Cho dù là cần cẩu tự đứng Việc lắp đặt chắc chắn không chỉ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường mà còn ảnh hưởng đến an toàn nâng hạ và tuổi thọ lâu dài của cần cẩu. Trong quá trình vận hành, tải trọng đặt gần đầu cần cẩu tạo ra mômen lật đáng kể lên cột cần cẩu và móng. Ngay cả khi hai cần cẩu có cùng khả năng nâng định mức, chiều dài cần cẩu khác nhau có thể dẫn đến các yêu cầu rất khác nhau đối với hệ thống móng và neo giữ.
Do đó, việc lựa chọn kết nối giữa chân đế cần cẩu và móng không chỉ dựa trên khả năng nâng tải. Cần phải xem xét các yếu tố khác, bao gồm tải trọng định mức, chiều dài cần cẩu, tần suất vận hành, điều kiện bê tông và điều kiện thi công tại công trường.
Có ba phương pháp kết nối móng phổ biến cho cần cẩu trục đứng độc lập: Lắp đặt tấm đế lớn, Lắp đặt bu lông neo hóa chất và Móng lồng neo chôn ngầm.
Mỗi phương pháp đều có những ứng dụng phù hợp riêng. Không có một giải pháp nền móng nào phù hợp cho mọi dự án cần cẩu trục đứng độc lập.
Lắp đặt tấm đế lớn: Phân bổ tải trọng trên diện tích móng lớn hơn.
Phương pháp lắp đặt tấm đế lớn có thể được sử dụng cho một số cần cẩu trục đứng độc lập có tải trọng nhỏ và trung bình, thường nằm trong khoảng 1–3 tấn. Tuy nhiên, cần phải kiểm tra xem phương pháp này có phù hợp hay không dựa trên chiều dài cần cẩu, mômen lật, kích thước tấm đế, bố trí neo và điều kiện nền móng bê tông.
Phương pháp lắp đặt này sử dụng một tấm đế thép rộng và dày hơn bên dưới cột cần cẩu, với nhiều điểm neo được phân bố trên toàn bộ tấm đế.
Điều quan trọng cần hiểu là một tấm đế lớn hơn không có nghĩa là cần cẩu tự đứng có thể được lắp đặt đơn giản trên sàn nhà xưởng thông thường, cũng như không thể thay thế một nền móng bê tông được thiết kế đúng cách.
Mục đích chính của tấm đế lớn hơn là để tăng diện tích phân bố tải trọng và cung cấp thêm các điểm neo, cho phép tải trọng và mômen lật do cần cẩu tạo ra được truyền tải trên một diện tích nền móng lớn hơn.
Khi nào thì nên sử dụng đế có kích thước lớn?
Nếu đang xây dựng sàn nhà xưởng mới, các bu lông neo có thể được chôn vào trong quá trình đổ bê tông. Khi không gian lắp đặt hạn chế và việc đào một hố móng lớn cho khung neo gây bất tiện, có thể xem xét sử dụng một tấm đế lớn.
Nếu toàn bộ sàn nhà xưởng sẽ được đổ bê tông mới, các bu lông neo có thể được bố trí trước theo thiết kế cần cẩu. Điều này có thể giảm lượng đất cần đào thêm cho móng sâu riêng biệt.
Tại những khu vực có nhiều máy móc được lắp đặt gần nhau và có sẵn sàn hoặc móng bê tông cốt thép tích hợp, tấm đế lớn hơn cũng có thể giúp phân bổ tải trọng cục bộ trên một diện tích rộng hơn.
Điểm khác biệt giữa tấm đế lớn và khung neo nhúng là gì?
Cả hai phương pháp đều yêu cầu một nền móng bê tông chắc chắn, nhưng nguyên tắc neo giữ của chúng lại khác nhau.
Tấm đế lớn chủ yếu phân bổ tải trọng trên một diện tích móng rộng hơn nhờ diện tích tiếp xúc lớn và nhiều điểm neo.
