Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Mô hình 4D-Bim cho dự án có các công tác lặp lại

Ví dụ, công tác cốt thép cột chưa thé bat đầu néu nhưcông tac cốp pha hoặc công tác bê tông sàn tang ngay bên dưới chưa kết thúc.Hình 1.2 minh hoa sơ đỗ mạng của dự án lặp trong đó có kế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ THANH TUYẾN

MÔ HÌNH 4D-BIMCHO DỰ ÁN CÓ CÁC CÔNG TÁC LẶP LẠI

Chuyên ngành: Công nghệ và Quản lý Xây dựng

Mã số: 60 58 90

TP HO CHI MINH, thang 02 năm 2014

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA —DHQG -HCMCán bộ hướng dẫn khoa hoc: TS Lương Dire Long

(Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký)

Cán bộ cham nhận xét 1: PGS TS Phạm Hồng Luân

(Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký)

Cán bộ cham nhận xét 2: TS Dinh Công Tịnh

(Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký)Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCMngày 15 tháng 02 năm 2014

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ ho, tên, học ham, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1 PGS TS Pham Hồng Luân

2 TS Luong Duc Long3 TS Dinh Cong Tinh4 PGS TS Ngô Quang Tường5 PGS TS Luu Truong Văn

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

PGS TS Ngô Quang Tường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CONG HÒA XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: LE THANH TUYẾN MSHV:12083053Ngày, tháng, năm sinh: 02/04/1988 Noisinh: QUANG NGAIChuyén nganh: CONG NGHE VA QUAN LY XAY DUNG Mã số : 605890I TÊN DE TÀI: Mô hình 4D-Bim cho dự án có các công tác lặp lại

H NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:- Phat triển giải thuật lập tiến độ lặp cho nha cao tang;- Tích hop tiến độ vào mô hình 3D dé tao thành mô hình 4D.Ill NGÀY GIAO NHIỆM VU : 24 tháng 06 năm 2013

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 22 tháng 11 năm 2013V CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: TS Lương Đức Long

LOI CAM ON

Tôi muốn gởi lời cảm ơn chân thành đến thay Luong Đức Long, người đã tận

tình hướng dân trong quá trình thực hiện nghiên cứu và việt luận van.

Ngoài ra, tôi cũng muôn gởi lời cảm ơn đền tat cả các thay cô trong Bộ môn Thicông va Quản lý Xây dựng vì đã săn giải đáp các thắc mặc của tôi trong quatrình thực hiện.

Cuối cùng, thật sự tôi không thể hoàn thành luận văn này nếu như không có sự

quan tâm, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi vên tâm làm việc từ phía

gia đình.

TÓM TẮT

Với sự trợ giúp của công nghệ thông tin (IT), hiệu quả thực hiện trong ngành

công nghiệp Xây dựng đã và đang được cải thiện ở hầu hết các giai đoạn củavòng đời dự án Luận văn này phát triển một mô hình máy tính 4D để lập và hỗtrợ triển khai kế hoạch thi công cho các dự án lặp nói chung và nhà cao tầng nóiriêng Đây là một mô hình tích hợp giữa mô hình không gian ba chiều (3D) vớitiễn độ thực hiện của dự án Dé liên kết tiến độ vào mô hình 3D một mô-đun lậptiễn độ sử dụng phương pháp lập tiến độ lặp được phát triển dưới dạng một add-in của phần mém Revit Structure Phương pháp lập tiến độ mới này không chiđảm bảo các mối ràng buộc theo phương ngang giữa các công tác trong cùngmột phân khu mà còn đảm bảo mối quan hệ theo phương đứng giữa các công

tác thuộc hai phan khu khác nhau Cuối cùng, một vài tiện ích chính khi sử dụng

mô hình 4D được trình bày ở phân cuôi của luận văn.

Từ khóa: tiễn độ lặp, mô hình 4D

ABSTRACT

With the aid from Information Technology (IT), productivity and performancequality have been enhanced significantly in many fields Construction is also inthat trend as more and more products of IT appear in almost all phases of theproject’s life cycle This thesis aims at developing a computerized - 4D modelintegrating project schedule into 3D model to support planning and organizinghigh-rise building projects In order to build the 4D model, a repetitive

scheduling module using the proposed scheduling method is developed andintegrated under an add-in form in Revit Structure Software The new methoddoesn’t only consider horizontal precedence between activities within the sameunit, but also covers vertical relationships between activities belonging todifferent units Several main features of the 4D model including constructionplan visualization and automatically quantity take-off are highlighted at the endof this thesis.

Keywords: Repetitive scheduling method, 4D model

LỜI CAM ĐOAN

Tôi, Lê Thanh Tuyến, xin cam đoan răng trong quá trình thực hiện luận văn“MÔ HÌNH 4D-BIM CHO DỰ ÁN CÓ CÁC CÔNG TÁC LẶP LẠI” cácsố liệu và kết quả nghiên cứu được thực hiện hoàn toàn trung thực và chưa đượccông bố ở bat kỳ nghiên cứu nào Tôi xin chịu hoàn toan trách nhiệm về nghiên

cứu của mình.

Tp Hỗ Chí Minh, ngày 22 tháng 11 năm 2013

Le Thanh Tuyến

MỤC LỤC

MUC LUC 2 ốẽốaA I

DANH MỤC CAC BANG BIEU W cceccecessccecesessssscscecccevevscececsesevacaceceeevavsceees ivDANH MỤC CÁC HINH ẢNH 5-3531 ESESEEESE SE EsEskreresed VCHUONG 1 GIỚI THIỆU - - G + 6E St SE SE E$E#EESESEEEeESESEEEEsererxei |1.1 Đặc điểm của dự án 0 a Ỏ l1.2 Các phương pháp lập tiễn độ dự án lặp ¿ - - 2 2 scscesesrersred 21.3 Hạn chế của các phương pháp lập tiễn độ lặp - 5 2555: 4

1.4 Khả năng ứng dụng cua mô hình 4D-BIM - << «<< <2 51.5 Quy mô và mục tiêu nghiÊn CỨU G1 1113999311 1 1 re 6

1.6 Cau trúc của luận Văn - «k1 11912111 511191 1 1 113012121 vn go 7CHƯƠNG 2 TONG QUAN - - - c1 1 1 E212 515111111 1 1111111111 92.1 Các phương pháp lập tiễn độ cho dự án lặp -. 5-55s+s+s+s+s+escsz 92.1.1 Phương pháp sơ đồ mạng CPM -¿-¿-2- 52 2 +2+E+E+E£Ee£EzkrEreerersred 92.1.2 Các phương pháp đồ hoa o.cccceccccscssssessscsessssessscssssesesescssssesessssesseeeees 11

