Hiệu quả của ứng dụng BIM trong nhiều công trình xây dựng

(Xây dựng) – Xu thế ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng đang trở nên phổ biến, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng, năng lực cạnh tranh của nhiều doanh nghiệp trong ngành Xây dựng trong cuộc chạy đua ứng dụng cách mạng công nghiệp 4.0.

Bảo đảm không xung đột và hỗ trợ công tác thi công

Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons là một trong những đơn vị đầu tiên trong ngành xây dựng ở Việt Nam đã ứng dụng BIM cho nhiều dự án cao cấp, có thiết kế hiện đại, quy mô lớn nhằm mô phỏng việc bố trí thép hay biện pháp thi công, kiểm tra xung đột giữa kết cầu và hệ thống cơ điện, và kiểm soát cao độ, vị trí hạ tầng kỹ thuật trong các dự án có quy mô hạ tầng rộng lớn, phức tạp.

Theo TS. Phan Hữu Duy Quốc – Phó Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons thì doanh nghiệp này đã áp dụng BIM từ 2014, trong thi công xây dựng các công trình như: Tòa nhà Landmark 81, khách sạn Hilton Sài Gòn, tòa nhà Viettel, khu căn hộ Lancer Casino Nam Hội An.

Mô hình hóa các kết cấu thép tại dự án Tòa nhà Landmark 81 bằng mô hình BIM trước khi đưa vào xây dựng (Nguồn: Coteccons).

Trong đó, ở dự án Tòa nhà Landmark 81 tọa lạc tại quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh, cao 81 tầng là tòa nhà cao nhất Việt Nam đến tận ngày nay, có các dầm chuyển đỡ toàn bộ cột vách phía trên, có mật độ thép rất cao và kết cấu rất phức tạp.

Để việc thi công thuận lợi, Coteccons đã mô hình hóa các kết cấu này và bố trí thép bằng mô hình BIM trước khi đưa vào xây dựng. Việc triển khai bản vẽ thi công và gia công thép cũng dùng BIM để ra bản vẽ chi tiết và hướng dẫn cách lắp dựng, có hình ảnh cụ thể để tham khảo, các bên tham gia cùng hiểu rõ… giúp cho việc thi công nhiều thuận lợi, không có sai sót. Kết quả Coteccons đã thực hiện nhanh hơn 7 ngày so với cách làm truyền thống, không có vấn đề xung đột lớn nào xảy ra.

Khách sạn Hilton Sài Gòn là khách sạn 5 sao tọa lạc ở quận 1 Thành phố Hồ Chí Minh, gồm có 32 tầng, 4 tầng hầm, 312 phòng, dự án ứng dụng BIM kết hợp kết cấu và cơ điện, có hệ thống cơ điện rất phức tạp. Để đảm bảo chắc chắn cho việc trả lời câu hỏi: Coteccons đã sử dụng BIM để mô phỏng để đảm bảo chắc chắn không có xung đột xảy ra giữa hệ thống cơ điện và kết cấu.

Theo đó, hệ thống cơ điện đã được dựng lên trong không gian 3D để kiểm tra khả năng xung đột với kết cấu của tòa nhà. Tức là trước khi xây dựng tòa nhà, toàn bộ hệ thống cơ điện được mô phỏng bằng không gian BIM. Coteccons còn sử dụng phần mềm BIM 360 để chia sẻ thông tin với tất cả các bên liên quan giúp mọi người cùng theo dõi, dễ thảo luận và tìm ra giải pháp cho các vấn đề.

Mô phỏng hệ thống hạ tầng kỹ thuật bằng mô hình BIM và kiểm tra sự phù hợp trước khi đi vào thi công (Nguồn: Coteccons).