Ngược lại, hệ thống neo lồng ngầm sử dụng cốt thép và bu lông neo được chôn sâu hơn vào nền bê tông để tạo ra một hệ thống neo tích hợp hơn. Nhìn chung, nó cung cấp độ bền kết cấu tốt hơn và khả năng chống lại lực lật đổ cao hơn.
Đối với cần cẩu có tải trọng lớn, cần trục dài, các hoạt động nâng hạ thường xuyên hoặc các ứng dụng có mômen lật lớn, thông thường cần phải đánh giá trước tiên phương án móng lồng neo chìm thay vì chỉ đơn giản là tăng kích thước tấm đế.
Quy trình lắp đặt cơ bản cho tấm đế lớn
- 1. Xây dựng móng bê tông
Đổ bê tông móng theo thiết kế móng và bố trí các bu lông neo chìm theo sơ đồ lỗ trên tấm đế. - 2. Đặt và cân bằng tấm đế lớn.
Làm sạch bề mặt nền, nâng tấm đế vào vị trí, căn chỉnh sao cho thẳng hàng với các bu lông neo đã được gắn sẵn, và điều chỉnh vị trí trung tâm và độ cân bằng của nó. - 3. Siết chặt các đai ốc neo
Lắp vòng đệm và đai ốc, sau đó siết chặt chúng dần dần và đều theo đường chéo. - 4. Lắp đặt cột cần cẩu
Nối phần đế cột với tấm đế lớn, siết chặt các bu lông nối và kiểm tra độ thẳng đứng của cột. - 5. Kiểm tra cuối cùng và trám vữa nếu cần thiết.
Kiểm tra tất cả các mối nối, sự tiếp xúc của tấm đế và độ thẳng đứng của cột. Nếu thiết kế móng có quy định lớp vữa, hãy sử dụng loại vữa không co ngót phù hợp.
Nói chung không nên khuyến nghị sử dụng nếu không có sự xác minh cấu trúc cụ thể: Các ứng dụng có công suất lớn, cần trục dài, tần số cao hoặc mômen lật lớn không nên chỉ dựa vào tấm đế mở rộng để thay thế cho móng chôn sâu mà không có các tính toán kết cấu phù hợp.
Lắp đặt bu lông neo hóa chất: Giảm thiểu tối đa việc sửa đổi sàn nhà xưởng hiện có
Neo bu lông hóa học thường được xem xét sử dụng cho một số cần cẩu trục đứng độc lập tải trọng nhẹ, thường có tải trọng xấp xỉ 0,25–1 tấn. Tuy nhiên, tính phù hợp không thể chỉ được xác định dựa trên tải trọng của cần cẩu. Cần phải kiểm tra cả bê tông hiện có về cường độ, độ dày, cốt thép, chiều sâu neo cần thiết, khoảng cách mép và mômen lật do cần cẩu trục tạo ra.
Khác với phương pháp sử dụng khung neo nhúng, phương pháp này không yêu cầu phải lắp đặt neo trước khi đổ bê tông.
Thay vào đó, các lỗ được khoan vào nền bê tông hiện có theo mẫu của tấm đế cần cẩu. Sau khi các lỗ được làm sạch kỹ lưỡng, chất kết dính neo hóa học được bơm vào và các thanh ren được luồn vào.
Sau khi vật liệu neo hóa học đã đông cứng hoàn toàn và đạt được độ bền cần thiết, cột cần cẩu có thể được lắp đặt.
Khi nào thì nên sử dụng bu lông neo hóa chất?
Nếu xưởng đã có sàn bê tông hoặc móng đáp ứng các yêu cầu về kết cấu của cần cẩu trục, và việc đào móng mới gặp khó khăn, thì có thể xem xét phương án lắp đặt bu lông neo hóa học.
Phương pháp này đặc biệt phù hợp cho:
- Nâng cấp xưởng hiện có
- Xưởng có sàn bê tông hoàn thiện.
- Các trạm làm việc nơi việc đào móng quy mô lớn gặp khó khăn.
- Các dự án yêu cầu thời gian lắp đặt tương đối ngắn.
