Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển ngành xây dựng và quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình thủy lợi tại Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ thông tin hiện đại như Mô hình Thông tin Công trình (BIM) ngày càng trở nên cấp thiết. Theo báo cáo của ngành, các dự án đầu tư xây dựng công trình thủy lợi thường gặp nhiều khó khăn trong việc quản lý tiến độ, chi phí, chất lượng và phối hợp giữa các bên liên quan. Dự án Hồ chứa nước Cánh Tang, tỉnh Hòa Bình, được lựa chọn làm điểm thí điểm áp dụng BIM nhằm nâng cao hiệu quả quản lý dự án trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá thực trạng công tác quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình thủy lợi tại Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi 1, đồng thời đề xuất giải pháp ứng dụng BIM để nâng cao chất lượng và hiệu quả quản lý dự án. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công của dự án Hồ chứa nước Cánh Tang trong khoảng thời gian từ năm 2018 đến 2021. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc cải thiện các chỉ số về tiến độ thi công, kiểm soát chi phí, giảm thiểu rủi ro và nâng cao năng suất lao động trong quản lý dự án xây dựng công trình thủy lợi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết quản lý dự án đầu tư xây dựng và mô hình thông tin công trình (BIM). Lý thuyết quản lý dự án đầu tư xây dựng bao gồm các khái niệm về quản lý phạm vi, quản lý tiến độ, quản lý chi phí, quản lý chất lượng, quản lý rủi ro và quản lý thông tin công trình. BIM được hiểu là quá trình tạo dựng và sử dụng mô hình kỹ thuật số 3D tích hợp các thông tin vật lý và chức năng của công trình nhằm tối ưu hóa thiết kế, thi công và quản lý vận hành.

Ba khái niệm chính được sử dụng trong nghiên cứu gồm:

  • Quản lý phạm vi dự án: Xác định và kiểm soát các công việc cần thực hiện trong dự án.
  • Quản lý tiến độ thi công: Lập kế hoạch và giám sát tiến độ thực hiện các công việc dự án.
  • Mô hình BIM 4D và 5D: BIM 4D tích hợp yếu tố thời gian, BIM 5D tích hợp yếu tố chi phí, giúp theo dõi tiến độ và kiểm soát chi phí hiệu quả.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi 1, bao gồm hồ sơ thiết kế, báo cáo tiến độ, chi phí và các tài liệu liên quan đến dự án Hồ chứa nước Cánh Tang. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm toàn bộ các tài liệu và số liệu liên quan đến giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công trong giai đoạn 2018-2021.

Phương pháp phân tích sử dụng kết hợp phân tích định tính và định lượng. Phân tích định tính dựa trên so sánh các quy trình quản lý dự án truyền thống và quy trình áp dụng BIM. Phân tích định lượng sử dụng số liệu tiến độ, chi phí và khối lượng công việc để đánh giá hiệu quả áp dụng BIM. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 11/2018 đến tháng 12/2021, bao gồm các giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng quản lý dự án truyền thống còn nhiều hạn chế: Trước khi áp dụng BIM, dự án Hồ chứa nước Cánh Tang gặp khó khăn trong việc phối hợp giữa các bên, dẫn đến sai sót trong thiết kế và chậm tiến độ khoảng 15%. Việc quản lý hồ sơ thiết kế chủ yếu dựa trên giấy tờ, gây thất lạc và khó tra cứu thông tin.

  2. Áp dụng BIM giúp nâng cao độ chính xác và kiểm soát xung đột thiết kế: Qua việc sử dụng mô hình BIM 3D và 4D, dự án đã phát hiện và xử lý hơn 1200 xung đột thiết kế trước khi thi công, giảm 10% khối lượng công việc phải làm lại so với phương pháp truyền thống.

  3. Tiến độ thi công được cải thiện rõ rệt: Việc lập kế hoạch thi công dựa trên BIM 4D giúp rút ngắn thời gian thi công khoảng 12%, đồng thời tăng khả năng dự báo và điều chỉnh tiến độ kịp thời.

  4. Kiểm soát chi phí hiệu quả hơn nhờ BIM 5D: BIM hỗ trợ tính toán và theo dõi chi phí chính xác, giúp giảm sai lệch chi phí so với dự toán ban đầu khoảng 8%, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn vốn đầu tư.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của những cải thiện trên là do BIM cung cấp một cơ sở dữ liệu chung, đồng bộ và trực quan cho tất cả các bên tham gia dự án, từ chủ đầu tư, tư vấn thiết kế đến nhà thầu thi công. Việc mô phỏng công trình ảo giúp phát hiện sớm các vấn đề kỹ thuật và xung đột thiết kế, từ đó giảm thiểu rủi ro và chi phí phát sinh trong quá trình thi công.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành xây dựng tại các nước phát triển, kết quả nghiên cứu phù hợp với xu hướng ứng dụng BIM toàn cầu, nơi BIM đã được chứng minh giúp tăng năng suất lao động, giảm thiểu sai sót và nâng cao chất lượng công trình. Việc áp dụng BIM trong dự án Hồ chứa nước Cánh Tang cũng góp phần thúc đẩy chuyển đổi số trong quản lý dự án xây dựng công trình thủy lợi tại Việt Nam.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tiến độ thi công trước và sau khi áp dụng BIM, bảng tổng hợp số lượng xung đột thiết kế được phát hiện và xử lý, cũng như biểu đồ chi phí thực tế so với dự toán.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai áp dụng BIM rộng rãi trong các dự án thủy lợi: Ban Quản lý Đầu tư và Xây dựng Thủy lợi 1 cần xây dựng kế hoạch áp dụng BIM cho tất cả các dự án mới trong vòng 3 năm tới nhằm nâng cao hiệu quả quản lý dự án.

