CKJVN ỨNG DỤNG BIM CHO CÔNG TRÌNH CẦU – GIAI ĐOẠN THI CÔNG
TÁC GIẢ: NGUYỄN HUY BÌNH (GIÁM ĐỐC BP iBIM – CKJVN)
Ngày nay thuật ngữ BIM được phổ biến rất rộng rãi. Việc áp dụng giải pháp công nghệ BIM vào các dự án công trình xây dựng để nâng cao hiệu quả trong vòng đời một dự án và thích ứng với quá trình chuyển đổi số là một xu thế tất yếu. Mặc dù vậy, việc áp dụng BIM vào công trình Cầu ở Việt Nam cho đến nay chỉ đếm trên đầu ngón tay.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ mô tả cách chúng tôi áp dụng BIM vào một công trình Cầu thực tế trong giai đoạn thi công. Để người đọc có thể hình dung ra cách thức tiến hành, những lợi ích mà nó mang lại cũng như một số khó khăn gặp phải trong quá trình triển khai thực hiện.
Công trình Cầu vượt ngã tư 550 tại nút giao thành phố Dĩ An và Thuận An, tỉnh Bình Dương do Tổng công ty Becamex IDC làm Chủ đầu tư. Công ty TNHH Chodai & Kiso-Jiban Việt Nam (CKJVN) tham gia với tư cách là đơn vị đảm nhiệm công tác áp dụng BIM cho dự án của Liên danh nhà thầu. Đây là công trình Cầu đầu tiên ở Việt Nam áp dụng BIM trong giai đoạn thi công và hoàn công công trình.
Một trong những việc quan trọng nhất khi áp dụng BIM đó là xây dựng kế hoạch triển khai BIM cho dự án (BEP). Sau khi nhận được yêu cầu từ Chủ đầu tư (EIR), CKJVN đã xây dựng một kế hoạch triển khai BIM cho dự án trình Chủ đầu tư phê duyệt. Toàn bộ công tác BIM cho dự án được thực hiện dựa trên nội dung của BEP này.
Phạm vi ứng dụng BIM trong giai đoạn thi công công trình này bao gồm các nội dung sau:
- Phối hợp giải quyết xung đột thiết kế trước khi thi công
- Trình diễn trình tự thi công, xuất tiến độ thi công trên mô hình 3D
- Xuất khối lượng trực tiếp từ mô hình
- Lập hồ sơ hoàn công BIM công trình.
Từ mô hình nhận được từ Chủ đầu tư, CKJVN đã rà soát, chỉnh sửa và bổ sung để có được một mô hình hoàn chỉnh trước khi thi công và sử dụng mô hình này để thực hiện các ứng dụng BIM cho dự án.
Lợi ích BIM đầu tiên mang lại cho Chủ đầu tư và các bên liên quan là phối hợp giải quyết xung đột thiết kế trước khi thi công để tránh những sai sót làm phát sinh chi phí không đáng có.
Việc công trình được thể hiện trong không gian kích thước 3 chiều, trước tiên sẽ giúp người nhìn hình dung công trình dễ dàng, kiểm tra trực quan bằng mắt thường để phát hiện ra các lỗi thiết kế, các điểm chưa hợp lý.
Hình ảnh: Bằng mắt thường có thể dễ dàng phát hiện gờ lan can trên mố thấp hơn so với gờ lan can trên mặt cầu và trên đường đầu cầu
Bằng tính năng kiểm tra xung đột (Clash Detective) của phần mềm Navisworks, việc xác định các va chạm giữa các kết cấu của công trình là dễ dàng và chính xác.
Trước khi thi công mỗi một hạng mục 24 giờ, cần kiểm tra các hạng mục có khả năng va chạm cứng với hạng mục đấy. Nhà thầu sẽ cùng với tư vấn giám sát thực hiện kiểm tra xung đột bằng mắt và phần mềm, sau đó đưa ra các giải pháp xử lý nếu phát hiện xung đột hoặc báo cáo lên Chủ đầu tư yêu cầu xử lý nếu cần thiết.
 |
 |
Hình ảnh: Kết quả một buổi kiểm tra xung đột hạng mục tường chắn có cốt.