2.1.3 Line of Balance (LOB) cc eccccccccssssseecceeceeeeeeccceeceeeeeecceeeseeeseeeesaaeesees 122.2 Repetitive Scheduling Method (RSM) -ĂẶ TS, 132.3 Building Information Modeling (BIM) «S22 142.3.1 BIM là Øì? nọ vn 14

2.3.2 BIM - Nền tang cho Integrated Project Delivery (IPD) 15

2.3.3 Chi phí cho việc thực hiện BIM Ă SG Snn n9 s2 162.3.4 Trách nhiệm của các bên tham gia trong quá trình thực hiện dự án BIM

2.3.5 Công tác quan lý các mô hình BÌM - Ăn 172.3.6 Các ứng dụng của BÍÌÌM - ng 17

2.4 Sự kết hợp của 4D-BIM và phương pháp lập tiến độ lặp 19CHUONG 3 LẬP TIEN DO LẶP ĐỊNH HƯỚNG BỞI TÀI NGUYEN 21

3.1 Giới thiệu <5 St E1 151112151511 1115 111111110111 11 0111110101111 x0 21

3.2 Dữ liệu đầu vào cho quá trình lập tiễn độ lặp - 5-55 c<5s55¿ 223.3 Nguyên nhân gây ra các mối quan hệ theo phương đứng 23

3.4 Sự luân lưu tài nØuyÊN G0 HH ke 23

3.5 Chuyển ràng buộc về giới hạn tài nguyên thành ràng buộc về mối quan hệ

ITA CAC CONG TÁC Họ 26

3.6 Bước nhảy trong mối quan hệ trước saul eseseseseseseseeseseeeeeeeees 273.6.1 Mối quan hệ không có bước nhảy - ¿25-52 2 2 s+s+£+£z£ezecx2 273.6.2 Mối quan hệ với bước nhảy âm 5-52 252222 £E£E£EzEerrsred 283.6.3 Mối quan hệ với bước nhảy dương - + ¿2s + 2z £s+s+s+ezrrsrx¿ 283.6.4 Mối quan hệ kép ngược hướng (mối quan hệ tương hỗ) 293.6.5 Mối quan hệ kép cùng hướng ¿ - 2 2 2 2+E+E+E2E£E£Erteeererered 293.7 Giải thuật lập tiễn độ lặp ¿ - 5-52 S223 3S 2E 1 1115111212111 Ecxck 303.7.1 Trường hop 1 — Không có mối quan hệ theo phương đứng với các công

;190910911585019 200757 30

3.7.2 Trường hop 2 — Tôn tại mối quan hệ tương hỗ -5-5- 313.7.3 Trường hop 3 — Tôn tại mối quan hệ kép cùng chiêu -. 333.8 Biểu diễn tiễn độ lặp ở dạng tiến độ ngang -. 2555cc+cccscscs¿ 343.8.1 Trinh tự chuyển đổi tiễn độ xiên sang tiến độ ngang 353.8.2 Ưu và nhược điểm của tiễn độ ngang ¿ -5- + 2 2 s+s+esesrrers¿ 35

3.9 Ví dụ minh họa (2222333313111 9911111111111 11 nnnrrrrg 37

CHƯƠNG 4 MÔ HÌNH 4D BIM -.-56-5cc2cxtsrxtsrtrrrrrrrrrrrirrrrrre 4I

4.1 Quá trình xây dựng mô hình 4D - (<< 199 1 ng ke 44.1.1 Giai đoạn 1 - Xây dựng mô hình 3D-BIM ««<<«<+2 4

4.1.2 Giai đoạn 2 - Lập co câu phân chia công việc (WBS) - 424.1.3 Giai đoạn 3 - Xây dựng cơ câu thứ bậc các phân tử trong mô hình 4D-

4.3 Các ứng dụng của mô hình 4D-BIM - 5S sssssseeks 64

4.3.1 Trực quan hóa kế hoạch thực hiện ¿5 + + +62 eEsEsEsezesesee 644.3.2 Tự động bóc tách khối lượng - - 2 255 ++££E£E£E+EzEerererereeree 66CHƯƠNG 5 KET LUẬN -. SG c1 E E112 1E 1g vn ng reg 685.1 KẾT luận G111 1S 11121 1T 11111111 TT g1 ng ng ngu rkg 685.2 Giới hạn và hướng phat triỂn - ¿+ + + 2 2 +E+E+E+E£EE£EcErEeErrerkrsred 70TÀI LIEU THAM KHHẢO - -G- + 6E EE E912 ESESESESESEEvEsEskrkeeseree 72

lil

DANH MỤC CAC BANG BIEU

Bảng 2.1 Các phương pháp đồ thị dé lập tiễn độ dự án lap (Huang va Sun, 2006)

Bảng 2.2 Sự khác biệt về chỉ phí khi dự án được thực hiện theo BIM và không

BIM (BIM and Construction Authority, 2 Ï'2) S535, 17Bảng 2.3 Ma trận trách nhiệm của các bên trong dự án BIM theo giai đoạn 20

Bang 3.1 Các thông số của dự án minh hoa 5- 5-5-5 +c+£+£+£s£srreei 37Bang 4.1 Mối quan hệ giữa loại công tác và khối lượng thi công 49Bảng 4.2 Các thông số của dự án minh hoa 5- 5-5-5 +c+£+£+£scsrreei 57

IV

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 So đỗ mạng truyền thông cho dự án lặp (Huang và Sun, 2006) 2Hình 1.2 So đồ mạng cho dự án lặp với day đủ các mối quan hệ 3Hình 2.1 Sơ đồ mạng cho dự án lặp - - - - ( ( c1 111v x2 10Hình 2.2 Tiến độ thi công được biểu diễn theo phương pháp LOB (Arditi và

Albulak, 1986) - - Go re 12

Hình 2.3 Biểu diễn tiến độ thi công theo phương pháp RSM 14

Hình 3.1 Các giai đoạn sử dung tài nguyÊn - S Sư 23

Hình 3.2 Biện pháp luân lưu tam cốp pha va cây chống sàn 26Hình 3.3 Chuyển ràng buộc về tài nguyên vào sơ đồ mạng 27Hình 3.4 Không có mối quan hệ theo phương đứng - 5-5-5: 32Hình 3.5 Mối quan hệ âm theo phương đứng - + 2 25ss+£+£z£szs2 33Hình 3.6 Mối quan hệ dương theo phương đứng - 2 2 55-552: 34Hình 3.7 Tién độ ngang - - 25251 E2 E1 1 1115151121 11111 1111111 xe 35Hình 3.8 Tiến độ thực hiện (dạng thanh xiên) - ¿5-5 2 2 2 s+s+£z£zcscx2 38Hình 3.9 Tiến độ thực hiện (dạng thanh ngang) - 2 5 555+c+c<£scs2 38Hình 3.10 Giao điện chương trình lập tiễn độ trên nền Excel ¿ 39Hình 3.11 Giao diện chương trình lập tiễn độ được viết bang VB.Net 40Hình 4.1 Mô hình số 3D va sự phân dot, đoạn thi công -««- 42Hình 4.2 Cơ cau phân chia công viỆc - ¿2 - + 252 SE+E+E+E£E£EzEzEerrsred 43

