Ứng dụng BIM vào thi công dự án Quảng Ngãi - Hoài Nhơn

Bối cảnh chuyển đổi số trong xây dựng quốc gia

Kết quả theo dõi việc áp dụng BIM của Bộ Xây dựng giai đoạn 2017 - 2021 cho thấy, BIM góp phần rút ngắn thời gian và nâng cao chất lượng công tác thiết kế, thi công và quản lý dự án đầu tư xây dựng (tiết kiệm chi phí dự án đến 12%, rút ngắn thời gian thi công xây dựng từ 12 - 15% so với tiến độ được duyệt).

Văn phòng BIM tại dự án Đồng Đăng - Trà Lĩnh.

Đối với các cơ quan quản lý nhà nước, việc sử dụng mô hình BIM được xem như là công cụ để hỗ trợ trong quá trình thực hiện thẩm định báo cáo nghiên cứu khả thi, thiết kế xây dựng triển khai sau thiết kế cơ sở; cấp phép xây dựng; quản lý xây dựng; kiểm tra công tác nghiệm thu...

Ngày 17/3/2023, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 258/QĐ-TTg phê duyệt lộ trình áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng.

Theo đó, giai đoạn 1 (từ năm 2023), áp dụng BIM bắt buộc đối với các công trình cấp I, cấp đặc biệt của các dự án đầu tư xây dựng mới sử dụng vốn đầu tư công, vốn nhà nước ngoài đầu tư công và đầu tư theo phương thức đối tác công tư bắt đầu thực hiện các công việc chuẩn bị dự án.

Giai đoạn 2 (từ năm 2025), áp dụng BIM bắt buộc đối với các công trình cấp II trở lên của các dự án đầu tư xây dựng mới sử dụng vốn đầu tư công, vốn nhà nước ngoài đầu tư công và đầu tư theo phương thức đối tác công tư bắt đầu thực hiện các công việc chuẩn bị dự án.

Thực hiện chỉ đạo của Thủ tướng, quyết tâm tiên phong triển khai ứng dụng BIM trong các hoạt động của Tập đoàn, Đèo Cả đã thành lập Trung tâm Nghiên cứu & Ứng dụng (BIM) tại Nghị quyết 67/2023/NQ-HĐQT của Hội đồng quản trị Tập đoàn Đèo Cả ngày 01/12/2023 nhằm mục đích nghiên cứu và ứng dụng BIM trong các hoạt động của Tập đoàn.

Thực tế công tác ứng dụng công nghệ số tại Đèo Cả đã được Chủ tịch HĐQT tập đoàn này xác định là những công việc cần “làm ngay”. Do đó, ngoài hoạt động nội nghiệp, những công việc trên hiện trường dự án đã ứng dụng công nghệ số như khảo sát, thiết kế, thi công, giám sát, quản lý bắt đầu bằng việc đầu tư máy móc thiết bị, đào tạo nhân lực và xây dựng các quy trình vận hành.

Hiện các nhóm tư vấn đã được trang bị đủ thiết bị, phần mềm BIM, đào tạo nhân lực BIM, huấn luyện sử dụng các thiết bị ngoại nghiệp cho nghiên cứu khảo sát, triển khai tại các dự án như Quảng Ngãi - Hoài Nhơn, Đồng Đăng - Trà Lĩnh, Hữu Nghị - Chi Lăng, Tân Phú - Bảo Lộc, …

Ứng dụng mô hình thông tin công trình vào dự án

Tại cao tốc Quảng Ngãi – Hoài Nhơn, mô hình thông tin công trình được triển khai thực hiện ngay từ giai đoạn bắt đầu thực hiện dự án. Theo đó, ban điều hành dự án đã hợp tác với các đơn vị tư vấn triển khai hạng mục Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số nâng cao quản lý dự án tại cả 3 gói thầu XL1, XL2 và XL3.

Giai đoạn bắt đầu triển khai thi công, đơn vị nhà thầu tiến hành sử dụng UAV LIDAR để quét laser 3D hiện trạng, xử lý số liệu khảo sát point cloud (đám mây điểm) để xây dựng bề mặt hiện trạng và xác định phạm vi thiết kế.

Mô hình phối cảnh cầu dẫn vào Hầm số 2, cao tốc Quảng Ngãi – Hoài Nhơn.

Với dữ liệu Point Cloud thu thập được, hàng triệu điểm dữ liệu sẽ được ghi lại từ bề mặt của các vật thể trong môi trường, sau đó tạo ra một "đám mây" các điểm trong không gian 3D, từ đó tạo mô hình kỹ thuật số chính các hiện trạng công trình, hỗ trợ công tác giải phóng mặt bằng, thiết kế bản vẽ thi công, rà soát hồ sơ thiết kế, xây dựng mô hình…

Hiện dự án đang triển khai quy trình EIR (Employer’s Information Requirements - Bản yêu cầu thông tin của chủ đầu tư) và BEP (BIM Execution Plan - Kế hoạch triển khai BIM) được khoảng 50% khối lượng.

