Ứng Dụng BIM Trong Quản Lý Xây Dựng Dự Án Cầu: Trường Hợp Áp Dụng: Cầu Vượt Hương Lộ 2 Tại TP. HCM

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích quản lý xây dựng ứng dụng bim trong quản lý xây dựng dự án cầu trường hợp áp dụng cầu vượt hương lộ, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Từ Kim Hải
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Hồng Luân
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ và Quản lý Xây dựng
• Đề tài: Ứng Dụng BIM Trong Quản Lý Xây Dựng Dự Án Cầu: Trường Hợp Áp Dụng: Cầu Vượt Hương Lộ 2 Tại TP.HCM
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Ứng Dụng BIM trong Quản Lý Dự Án Cầu Tổng Quan 55 ký tự

Quá trình thi công cầu thường phức tạp, kéo dài và chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Công nghệ BIM đang thu hút sự quan tâm lớn bởi những lợi ích mà nó mang lại cho toàn bộ vòng đời dự án xây dựng. BIM mang lại lợi ích cho tất cả các bên liên quan như thiết kế, thi công, quản lý dự án, chủ đầu tư và quản lý Nhà nước. Việc áp dụng BIM vào các dự án cầu giúp đạt được các mục tiêu về chất lượng, tiến độ và chi phí. Luận văn này trình bày những tìm hiểu về công nghệ BIM trong quản lý xây dựng cầu, xây dựng mô hình BIM cho một dự án cầu tại TP.HCM và xác định các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tầng tại thành phố.

1.1. Xu hướng ứng dụng BIM trong tình hình xây dựng hiện nay

Theo báo cáo của McGraw Hill Construction năm 2014, việc sử dụng BIM trên toàn cầu đang tăng mạnh. Nhiều quốc gia và tổ chức đang muốn đưa việc áp dụng BIM vào quy định để đạt được các lợi ích từ việc chuyển giao dự án nhanh chóng và chắc chắn hơn với chi phí và chất lượng tin cậy hơn. Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng này, với một số công trình đã áp dụng BIM và sự quan tâm ngày càng tăng từ các công ty xây dựng. Bộ Xây Dựng cũng đã tổ chức các hội thảo về BIM và đang có xu hướng bắt buộc áp dụng BIM đối với một số dạng công trình. Tại Tp HCM, Sở XD Tp HCM đã có quyết định số: 3845/QĐ-UBND phê duyệt Chương trình xây dựng hệ thống thông tin quản lý xây dựng thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 2014 2020 nhằm ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý xây dựng. Cụ thể là sở GTVT Tp HCM đã có văn bản số 4405/SGTVT- XD về việc khuyến khích ứng dụng mô hình BIM vào quản lý đầu tư xây dựng, khai thác, vận hành công trình giao thông công chính trên địa bàn Tp. HCM.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu ứng dụng BIM trong xây cầu

Mục tiêu nghiên cứu chính là tìm hiểu về công nghệ BIM trong xây dựng cầu, xây dựng mô hình BIM 3D, 4D, 5D mô phỏng quá trình thi công cầu và xác định các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tầng tại TP.HCM. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại TP.HCM từ tháng 2/2014 đến tháng 5/2015.

II. Cách Xây Mô Hình BIM 3D 4D 5D Cho Cầu Vượt Hương Lộ 2 59 ký tự

Chương này tập trung vào việc xây dựng mô hình BIM cho cầu vượt Hương Lộ 2 tại TP.HCM. Mô hình BIM này bao gồm cả không gian 3D, tiến độ 4D và chi phí 5D. Việc xây dựng mô hình BIM chi tiết này giúp các bên liên quan hiểu rõ hơn về dự án, từ thiết kế đến thi công và quản lý. Mô hình BIM 3D cung cấp hình dung trực quan về cầu. Mô hình BIM 4D tích hợp tiến độ thi công vào mô hình, cho phép mô phỏng quá trình xây dựng theo thời gian. Mô hình BIM 5D liên kết chi phí với các thành phần của mô hình, hỗ trợ quản lý chi phí hiệu quả.

