Bảng trọng số các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục

tháp trên công trường

Bảng 4.23: Bảng sắp hạng các yếu tố rủi ro

Bảng P.1: Bảng tổng hợp hệ số nhất quán (CR<0.1) cúa các nhóm yếu tố rủi ro Bảng P.2: Bảng tổng sắp hạng của các nhóm yếu tố rủi ro

Bảng P.3: Bảng tổng sắp hạng các yếu tố liên quan đến quản lý an toàn

Bảng P.4: Bảng tổng sắp hạng các yếu tố liên quan đến yếu tố con người

Bảng P.5: Bảng tổng sắp hạng các yếu tố liên quan đến yếu tố pháp lý

Bảng P.6: Bảng kiểm tra tính nhất quán giữa các chuyên gia

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cần trục tháp được sử dụng trong công trình xây dựng

Hình 1.2: Sự cố sập cần trục tháp tại công trình Centec Tower

Hình 1.3: Sự cố sập cần trục tháp do kết cấu móng không an toàn

Hình 2.1: Đặc điểm cấu tạo của cần trục tháp trong xây dựng nhà cao tầng Hình 2.2: Cần trục tháp với đầu tháp quay

Hình 2.8: Vị trí một số đoạn neo của cần trục tháp vào công trình

Hình 2.9: Cấu tạo đoạn neo của cần trục tháp vào công trình

Hình 2.10: Sơ đồ cần trục tháp cố định neo vào công trình

Hình 2.11: Cần trục tháp cố định Potain – Sơ đồ nối tháp từ phía trên

Hình 2.12: Sơ đồ leo tầng của cần trục tháp

Hình 2.13: Cần trục tháp chạy trên ray có đối trọng ở bên dưới

Hình 2.14: Cần trục tháp đứng cố định bằng chân đế có đối trọng trên cao Hình 2.15: Cần trục tháp đứng cố định có chân neo vào móng

Hình 2.16: Vị trí cần trục tháp trên ray khi thi công hố móng

Hình 2.17: Mô hình quản lý môi trường rủi ro (Chua & Goh, 2004)

Hình 3.1: Quy trình nghiên cứu

Hình 3.2: Quy trình thiết kế bảng câu hỏi

Hình 3.3: Các ưu điểm của phương pháp AHP

Hình 4.1: Biểu đồ thống kê về vị trí công tác

Hình 4.2: Biểu đồ thống kê về loại hình dự án

Hình 4.3: Biểu đồ thống kê về quy mô dự án

Hình 4.4: Biểu đồ thống kê về số năm kinh nghiệm làm việc

Hình 4.5: Biểu đồ thống kê về chức vụ hiện tại

Hình 4.6: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Giải pháp kỹ thuật cho cần trục tháp Hình 4.7: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Trở ngại trên công truờng

Hình 4.8: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Sự bao phủ lên nhau của cần trục tháp

trong khi làm việc

Hình 4.9: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Thời tiết

Hình 4.10: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Sự cản trở tầm nhìn cho người điều

khiển

Hình 4.11: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Yêu cầu về tiến độ thi công

Hình 4.12: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Loại tải trọng khi nâng

Hình 4.13: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Quy trình kiểm tra, kiểm định thiết bị Hình 4.14: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Công tác quản lý thiết bị

Hình 4.15: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Biện pháp an toàn khi lắp đặt và sử

dụng thiết bị

Hình 4.16: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Chương trình đào tạo, huấn luyện Hình 4.17: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Kinh nghiệm người vận hành

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 6

Hình 4.18: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Năng lực nhà thầu

Hình 4.19: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Vai trò của các nhà quản lý trên công

trường

Hình 4.20: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Nguồn lao động được thuê

Hình 4.21: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Các thủ tục để sử dụng cần trục tháp Hình 4.22: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Các văn bản, tiêu chuẩn, quy định

hiện hành

Hình 4.23: Biểu đồ phân phối của yếu tố-Công tác quản lý của các cơ quan nhà

nước

Hình 4.24: Mô hình đánh giá an toàn cần trục tháp trên công trường

Hình 4.25: Cấu trúc thứ bậc các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục

tháp

Hình 4.26: Trọng số các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên

công trường thể hiện trong mô hình cấu trúc AHP

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 7

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung

Nước ta trong những năm gần đây đang trên đà phát triển để trở thành một nước công nghiệp, nhu cầu phát triển về kinh tế, xã hội, và các công trình xây dựng cao tầng ngày càng cao Trong đó ngành xây dựng đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của nền kinh tế trong nước, chính vì vậy đã tác động đến sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng với nguồn vốn đầu tư đang tăng lên nhanh chóng, cụ thể dự toán chi ngân sách đầu tư xây dựng cơ bản của

cả nước trong những năm gần đây như sau:

Năm 2006 2007 2008 2009 2010 Đầu tư

(tỷ đồng) 72.842 81.078 107.440 124.664 149.597

Bảng 1.1: Ngân sách đầu tư xây dựng [1]

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ đó; những công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, cầu đường… có quy mô lớn cũng được hình thành ngày càng nhiều trên toàn quốc, và để hoàn thành những công trình xây dựng đòi hỏi nguồn nhân lực con người và trang thiết bị máy móc rất lớn Trong đó trang thiết

bị máy móc được sử dụng trong các dự án xây dựng đóng góp một vai trò rất quan trọng trong việc quyết định chất lượng, tiến độ, chi phí công trình Với công năng dùng để nâng chuyển, lắp ráp các cấu kiện, vật tư xây dựng thì cần trục tháp là một trong những trang thiết bị máy móc được sử dụng rộng rãi và chiếm một tỷ lệ lớn trong các dự án xây dựng, đặc biệt là các công trình xây dựng dân dụng, các công trình nhà cao tầng [15]