Hình 4.3 Phân chia các phân khu thi cÔng «5 «<2 4

Hình 4.4 Cơ cau thứ bậc các phan tử (EBS) trong mô hình 4D-BIM 45Hình 4.5 Phân nhóm các ID của các phan tử 3D - 2 c2 s5s+scc+2 45

Hình 4.6 Phan tử công trình - ¿2 22 + E2 EE+E£E+E£EEEEEEEEEEeEeErrerkrkrree 46Hình 4.7 Phan tử phân khu - ¿2E + 2£ +E£E£E+E£EE£E£E£ESEEEEEErErEerersred 46Hình 4.8 Phan tử nhóm va phân tử công tác ¿5-5 c2 s+s+e+ezrrsre¿ ATHình 4.9 Mối quan hệ giữa các phan tử 3D, nhóm va công tác 47Hình 4.10 Tiến độ thực hiện một phan tử nhóm - 225 £cz£s+s2 49Hình 4.11 Tạo mối quan hệ giữa các phan tử công tác - -: 50Hình 4.12 Quy trình tong hợp xây dựng mô hình 4D-BIM 54Hình 4.13 Mặt bằng công trình -. ¿+ + + 2E +E£E+E£EEE£E£EeEeEErErkrkrerree 55

Hình 4.14 Mat đứng công trình - - - << 5G 11011 9x ngư 56

Hình 4.15 Sơ d6 mang ¿- - - SE 9E E3 3 E111 1111111511313 te, 58Hình 4.16 Giao diện nhập số phân khu - + 2 255£+£+£z££££+E+Ez£zzscx2 59Hình 4.17 Giao diện nhập dữ liệu phần tử nhóm - 2 + 2 2555522 60Hình 4.18 Giao diện nhập dữ liệu cho phân tử công tác - 61

Hình 4.19 Hình ảnh công trình tai thời tại ngày thứ IŠ - - 61

Hình 4.20 Các tiện ích xuất dữ liệu stress 62

Hình 4.21 Hình ảnh công trình ở ngày 15 SG Ăn he 62

Hình 4.22 Tiến độ thực hiện được biéu diễn dưới dạng thanh xiên và ngang 63Hình 4.23 Giao diện chọn thời đoạn của bản kế hoạch chỉ tiết - 64Hình 4.24 Trực quan hóa kế hoạch tuân và kế hoạch ngày - 65

VỊ

CHƯƠNG 1

GIỚI THIEU

Chương này trước tiên trình bay đặc điểm của các dự án lặp và các phương pháplập tiễn độ cho loại dự án này Mặc dù đây là chủ đề của nhiều nghiên cứu trênthế giới nhưng van còn tôn tại nhiều giới hạn Phan tiếp theo của chương trìnhbày cụ thể về những giới hạn của các nghiên cứu trước đây Sau cùng, chươngnày trình bày về khả năng ứng dụng của 4D-BIM trong việc quản lý dự án Từ

đó, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu được trình bày ở phân cuôi của chương.

1.1 Đặc điểm của dự án lặp

Trong ngành Xây dựng, các dự án như nhà cao tang, cầu, đường, đường ống,ham thường được phân chia thành những phân khu (tang, nhịp, đoạn ) tươngtự nhau Các phân khu này sẽ được thi công lần lượt cho đến khi hoàn thànhtoàn bộ công trình Do vậy các công tác cần thiết để hoàn một phân khu đượclặp đi lặp lại từ phân khu này sang phân khu khác Các dự án có đặc điểm như

trên được gọi chung là dự án lặp.

Thông thường mỗi loại công tác chỉ được phụ trách bởi một tổ đội thi côngchuyên nghiệp Do đó, để hoàn thành toàn bộ công trình các tổ đội công nhânphải di chuyền từ phân khu này sang phân khu khác Trong thực tế, các nhà thầumong muốn quá trình di chuyển các tô đội thi công được diễn ra một cách liêntục mà không có bất kỳ gián đoạn nào Quá trình làm việc liên tục giúp giảm

Legendbetween activities

lưu trữ tạm các dụng cụ thi công và vật tư Ngoài ra, quá trình làm việc liên

tục giúp nâng cao năng suất lao động nhờ ảnh hưởng của hiệu ứng học (Learningcurve effects) Từ đó làm cho dự án tiết kiệm được thời gian và chi phí Dé tốiđa hóa hai yếu tô này sự gián đoạn thường phải được tối thiểu hóa (Thabet và

Beliveau, 1994).

1.2 Cac phwong phap lap tién độ dw án lặp

CPM là phương pháp được sử dụng phố biến dé lập tiến độ Phương pháp nàycũng được dùng cho các dự án có các công tác lặp lại với nhiều biến thể khác

nhau tùy thuộc vào đặc trưng của dự án (O'Brien et al., 1985) Tuy nhiên, việc

ứng dụng phương pháp này có rất nhiều khuyết điểm như có quá nhiều công tác

2

(Reda, 1990, Yamin và Harmelink, 2001).

Nhan thay những han ché ctia viéc str dung CPM cho các dự án lặp, từ nhữngnăm 1970 nhiều nghiên cứu đã được thực hiện dé phát triển những phương phápđồ họa dành riêng cho loại dự án nay Phương pháp đồ họa biểu diễn các côngtác ở dạng các đoạn thăng trên một biểu dé gồm 2 trục: trục thời gian và trục vitrí Các phương pháp này bao gồm Velocity Diagram (Roech, 1972), Vertical

Production Method (O’Brien, 1975), Line of Balance (Arditi và Albulak, 1986,Carr va Meyer, 1974), Linear Scheduling Method (Chrzanowski Jr va Johnston,1986), Repetitive Project Scheduling (Reda, 1990) Những phương pháp nay

gia định rang thời gian thực hiện các công tác không đổi từ phân khu nay sangphân khu khác và tất cả các công tác được thực hiện một cách liên tục Tuy

nhiên, thực té cho thay rang, các gia định nay khó có thể được thỏa mãn Harris

và Ioannou (1998) đã dé xuất phương pháp mới gọi là Repetitive Scheduling

Method — RSM Phương pháp này cho phép sự thay đổi thời gian thực hiện từngcông tác và cho phép sự không liên tục tài nguyên đối với một số công tác nhấtđịnh Ngoài ra, một số tác giả sử dụng mô phỏng sự kiện rời rac (DES) dé lậpvà toi ưu tiễn độ lặp như Liu et al (2005), Hijazi (1989), Srisuwanrat và Ioannou

(2007), Srisuwanrat et al (2008).