2.1. Quy trình xây dựng mô hình BIM 3D cho cầu vượt Hương Lộ 2

Quy trình xây dựng mô hình BIM 3D bao gồm các bước: thu thập dữ liệu thiết kế, tạo mô hình 3D bằng phần mềm BIM (ví dụ: Revit, Civil 3D), kiểm tra và hiệu chỉnh mô hình. Dữ liệu thiết kế được lấy từ bản vẽ kỹ thuật và các tài liệu liên quan. Mô hình 3D được tạo ra bằng cách mô phỏng các thành phần của cầu, bao gồm: móng, trụ, dầm và mặt cầu.

2.2. Tích hợp tiến độ 4D và chi phí 5D vào mô hình BIM 3D

Để tạo mô hình BIM 4D, tiến độ thi công được liên kết với các thành phần của mô hình 3D. Điều này cho phép mô phỏng quá trình xây dựng theo thời gian. Để tạo mô hình BIM 5D, chi phí của từng thành phần được liên kết với mô hình. Điều này giúp quản lý chi phí dự án hiệu quả. MS Project là phần mềm được sử dụng để quản lý tiến độ.

2.3. Sử dụng Navisworks cho mô phỏng và quản lý dự án

Navisworks được sử dụng để tích hợp các mô hình từ nhiều nguồn khác nhau, tạo ra một mô hình tổng thể của dự án. Navisworks cũng cung cấp các công cụ để mô phỏng quá trình thi công, phát hiện xung đột và quản lý thông tin dự án.

III. Nghiên Cứu Các Yếu Tố Cản Trở Ứng Dụng BIM Phương Pháp 60 ký tự

Chương này trình bày phương pháp nghiên cứu các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tầng tại TP.HCM. Phương pháp nghiên cứu bao gồm: khảo sát, phân tích dữ liệu và thảo luận. Khảo sát được thực hiện bằng cách gửi bảng câu hỏi đến các chuyên gia trong ngành xây dựng. Dữ liệu thu thập được phân tích bằng các phương pháp thống kê. Kết quả phân tích được thảo luận để xác định các yếu tố cản trở chính và đề xuất các giải pháp.

3.1. Thiết kế bảng câu hỏi khảo sát các yếu tố cản trở BIM

Bảng câu hỏi khảo sát được thiết kế dựa trên các nghiên cứu trước đây về các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM. Bảng câu hỏi bao gồm các câu hỏi về: nhận thức về BIM, kiến thức về BIM, kinh nghiệm sử dụng BIM và các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM. Bảng câu hỏi được thiết kế để thu thập thông tin định lượng và định tính.

3.2. Thu thập và phân tích dữ liệu khảo sát về ứng dụng BIM

Dữ liệu khảo sát được thu thập bằng cách gửi bảng câu hỏi đến các chuyên gia trong ngành xây dựng tại TP.HCM. Dữ liệu được nhập vào phần mềm thống kê và phân tích bằng các phương pháp thống kê mô tả và phân tích nhân tố. Phân tích thống kê được sử dụng để xác định tần suất xuất hiện của các yếu tố cản trở. Phân tích nhân tố được sử dụng để nhóm các yếu tố cản trở thành các nhóm nhỏ hơn.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Yếu Tố Cản Trở Kiến Nghị Về BIM 57 ký tự

Chương này trình bày kết quả nghiên cứu về các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tầng tại TP.HCM. Kết quả nghiên cứu cho thấy có nhiều yếu tố cản trở việc áp dụng BIM, bao gồm: thiếu nhận thức về BIM, thiếu kiến thức về BIM, thiếu kinh nghiệm sử dụng BIM, chi phí triển khai BIM cao, thiếu tiêu chuẩn BIM và thiếu sự hỗ trợ từ chính phủ. Dựa trên kết quả nghiên cứu, các kiến nghị được đưa ra để cải thiện việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tầng.