Nhưng bên cạnh những tính năng hữu ích được sử dụng trong các công trình xây dựng thì cần trục tháp để lại những mối hiểm họa khôn lường, treo lơ lửng trên đầu người đi đường, công nhân lao động trên công trường, người dân sống xung quanh khu vực xây dựng công trình…Thực tế cho thấy, đã có không ít những tai nạn do cần trục tháp gây ra được đăng hàng ngày trên các phương tiện thông tin đại chúng gây thiệt hại lớn về người và tài sản, tạo nên tâm trạng

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 8

hoang mang, lo lắng cho người dân Với những câu hỏi: Nguyên nhân xảy ra tai nạn do đâu? Và khi tai nạn xảy ra thì trách nhiệm thuộc về ai? Điều này như một hồi chuông cảnh báo, đòi hỏi các đơn vị, các cơ quan chức năng đã đến lúc phải vào cuộc mạnh mẽ hơn trong việc quản lý, kiểm định, giám sát loại thiết bị này để tránh những hậu quả đáng tiếc có thể xảy ra

Hình 1.1: Cần trục tháp được sử dụng trong công trình xây dựng

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 9

Hình 1.2: Sự cố sập cần trục tháp tại công trình Centec Tower [5]

Hình 1.3: Sự cố sập cần trục tháp do kết cấu móng không an toàn [4]

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 10

1.2 Xác định vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Lý do hình thành đề tài nghiên cứu

Ngành công nghiệp xây dựng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống kinh tế của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới Tuy nhiên xây dựng là công việc hết sức nguy hiểm, trong đó lĩnh vực xây dựng các công trình cao tầng với khẩu độ lớn phải sử dụng đến cần trục tháp là ngành công nghiệp có nguy cơ xảy ra tai nạn rất cao Tại Việt Nam, số vụ tại nạn lao động trên các công trường xây dựng thường xuyên xảy ra và diễn biến ngày càng tăng lên rõ rệt, điều này được minh chứng qua số liệu thống kê về tai nạn lao động của Tổng Cục Thống Kê như sau:

Hình 1.2: Thống kê vụ tai nạn [2]

Riêng tại khu vực đô thị với đặc điểm xây dựng [10]:

- Diện tích đất đai chật hẹp, trong khi các công trình cao ốc hình thành ngày càng nhiều, thiếu chỗ bố trí cho các thiết bị xây dựng

- Các công trình thấp tầng đang sử dụng xây chen lấn nhau hàng loạt

- Nhà thầu ít sở hữu thiết bị, chủ yếu là thuê ngoài; có loại gì thuê loại đó

- Biện pháp sử dụng trang thiết bị máy móc chưa được quan tâm nhiều khi đấu thầu, chọn thầu

- Cần trục tháp vươn qua công trình lân cận, vươn ra lòng đường

- Bố trí mặt bằng công trường tùy tiện, không đúng theo hồ sơ dự thầu

Tổng số vụ tai nạn lao động hàng năm

0.00 2,000.00 4,000.00 6,000.00 8,000.00

Năm

Số vụ

Tổng số vụ tai nạn Ngành xây dựng chiếm

Tổng số vụ tai nạn 4,050 5,881 5,951 5,836 6,250 Ngành xây dựng chiếm 528 (13,04%) 989(16,82%) 1,658(27,9%) 1,724(29,5%) 3,188(51,1%)

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 11

- Công trình có nhiều tầng hầm, nên cần trục tháp phải lắp đặt ngay khi thi công

móng, hầm

- Các chi phí của dự toán, của giá dự thầu chưa tính đúng, tính đủ cho các tình

huống (Biện pháp sử dụng, kiểm tra, kiểm định, khắc phục tai nạn…)

Do đó, các trường hợp tai nạn vẫn thường xuyên xảy ra qua số liệu thống kê

của Sở Lao Động Thương Binh Xã Hội như sau:

TP.HCM Cả nước

Sự cố thiết bị nâng xây dựng, thiết bị khác 8 12

Loại khác (Ngạt, hơi độc văng, cháy nổ, sét đánh…) 13 13

Bảng 1.2: Các trường hợp tai nạn trong ngành xây dựng [2]

Có thể thấy rằng các trường hợp tai nạn kể trên liên quan đến trang thiết bị

máy móc xây dựng chiếm một tỷ lệ đáng kể, trong đó những tai nạn, sự cố công

trình liên quan đến cần trục tháp mặc dù chưa có số liệu thống kê cụ thể nhưng

đã trở nên “nguồn” nguy hiểm khó kiểm soát [3] Điển hình như: Tai nạn sập

cần trục tháp làm 1 người chết xảy ra vào tháng 11 năm 2010 tại dự án Thảo

Điền Pearl – TP.HCM [4]; Tai nạn gãy cần trục tháp làm 5 người bị thương xảy

ra vào tháng 1 năm 2008 tại dự án cao ốc Centec Tower [5]…Mặc dù Nhà nước

đã ban hành nhiều văn bản, tiêu chuẩn kỹ thuật quy định nghiêm ngặt về việc sử

dụng, lắp đặt, kiểm định, kiểm tra an toàn cho các thiết bị nâng hạ trong xây

dựng nhưng vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề pháp lý trong việc sử dụng cần trục

tháp trên các công trường xây dựng

Bên cạnh đó, cũng đã có những nghiên cứu trước đây liên quan đến các

thiết bị nâng hạ trong xây dựng, đặc biệt là những nghiên cứu liên quan đến cần

trục tháp như: Rickey A Cook (1999), Hanna A.S (1999), Kyle K Ren (2001),

M Y Kaltakci (2008), Nguyễn Hồng Quang (2008)… Tuy nhiên, đa số các

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 12

nghiên cứu chỉ tập trung vào việc xác định các yếu tố để lựa chọn thiết bị cần trục tháp, lựa chọn vị trí thích hợp đặt cần trục tháp trên công trường, nhằm tối