1.3 Hạn chế của các phương pháp lập tién độ lặp

Mặc dù đã được nhiều tác giả tập trung nghiên cứu, nhưng các phương pháp

nều trên vần còn một sô hạn chê sau.

Thứ nhất, trong sơ đồ mạng chỉ kế đến mối quan hệ theo phương ngang giữa 2

công tác khác nhau (ví dụ, Al và B1) ở cùng một phan khu va mối quan hệ theo

phương đứng giữa hai công tác giống nhau (vi dụ, Al và A2) thuộc 2 phân khuliên tiếp (xem Hình 1.1) Trong khi đó, thực tế cho thay rang, ngoài 2 mối quanhệ như trên còn có mối quan hệ theo phương đứng giữa 2 công tác khác nhauthuộc hai phân khu khác nhau Trong mối quan hệ nay, công tác đứng trước cóthé năm ở tang dưới (phân khu trước) hoặc năm ở tang trên (phân khu sau) tùythuộc và yêu cầu kỹ thuật Ví dụ, công tác cốt thép cột chưa thé bat đầu néu nhưcông tac cốp pha hoặc công tác bê tông sàn tang ngay bên dưới chưa kết thúc.Hình 1.2 minh hoa sơ đỗ mạng của dự án lặp trong đó có kế đến các mối quanhệ theo phương đứng giữa 2 công tác khác nhau (được thể hiện băng các mũitên nét đứt) Van dé này cũng được dé cap trong nghiên cứu được thực hiện bởiThabet và Beliveau (1994) Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ mới xét đến trường

hợp công tác đứng trước năm ở tâng trên so với công tác đứng sau.

Giới hạn thứ hai là chưa xét đến ràng buộc về mặt tài nguyên Các phương pháptrên giả định về sự sẵn có của tai nguyên và sẽ được cung cấp day đủ theo tiễnđộ đã lập Do đó, quá trình lập tiễn độ chỉ quan tâm các ràng buộc về mối quanhệ giữa các công tác và ràng buộc về sự liên tục Tuy nhiên, thực tế cho thay cómột số tải nguyên sẽ được cung cấp theo nhu câu, và một số tài nguyên sẽ có sốlượng giới hạn và được tái sử dụng nhiều lần Ví dụ, cốp pha là một trong nhữngloại tài nguyên như vậy Với phần lớn chi phí dồn vào công tác cốp pha, nêncác nhà thầu đều mong muốn giảm thiểu tối đa số lượng cốp pha cần sử dụngđể thi công công trình, tức là tối đa hóa số lần luân chuyên cốp pha Khi đó,giữa hai điều kiện ràng buộc về sự liên tục và số lần luân chuyển tài nguyên sẽ

được xem xét va chọn phương án có lợi nhât về mặt chi phi va thời gian.

1.4 Khả năng ứng dung cua mồ hình 4D-BIM

Mô hình 4D là một mô hình tích hợp tiến độ thi công vào mô hình 3D thôngthường Trong mô hình nay, các phan tử không những chứa những thông tin vềkích thước hình học trong không gian ba chiều ma còn chứa các thông tin vềthời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình thi công các cau kiện Với khả năng ứngdụng lớn, công nghệ này thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu và cáccông ty phần mềm trên thế giới (Russell et al., 2009)

Tổng quan về công nghệ 4D cũng đã được các nhà nghiên cứu tổng kết ở cáckhía cạnh lợi ích và những trở ngại khi áp dụng Phần này của luận văn tổnghợp ngắn gọn những nét chính về công nghệ 4D từ các phan tong quan của một

sô bài việt đăng trên các tạp chí uy tín.

Trước tiên, mô hình 4D-BIM cho thay kha năng ứng dụng da dạng trong nhiềugiai đoạn của quá trình thực hiện dự án Mô hình này có thể được sử dụng bởingười lập kế hoạch, kỹ sư để xem tiễn độ một cách trực quan Từ đó giúp họ cóthé dé dang phát hiện ra những vị trí xung đột về không gian làm việc dé kịpthời hiệu chỉnh hoặc lựa chọn phương án thiết kế Ngoài ra, công nghệ 4D-BIMcòn được sử dụng dé đánh giá và lựa chọn phương án thi công, ước tính chi phí,nhu cầu nguồn lực, tối ưu mặt băng thi công hay dé huấn luyện những người lậpkế hoạch và kỹ sư chưa có kính nghiệm (Mahalingam et al., 2010) Nhờ vậy,mô hình 4D hứa hẹn trở thành công cụ đắc lực giúp nâng cao hiệu quả trong

việc phôi giữa các bên.

Tuy nhiên, việc sử dụng công cụ này vẫn còn hạn chế do một số trở ngai sau.Thứ nhất, quá trình xây dựng mô hình còn phức tạp và khó khăn, đặc biệt khiđược áp dung ở giai đoạn có mức độ chi tiết cao (Russell et al., 2009) Thứ hai,

việc sử dụng chương trình mô phỏng 4D như là một công cụ riêng biệt, chưa

được tích hợp vào những quy trình quản lý dự án hiện hành cũng góp phân cản

trở quá trình ứng dụng công nghệ này trong ngành công nghiệp xây dựng Thứ

3, công nghệ 4D hiện tại hầu hết chỉ áp dụng ở giai đoạn nghiên cứu khả thi haygiai đoạn thiết kế Do đó, cần thiết phải tăng cường sự hiện diện của nó trong

giai đoạn thi công Theo Mahalingam et al (2010), một mô hình 4D dựa vào

tiễn độ theo kế hoạch và tiễn độ theo thực tế dé thé hiện sự tiến triển của dự ánở những thời điểm nhất định cần được phát triển

1.5 Quy m6 và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào hai mục tiêu sau:

(1) Phát triển một phương pháp lập tiến độ mới cho dự án lặp Phương pháp nàygiúp xác định tiễn độ thực hiện của các công tác khi mà tài nguyên của dự án bịgiới hạn và được tái sử dụng nhiều lần

(2) Xây dựng mô hình 4D-BIM, một mô hình tích hợp tiến độ vào mô hìnhkhông gian 3 chiều 3D-BIM

1.6 Cau trúc cua luận văn

Luận văn này được cau thành bởi 5 chương, bat đầu bởi chương này Nội dungtóm tắt của từng chương như sau:

Chương 1 trình bay đặc điểm của dự án lặp, các phương pháp lập tiễn độ lặp vàhạn chế của chúng Ngoài ra, các lợi ich của mô hình 4D cũng được dé cap trong

chương nay Từ đó nêu lên các mục tiêu và phạm vi nghiên cứu cua luận van.