Dự án Casino Nam Hội An là một trong những casino lớn nhất tại Việt Nam, gồm có khách sạn, casino, 2 tòa nhà condotel, hạ tậng… trên diện tích rất lớn khoảng 100ha. BIM được áp dụng ở quy mô diện tích lớn cho hệ thống hạ tầng, mô phỏng mọi thứ trên hệ thống BIM và kiểm tra sự phù hợp trước khi đi vào thi công. BIM giúp kiểm soát cao độ nền, hệ thống đường hay nút giao thông, vị trí của các tòa nhà trong khu vực… Hệ thống hạ tầng kỹ thuật trong khu vực có những cao độ, cấu tạo và độ phức tạp khác nhau. Việc mô phỏng nó trước khi thi công nhằm đảm bảo cao độ, vị trí của nó không xung đột với nhau.

Ngoài ra, hằng tháng cũng có thể kiểm tra hiện trạng xây dụng bằng cách sử dụng máy bay flycam để xác định tương đối khối lượng của công tác thực cũng như tình hình thực hiện của dự án.

Theo TS. Phan Hữu Duy Quốc, BIM còn được áp dụng trong việc kiểm soát tiến độ thi công, khối lượng vật liệu, khớp nối vị trí và rà soát cấu tạo của các cấu kiện tiền chế trong công trình, mô phỏng các bước thi công trong công trình ngầm hay công trình có độ phức tạp cao, là cơ sở dữ liệu cho việc bảo trì duy tu công trình sau này khi mô hình BIM được xây dựng ở mức độ chi tiết cao.

Trong công tác thiết kế, mọi cập nhật ở một vị trí nào đó trong mô hình BIM sẽ được tự động cập nhật trong mọi bản vẽ liên quan, giúp cho công tác thiết kế, tính toán khối lượng và sản xuất bản vẽ được thuận lợi và hiệu quả hơn cách làm truyền thống rất nhiều.

Ứng dụng BIM trong sản xuất, thi công nhà tiền chế

Còn đối với Công ty Cổ phần đầu tư và xây dựng Xuân Mai, BIM là giải pháp rất tốt để áp dụng trong lắp ghép các kết cấu tiền chế, nhằm giải quyết các vấn đề từ khâu thiết kế, sự phối hợp giữa các bộ môn, sản xuất và vận chuyển các cấu kiện… nhằm tối ưu công tác quản lý, trao đổi thông tin trong quá trình thực hiện dự án.

Ứng dụng BIM hỗ trợ lập biện pháp thi công (Nguồn: Xuân Mai).

Xuân Mai đã áp dụng BIM trong rất nhiều các dự án công nghiệp và cao tầng như: Nhà máy SEO Optifrontier Vietnam, Tổ hợp lọc hóa dầu Long Sơn, Nhà máy RSI Hưng Yên, Dự án tổ hợp RoseTown Ngọc Hồi… nhằm mô phỏng hiện trạng 3D; đánh giá thiết kế, kiểm soát xung đột va chạm; phối hợp đa bộ môn (tại dự án Long Sơn Xuân Mai đã phối hợp với các đơn vị thiết kế khác tại Hàn Quốc); mô phỏng lập biện pháp thi công, đánh giá biện pháp thi công; kiểm soát khối lượng, nhân lực; quản lý thông tin sản xuất, vận chuyển, thi công theo thời gian thực thông qua ứng dụng BIM Xuân Mai.

Theo chuyên gia về công nghệ BIM Đỗ Thế Anh – Trưởng phòng BIM Công ty Cổ phần đầu tư và xây dựng Xuân Mai, để giải quyết vấn đề từ khâu thiết kế, Xuân Mai đã ứng dụng BIM trong giai đoạn đầu thực hiện dự án. Nếu như trước đây, đơn vị quản lý thiết kế sẽ phải sử dụng mặt cắt 2D để quản lý thì hiện nay chỉ với một mô hình BIM có thể đi vào bên trong mọi vị trí của công trình nhờ đó có thể nhanh chóng đánh giá được thiết kế một cách trực quan và như vậy việc áp dụng BIM có thể giúp trực quan hóa hồ sơ thiết kế.