4.1. Các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong dự án cầu vượt

Các yếu tố cản trở được chia thành các nhóm: nhóm liên quan đến nhận thức, nhóm liên quan đến kiến thức, nhóm liên quan đến chi phí và nhóm liên quan đến chính sách. Nhóm liên quan đến nhận thức bao gồm: thiếu nhận thức về lợi ích của BIM, thiếu sự quan tâm từ các nhà quản lý. Nhóm liên quan đến kiến thức bao gồm: thiếu kiến thức về BIM, thiếu kỹ năng sử dụng phần mềm BIM. Nhóm liên quan đến chi phí bao gồm: chi phí triển khai BIM cao, chi phí đào tạo BIM cao.

4.2. Kiến nghị để thúc đẩy ứng dụng BIM trong xây dựng hạ tầng

Các kiến nghị bao gồm: tăng cường tuyên truyền về lợi ích của BIM, tổ chức các khóa đào tạo BIM, xây dựng tiêu chuẩn BIM và tăng cường sự hỗ trợ từ chính phủ. Tăng cường tuyên truyền về lợi ích của BIM giúp nâng cao nhận thức về BIM. Tổ chức các khóa đào tạo BIM giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng sử dụng phần mềm BIM. Xây dựng tiêu chuẩn BIM giúp đảm bảo tính tương thích giữa các mô hình BIM. Tăng cường sự hỗ trợ từ chính phủ giúp giảm chi phí triển khai BIM.

4.3. Vai trò của chính phủ và doanh nghiệp trong thúc đẩy BIM

Chính phủ cần đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng tiêu chuẩn BIM, cung cấp các chính sách hỗ trợ và thúc đẩy việc áp dụng BIM. Doanh nghiệp cần chủ động tìm hiểu về BIM, đầu tư vào đào tạo BIM và triển khai BIM trong các dự án.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG Quá trình thi công cầu thường diễn ra trong không gian rộng, thời gian dài, công nghệ thi công phức tạp và bao gồm nhiều hạng mục. Quá trình xây dựng phải chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, gây ra ảnh hưởng nhiều đến hoạt động giao thông vận tải cũng như đời sông các hộ dân lân cận khu vực thi công. Trong thời gian gan đây, công nghệ BIM dang được rất nhiều sự quan tâm ở cả trong và ngoài nước, với những lợi ích của nó đối với cả vòng đời dự án xây dựng. Công nghệ BIM mang lại lợi ích cho các bên liên quan như thiết kế, thi công, quản lý dự án, chủ đầu tư, quản lý Nhà Nước.

Việc áp dụng công nghệ BIM vào các dự án cau sẽ giúp ích cho các bên liên quan trong toàn bộ vòng đời dự án, nham đạt đến mục tiêu chất lượng, tiễn độ, chi phí. Luận văn này được thực hiện nhằm mục đích trình bày các tìm hiểu về công nghệ BIM trong quản lý xây dựng cau, thực hiện việc xây dựng mô hình BIM trong quản lý xây dựng một dự án cầu tại Tp HCM và xác định các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng hạ tang tại thành phố Hồ Chí Minh.1 Xu thế của BIM trong tình hình hiện nay Theo báo cáo “The Business Value of BIM for Construction in Major Global Market” cua McGraw Hill Construction năm 2014, việc sử dung BIM trên toàn cau dang tang một cách mạnh mẽ, các chủ đầu tư Nhà Nước cũng như tư nhân đang muốn đưa việc áp dụng BIM vào trong quy định, nhằm đạt được các lợi ích từ việc chuyển giao dự án nhanh và chac chăn hơn với chi phí va chat lượng tin cậy hon. HVTH: TỪ KIM HAI - 12080288 | Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM BIM được chính phủ Mỹ, Anh và nhiều nước khác chỉ thị áp dụng, đưa ra các mục tiêu cụ thể và thúc đây các cong ty thiết kế, thi công áp dụng để đạt được mục tiêu về mức độ ứng dụng BIM. Theo số liệu từ McGraw Hill 2013, tại Bac Mỹ, số lượng công ty áp dung BIM tăng với tốc độ rất nhanh từ 28% đến 71% trong vòng từ năm 2007 đến 2012, trong đó lĩnh vực thiết kế 70%, lĩnh vực thi công là 74%.