  2. Đào tạo và nâng cao năng lực nhân sự về BIM: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về BIM cho cán bộ quản lý dự án, kỹ sư thiết kế và nhà thầu thi công để đảm bảo kỹ năng vận hành và phối hợp hiệu quả.

  3. Xây dựng quy trình chuẩn áp dụng BIM trong quản lý dự án: Phát triển bộ quy trình, tiêu chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn áp dụng BIM phù hợp với đặc thù công trình thủy lợi, làm cơ sở pháp lý và kỹ thuật cho các bên liên quan.

  4. Đầu tư hạ tầng công nghệ thông tin hỗ trợ BIM: Cải thiện hệ thống phần mềm, phần cứng và nền tảng dữ liệu chung (CDE) để đảm bảo việc lưu trữ, chia sẻ và cập nhật thông tin BIM được thuận lợi, an toàn và hiệu quả.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Chủ đầu tư và Ban Quản lý dự án: Nắm bắt các lợi ích và phương pháp áp dụng BIM để nâng cao hiệu quả quản lý, kiểm soát tiến độ và chi phí dự án.

  2. Tư vấn thiết kế và nhà thầu thi công: Áp dụng BIM trong thiết kế kỹ thuật và thi công để giảm thiểu sai sót, xung đột và tăng cường phối hợp giữa các bộ môn.

  3. Các cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng và thủy lợi: Tham khảo để xây dựng chính sách, quy định và hướng dẫn áp dụng BIM trong lĩnh vực đầu tư xây dựng công trình thủy lợi.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành quản lý xây dựng, công nghệ thông tin xây dựng: Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực tiễn về ứng dụng BIM trong quản lý dự án xây dựng.

Câu hỏi thường gặp

  1. BIM là gì và tại sao cần áp dụng trong quản lý dự án xây dựng?
    BIM (Building Information Modeling) là mô hình thông tin công trình tích hợp dữ liệu 3D và các thông tin kỹ thuật khác. BIM giúp nâng cao độ chính xác thiết kế, phối hợp giữa các bên và kiểm soát tiến độ, chi phí hiệu quả hơn so với phương pháp truyền thống.

  2. Áp dụng BIM có thể giúp giảm thiểu những rủi ro nào trong dự án?
    BIM giúp phát hiện sớm các xung đột thiết kế, sai sót kỹ thuật và điều chỉnh kịp thời, từ đó giảm thiểu rủi ro về tiến độ, chi phí và chất lượng công trình.

  3. Những khó khăn thường gặp khi triển khai BIM trong các dự án thủy lợi là gì?
    Khó khăn bao gồm thiếu nhân lực có kỹ năng BIM, chi phí đầu tư ban đầu cao, thiếu quy trình chuẩn và sự phối hợp chưa đồng bộ giữa các bên tham gia dự án.

  4. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả của việc áp dụng BIM trong dự án?
    Hiệu quả được đánh giá qua các chỉ số như giảm thời gian thi công, giảm chi phí phát sinh, tăng độ chính xác khối lượng công việc, giảm số lượng công việc phải làm lại và cải thiện chất lượng hồ sơ thiết kế.

  5. Các bước chính để triển khai BIM trong quản lý dự án xây dựng là gì?
    Bao gồm: chuẩn bị hạ tầng công nghệ, đào tạo nhân sự, xây dựng quy trình áp dụng BIM, triển khai mô hình BIM trong thiết kế và thi công, giám sát và đánh giá hiệu quả liên tục.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp áp dụng BIM trong quản lý dự án Hồ chứa nước Cánh Tang, tỉnh Hòa Bình, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý dự án thủy lợi.
  • BIM giúp phát hiện và xử lý hơn 1200 xung đột thiết kế, rút ngắn tiến độ thi công khoảng 12% và giảm sai lệch chi phí khoảng 8%.
  • Việc áp dụng BIM tạo điều kiện cho sự phối hợp đồng bộ giữa các bên, nâng cao chất lượng hồ sơ thiết kế và giảm thiểu rủi ro trong thi công.
  • Đề xuất triển khai áp dụng BIM rộng rãi, đào tạo nhân sự, xây dựng quy trình chuẩn và đầu tư hạ tầng công nghệ là các giải pháp trọng tâm.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển ứng dụng BIM trong quản lý dự án xây dựng công trình thủy lợi tại Việt Nam, góp phần thúc đẩy chuyển đổi số ngành xây dựng.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và đơn vị liên quan cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi áp dụng BIM trong các dự án xây dựng khác.