ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu chung Ngành xây dựng luôn là ngành xương sống của một quốc gia, đất nước phát triển kéo theo sự phát triển của ngành xây dựng, đồng thời, ngành xây dựng tăng trưởng bền vững sẽ giúp đất nước đạt được mục tiêu kinh tế một cách vững vàng [1]. Trong những năm gần đây, Việt Nam đã trở thành 01 trong 03 thị trường lớn nhất ở Đông Nam Á, và nằm trong những nền kinh tế tăng trưởng nhanh nhất thế giới, thu hút vốn đầu tư nước ngoài mạnh mẽ. Đây cũng chính là yếu tố giúp xây dựng trở thành một trong những ngành có tốc độ tăng trưởng lớn nhất Việt Nam và cũng là cơ hội để các công ty xây dựng Việt Nam tiếp cận, nắm bắt và áp dụng những xu hướng mới, công nghệ và giải pháp từ các nền công nghiệp phát triển [1].1 GDP và Giá trị ngành xây dựng từ năm 2005-2017 (nghìn tỷ VNĐ) Số liệu từ Hình 1.1 cho thấy giá trị của ngành xây dựng tỷ lệ thuận với GDP từ năm 2005 đến 2017 và tăng dần qua các năm. Sau giai đoạn tăng trưởng tích cực này, nhiều công ty xây dựng, nhất là đối với các công ty đang hoạt động trong phân khúc nhà ở và thương mại đã gặp nhiều khó khăn trong việc phát triển và kéo dài đà tăng trưởng trong giai đoạn 2018- 2019.
Những khó khăn gặp phải một phần là do ngành xây dựng đang dần HVTH: Nguyễn Mạnh Cường_1770101 1 2 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Nguyễn Anh Thư trở nên bão hòa, và còn tồn tại một số yếu tố như: cạnh tranh mạnh mẽ trong ngành, áp lực từ khách hàng và các vấn đề liên quan đến pháp lý, đã và đang ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển cũng như lợi nhuận của các công ty. Nhằm đáp ứng được sự phát triển của nền kinh tế và tốc độ phát triển ngày càng cao của đất nước, đặc biệt là trong cuộc Cách mạng 4.0 thì quá trình xây dựng và triển khai dự án không những cần đảm bảo chất lượng mà còn phải tiết kiệm được tối đa thời gian và chi phí thực hiện. Các mô hình thông tin như BIM (Building Information Modeling) đang ngày càng được sử dụng rộng rãi vì nó vừa giúp đẩy nhanh công tác thiết kế và tăng cường phối hợp giữa các bộ môn, lại giúp ích trong việc giảm thiểu các rủi ro, xung đột trong quá trình thi công dự án sau này.
Trong thi công, các công nghệ mới như: VR (công nghệ thực tế ảo), giám sát qua Drone (thiết bị bay không người lái). đang được các nước trên thế giới sử dụng khá nhiều nhưng sẽ cần một khoảng thời gian để chúng có thể áp dụng thực tế vào các dự án tại Việt Nam.2 Sử dụng Drone trong ngành xây dựng [2] HVTH: Nguyễn Mạnh Cường_1770101 2 3 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Nguyễn Anh Thư Tuy vậy, ở phương diện ứng dụng phần mềm vào thi công và quản lý dự án, thì năm 2019 được dự báo là năm bắt đầu cho chu kỳ bùng nổ, vì các lý do sau đây: • Sự cạnh tranh mạnh mẽ giữa các công ty dẫn đến nhu cầu tất yếu nhằm tăng năng suất, giảm thất thoát và giảm giá thành sản phẩm. • Các công cụ quản lý dự án online, quản lý thi công hay vật tư như: Procore, SiteMAGE, BIM 360.
đã chứng minh được hiệu quả và lợi ích đối với các doanh nghiệp xây dựng. • Người dùng đã được "đào tạo" bởi các siêu ứng dụng như Facebook, Zalo, Viber… nên đã dần quen với việc sử dụng công nghệ. Dân xây dựng, dân công trường vốn trước đây có thể không quen với công nghệ, với điện thoại nhưng hiện nay câu chuyện đã khác. Chính vì thế, việc ứng dụng công nghệ trong ngành xây dựng trước đây gặp rào cản do nhân viên chưa sẵn sàng, thì nay đã thuận lợi hơn rất nhiều.
Việc triển khai dự án từ khi khởi công đến khi hoàn thành đưa vào sử dụng là một quá trình kéo dài, quá trình đó phụ thuộc vào các tính chất của công trình về: quy mô, độ phức tạp của kỹ thuật cũng như mức độ hoàn thiện. Quá trình thi công được chia thành nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn lại được chia thành nhiều công tác khác nhau như: thi công phần cọc- móng hầm, phần khung bê tông cốt thép, các công tác hoàn thiện…Ngày nay khi kinh tế - xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con người không chỉ dừng lại ở đủ nữa mà nâng lên một tầm cao hơn là tính thẩm mỹ. Trong xây dựng, khi xây dựng một công trình ngoài việc phải đảm bảo khả năng chịu lực, đầy đủ công năng sử dụng thì nó còn phải đẹp, phù hợp với thời đại và nhu cầu của khách hàng. Quản lý chất lượng và tiến độ trong quá trình thi công là một vấn đề rất quan trọng đối với dự án, đặc biệt là các dự án yêu cầu thẩm mỹ cao, có nhiều chi tiết hoàn thiện.