Chương 2 cung cấp một cái nhìn tổng thé về các nghiên cứu trước đây liên quanđến các chủ đề như phương pháp lập tiến độ lặp, BIM và mô hình tích hợp 4D-BIM với phương pháp lập tiễn độ lặp

Chương 3 mô tả quá trình phát triển phương pháp lập tiến độ lặp định hướng

bởi tài nguyên Bên cạnh đó, một ví dụ minh họa cho việc sử dụng phương phápnày được đưa ra ở phân sau của chương.

Chương 4 trình bày quá trình tích hợp tiến độ vào mô hình 3D để tạo thành mô

hình 4D Sau đó, một một dự án giả định được áp dụng để minh họa quá trìnhxây dựng mô hình 4D trong phần mềm Revit Structure Qua đó, các ứng dụngcủa mô hình này như trực quan hóa tiễn độ, trực quan hóa dòng di chuyển của

nhân công và tự động bóc tách khôi lượng được nêu lên ở phân cudi của chương.

Chương 5 tổng kết những kết quả chính tìm được trong quá trình nghiên cứu và

sau đó nêu lên những giới hạn cũng như hướng phát trién của đê tai.

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN

Chương nảy tổng kết những nghiên cứu trước đây liên quan đến phương pháplập tiến độ dự án lặp và ứng dụng của BIM trong quá trình thực hiện dự án.Trước tiên chương này trình bày ưu và nhược điểm của các một số phương pháplập tiễn độ cho dự án lặp Sau đó, các ứng dụng của BIM nói chung và 4D-BIM

nói riêng được néu lên ở phân cuôi của chương.

2.1 Các phương pháp lập tiễn độ cho dự án lặp

2.1.1 Phương pháp sơ đồ mạng CPM

CPM là một phương pháp lập tiễn độ được phát triển và giới thiệu vào nữa saucủa thập niên 50 bởi Morgan R Walke Trong phương pháp nay, một sơ dé

mạng được sử dụng dé biéu diễn toàn bộ các công tac va mối quan hệ trước sau

giữa chúng Thông qua hai lượt tính “Forward” và “Backward” tất cả các thôngsố của sơ dé mạng như khởi sớm - kết sớm, khởi muộn - kết muộn và thời gian

dự trữ của từng công tác cũng như của của toàn dự án sẽ được xác định.

Tuy nhiên, việc áp dụng CPM để lập tiễn độ cho dự án lặp gặp phải một số hạnchế như sau Thứ nhất, sơ đồ mạng có SỐ lượng công tác lớn do việc thực hiện

lặp đi lặp lại từ phân khu này sang phân khu khác Thứ hai, việc tính toán thờiđiêm bat dau va kêt thúc công tác được tính toán với giả định về sự săn có của

đó, điêu kiện về sự liên tục của các tô đội không được đảm bảo

Hình 2.1 minh họa sơ đồ mạng cho một dự án lặp gồm có 5 công tác được lặp

lại ở 3 phân khu Trong vi dụ này, các công tác A, B và D được đảm bao tính

liên tục, trong khi 2 công tác C và E bị gián đoạn khi di chuyển từ phân khu 1

sang phân khu 2.

10

Bang 2.1 Các phương pháp đồ thị dé lập tiến độ dự án lặp (Huang và Sun,

2006)

Tác gia Phương pháp | Tốc độ | Đa tài Tất cả

thi công | nguyên | các công

có thể được gan | tác đềuthay đối | vào một | liên tục

công tác

Carr và Meyer | LOB N Y(1974)

O’Brien (1975) VPM N N YSelinger (1980) Const planning Y N Y

Johnston (1981) LSM Y N Dé nghiStradal và Cacha | Time space Y N Dé nghi

(1982) schedulingArditi va Albulak | LOB N N Y(1986)

Chrzanowski va | LSM Y N Y

Johnston (1986)Reda (1990) RPM N N YEl-Rays va Moselhi | Resource driven | Y N N

(1998) schedulingHarmelink va | Linear N N Y

Rowings (1998) Scheduling

ModelHarris va loanou | RSM Y N N(1998)

Hegazy va Wassef | Repetitive N N N(2001) nonserial activity

scheduling

2.1.2 Các phương pháp đồ họa

Đề khắc phục các nhược điểm về số lượng các công tác trong sơ đồ mạng vàkhông đảm bảo tính liên của các tổ đội thi công khi sử dụng CPM để lập tiễn độcho dự án lặp, nhiễu phương pháp khác nhau, được liệt kê ở bảng Bảng 2.1,được phát triển dành riêng cho loại dự án này Các phương pháp này có đặcđiểm chung là biéu diễn các công tác trên một đồ thị với 2 trục thời gian và địađiểm Tuy nhiên mỗi phương pháp lại có những đặc điểm và phạm vi ứng dụng

II

khác nhau.

Các phan tiếp sau đây trình bay cụ thé hơn về 2 phương pháp tiêu biểu nhất đó

là LOB va RSM, như sau.

2.1.3 Line of Balance (LOB)

Trong phương pháp nay tiến độ thực hiện dự án được biểu diễn trên một đồ thịgồm hai trục thời gian và vị trí như Hình 2.2 Trong đó:

° Mỗi thanh xiên biểu diễn một công tác (A, B, C hay D) của dự án với bề

rộng của nó tương ứng với thời gian thực hiện của công tác đó trong một phânkhu.

° Mỗi thanh ngang tại một tung độ (tương ứng phân khu) bat kỳ có hoanhđộ của điểm dau và cuối tương ứng với thời điểm bat đầu và kết thúc công việc

trong phân khu đó.e Độ dôc của môi thanh xiên biêu diễn toc độ thi công theo kê hoạch.