Đối với những chi tiết phức tạp, chúng ta có thể xem trước mô hình 3D hoặc các mặt cắt 2D được tạo từ mô hình 3D để hình dung ra kết cấu trước khi thi công hoặc trong quá trình thi công gặp vướng mắc.
Hình ảnh: Chi tiết đỉnh trụ
Hình ảnh: Kết cấu dầm thép
Tiến độ thi công công trình sẽ được gán trực tiếp vào mô hình theo thời gian thực (BIM4D) giúp cho chúng ta có cái nhìn tổng quan về tình hình thực hiện dự án, báo cáo tiến độ cũng như quản lý tiến độ một cách dễ dàng và trực quan. Tiến độ thi công này có thể liên kết với Microsoft project để hỗ trợ quản lý dự án trong quá trình thi công.
Hình ảnh: Mô phỏng 3D công trình kết hợp thông tin tiến độ thi công (4D)
Lợi ích tiếp theo là có thể xuất khối lượng trực tiếp từ mô hình. Từ đó có thể kiểm tra, so sánh với khối lượng mời thầu để kiểm chứng tính chuẩn xác cũng như chuẩn bị vật tư thiết bị phục vụ thi công công trình
Hình ảnh: Bảng so sánh khối lượng các công tác thi công đào đắp ở hạng mục đường đầu cầu.
Công việc tiếp theo trong nhiệm vụ áp dụng BIM cho dự án là cập nhật mô hình hình học theo những điều chỉnh trong quá trình thi công và thực tế thi công ở công trường.
Phát triển thông tin phi hình học cho từng hạng mục công trình sau khi thi công xong. Toàn bộ thông tin phi hình học do Chủ đầu tư yêu cầu đều được gán vào mô hình.
Hình ảnh: Thông tin phi hình học của cọc khoan nhồi
Công việc cuối cùng và cũng là mục tiêu chính của Chủ đầu tư trong ứng dụng BIM cho dự án là lập hồ sơ hoàn công BIM cho công trình.
Lợi ích của Hồ sơ hoàn công BIM mang lại đầu tiên là số hóa toàn bộ hồ sơ hoàn công giấy thông thường, ngoài ra nó còn có một mô hình công trình ảo (digital twin) được gắn đầy đủ thông tin mong muốn. Toàn bộ quá trình thực hiện dự án cũng được lưu lại thông qua việc quản lý các yêu cầu thông tin (RFIs), quản lý các các vấn đề phát sinh (Issues), các hình ảnh minh họa… Những dữ liệu này rất thuận lợi cho việc khai thác vận hành, quản lý và bảo trì công trình sau này.
Hình ảnh: Mô hình công trình ảo công trình.
Để thực hiện được việc này trong ứng dụng BIM cho dự án, chúng ta cần có một môi trường dữ liệu chung (CDE) để trao đổi và quản lý thông tin.
Một số đơn vị cung cấp CDE thông dụng hiện nay: Aconex, AEC Hub, Allplan, Autodesk, Bentley, Trimble… Giải pháp môi trường dữ liệu chung mà dự án này sử dụng là BIM360 của Autodesk.
Ứng dụng đầu tiên mà BIM360 mang lại, đó là nơi lưu trữ và quản lý thông tin dự án trên cloud (Document management).
Việc lưu trữ, quản lý các tài liệu, hồ sơ bản vẽ, biên bản, kết quả thí nghiệm,… và đặc biệt là mô hình BIM trên BIM360 giúp các bên liên quan từ chủ đầu tư, nhà thầu, tư vấn giám sát, tư vấn thiết kế,… đều có thể truy cập bất cứ lúc nào, bất cứ ở đâu, qua đó giúp các bên trao đổi, cập nhật thông tin nhanh chóng, chính xác và minh bạch. Có thể xem trực tiếp mô hình 3D trên nền tảng BIM360, việc này giúp cho bất cứ thành viên nào tham gia dự án cũng có thể dễ dàng xem được mô hình 3D công trình ảo mà không cần thiết biết sử dụng phần mềm.