Ưu điểm chính của nó là lắp đặt nhanh hơn và ít phải sửa đổi sàn hoặc móng hiện có. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là cần cẩu trục đứng độc lập có thể được lắp đặt trên bất kỳ sàn bê tông hiện có nào bằng cách sử dụng neo hóa học.
Nếu bê tông bị nứt, rỗng, quá mỏng, có cường độ không xác định, hoặc nếu vị trí neo cần thiết quá gần mép móng, phương pháp lắp đặt phải được đánh giá lại.
Quy trình lắp đặt neo hóa chất cơ bản
- 1. Đánh dấu vị trí các điểm neo theo các lỗ trên tấm đế cột.
- 2. Khoan các lỗ theo đường kính và độ sâu đã quy định.
- 3. Loại bỏ hoàn toàn bụi và mảnh vụn khỏi các lỗ.
- 4. Bơm lượng keo neo hóa chất theo chỉ định.
- 5. Lắp các thanh ren vào và để keo khô hoàn toàn.
- 6. Lắp đế cột, vòng đệm và đai ốc.
- 7. Điều chỉnh độ thẳng đứng của cột và siết chặt các neo theo yêu cầu đã quy định.
Trong số các bước này, độ sâu khoan, làm sạch lỗ và thời gian đóng rắn đặc biệt quan trọng đối với hiệu suất neo. Bụi quá nhiều trong lỗ, lượng keo neo không đủ hoặc tải trọng tác dụng lên neo trước khi đóng rắn hoàn toàn có thể làm giảm đáng kể hiệu suất neo.
Không nên khuyến khích sử dụng: Nếu không thể xác nhận độ dày, cường độ, cốt thép hoặc tình trạng tổng thể của bê tông hiện có, hoặc nếu bê tông có vết nứt đáng kể, các vùng rỗng hoặc hư hỏng cấu trúc, thì không nên lựa chọn neo hóa học chỉ dựa trên khả năng nâng của cần cẩu.
Móng lồng neo chìm: Thích hợp cho các ứng dụng lâu dài và tải trọng nặng.
Khung neo chìm là một trong những giải pháp nền móng phổ biến nhất cho cần cẩu cần trục độc lập. Nó có thể đáp ứng nhiều ứng dụng khác nhau, từ cần cẩu có tải trọng nhỏ và trung bình đến cần cẩu có tải trọng tương đối lớn, với phạm vi tải trọng tham khảo điển hình khoảng 0,5–5 tấn.
Đối với cần cẩu dài, khả năng nâng tải cao, các hoạt động nâng hạ thường xuyên hoặc các ứng dụng có mômen lật lớn, phương pháp móng này thường được ưu tiên.
Việc lắp đặt ngầm đòi hỏi phải đào một hố móng. Cốt thép, bu lông neo và các bộ phận định vị được lắp đặt bên trong móng trước khi đổ bê tông.
Sau khi bê tông đạt được cường độ lắp đặt theo quy định, đế cột cần cẩu được lắp đặt lên các bu lông neo đã được chôn sẵn.
Khi nào thì nên sử dụng lồng neo âm sàn?
Hệ thống khung neo âm sàn đặc biệt phù hợp cho các xưởng mới hoặc các dự án mà công trình xây dựng dân dụng vẫn đang trong quá trình thi công.
Nếu vị trí lắp đặt cần cẩu tự hành và các thông số kỹ thuật chính được xác định trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng, thì móng và khung neo có thể được thiết kế và lắp đặt trước. Điều này giúp giảm thiểu việc phải sửa đổi mặt bằng nhà xưởng sau khi hoàn thiện.
Nhìn chung, cần phải xem xét kỹ hơn về nền móng nhúng trong đất đối với các yếu tố sau:
- Trạm làm việc cố định
- Cần cẩu cần trục có tải trọng lớn hơn
- Cần cẩu dài hơn
- Các hoạt động nâng hạ tần số cao
- Các ứng dụng liên quan đến tải trọng động đáng kể
- Các dự án đòi hỏi nền móng vững chắc hơn và khả năng chống lật đổ tốt hơn.