(a) TIME, t (b) TIME, 1

Hình 2.2 Tiến độ thi công được biểu diễn theo phương pháp LOB (Arditi va

Albulak, 1986)

° Thời điểm kết thúc của công tác cuối cùng ở phân khu cuối cùng quyếtđịnh thời điểm kết thúc của dự án.

e Trong trường hợp có nhiều tô đội cùng thực hiện một công tác thì cácthanh ngang của công tác đó sẽ được ký hiệu hoặc ghi chú để phân biệt vị trílàm việc của từng tổ đội theo thời gian

Các giả định được sử dụng trong phương pháp nay bao gồm:

e Tốc độ thi công của từng tô đội được được duy trì không đôi.e Nhân công va thiết bị làm việc liên tục xuyên suốt quá trình thực thi công

Phương pháp này đảm bảo tính liên tục của các tô đội thi công trong khi vân giữmôi quan hệ trước sau giữa các công tác trong cùng một phân khu thi công, vàcung cap một cách biéu diên tiên độ cho các dự án với sô lượng các phân khulớn.

2.2 Repetitive Scheduling Method (RSM)

Phương pháp nay được Harris và Ioannou (1998) giới thiệu sau khi tong hopcác phương pháp lập tiến độ dự án lặp đã có trước đó Trong phương pháp nàytiễn độ thi công cũng được thể hiện trên một biểu đồ gồm hai trục thời gian vatrục vị trí, tương tự như phương pháp LOB Mỗi công tác ở một phân khu thicông nhất định được biéu diễn bang mot doan thang có điểm bat đầu và kết thúctương ứng với thời điểm bắt đầu và kết thúc công việc, như Hình 2.3

13

#3517=O #1=O #2#3

Hình 2.3 Biểu diễn tiến độ thi công theo phương pháp RSMViệc đảm bảo điều kiện liên tục cho tất các công tác sẽ làm gia tăng thời gian

thực hiện dự án Do đó, phương pháp này cho phép sự không liên tục của một

số công tác không can thiết Day là điểm khác biệt của phương pháp nay so vớiphương pháp LOB Ngoài ra, độ dốc của các đoạn thăng đại diện cho các phânkhu khác nhau của cùng một công việc có thể khác nhau Điều này đồng nghĩarang tốc độ thực hiện (tinh bằng số phân khu/thời gian) của một tổ đội nao đócó thể khác nhau ở các phân khu khác nhau

2.3 Building Information Modeling (BIM)

2.3.1 BIM là gì?

BIM thực sự không chỉ là phần mềm như nhiều người vẫn nghĩ BIM thực ra làmột cách thức thực hiện dự án, trong đó, các thông tin liên quan đến dự án đượclưu trữ và quản lý trong các mô hình số được gọi là các mô hình BIM Nhờ vậy,nó góp phần nâng cao hiệu quả trong việc phối hợp giữa các bên và tạo điềukiện cho sự tham gia đầy đủ của các bên ngay từ giai đoạn đầu của quá trình

14

thực hiện dự án.

Tùy theo nhu cầu sử dụng, các mô hình số này có thể chứa nhiều hơn các thôngtin 3 chiều (3D Model), và khi đó chúng sẽ có các tên gọi khác như 4D (chứathông tin về thời gian); hay 5D (thời gian và chi phi)

2.3.2 BIM - Nền tảng cho Integrated Project Delivery (IPD)

Integrated Project Delivery (IPD) được tạm dịch là phương thức thực hiện dự

án tích hợp Đây là là một phương pháp tích hợp nhiều người, nhiều hệ thống,nhiều cơ cấu kinh doanh vào một quy trình duy nhất trong đó mọi thành viêncùng phối hợp để tối ưu hiệu quả dự án, tăng giá trị cho chủ đầu tư, giảm thiểulãng phí, tăng hiệu quả trong tất cả các giai đoạn thiết kế, chế tạo và thi công

(AIA) (2007).

Theo Kent và Becerik-Gerber (2010), trong phương pháp thực hiện dự án truyềnthống, chủ dau tư thường phải có 2 hợp đồng riêng biệt được ký kết với tư vanthiết kế và nhà thầu Khi IPD được áp dụng, chỉ có 1 hợp đồng duy nhất chotoàn bộ dự án và đồng thời được ký bởi chủ dau tư, tư vấn thiết kế, tong thầu vacác bên khác liên quan đến dự án Đây là loại hợp đồng cho phép hiện thực hóamục tiêu tối đa hóa hiệu quả phối hợp giữa các bên của phương thức IPD Ngoàira, loại hợp đồng này đảm bảo rằng tất cả các thành viên trong nhóm sẻ thựchiện dự án cùng hướng đến thành công chung của dự án và cùng chia sẻ rủi ro.Điều này khác so với phương pháp truyền thông khi mỗi bên đều muốn tối đa

hóa lợi ích và tôi thiêu hóa rủi ro của riêng họ.

15

Như vậy, BIM có thể được xem là một nền tảng cho quá trình ứng dụng phươngthức IPD nhăm mục đích tăng cường sự phối hợp giữa các bên và giảm thiểucác sai sót trong giai đoạn thiết kế.

2.3.3 Chỉ phí cho việc thực hiện BIM

Theo số liệu được cung cấp trong cuốn Singapore BIM Guide (2012), BIMkhông làm gia tăng chỉ phí của toàn dự án Bảng 2.2 dưới đây cho thấy, các dựán thực hiện theo BIM có chỉ phí tăng 5% ở giai đoạn thiết kế và giảm 5% ở

giai đoạn thi công so với dự án không thực hiện theo BIM Tuy nhiên, lợi ích

của BIM đó là việc giảm thiểu rủi ro sai sót trong giai đoạn thiết kế (BIM and

Construction Authority, 2012) Đây là một trong những nguyên nhân phải lam

lại gây thiệt hại chi phí lớn so với các nguồn khác (Hwang et al., 2009)

Như vậy việc có thực hiện BIM không làm gia tăng tong chi phí của dự án Tylệ chi phí chỉ được phân phối lại, dành nhiều hơn ở phan thiết kế và được tiếtkiệm ở giai đoạn thi công Tuy nhiên, cái lợi ở đây chính là việc giảm thiểu cácrủi ro về việc gia tăng khối lượng và trì hoãn ngày hoàn thành dự án do các lỗilầm ở giai đoạn thiết kế gây ra

2.3.4 Trách nhiệm của các bên tham gia trong quá trình thực hiện dự án

Bảng 2.2 Sự khác biệt về chỉ phí khi dự án được thực hiện theo BIM và không

BIM (BIM and Construction Authority, 2012)

Giai doan % chi phi thay doi

(khi chuyền từ non-BIM sang BIM)Thiét ké kha thi +2.5

Thiết kế chỉ tiết +2.5Đấu thầu 0GIAI DOAN THIẾT KE +5

Thi công -5Hau thi cong 0

GIAI DOAN THI CONG -5Tổng phân trăm thay đổi 0

xây lắp có thé tham gia cùng phối hợp ngay từ giai đoạn thiết kế ý tưởng Điềunày cho phép các nhóm thiết kế có thé đón nhận các ý kiến phản hỏi lẫn nhauvà các phản hồi từ phía nhà thâu Từ đó, bản thiết kế cuối cùng mang tính toàndiện khi có thể xét đầy đủ các khía cạnh của công trình

2.3.5 Công tac quan lý các mô hình BIM

Đề đảm bảo quá trình xây dựng, sử dụng các mô hình BIM được hiệu quả, mộtngười quản lý BIM (BIM manager) có thể được chỉ định Người quản lý BIMđược chon ra từ tô thiết kế dé đại diện cho chủ đầu tư dé tổ chức, kiểm soát quá

trình thực hiện BIM.