Trong quản lý dự án ngoài việc kiểm soát chất lượng, tiến độ, an toàn lao động và vệ sinh môi trường thì việc quản lý chất lượng và nghiệm thu khối lượng thực hiện là một việc rất quan trọng. HVTH: Nguyễn Mạnh Cường_1770101 3 4 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Nguyễn Anh Thư Nghiệm thu khối lượng thực hiện là việc kiểm tra chất lượng, đo đạc và tính toán tất cả các công tác đã xây dựng theo thiết kế hoặc thi công lắp đặt. trong một giai đoạn (theo thời gian hoặc điểm dừng kỹ thuật) đã được quy định trong điều khoản của Hợp đồng thi công xây lắp, Hợp đồng thiết kế, Hợp đồng khảo sát.Nó giúp Chủ đầu tư đảm bảo kế hoạch giải ngân vốn, ngược lại Nhà thầu có tài chính để tiến hành thi công các công tác tiếp theo để đảm bảo tiến độ, để hai bên thực hiện Hợp đồng ghi nhận doanh thu, lợi nhuận, chi phí, khối lượng dở dang hay quyết toán thuế.
hoặc với mục đích là chuyển tiếp sang hạng mục thi công khác, lấp đi những phần công việc bị che khuất. Việc nghiệm thu cũng như xác định chính xác khối lượng thực hiện các công tác thi công xây dựng cũng gặp khá nhiều khó khăn do: số lượng công tác thi công quá nhiều, các công tác thi công chồng chéo nhau, công việc đã thực hiện tại thời điểm nghiệm thu không phải là hình dạng chuẩn nên rất khó xác định khối lượng, rất nhiều công việc cần phải nghiệm thu xác định về chất lượng cũng như khối lượng trước khi thi công các công tác tiếp theo (như nghiệm thu coppha à cốt thép à đổ bê tông, nghiệm thu tường xong mới có thể tiến hành tô tường à bả matit à sơn lót à sơn hoàn thiện.2 Xác định vấn đề nghiên cứu 1.1 Các thực trạng còn tồn tại Phương pháp quản lý khối lượng truyền thống thường được dựa trên công việc thực tế đã thi công tại dự án, các bản vẽ bản vẽ triển khai thi công hay bản vẽ hoàn công để làm cơ sở tính toán. Các kỹ sư dùng phần mềm Microsoft Excel hay các phần mềm dự toán được lập trình trên nền Microsoft Excel để quản lý, tính toán khối lượng hình học của công việc. Các phương pháp trên có ưu điểm là khá linh động và dễ thực hiện, tuy nhiên chúng có nhược điểm về việc tự cập nhật thông tin trong quá trình thực hiện dự án và độ chính xác của khối lượng hoàn thành thu được.
Nhất là đối với các dự án lớn, phức tạp và có tiến độ thi công gấp. Việc xác định khối lượng thực hiện gặp nhiều khó khăn: Mất khá nhiều thời gian để xác định, độ chính xác và tin cậy chưa cao và có thể gây tranh cãi giữa các bên tham gia HVTH: Nguyễn Mạnh Cường_1770101 4 5 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Nguyễn Anh Thư dự án như Chủ đầu tư, Đơn vị Tư vấn, Nhà thầu thi công… Trong khi đó dự án còn nhiều công tác cần phải xác định nhanh và chính xác khối lượng thực hiện trước khi thi công các công tác tiếp theo.2 Đề xuất giải pháp công nghệ Một công nghệ không phải là mới trên thế giới nhưng trong những năm gần đây đang rất được quan tâm và ứng dụng tại Việt Nam đó là mô hình thông tin xây dựng BIM (Hình 1.3): Công nghệ BIM là một quy trình liên quan tới việc thiết lập và quản lý những đặc trưng kỹ thuật số (hay còn được gọi là mô hình thông tin kỹ thuật số) trong các khâu từ công tác thiết kế, thi công đến vận hành các công trình. Có thể xem BIM là một hồ sơ thiết kế bao gồm những dữ liệu kỹ thuật số, có mối liên hệ chặt chẽ với nhau về không gian, số lượng, kích thước và vật liệu của từng cấu kiện hay bộ phận trong công trình.
Tất cả những thông tin này được kết nối trực tuyến với nhau thông qua các phần mềm, giúp hỗ trợ cho công tác quản lý và triển khai dự án. Việc liên kết thông tin giữa các bộ phận của công trình với các thông tin khác như tiến độ, định mức, đơn giá. sẽ xây dựng nên một mô hình thông tin của công trình, giúp tối ưu hóa công tác thiết kế, thi công và quản lý dự án [3].3 Mô hình công nghệ BIM [4] HVTH: Nguyễn Mạnh Cường_1770101 5 6 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS. Nguyễn Anh Thư Các công nghệ mới như mô hình thông tin công trình xây dựng BIM, thiết kế và xây dựng ảo VDC (Virtutal Design and Contruction), công nghệ 3D Laser Scanning … đang dần hỗ trợ và thay đổi khái niệm về xây dựng công trình dưới dạng số.
Một trong số đó, sự hiện diện của công nghệ 3D Laser Scanning ngày càng được sử dụng nhiều trong những năm gần đây ở các quốc gia phát triển. Người dùng trên toàn thế giới đã quen với những hình ảnh 3D được thể hiện chi tiết trên bản đồ dẫn đường Google Maps, đây là một trong những kết quả đã thu được được của công nghệ 3D Laser Scanning.4 Ứng dụng công nghệ 3D Laser Scanning trên các công trình cầu đường [5] 3D Laser Scanning là công nghệ giúp đo đạc và ghi nhận đa chiều để thể hiện các đối tượng trong thực tế dưới dạng kỹ thuật số và các mối quan hệ về không gian giữa chúng bằng cách sử dụng các tia laser. Máy quét 3D Laser Scanning có khả năng tạo ra được các Point cloud (đám mây điểm) thay vì một vài điểm với đầy đủ các thông số 3 chiều, giúp hiển thị chính xác và chi tiết các đối tượng mà tia laser đã đi qua.