ưu chi phí, tiến độ cho dự án Riêng tại Việt Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào tìm hiểu nguyên nhân, những yếu tố ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường, mà những yếu tố này cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí, tiến độ, chất lượng của dự án

Chính vì vậy việc thực hiện đề tài “Đánh giá những yếu tố rủi ro ảnh

hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường” là thực sự cần thiết Nó

giúp cho Chủ đầu tư có thể xem xét, đánh giá Hồ sơ dự thầu của Nhà thầu; các Nhà thầu thi công có thể lựa chọn các thiết bị thi công; các Giám sát công trường thực hiện những biện pháp, quy định cần thiết để giảm thiểu được những rủi ro tai nạn, sự cố trên công trường và các nhà Quản lý có thể bổ sung những quy định nghiêm ngặt để làm tốt vai trò quản lý an toàn trên công trường liên quan đến cần trục tháp

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm các vấn đề sau:

 Các yêu cầu về an toàn khi sử dụng cần trục tháp trên công trường

 Sự thiếu sót của các văn bản pháp quy trong việc quản lý và vận hành an toàn cần trục tháp trên công trường

 Xác định những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn của cần trục tháp trên công trường

 Đánh giá những yếu tố rủi ro bằng phương pháp định lượng AHP (Analytic Hierarchy Process):

 Những yếu tố rủi ro sau khi đã xác định sẽ được xây dựng theo mô hình cấu trúc thứ bậc AHP

 Thông qua khảo sát chuyên gia bằng câu hỏi được thiết lập, trọng

số ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro sẽ được tính toán

 Dựa vào trọng số AHP đã tính toán, sắp hạng các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 13

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian

từ tháng 03 năm 2011 đến tháng 07 năm 2011

Địa điểm: Nghiên cứu chủ yếu thực hiện trên địa bàn Thành phố Hồ Chí

Minh, Việt Nam

Đối tượng khảo sát: Để việc thu thập dữ liệu được hiệu quả, nhanh chóng

và chính xác thì đối tượng thích hợp cho việc khảo sát là: Các Chủ đầu tư, những nhà quản lý an toàn lao động, quản lý thiết bị thi công, quản lý dự án, các nhà thầu xây dựng,chỉ huy trưởng công trường, giám sát công trường…đang làm việc tại các dự án xây dựng có quy mô lớn trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

Quan điểm phân tích: Đứng trên góc nhìn của Chủ đầu tư, nhà thầu xây

dựng, nhà quản lý an toàn lao động đối với sự an toàn của cần trục tháp trên công trường xây dựng

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu liên quan đến đề tài nghiên cứu được thực hiện theo quy trình như sau:

 Xác định vấn đề cần nghiên cứu, các mục tiêu nghiên cứu

 Dựa vào tài liệu tham khảo, sách, báo, các nghiên cứu trước đây:

 Phân tích tổng quan cần trục tháp sử dụng trong ngành xây dựng

 Xác định những yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn cần trục tháp trên công trường

 Sau khi đã xác định những yếu tố rủi ro, thiết lập quy trình thiết kế bảng câu hỏi khảo sát

 Tiến hành khảo sát trên các đối tượng

 Thu thập dữ liệu

 Sử dụng các thống kê mô tả, phần mềm SPSS để phân tích dữ liệu thu thập

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 14

 Đánh giá mức độ quan trọng các yếu tố rủi ro dựa vào các đại lượng thống kê như: Trị trung bình, trung vị, độ lệch chuẩn, biểu đồ phân phối…

 Rút lại những yếu tố có mức độ quan trọng cao (dựa vào đại lượng thống kê trị trung bình, độ lệch chuẩn)

 Tiến hành xây dựng mô hình cấu trúc thứ bậc các yếu tố rủi ro theo phương pháp định lượng AHP

 Thiết kế bảng câu hỏi so sánh cặp các yếu tố rủi ro

 Tiến hành khảo sát trên các chuyên gia am hiểu về cần trục tháp

 Thu thập dữ liệu

 Sử dụng phần mềm Expert Choice để phân tích dữ liệu:

 Kiểm tra sự không nhất quán cho trả lời của các chuyên gia (hệ số CR<0.1)

 Xác định trọng số các yếu tố rủi ro theo cấu trúc AHP

 Sắp hạng các yếu tố rủi ro ảnh hưởng đến an toàn của cần trục tháp trên công trường

1.6.2 Tính thực tiễn

Trong môi trường xây dựng phức tạp, những rủi ro tai nạn xảy ra trên công trường từ nhiều nguyên nhân khác nhau Và thực tế đã chứng minh những tai nạn liên quan đến cần trục tháp trong thời gian vừa qua đã liên tục xảy ra, do đó việc đảm bảo an toàn tính mạng cho người lao động, cũng như đảm bảo chất

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 15

lượng cho công trình tránh những sự cố có thể xảy ra là điều cần thiết Trong giới hạn cho phép của quá trình nghiên cứu, nghiên cứu này góp phần tìm hiểu những nguyên nhân, những yếu tố rủi ro ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của cần trục tháp trên công trường xây dựng, với những kết quả đã được phân tích trong quá trình nghiên cứu có thể nhận dạng những yếu tố nào ảnh hưởng nhiều nhất

để có những biện pháp đối phó, ngăn ngừa Từ đó kết hợp với các văn bản, quy định do Nhà nước đã ban hành giúp các nhà thầu xây dựng, các nhà quản lý an toàn lao động, tư vấn giám sát, tư vấn quản lý dự án… có thể quản lý tốt hơn các vấn đề an toàn lao động trên công trường, hạn chế tai nạn cho người lao động, giảm thiểu các thiệt hại cho các trang thiết bị máy móc, giảm chi phí dự án, sự chậm trễ của dự án, tạo hình ảnh tốt cho các bên tham gia công trình