2.3.6 Các ứng dụng cúa BIM

Mô hình BIM có thể được sử dụng vào các mục đích sau:

Trực quan hóa: BIM có thé cung cấp một cái nhìn trực quan trong không gian3 chiều Người xem có thé hình dung rõ rang hơn và nhanh chóng hơn sản phẩm

17

cuôi cùng trông như thê nào Từ đó, góp phân hồ trợ các nhà thiết kê trong việclựa chọn các phương án bô trí không gian Ngoài ra, nó còn g1úp nâng cao hiệuquả trong việc trao đôi và phôi hợp giữa các bên.

Phát hiện các lỗi xung đột: Trong giai đoạn thiết kế, thường phải có sự hợp táclàm việc của các bên như kiến trúc, thiết kế kết câu, thiết kế M&E Mỗi bêntham gia sẽ chịu trách nhiệm thiết kế phần công trình liên quan đến chuyên môncủa họ Nếu như, các thiết kế này được trình bày trên các bản vẽ 2D, sẽ là ratkhó cho ho dé có thé phát hiện ra những vi trí không gian ma tại đó dự định sẽcó hai hay nhiều bộ phần khác nhau Vấn đề này sẽ được cải thiện một khi cácthiết kế này được trình bảy bằng các mô hình số 3D Khi nảy, sức mạnh củamáy tính có thể được tận dụng để hỗ trợ phát hiện ra các xung đột không giangiữa các bộ phận công trình Từ đó, giúp giảm thiểu những sai sót thiết kế trướckhi bắt đầu thi công thực tế

Uớc tinh chi phí: Việc sử dụng BIM giúp quá trình ước tính chi phí tiết kiệmthời gian, chỉ phí và giảm thiểu các sai sót Theo phương pháp truyền thống.bước đầu tiên là quá trình bóc tách khối lượng từ các bản vẽ 2D của bên kiếntrúc và kết cau Day là giai đoạn chiếm từ 50%-80% (nguồn: AutoDesk) tổngthời gian cần thiết cho quá trình xác định chỉ phí của dự án và khó đảm bảo tínhchính xác so với bản vẽ thiết kế Bang việc sử dung BIM, người su dung có thétrích xuất khối lượng, số lượng và kích thước trực tiếp từ các mô hình số Dođó, các thông tin về khối lượng luôn tương thích với số liệu thiết kế Ngoài ra,bat kỳ sự thay đồi nào từ thiết kế cũng được tự động cập nhật đến bang tổng hop

18

khối lượng, số lượng và kích thước.

2.4 Sự kết hợp của 4D-BIM và phương pháp lập tiến độ lặp

Những năm gan đây, khi mà phương pháp lập tiễn độ lặp dan cho thay tính ưuviệt của nó so với phương pháp CPM truyền thống khi lập tiến độ cho các dựán lặp, một vài nghiên cứu đã được thực hiện để xây dựng mô hình 4D sử dụngphương pháp lập tiến độ lặp với nhiều mục đích khác nhau ở những giai đoạn

khác nhau của quá trình quản lý dự án.

Các mô hình 4D được phát triển bởi Russell et al (2009), Staub-French et al.(2008) chu yếu để trực quan hóa tiễn độ thi công Trong khi Kang et al (2013)ứng dụng để trực quan hóa các thông tin về những rủi ro trên công trường Ngoài

ra, Jongeling và Olofsson (2007), Wang et al (2004) lại khai thác mô hình 4D

ở khía cạnh quản lý nguồn lực nhờ vào việc trực quan hóa vị trí thi công và sơđồ di chuyển của từng tổ đội thi công Trong giai đoạn thực hiện kiểm soát quá

trình thi công, một nghiên cứu được thực hiện bởi Elbeltagi và Dawood (2011)

tích hợp mô hình 4D-BIM và hệ thống thông tin địa lý GIS để hỗ trợ công táckiểm soát và theo dõi sự tiễn triển của dự án khi kết hợp hình ảnh thực té trên

công trường vào mô hình.

Ngoài ra mô hình 4D được phát triển bởi (Zanen et al., 2013) dé trực quan hóanhững ảnh hưởng của quá trình xây dựng các dự án đường cao tốc đến môitrường xung quanh về mặt thời gian và không gian Từ đó, hỗ trợ công tác lựachọn phương án thi công khi có thể đánh giá một cách trực quan sự tác động

19

của từng trường hợp đối với cộng đồng xung quanh.

Bảng 2.3 Ma trận trách nhiệm của các bên trong dự án BIM theo giai đoạn

Cung cap Bat đâu thiết mô | Phản hôi về | Phản hôi cácthông tin về hình kế tong các yêu cầu | yêu cau về chỉhình dạng, mặt bằng của công phí và tiễn độ*

kết cầu và quản độ*

lý thi công

Xét duyệt Tiếp tục hoàn Hoàn chỉnh | Xây dựng mô

chỉnh mô hình, | mô hình thiết | hình môthực hiện kết kế phỏng, dựhợp các mô hình toán và tiễn

độ*Hoàn thiện m6 | Hoàn thiện Hoàn chỉnh

hình, hồ sơ đấu | mô hình thiết | mô hình thithầu kế, hồ sơ dau công, dự toán,

thầu tiễn độ, quản

Kiểm tra mô Kiểm tramô | Xây dựng mô

hình hoàn công | hình hoàn hình hoàn

công công

Thúc đây các | Chuyên giao hô | Chuyến giaođơn vị tưvẫn | sơ hồ sơ

chuyên giaohô sơ

* Chi áp dụng cho dự án Ti hiết kế- Thị công, nhà thâu chính được chọn từgiai đoạn thiết kế ý tưởng