Thông qua BIM360, các bên tham gia dự án có thể trao đổi thông tin, đệ trình hồ sơ, đặc biệt có thể tạo các Markup giúp cho người được phân quyền xử lý dễ dàng hình dung ra vấn đề để đưa ra quyết định nhanh và chính xác.
Hình ảnh: Tính năng Markups trực tiếp trên mô hình, dễ dàng thêm các nhận xét, ghi chú. Có thể chọn để chế độ riêng tư hoặc công khai để tất cả các thành viên dự án có thể nhìn thấy.
BIM360 hỗ trợ quản lý các yêu cầu làm rõ thông tin (RFIs) trong quá trình thi công thực sự hiệu quả. Các bên tuân thủ theo RFI workflow mà Chủ đầu tư đã quy định dựa trên nền tảng BIM360. Khi cần, Nhà thầu sẽ soạn các RFI đệ trình lên TVGS, Chủ đầu tư. Các RFI được giao (assign) cho người có vai trò liên quan, giúp cho quy trình làm việc nhanh chóng, đến tận tay người cần xử lý.
Hình ảnh: Quy trình làm việc – RFI Workflow do chủ đầu tư thiết lập tại dự án
Hình ảnh: Ví dụ về một RFI thực tế tại dự án
Ngoài ra, BIM còn mang lại một số lợi ích khác nữa cho giai đoạn thi công mà trong dự án này chưa thực hiện nên chúng tôi không đề cập đến.
Thực hiện triển khai BIM cho dự án xây dựng cầu vượt ngã tư 550 đã mang lại rất nhiều lợi ích như đã nêu trên. Tuy nhiên, đây là công trình Cầu đầu tiên triển khai áp dụng BIM cho giai đoạn thi công và hoàn công công trình nên không thể tránh khỏi được những bỡ ngỡ cũng như vướng mắc trong quá trình thực hiện.
Khó khăn đầu tiên chính là về nhân sự, để dự án được thực hiện một cách hiệu quả thì yêu cầu các bên liên quan phải có nhân sự với năng lực nhất định tham gia vào quá trình thực hiện BIM từ Chủ đầu tư, TVSG, Nhà thầu, TVTK. Ngoài ra, cũng cần phải trang bị thêm máy móc thiết bị phục vụ cho dự án (máy tính, máy tính bảng).
Do mô hình Chủ đầu tư cung cấp từ bước trước với chất lượng mô hình thấp, mô hình xây dựng không có mục đích. Vì vậy, trong bước này, tư vấn BIM là CKJVN đã mất rất nhiều thời gian và công sức để chỉnh sửa, bổ sung mô hình để có thể phát triển và khai thác các ứng dụng BIM theo yêu cầu của dự án.
Do chưa có quy định về pháp lý đối với việc nghiệm thu, bàn giao, hoàn công mô hình BIM, nên việc thực hiện hồ sơ hoàn công BIM cho dự án vẫn phải làm song song cùng với hồ sơ hoàn công giấy theo truyền thống. Việc này sẽ làm tốn thêm thời gian và chi phí thực hiện dự án.
Việc ứng dụng BIM cho các dự án Xây dựng nói chung và công trình cầu nói riêng ở Việt Nam ngày càng mở rộng. Tuy nhiên, hiện tại nó đang là một rào cản đối với phần lớn Nhà thầu khi tham gia các dự án có yêu cầu áp dụng BIM. Những chia sẻ trên đây, với mục tiêu giúp mọi người có thể hiểu rõ hơn về việc áp dụng BIM và những lợi ích mà nó mang lại cho một dự án cụ thể trong giai đoạn thi công công trình. Với mong muốn làm sao để việc ứng dụng BIM mang lại cho các bên tham gia được những giá trị thực tương xứng với những công sức và chi phí phải chi trả.