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 16

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Cần trục tháp

2.1.1 Công dụng

Cần trục tháp hay còn gọi cần cẩu tháp là phương tiện dùng để vận chuyển vật tư lên cao và được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng Cần trục tháp là thiết bị nâng chủ yếu dùng để vận chuyển vật liệu và lắp ráp trong các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, các công trình thủy điện, công trình cầu đường trên cao, các công trình lắp ghép… Cần trục tháp chiếm vai trò quan trọng trong những máy nâng tải, đặc biệt trong xây dựng nhà và công trình dân dụng Chúng là những máy nâng tải chính, đảm bảo không chỉ chuyển dời vật liệu đến mặt bằng thi công, mà còn lắp đặt những cấu kiện lắp ghép vào đúng chỗ lắp đặt chúng khi xây dựng công trình Cần trục tháp có đủ các cơ cấu nâng hạ vật, thay đổi tầm quay với, quay và di chuyển Cần trục tháp có thể vận chuyển hàng hóa trong khoảng không gian phục vụ lớn, kết cấu hợp lí, dễ tháo lắp, tính

cơ động cao [15]

Để xây dựng các nhà cao tầng, các tháp có độ cao lớn người ta dùng cần trục tháp cố định, neo tháp vào công trình hoặc cần trục tháp tự nâng có chiều cao nâng đến 150m và tầm với 50m, thậm chí đến 70m Do đó, cần trục tháp có vùng phục vụ rộng rãi, nó có thể bao quát được toàn bộ công trình mặc dù tháp được đặt cố định tại một chỗ [15]

Thực hiện việc nâng chuyển và lắp ráp bằng cần trục tháp có ảnh hưởng đến toàn bộ công tác tổ chức mặt bằng thi công, bởi vì độ vươn của cần trục và chiều dài đường để di chuyển nó sẽ xác định kích thước diện tích kho bãi, bố trí đường nội bộ và các công trình tạm khác Với kết cấu chịu lực dạng chữ Γ, T của cần trục tháp cho phép đảm bảo toàn bộ độ vươn (đứng, ngang) hữu ích lớn nhất của cần theo mức độ phát triển của công trình và đảm bảo bao trùm tốt nhất khu vực thi công Khi di chuyển và lắp ráp các cấu kiện, cần trục tháp có thể thực hiện 3

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 17

chuyển động: Nâng và hạ, di chuyển cần trục theo đường ray, quay cần cùng với vật nâng chuyển Những hoạt động này tạo khả năng cho cần trục tháp lấy hàng trực tiếp ở mặt bằng thi công hay từ kho bãi và chuyển nó đến chỗ đặt vào công trình mà không cần qua khâu trung chuyển Những tính năng ưu việt của cần trục tháp cho phép sử dụng chúng không chỉ khi xây dựng các công trình dân dụng và nhà ở mà cả khi xây dựng những công trình công nghiệp trong những điều kiện rất khác nhau [14]

2.1.2 Cấu tạo chung

Hình 2.1: Đặc điểm cấu tạo của cần trục tháp trong xây dựng nhà cao tầng

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4244:2005 – Quy phạm kỹ thuật an toàn của thiết bị nâng thì cần trục tháp gồm những bộ phận chính sau:

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 18

+ Bộ phận mang tải: Móc và vòng được cấu tạo bằng phương pháp rèn hoặc dập được chế tạo từ những tấm thép riêng biệt liên kết với nhau Cho phép chế tạo móc bằng phương pháp đúc nếu đơn vị chế tạo có khả năng dò khuyết tật vật đúc và được cơ quan thanh tra kỹ thuật an toàn địa phương cho phép Gàu ngoạm phải có cấu tạo sao cho loại trừ khả năng tự mở, gàu ngoạm phải gắn biển ghi chú của nhà máy chế tạo: Số sản xuất, trọng lượng bản thân, trọng tải và loại tải Khi không có biển của nhà máy chế tạo, đơn vị sử dụng phải làm biển đó

+ Các thiết bị cơ khí: Cáp, xích, móc cẩu, phanh, xe con

+ Các thiết bị thủy lực: Ống áp lực, xy lanh thủy lực, van xả khí, van an toàn

+ Cabin điều khiển: Cabin điều khiển được thiết kế sao cho người điều khiển

có tầm nhìn rõ ràng trên toàn bộ khu vực làm việc, có thể theo dõi đầy đủ mọi hoạt động với sự trợ giúp thích hợp

+ Đối trọng và ổn trọng: Đối trọng và ổn trọng phải có trọng lượng không thay đổi Cấm dùng đất, cát để làm đối trọng hoặc ổn trọng Đối với các cần trục tháp thì đối trọng và ổn trọng phải được đánh dấu, việc chế tạo và lắp đặt chúng phải tiến hành theo bản vẽ thiết kế của cơ quan thiết kế Những đối trọng di động phải tự động di chuyển theo sự thay đổi tầm với hoặc phải có bộ phận chỉ vị trí của đối trọng phụ thuộc vào tầm với và đặt ở chỗ nhân viên điều khiển thiết bị + Các cơ cấu và thiết bị điều khiển: Thiết bị điều khiển của thiết bị nâng phải được chế tạo và lắp đặt sao cho điều khiển thuận lợi và không gây cản trở việc theo dõi tải và bộ phận mang tải Hướng chuyển động của tay gạt, cần gạt và vô lăng phải tương ứng với hướng chuyển động của cơ cấu được điều khiển Ở mỗi thiết bị điều khiển phải có ký hiệu để phân biệt rõ cho từng động tác, cần gạt, tay gạt, vô lăng phải được định vị ở từng vị trí Thiết bị khởi động điều khiển bằng tay (bộ điều tốc, cầu dao) sử dụng ở các máy nâng điều khiển từ dưới mặt sàn phải có cấu tạo trả về vị trí không Trong trường hợp này, nếu sử dụng công tắc