BIM giúp Xuân Mai phối hợp liên tục giữa các bộ môn thiết kế, giúp cho các bộ môn có thể dễ dàng làm việc với nhau và giảm thiểu những lỗi thiết kế do thiếu sự phối hợp như trước đây. Sử dụng các công cụ BIM Tools cũng có thể giúp hỗ trợ tự động kiểm soát những xung đột va chạm, hạn chế xung đột thiết kế trước khi đưa cấu kiện lắp dựng vào công trường.

Dữ liệu BIM trong giai đoạn thiết kế được Xuân Mai thường xuyên đưa lên môi trường trao đổi chung, nhờ đó các đơn vị sản xuất, vận chuyển, thi công có thể tham gia sớm vào dự án trong giai đoạn thiết kế, khai thác các thông tin cần thiết ngay khi giai đoạn thiết kế còn đang thực hiện.

Khi sản xuất cấu kiện, đơn vị sản xuất của Xuân Mai có thể dễ dàng lập kế hoạch cũng như chuẩn bị vật tư, vật liệu phục vụ sản xuất.

Nhờ khả năng làm tăng tính trực quan của hồ sơ thiết kế của mô hình BIM 3D, quá trình sản xuất các cấu kiện của Xuân Mai chính xác và dễ dàng hơn.

Xuân Mai cũng phát triển hệ thống các phần mềm quản lý thông qua các mã vạch hai chiều (QR Code), mỗi cấu kiện đều được gắn mã và dữ liệu sản xuất liên tục được cập nhật với môi trường chung, do đó luôn luôn theo dõi được hiện trạng sản xuất theo thời gian thực của từng cấu kiện, từ đó đánh giá được tiến độ sản xuất có đồng nhất với kế hoạch hay không.

Cập nhập trạng thái sản xuất, thi công cấu kiện thông qua các ứng dụng QR Code (Nguồn: Xuân Mai).

Dữ liệu BIM cũng giúp cho đơn vị sản xuất lưu trữ đầy đủ thông tin cấu kiện qua từng giai đoạn sản xuất, từ đó nâng cao việc kiểm soát các chất lượng sản phẩm.

Trong giai đoạn vận chuyển, từ dữ liệu BIM, đơn vị vận chuyển dễ dàng nắm bắt thông tin về tình trạng sản xuất, tình trạng thi công… từ đó xây dựng kế hoạch vận chuyển phù hợp, hạn chế các giấy tờ thủ công, in ấn phiếu trao đổi thông tin. Mọi thông tin cấu kiến trong quá trình vận chuyển luôn được cập nhật lên môi trường chung giúp biết tình trạng cấu kiện như cấu kiện đã xuất hàng chưa, đang ở đâu trên bản đồ, đã đi đến công trường chưa, bao lâu sẽ đến công trường… giúp tất cả các đơn vị sắp xếp công việc của mình, quản lý, báo cáo, tổng hợp, truy xuất thông tin khi cần…

Trong giai đoạn thi công, cùng với hệ thống mã QR Code, từng trạng thái thi công luôn được cập nhật theo thời gian thực, do đó mọi trạng thái của cấu kiện luôn được cập nhật lên giúp đơn vị thi công có thể phối hợp nhịp nhàng với các đơn vị sản xuất, vận chuyển. Từ dữ liệu BIM này, hệ thống có thể đưa ra cho Xuân Mai các báo cáo phân tích cảnh báo những rủi ro về chậm tiến độ có thể xảy ra để các bên thay đổi, điều chỉnh kế hoạch.

Dữ liệu BIM cũng được kết nối với hệ thống quản lý nhân lực từ đó giúp Xuân Mai đánh giá được nhân lực tại dự án, điều phối và kiểm soát nhân lực tại công trường.

Có thể thấy ứng dụng BIM mang lại nhiều lợi ích cho sự phát triển bền vững của ngành Xây dựng, đã và đang từng bước phủ kín các công trình xây dựng ở nhiều phân khúc thị trường khác nhau, đặt ra vấn đề mới trong định hướng phát triển và quản lý Nhà nước ngành Xây dựng.