Tại các nước khác cũng đang gia tăng và mở rộng một cách mạnh mẽ. Trong lĩnh vực Xây dựng hạ tầng, theo báo cáo “The Business Value of BIM for Infrastructure” năm 2014 việc ứng dụng BIM vẫn đi sau lĩnh vực Xây dung dân dụng, với các lý do: e Íthiệu quả đối với dự án nhỏ e Ton chi phí e Thời gian huấn luyện e Chi phi phan mềm e Kiến thức về BIM Theo như khảo sát của McGrawHill, 2012 thì 46% các công ty được hỏi thì dang áp dụng BIM trong các dự án hạ tầng. Số lượng công ty sử dụng trong vòng 2 năm trở lại đây là 27%, có nghĩa là việc áp dụng BIM trong dự án hạ tầng đang diễn ra nhanh chóng. HVTH: TỪ KIM HAI - 12080288 2 Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM Current Implementation of BIM: INFRASTRUCTURE PROJECTS Source: McGraw-Hill Construction, 2012 @ A/E Firms Contractors @ Owners Low/No Use 53% High/Very High Use 30% 53% 44% 42% 32% | 17% 16% [ 11% 9% Hình 1.1: Biểu đồ việc ứng dụng BIM trong các dự án hạ tầng (McGrawHill, 2012) Việt Nam cũng không năm ngoài xu hướng thê giới.

Hiện tai đã có một sô công trình áp dụng BIM và một số công ty cũng đang quan tâm và triển khai ứng dụng BIM. Bộ Xây Dựng cũng đã tô chức một số hội thảo về việc ứng dụng BIM như hội thảo “Ứng dụng thông tin trong thiết kế, xây dựng và vận hành công trình” vào ngày 28/02/2014 hay hội thảo “Hội thảo Kinh nghiệm áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong công tác thiết kế, xây dựng va quản lý vận hành phục vụ quản lý Nhà Nước về xây dựng” vào ngày 24/06 tại Hà Nội, và hiện đang có xu hướng bắt buộc áp dụng BIM đối với một số dạng công trình vào năm 2018. HVTH: TỪ KIM HAI - 12080288 3 Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM Tại Tp HCM, Sở XD Tp HCM đã có quyết định số: 3845/QĐ-UBND phê duyệt “Chương trình xây dựng hệ thong thông tin quản lý xây dựng thành phố H6 Chí Minh giai đoạn 2014 - 2020” nhằm ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý xây dựng đô thị. Trong lĩnh vực hạ tầng, vừa qua Sở GTVT Tp HCM đã có văn bản số 4405/SGTVT- XD về việc “Khuyến khích ứng dụng mô hình BIM vào quản lý đầu tư xây dựng, khai thác, vận hành công trình giao thông công chính trên địa bàn Tp.

HCM”, yêu cầu đây mạnh đào tạo và áp dụng BIM vào một dự án thí điểm. Trước tình hình xu hướng ứng dụng BIM trên thế giới và trong nước, cần có các nghiên cứu về BIM trong lĩnh vực xây dựng hạ tầng và dự án thí điểm về việc ứng dụng BIM trong lĩnh vực xây dựng hạ tầng để có một cái nhìn rõ ràng hơn về công nghệ BIM và tiến tới việc áp dụng BIM. Trong thực tế tại Tp HCM, có nhiều khó khăn trong việc áp dụng BIM, do đó cần một nghiên cứu để xác định các yếu tố cản trở việc áp dụng BIM trong dự án xây dựng hạ tầng, từ đó đề nghị một số biện pháp cải thiện các yếu tố này.2 Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu, nghiên cứu về công nghệ BIM trong xây dựng cau. Xây dựng một mô hình BIM 3D, 4D, 5D mô phỏng quá trình thi công cau (mô hình thiết kế, tiến độ, ch¡ phí).