So với neo hóa học và các mối nối tấm đế lớn, lồng neo nhúng truyền tải tải trọng và mômen lật do cột cần cẩu tạo ra xuống móng bê tông lớn hơn, tạo ra một hệ thống neo tích hợp hơn.
Quy trình lắp đặt lồng neo nhúng cơ bản
- 1. Đào móng theo kích thước đã quy định.
- 2. Chế tạo khung neo và định vị chính xác các bu lông neo.
- 3. Cố định khung neo để tránh bị dịch chuyển trong quá trình đổ bê tông.
- 4. Đổ bê tông và rung đều.
- 5. Bảo dưỡng bê tông theo các yêu cầu đã quy định.
- 6. Lắp đặt cột cẩu sau khi móng đạt đủ cường độ chịu lực cần thiết.
- 7. Điều chỉnh độ thẳng đứng của cột và siết chặt các đai ốc neo.
Trong quá trình thi công, cần đặc biệt chú ý đến vị trí, khoảng cách, độ thẳng đứng và chiều dài lộ ra của các bu lông neo. Nếu lồng neo không được cố định đúng cách, việc đổ bê tông và rung động có thể khiến các bu lông neo bị dịch chuyển, gây khó khăn hoặc không thể căn chỉnh tấm đế cần cẩu trong quá trình lắp đặt.
Hạn chế cần xem xét: Mặc dù khung neo chìm cung cấp độ vững chắc tuyệt vời cho nền móng, nhưng nó đòi hỏi phải đào đất, gia cố, đổ bê tông và bảo dưỡng. Do đó, công tác xây dựng và thời gian lắp đặt thường dài hơn so với hai phương pháp còn lại.
Cách lựa chọn giữa ba phương pháp móng cho cần cẩu trục đứng độc lập
Các phạm vi sức chịu tải được nêu dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo sơ bộ và không nên được coi là tiêu chuẩn thiết kế móng.
| Phương pháp lắp đặt | Dung lượng tham chiếu | Điều kiện địa điểm phù hợp hơn | Đặc điểm chính |
| Bu lông neo hóa chất | 0,25–1 tấn | Sàn bê tông hiện có, nâng cấp xưởng, các địa điểm khó đào bới. | Lắp đặt nhanh chóng và ít cần chỉnh sửa, nhưng phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện bê tông hiện có. |
| Tấm đế lớn | 1–3 tấn | Sàn bê tông mới, không gian đào bới hạn chế, có thể đặt sẵn bu lông neo. | Diện tích phân bố tải trọng lớn hơn và giảm nhu cầu đào móng sâu. |
| Lồng neo nhúng | 0,5–5 tấn | Xưởng mới, lắp đặt cố định, nâng hạ vật nặng hoặc thường xuyên. | Độ bền kết cấu và khả năng chống lật tốt hơn, nhưng đòi hỏi nhiều công trình dân dụng hơn. |
Quan trọng: Ngay cả khi hai cần cẩu trục đứng độc lập có cùng tải trọng nâng định mức, sự khác biệt về chiều dài cần cẩu, chiều cao nâng và điều kiện vận hành vẫn có thể dẫn đến tải trọng móng khác nhau. Do đó, phương pháp lựa chọn móng cuối cùng không bao giờ nên chỉ dựa trên phạm vi tải trọng đã nêu ở trên.
Hướng dẫn lựa chọn sơ bộ đơn giản
Sàn bê tông hiện có và công tác đào bới gặp nhiều khó khăn.
→ Trước tiên hãy kiểm tra tình trạng bê tông hiện tại. Đối với cần cẩu tải nhẹ, có thể đánh giá bu lông neo hóa chất.
Sàn bê tông mới: có thể bố trí trước các bu lông neo, nhưng việc đào sâu bị hạn chế.
→ Có thể xem xét việc lắp đặt một tấm đế lớn.