Ban điều hành lựa chọn một số phân đoạn để triển khai BIM chi tiết theo mức LOD350 - 400, các phân đoạn còn lại theo mức LOD200-300. Các phần taluy cửa hầm và quảng trường, bê tông cốt thép phần hầm, bố trí cốt thép cho dầm, trụ, mố cầu,… được thiết kế mô hình 3D đến từng kết cấu.

Nhờ mô hình trực quan này, các bên liên quan có thể dễ dàng hiểu rõ thiết kế và phát hiện sớm các sai sót, nhờ đó giảm thiểu lỗi trong thiết kế, tránh việc phải sửa chữa khi thi công, tiết kiệm thời gian và chi phí.

Sau khi hoàn thành thiết kế, BIM của từng phân đoạn, hạng mục sẽ được phối hợp với nhau. BIM cũng hỗ trợ phát hiện xung đột giữa các thành phần của công trình, chẳng hạn như sự va chạm giữa đường ống dẫn và dầm kết cấu…

Không chỉ vậy, BIM cũng đóng vai trò là nền tảng dữ liệu chung để phép tích hợp tất cả dữ liệu về thiết kế, kết cấu, cơ điện, và hệ thống kỹ thuật vào một mô hình 3D duy nhất. Các nhóm thiết kế của các hạng mục khác nhau cùng phối hợp thực hiện, nhờ đó tăng tính đồng bộ trong thiết kế, giúp các bộ phận làm việc cùng nhau hiệu quả hơn, tránh sai lệch. Các thông tin, văn bản khác như biên bản nghiệm thu cũng được tích hợp vào trong mô hình để thuận tiện cho công tác theo dõi thực hiện.

Mô hình BIM theo dữ liệu hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công - phía Nam cửa hầm số 3, cao tốc Quảng Ngãi – Hoài Nhơn.

Từ mô hình BIM có thể trích xuất khối lượng vật tư, vật liệu yêu cầu và khối lượng công việc cần thực hiện. Điều này hỗ trợ quản lý chi phí tốt hơn và dự báo chính xác các yêu cầu về nguồn lực cho dự án, giảm thiểu rủi ro về chi phí phát sinh ngoài ý muốn, tăng tính khả thi và hiệu quả tài chính cho dự án.

BIM cũng hỗ trợ thiết kế và mô tả biện pháp thi công, phương pháp thi công hầm cải tiến tại hầm số 2 được mô phỏng bằng 3D từng công đoạn, như công tác khoan và tạo lỗ nổ, lắp đặt thuốc nổ, công tác khoan đục, vận chuyển đất đá…

Theo kế hoạch, tiến độ BIM của gói XL1 sẽ hoàn thành vào 30/6/2025, gói XL2 hoàn thành vào 31/8/2025 và gói XL3 hoàn thành vào 31/12/2025, theo tiến độ thi công của dự án.

Khi ứng dụng công nghệ mới, có hai mục tiêu được đặt ra là nâng cao hiệu quả về kinh tế và giải quyết các vấn đề mà cách thức làm việc hiện tại không thể giải quyết được. Đưa một công nghệ vào thực tế cần phải có sự đầu tư về vật chất và đào tạo nhân sự, do đó luôn phát sinh một khoản chi phí ban đầu. Tùy thuộc vào quy mô ứng dụng mà chi phí này ít hay nhiều. Tập đoàn Đèo Cả đang từng bước áp dụng nên đây là sự chuyển đổi từng bước với khoản đầu tư trong phạm vi trung hạn. Nếu xét trên khía cạnh từng công việc, việc chuyển đổi số và ứng dụng công nghệ số sẽ làm tăng thêm chi phí so với cách triển khai thông thường. Tuy nhiên, nếu xét đến lợi ích lâu dài và với quy mô lớn, khi những việc mà cách làm thông thường không thể giải quyết được, thì công nghệ số là lựa chọn hợp lý. Điều này đã được chứng minh trong thực tế, không thể hữu hình mà đo đếm được ứng dụng công nghệ số làm lợi bao nhiêu tiền tại một thời điểm, nhưng trong bối cảnh chung của thời đại công nghệ 4.0, chỉ có ứng dụng công nghệ số mới giúp cho doanh nghiệp mở rộng quy mô hoạt động, giải quyết được những vấn đề đang tồn tại, qua đó gián tiếp thúc đẩy sự phát triển của doanh nghiệp. Ông Lê Quỳnh Mai – Phó Chủ tịch HĐQT Tập đoàn Đèo Cả

Phương Nghi