Thực hiện khảo sát xác định các yếu t6 cản trở việc áp dụng BIM trong các dự án xây dựng ha tang tại thành phố Hỗ Chí Minh 1.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện tại Tp HCM, từ tháng 2/2014 đến tháng 5/2015. HVTH: TỪ KIM HAI - 12080288 4 Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM 1.4 Lợi ích mong muốn của luận văn Hỗ trợ cho cái nhìn rõ hơn về ứng dụng mô hình BIM trong quản lý dự án xây dựng cầu. Xác định các yếu t6 cản trở áp dung BIM trong các dự án xây dựng hạ tang tại thành phố Hỗ Chí Minh, từ đó đề nghị một số giải pháp cải thiện các nhân tố đó. HVTH: TỪ KIM HAI - 12080288 Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM CHƯƠNG II TONG QUAN, CƠ SỞ LÝ THUYET 2.1 Tổng quan về BIM 2.1 Định nghĩa BIM Liên hiệp quốc tế Building Smart đã định nghĩa BIM: BIM (Building Information Modeling) là một bộ thông tin được cau trúc theo kiểu dữ liệu chia sẻ.

BIM là một mô hình số của công trình mà các thông tin dự án được lưu trữ trong đó. Nó có thé là 3D, 4D (tích hợp thời gian) hoặc 5D (tích hợp thời gian - chi phí) — hoặc lên đến nD. BIM có tiềm năng là kho chứa thông tin dự án. BIM giúp tăng sự chính xác trong quá trình chuyển giao dự án, giúp tăng hiệu qua trong từng giai đoạn của vòng đời dự án.

BIM giúp kết nối các bên liên quan và chia sẻ thông tin với nhau Client Contractor Architect/ designer Structural Manufacturer engineer Cost Building consultant services engineer Source: BuildingSMART Hình 2.1: Cac bên liên quan trong mồ hình BIM (BuildingSMART, 2010) HVTH: TU KIM HAI - 12080288 6 Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM BIM còn được định nghĩa là một mô hình thông tin về một công trình bao gồm các thông tin day đủ và phù hợp, nhằm hỗ trợ vòng đời công trình, và có thé được diễn dịch băng các ứng dụng máy tính. Nó bao gồm thông tin về bản thân công trình cũng như các cau kiện của nó, và bao gém các thông tin về tính chất như chức năng, hình dạng, vật liệu, quy trình cho vòng đời công trình.2 Chức năng của BIM BIM nhằm tăng cường sự hợp tác các bên liên quan, giảm thời gian cho công tác hồ sơ dự án và giúp cho việc dự đoán chỉ phí chính xác hơn. BIM có tiềm năng lớn như là một hồ chứa thông tin dự án. BIM có thể được sử dụng cho các nhóm mục đích chính: e Giúp chủ dau tư hiểu rõ hơn về bản chất và nhu cau của dự án.

e Giúp cho việc thiết kế, phát triển, phân tích dự án. e Giúp cho việc quan lý thi công công trình. e Giúp cho việc quản lý vận hành trong suốt vòng đời dự án., 2006) BIM có thé được sử dụng từ giai đoạn đầu của dự án, trong giai đoạn lập kế hoạch và kiểm tra sự phù hợp của dự án. BIM được sử dụng rộng rãi trong giai đoạn thiết kế; các nhà thiết kế kiến trúc, kết cau, kỹ thuật dịch vụ công trình sẽ đóng góp các mô hình của họ vào BIM.

Các chương trình phát hiện xung đột sẽ được sử dụng để phát hiện bat ky xung dot nào. BIM còn cho phép tao nên mô phỏng 3D, làm cho công trình trở nên sông động, dễ hình dung hơn, giúp cho đội dự án giải thích cho khách hàng một cách dễ dàng hơn. BIM còn cho phép hàng loạt các chức năng và kiểm tra được thực hiện. Thiết kế sẽ được phát triển lên nhờ bồ sung vào hệ thống điện nước, hay xem xét chi phí vòng HVTH: TỪ KIM HAI - 12080288 7 Đề tài: Ứng dụng BIM trong quản lý xây dựng dự GVHD: PGS.TS PHAM HONG LUAN án cầu — THAD: cau vượt HL 2 tại Tp HCM doi du án, chi phí được thé hiện rõ ràng, kiêm tra về an toàn va phòng cháy, va các thông tin đặc biệt của dự án cũng được đính kèm trong mô hình.

Mô hình có thé thêm vào chiêu thời gian dé hỗ trợ kiểm tra về tiễn độ và quản lý thi công. Mô hình BIM còn được chuyển giao cho bên vận hành, bảo dưỡng công trình.