Xưởng mới, hoạt động liên tục, khả năng nâng tải cao hơn, cần cẩu dài hoặc nâng hạ thường xuyên.
→ Móng lồng neo chìm thường được ưa chuộng hơn.
Những hướng dẫn này chỉ nhằm mục đích lựa chọn sơ bộ. Thiết kế móng cuối cùng luôn phải được xác nhận dựa trên các thông số của cần cẩu và điều kiện thực tế tại công trường.
Tại sao không nên chỉ lựa chọn nền móng dựa trên sức nâng của cần cẩu?
Đây là một trong những khía cạnh dễ bị bỏ qua nhất trong thiết kế móng cần cẩu trục đứng độc lập.
Ví dụ, hãy xem xét hai cần cẩu trục có tải trọng định mức 1 tấn. Một chiếc có cần trục dài 2 mét, trong khi chiếc kia có cần trục dài 6 mét.
Khi tải trọng đạt đến đầu ngoài của cần cẩu, hiệu ứng lật tác động lên móng cột có thể khác nhau đáng kể giữa hai cần cẩu.
Do đó, để xác định phương pháp xây dựng nền móng có phù hợp hay không cần phải xem xét ít nhất các yếu tố sau:
- Khả năng nâng định mức
- Chiều dài cần cẩu
- Nâng tạ
- Trọng lượng bản thân của cần cẩu
- Loại nhiệm vụ và tần số hoạt động
- Tải trọng động
- Điều kiện nền móng và bê tông
Đó là lý do tại sao nhà sản xuất cần cẩu tay thường không chỉ hỏi "Bạn cần tải trọng nâng bao nhiêu?" mà còn hỏi về chiều dài cần cẩu và điều kiện nền móng tại công trường trước khi xác nhận giải pháp lắp đặt.
Cần những thông tin gì trước khi lắp đặt cần cẩu trục đứng độc lập?
Nếu bạn không chắc chắn liệu dự án của mình nên sử dụng neo hóa học, tấm đế lớn hay lồng neo nhúng, thì không nên chỉ dựa vào khả năng nâng của cần cẩu để đưa ra quyết định.
Trước khi lựa chọn giải pháp nền móng, hãy chuẩn bị những thông tin sau:
- 1. Khả năng nâng định mức
Ví dụ: 500 kg, 1 tấn, 2 tấn hoặc 5 tấn. - 2. Chiều dài cần cẩu / bán kính làm việc
Khoảng cách từ tâm cột cần cẩu đến mép ngoài cùng của khu vực làm việc hiệu quả. - 3. Chiều cao nâng cần thiết
Chiều cao nâng thẳng đứng hiệu quả cần thiết từ mặt sàn đến móc nâng. - 4. Điều kiện nền móng hiện tại
Điều này bao gồm độ dày, cường độ và cốt thép của bê tông. Đối với một xưởng mới, hãy cung cấp điều kiện nền móng dự kiến nếu có. - 5. Ảnh hoặc bản vẽ khu vực lắp đặt
Ảnh chụp hiện trường, sơ đồ bố trí xưởng và bản vẽ móng có thể giúp xác định không gian xây dựng hiện có và nhận diện các công trình xung quanh có thể ảnh hưởng đến quá trình lắp đặt.
Dựa trên thông tin này, tải trọng và mômen lật tác động lên móng có thể được đánh giá thêm, cho phép lựa chọn phương pháp neo và móng phù hợp hơn.
Đối với các ứng dụng nâng hạ tải trọng lớn, cần cẩu dài, tần suất cao hoặc các dự án có điều kiện nền móng phức tạp, nền móng cần được thiết kế và kiểm định kết cấu cụ thể theo các thông số thực tế của cần cẩu chứ không phải sử dụng kích thước nền móng chung chung.
Chỉ khi móng bê tông, hệ thống neo, đế cột và kết cấu cần cẩu tự đứng tạo thành một hệ thống được thiết kế đúng cách và kết nối chắc chắn thì cần cẩu mới có thể hoạt động an toàn, đáng tin cậy và ổn định trong thời gian dài.