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 19

cơ, thiết bị nâng chỉ làm việc khi giữ nút bấm ở trạng thái làm việc liên tục Thiết

bị điều khiển phải được treo sao cho điều khiển đứng ở vị trí an toàn so với tải + Sàn, hành lang và cầu thang: Cần trục tháp và cần trục chân đế phải có lối

đi lại dễ dàng, thuận tiện từ mặt đất lên tháp, vào buồng điều khiển và lên các thang đặt cao hơn chân đế Đối với cần trục tháp phải có lối đi lại thuận tiện, an toàn tới xe con Trên các cần trục chân đế, trong bất kỳ vị trí nào của phần quay thì khoảng cách từ mặt sảnh hành lang bao quanh của chân đế tới các phần nhô xuống thấp nhất của phần quay không được nhỏ hơn 1800mm, ở bất kỳ vị trí nào của phần quay cần trục chân đế cũng phải có lối đi từ chân đế sang phần quay + Các thiết bị an toàn bao gồm:

 Bộ phận che chắn

 Bộ phận đỡ, chặn, giảm xóc

 Thiết bị tự động ngừng các cơ cấu

 Thiết bị chỉ báo và chiếu sáng

b Theo dạng cần hoặc theo phương pháp thay đổi tầm với

 Cần nâng hạ

 Cần nâng ngang có xe con di chuyển dọc theo cần nhờ cơ cấu di chuyển xe con

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 20

Hình 2.2: Cần trục tháp với đầu tháp quay

Hình 2.3: Cần trục tháp có cần nâng hạ

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 21

c Theo phương pháp lắp đặt trên công trường

 Cần trục tháp di chuyển trên ray

 Cần trục tháp cố định cạnh công trường

 Cần trục tháp tự nâng

Hình 2.4: Cần trục tháp di chuyển trên ray

Hình 2.5: Cần trục tháp cố định cạnh công trường

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 22

 Cần trục tháp chuyên dùng trong công nghiệp xếp dỡ

Hình 2.6: Cần trục tháp dùng trong ngành công nghiệp xếp dỡ

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 23

Hình 2.7: Cần trục tháp dùng để xây dựng nhà cao tầng (tại Nhật Bản)

2.1.4 Các cơ cấu của cần trục tháp

Cần trục tháp nói chung thường có các cơ cấu: Nâng hạ vật, cơ cấu di chuyển

xe con để thay đổi tầm với và cơ cấu quay Với cơ cấu này, cần trục tháp có thể vận chuyển các cấu kiện trong vùng làm việc của nó Tùy theo loại, mà cần trục tháp còn có thể có các cơ cấu khác như: Di chuyển đối trọng, thay đổi chiều cao thân tháp, nâng hạ cần, trượt thân tháp…[15]

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 24

a Cơ cấu nâng vật:

Có đặc điểm là thường có nhiều tốc độ Do đó, khi nâng vật có trọng lượng nhỏ thì cho cơ cấu nâng làm việc với tốc độ lớn để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc và tăng năng suất của cần trục Khi nâng vật có trọng lượng lớn thì cần phải cho cơ cấu nâng làm việc với tốc độ nhỏ, vật được nâng hạ một cách từ từ Nhờ vậy, có thể lắp đặt một cách chính xác vật nâng và các cấu kiện xây dựng vào đúng vị trí cần thiết của nó

Vì thế, các cần trục tháp để lắp ráp các cấu kiện có trọng lượng lớn thường

sử dụng cơ cấu nâng vật là tời đảo chiều có nhiều tốc độ với hai động cơ điện và hai tang cuôn cáp, được lắp trên hai đầu trục ra của hộp giảm sóc

b Cơ cấu di chuyển của cần trục tháp:

Cơ cấu di chuyển của cần trục tháp gồm bốn cụm bánh xe, trong đó có hai cụm chủ động và hai cụm bị động Khi cần trục tháp phải di chuyển trên đường ray vòng thì hai cụm chủ động thường được đặt về một phía ray có bán kính cong lớn hơn

Sơ đồ cụm bánh xe chủ động của cơ cấu di chuyển cần trục tháp bao gồm: Động cơ điện, khớp nối trục, má phanh, hộp giảm sóc trục vít – bánh vít và các bánh răng để hở có tác dụng làm tăng moment quay của động cơ và truyền đến các bánh xe làm cho các bánh xe này quay để di chuyển cần trục

c Cơ cấu quay:

Sơ đồ cơ cấu quay của cần trục tháp bao gồm: Động cơ điện đặt đứng, ở đầu trục phía trên của động cơ có lắp má phanh Hộp giảm tốc để tăng moment quay của động cơ và truyền đến bánh răng làm cho các bánh răng này (cùng bàn quay với cần trục) quay hành tinh xung quanh vành răng cố định Vành răng được gắn

cố định với phần không quay của thiết bị tựa quay Ngoài ra, cơ cấu quay của một số cần trục tháp dùng hộp giảm tốc trục vít – bánh vít, khi đó động cơ điện được đặt nằm ngang

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 25

d Cơ cấu thay đổi độ cao:

Khi thi công cần nối dài thêm thân tháp theo sự phát triển độ cao của công trình, khi tháo dỡ phải tháo dỡ các đoạn thân tháp Có nhiều cách thay đổi độ cao,

có thể nối dài thân tháp từ đỉnh tháp, chân tháp hoặc giữa tháp Cần trục tháp thi công các tòa nhà cao tầng, người ta dùng cách leo sàn

+ Nối dài tháp từ đỉnh tháp: Biện pháp này được thực hiện ở trên cao nên không an toàn, rất nguy hiểm cho công nhân, ảnh hưởng đến tiến độ thi công vì phải dừng lại để thực hiện quá trình tăng độ cao Ưu điểm là có thể neo phần thân tháp chắc chắn vào công trình, biện pháp này thường được dùng ở cần trục tháp

có đầu tháp quay

+ Nối dài tháp từ chân tháp: Biện pháp này thực được hiện trên mặt nền nên

an toàn, khâu chuẩn bị diễn ra trên mặt đất nên cần trục tháp vẫn hoạt động nâng chuyển vật bình thường mà không ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công Neo giữ vào công trình khó khăn vì thân tháp không cố định, có di chuyển trượt lên cao, thường dùng cho cần trục tháp có thân tháp quay

+ Nối dài tháp từ giữa thân: Đây là biện pháp khá phổ biến, vị trí lắp thêm đoạn tháp có thể là bất kỳ chỗ nào trên thân tháp

e Cơ cấu trượt thân tháp:

Để trượt thân tháp lên cao người ta dùng xilanh thủy lực, hệ tời palăng cáp hoặc truyền động bánh răng thanh răng

f Cơ cấu ổn định tải trọng:

Các thiết bị nâng có cần và xe tời có dầm chìa mà có thể bị lật do quá tải, và những thiết bị nâng có sức nâng phụ thuộc vào tầm với của cần phải được trang

bị công tắc ngắt bảo vệ quá tải, khi sức nâng thay đổi theo tầm với thì công tắc này cũng hoạt động như một công tắc giới hạn mômen tải Các công tắc giới hạn

có tác dụng đưa trở về phạm vi giới hạn cho phép của mômen tải bằng cách đảo

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 26

chiều chuyển động hoặc khi xảy ra quá tải do tải nâng thì sẽ dùng thiết bị điều khiển để hạ tải xuống

2.2 Các giải pháp kỹ thuật cho cần trục tháp

2.2.1 Lựa chọn cần trục tháp hợp lý

a Chọn thông số kỹ thuật hợp lý [6]

+ Bán kính (R): Khi lựa chọn chú ý tới 2 vấn đề là chiều dài tính toán, diện tích của mặt trận công tác cần trục tháp Nhà có hình dáng đơn giản chỉ cần bố trí một cần trục tháp tự nâng, nhưng nếu nhà có hình dáng lớn, phức tạp mà thời hạn lại gấp thì cần bố trí hai chiếc hoặc nhiều hơn

+ Sức cẩu (Q): Sức cẩu định mức tối đa khi tầm với tối đa rất quan trọng, với nhà bê tông đổ tại chỗ, dựa vào trọng lượng tối đa của thùng bê tông và yêu cầu khi tầm với tối đa để xác định sức cần cẩu cần, thường lấy bằng 1,5 – 2,5 tấn Với nhà tấm lớn lắp ghép toàn bộ, sức cẩu khi biên độ tối đa lấy trọng lượng tấm tường ngoài tối đa, với nhà kết cấu thép lấy trọng lượng của kết cấu nặng nhất làm căn cứ tính toán

+ Môment cẩu (MT): Môment cẩu khi tầm với tối đa và với nhà cao tầng thép, mô men cẩu khi trọng lượng cẩu tối đa phải phù hợp yêu cầu thi công + Chiều cao cẩu (H): Chiều cao cẩu là một tham số chính quan trọng, khi các tham số khác lý tưởng, tính năng kỹ thuật ưu việt nhưng chiều cao cẩu không hợp

lý, vẫn không đạt yêu cầu Chọn chiều cao cẩu cho cần trục tháp để thi công cũng như tham số tầm với phải thông qua vẽ sơ đồ và tính toán để xác định

+ Tốc độ làm việc: Tốc độ nâng, hạ cấu kiện, tốc độ quay cần trục, tốc độ di chuyển, tốc độ thay đổi tầm với và kích thước bao

Thông số kỹ thuật ảnh hưởng nhiều đến việc chọn và bố trí tổng mặt bằng thi công, đến năng suất ca máy, còn rất quan trọng đối với công tác an toàn lao động

Vì thế khi lựa chọn cần trục tháp, cần tìm hiểu toàn diện và so sánh tham số tốc

độ công tác của cần cẩu

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 27

b Năng suất ca máy cần trục tháp [6]

Năng suất làm việc của cần trục tháp là tích số giữa tải trọng nâng trung bình của cần trục tháp với số lần làm việc hữu hiệu của cần trục tháp trong một ca làm

việc: Nca = (kqQ)(ktgn) = (kqQ)(ktg(8*3600/Tck)) (tấn/ca)

Với: Tck = tnạp + tnâng + 2tdichuyển + 2tquay + 2ttầmvới + txả + thạ

 Q là tải trọng nâng một lần làm việc cần trục tháp, tức là trọng lượng

của một mã cẩu trung bình (tấn)

 tnâng = (Hnhà + h1)/vnâng là thời gian nâng vật cẩu (thùng chứa vữa, cấu kiện cốt thép hay cốp pha) (s)

 thạ = (Hnhà + h1/vhạ là thời gian hạ vật cẩu (thùng chứa vữa, cấu kiện cốt thép hay cốp pha) (s)

 tdichuyển = l0/vdichuyển là thời gian di chuyển cần trục tháp trên ray

 tquay = α/(6nquay ) là thời gian quay tay cần từ vị nâng (cửa xả của máy trộn, kho bãi gia công cốp pha và cốt thép) đến vị trí hạ (vị trí đổ bê tông, sàn đón vật liệu) (s)

 ttầmvới = l1/vtầmvới là thời gian thay đổi tầm với (thời gian di chuyển xe con trên cánh tay cần) (s)

 txả là thời gian xả hàng của cần trục tháp (thời gian trút bê tông vào khuôn hay thời gian hạ cấu kiện cốp pha hoặc cốt thép) (s)

 tnạp là thời gian lắp một mẻ cẩu vào cần trục, bao gồm các thời gian:

xả bê tông từ máy trộn vào thùng đổ bê tông, treo thùng đổ vào móc cẩu (s)

 vnâng là vận tốc nâng của cần trục tháp, được tra theo lý lịch máy (m/s)

 vhạ là vận tốc hạ của cần trục tháp, được tra theo lý lịch máy (m/s)

 vdichuyển là vận tốc di chuyển cần trục tự hành hay tịnh tiến trên ray (m/s)

 nquay là vận tốc quay của cần trục tháp (vòng/phút)

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 28

 vtầmvới là vận tốc di chuyển xe con trên cánh tay cần (m/s)

 ktg là hệ số sử dụng thời gian

 kq là hệ số sử dụng sức trục

 l0 là quãng đường di chuyển cần trục tháp trên ray Việc tính năng suất nên tính toán với vị trí đứng của cần trục nằm ở trung tâm nhà (đặc biệt là loại cần trục chạy trên ray) Khi đó quãng đường di chuyển cần trục trên ray đến vị trí phục vụ xa nhất là nửa chiều dài

của hệ thống ray l0 = (Lnhà - 2Lbớt ray)/2 Các loại cần trục tháp cố định tại một vị trí mặt bằng thì l0 = 0 (m)

 l1 là quãng đường di chuyển xe con trên cánh tay cần của cần trục tháp, để cẩu bê tông từ máy trộn đến vị trí đổ, cốp pha và cốt thép từ bãi gia công vào vị trí lắp đặt Quãng đường này bằng hiệu số giữa

tầm với phục vụ tại vị trí xa nhất Rmax với tầm với tại vị trí nâng (là tầm với nhỏ nhất trong các tầm với đến các vị trí đặt máy trộn, kho bãi gia công cốp pha hay cốt thép, khi cần trục đứng ở trung tâm nhà) (m)

 α là góc quay tay cần lớn nhất từ vị trí nâng đến vị trí hạ để phục vụ

được cho mọi điểm của mặt bằng công trình Góc này thường được lấy bằng góc hợp bởi vị trí tay cần thẳng góc với công trình, khi cần trục nằm ở trung tâm nhà, với hướng tay cần khi cần trục quay ra phía máy trộn hay kho bãi gia công cốp pha hoặc cốt thép (là góc quay lớn nhất trong 3 góc quay cần trục phục vụ cho các công tác cốp pha, cốt thép và bê tông)

Trong thực tế hoạt động của cần trục, có thể tăng năng suất vận chuyển của cần trục bằng cách đồng thời cùng thực hiện nhiều động tác di động của các bộ phận cần trục một lúc (ví dụ như: đồng thời vừa nâng mã cẩu, vừa quay tay cần, vừa di chuyển xe con và tịnh tiến cần trục trên ray) Tuy nhiên khi thiết kế biện pháp, phải sử dụng năng suất nhỏ nhất khi các thao tác cần trục được thực hiện độc lập và tuần tự

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 29

Năng suất ca máy P của cần trục tháp thường cũng có thể được tính toán theo công thức: P = 8 * Q * n * Kq * Kt (T/ca)

Trong đó:

 Q - Sức nâng của cần trục tháp; n - số lần cẩu trong một giờ

 Kq - Hệ số lợi dụng trọng lượng định định mức của cần cẩu tháp,

Kq < 1

 Kt - Hệ số lợi dụng thời gian công tác: xét về thời gian gián đoạn

kỹ thuật khi lập biện pháp tổ chức thi công, do công nghệ thi công

và do yêu cầu của mặt trận công tác hoặc do yếu tố môi trường, Kt

 Cần trục tháp kiểu leo trong:

+ Ưu điểm: Chiếm ít không gian thi công, rất phù hợp với hiện trường chật hẹp, có thể dùng các tầm với nhỏ để thi công bình thường Giá thành hạ, chi phí cho một ca máy rẻ (tiết kiệm khoảng 25 - 40%); Tiết kiệm được số lượng đốt thân tháp

+ Nhược điểm: Để lại lỗ hổng sau khi tháo cẩu phải gia cường và lấp lại, ảnh hưởng đến việc bố trí thi công trong nhà Tháo lắp phức tạp, chi phí tháo dỡ lớn Tầm nhìn của người lái máy bị vướng, không lợi cho việc nâng cao hiệu suất của cẩu

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 30

Việc lựa chọn cần trục tháp phải phù hợp công việc, tổng mặt bằng Đối với mặt bằng chật hẹp, ưu tiên sử dụng cần trục leo, cần trục tháp có đối trọng (đặt trên cao hay đặt bên dưới), sát với thân tháp đứng

Cần trục tháp có đối trọng nằm ngang và vươn xa chỉ được sử dụng nếu ở trạng thái nghỉ (cần trục không vận hành), vùng nguy hiểm vật rơi do tay cần và đối trọng tạo ra không vượt ra ngoài phạm vi công trường xây dựng Trong trường hợp khác, phải sử dụng cần trục tháp có tay cần dạng nâng hạ (cánh tay cần điều chỉnh tầm với bằng cách nâng lên hạ xuống) và chấp nhận tải trọng nâng

sẽ giảm

2.2.2 Vị trí đặt cần trục tháp

Vị trí đặt cần trục tháp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu:

 Tầm với và sức cẩu để thi công nền móng, thi công bộ phận trên mặt đất và phải kể đến tầm với và sức cẩu dự trữ;

 Có đường đi vòng, tiện cho ô tô, cần cẩu bổ trợ khác đi vào hiện trường;

 Vị trí đặt cẩu tháp phải gần cầu dao điện;

 Phải trừ lại không gian đủ rộng cho việc tháo dỡ cẩu và vận chuyển phụ kiện ra khỏi công trường;

 Nếu đồng thời lắp 2 cần cẩu tháp, phải chú ý phân chia điện công tác, đồng thời phải có biện pháp đề phòng cản trở lẫn nhau cũng như tai nạn lao động Ngoài ra khi chọn vị trí đặt cần cẩu còn phải cân nhắc giữa phương án chạy trên ray hay cố định [6]

2.2.3 Kết cấu nền móng cần trục tháp

 Kết cấu nền móng đường ray cho cần trục tháp chạy trên ray:

Nền móng đường ray cho cần trục tháp phải được tính toán cẩn thận

và cần thực hiện nghiêm ngặt các điểm sau: Nền móng đường ray qua chỗ đất yếu phải được gia cố thích hợp Nền móng ở chỗ tháp dừng cố định cần lèn, đầm một cách đặc biệt, đồng thời gia cố bằng các lớp bê

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 31

tông với bề dày phù hợp để tránh lún không đều Khi dựng tháp, phải đảm bảo cự ly và không gian an toàn giữa móng đường ray và mép hố móng của công trình Phải có biện pháp thoát nước, đảm bảo nước rút hết ngay sau khi mưa

 Kết cấu móng bê tông cho cần trục tháp đứng cố định:

Cần trục tháp kiểu cố định có lắp giá để đi lại dùng các khối bê tông cốt thép làm móng lắp ghép, khi không lắp giá để đi lại thì phải dùng móng bê tông cốt thép toàn khối

Khi lắp cần trục tháp cạnh hố móng sâu, cần xác định vị trí của móng cần trục một cách thận trọng và phải trừ một mái dốc đầy đủ [6]

2.2.4 Neo giữ cần trục tháp

Khi công trình xây cao, người ta cố định tháp lại và neo vào công trình, tháp tựa trên bệ móng dành riêng cho cần trục hoặc móng của công trình Việc neo cần trục tháp vào công trình có rất nhiều phương pháp An toàn nhất là theo sự hướng dẫn của nhà chế tạo thiết bị (theo CATALOG của máy) Trường hợp đặc biệt phải tính kết cấu chịu lực của hệ giằng neo, thân cần trục tháp và khả năng chịu lực của kết cấu công trình Cần cẩu tháp tự nâng đứng cố định, phải neo chặt vào công trình khi độ cao thân tháp vượt quá 30 – 40 m Sau khi lắp đặt kết cấu neo thứ nhất xong, khi thân tháp tăng cao mỗi đợt từ 14 - 20m cần neo 1 lần vào công trình Mỗi cần trục tháp neo cần phải có 3 - 4 điểm neo trở lên [6]

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 32

Hình 2.8: Vị trí một số đoạn neo của cần trục tháp vào công trình

Hình 2.9: Cấu tạo đoạn neo của cần trục tháp vào công trình

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 33

2.2.5 Kích nối cao, nâng leo và tháo dỡ cần trục tháp

 Kích nâng nối cao và nâng leo cần trục tháp [6]

Kích nâng và nối cao của cần trục tháp kiểu neo: Kích nâng và nối cao của cần trục tháp kiểu neo theo cần bố trí vào khoảng thời gian gián đoạn trong dây chuyền thi công

Kích nâng và nối cao của cần trục tháp kiểu leo trong: Cần trục tháp kiểu leo trong thông thường nâng leo hai tầng nhà một lần

(Hình 2.10) là quá trình nối tháp được thực hiện như sau: Đoạn tháp trên cùng được cố định với cột lắp dựng 2 và tháo các liên kết giữa đoạn tháp trên cùng với phần tháp dưới Nâng đoạn tháp 4 cần nối them lên bằng móc treo và cơ cấu nâng của cần trục và treo vào neo trượt Dùng tời lắp dựng 7 nâng cả phần trên của cần trục lên một đoạn bằng chiều dài của đoạn tháp cần nối thêm 4 Đưa đoạn tháp 4 vào khoảng trống giữa phần trên và dưới tháp theo ray trượt 3 và liên kết đoạn tháp 4 với cả phần trên va dưới tháp Cốt lắp dựng thường được chế tạo dưới dạng dàn bao quanh cả bốn mặt tháp, chỉ để hở mặt trước để có thể đưa đoạn tháp nối thêm vào Hiện nay người ta thường dùng xilanh thủy lực để nâng phần trên của cần trục thay cho tời lắp dựng và hệ thống palăng Do đó có thể nối thêm tháp ở độ cao thấp hơn Tuy nhiên, với xilanh thủy lực thì chiều dài đoạn tháp nối thêm thường nhỏ

Một số cần trục có tháp và đoạn trên lồng vào nhau kiểu ống lồng Kết cấu này cho phép nối thêm tháp để tăng chiều cao mà không cần cột lắp dựng và động tác tháo liên kết giữa hai đoạn tháp trên cùng trước khi nâng

HVTH: Nguyễn Đăng Phi Vũ 34

Hình 2.10: Sơ đồ cần trục tháp cố định neo vào công trình

a).Sơ đồ cầu tạo; b).Sơ đồ mắc cáp nâng vật với 2 cơ cấu dẫn động

c).Sơ đồ thanh giằng; d).Sơ đồ mắc cáp lắp dựng

(Hình 2.11) là phương án đoạn trên cùng có tiết diện lớn hơn lồng ngoài tháp của hãng Potain Trình tự như sau: dùng móc treo của cần trục nâng đoạn tháp cần nối thêm lên (hình 2.11a); treo đoạn tháp này vào ray trượt (hình 2.11b); dùng xilanh thủy lực nâng phần trên của cần trục lên một đoạn bằng chiều dài đoạn tháp cần nối (hình 2.11c); đưa đoạn tháp cần nối thêm vào khoảng trống giữa phần trên và phần tháp cố định (hình 2.11d); liên kết bằng bulông đoạn tháp mới nối với phần tháp cố định phía dưới (hình 2.11e)