20

CHƯƠNG 3

LẬP TIẾN ĐỘ LẶP ĐỊNH HƯỚNG BỞI TÀI NGUYÊN

Trước tiên chương nay trình bày về các nguyên nhân gây ra các mối quan hệtheo phương đứng giữa các công tác Trong đó, vẫn đề luân lưu tài nguyên làmột trong những nguyên nhân chính sẽ được nhấn mạnh Sau đó, chỉ tiết vềphương pháp lập tiến độ đề xuất được trình bày ở phan tiếp theo Cuối cùng,chương nay kết thúc bang một vi du minh họa cho việc sử dụng phương phápdé xuất dé lập tiễn độ thi công dự án lặp

3.1 Giới thiệu

Khi thi công nhà cao tầng, công trình thường được chia theo phương đứng thành

các phân dot và chia theo phương ngang thành các phân đoạn Trong luận vănnày một phân đoạn thi công trong một phân đợt được gọi chung là một phân

khu thi công Để hoàn thành một phân khu nao đó, thường phải hoàn thànhnhiều công tác khác nhau theo một trình tự nhất định Trình tự thực hiện nàyđược quyết định bởi các yêu cầu về kỹ thuật và t6 chức Mối quan hệ này đượcgọi là mỗi quan hệ theo phương ngang Trong thực tế, ta còn bắt gặp các mốiquan hệ giữa hai công tác ở 2 phân khu thuộc các tầng khác nhau Các mỗi quanhệ này gọi là các mối quan hệ theo phương đứng

Giữa hai công tác bất kỳ có thé tồn tại cả hai mối quan hệ theo phương đứng va

ngang Chiêu của hai môi quan hệ này có thê giông hoặc trái ngược nhau Một

21

công tác có thé đóng vai trò là công tác đứng trước khi xét theo phương ngang

nhưng lại là công tác đứng sau khi xét theo phương đứng.

3.2 Dữ liệu đầu vào cho quá trình lập tiến độ lặp

Các thông số đầu vào của mô hình có thể được chia thành 2 nhóm thông tin sau:(1) khối lượng công việc cần phải thực hiện; (2) tốc độ thực hiện

Đôi với nhóm thông tin thứ nhât, dữ liệu về các công việc chính được rút ra từcác bản vẽ thiệt kê của dự án Dựa vào đó, danh sách và khôi lượng các công

việc phụ liên quan được xác định theo kinh nghiệm thực tiễn

Đề xác định dữ liệu cho nhóm thông tin thứ 2, thông thường các kỹ sư phải dựavào bộ dữ liệu của các công trình đã được thực hiện trong quá khứ Phép lay tritrung bình là một trong những phương pháp dé tìm các giá trị đầu vào Trongthực tế, tốc độ thực hiện của các tô đội không được giữ nguyên xuyên suốt quátrình thực hiện dự án Khi các tổ đội thi công thực hiện một cách liên tục, dướitác động của hiện tượng “học” tốc độ thực hiện của họ sẽ tăng dần theo thờigian Ngược lại, khi xảy ra các gián đoạn trong quá trình thực hiện, tốc độ thực

hiện sẽ bị giảm đột ngột do tac động của hiện tượng “quên” Tuy nhiên, trong

nghiên cứu này, hai hiện tượng trên không được xét đến và giả định răng tốc độthực hiện không đổi theo thời gian

Dựa vào dữ liệu của hai nhóm thông tin trên, thời gian thực hiện cho từng công

việc có thê được xác định theo công thức (1), như sau

22

— HẠT

rãAi

O đây: rpra là năng suất của đội thực hiện công tác A, Oai là khối lượng công

tác A ở phân khu thứ i, Tai là thoi gian thực hiện công tác A ở phán khu thứ i.

3.3 Nguyên nhân gây ra các mỗi quan hệ theo phương đứng

Một trong những nguyên nhân là do những rang buộc về mặt không gian Ví dụnhư quá trình thi công cột chưa thé bắt đầu nếu như công tác đồ bê tông sàn ởtầng ngay bên dưới chưa được thực hiện xong

Nguyên nhân quan trọng hơn đó là những ràng buộc về tài nguyên Tài nguyênđược sử dụng cho quá trình thi công xây dựng có thé được chia làm dang sau:(1) tài nguyên chỉ được sử dụng một lần duy nhất như thép, bê tông: và (2) loạitài nguyên được tái sử dụng nhiều lần như nhân công, cốp pha Trong trườnghợp công tác sử dụng loại tài nguyên thứ 2, nó chỉ có thể được bắt đầu nếu cácphân khu trước đó đã giải phóng tài nguyên Từ đặc điểm này, luận văn đã xâydựng một phương pháp lập tiến độ cho dự án lặp khi mà quá trình thực hiện cáccông tác được quyết định bởi ràng buộc về tài nguyên Phương pháp này được

trình bày ở các mục ngay sau đây.

3.4 Sự luan lưu tài nguyên

Quá trình sử dụng tài nguyên cho mộtcông tác nào đó thường trải qua 3 giaiđoạn: (1) giai đoạn nạp tài nguyên; (2)

Hình 3.1 Các giai đoạn sử dụng tài

nguyênguy 23

giai đoạn cho; (3) và giai đoạn giải phóng tai nguyên (như Hình 3.1) Trong đó,

giai đoạn đầu kéo dài đúng băng thời gian thực hiện của công tác Giai đoạn thứ

hai là khoảng thời gian chờ giải phóng tài nguyên và độ dài của giai đoạn này

phụ thuộc vào các ràng buộc về mối quan hệ trước sau giữa các công tác khácvới giai đoạn giải phóng tài nguyên Hai giai đoạn sau có thể có hoặc khônghoặc có thé kéo dài suốt quá trình tồn tại của công trình tùy vào đặc điểm củatừng loại tài nguyên, biện pháp thi công và theo các yêu cau kỹ thuật Một ví dụ

cho loại tài nguyên không có hai giai đoạn sau đó là nhân công Tài nguyên

nhân công được giải phóng ngay sau khi quá trình thực hiện công tác kết thúc.Trong khi đó, các tài nguyên như cốp pha, cây chống trải qua đây đủ cả 3 giaiđoạn trên với các giai đoạn tương ứng gồm lắp dựng cốp pha, chờ tháo cốp pha,và giai đoạn tháo dỡ cốp pha Cuối cùng, các ví dụ điển hình cho loại tài nguyênma thời gian sử dụng xuyên suốt thời gian tồn tại của công trình bao gồm bê

tong, cot thép, vữa, son

Xét về kha năng tái sử dụng trong qua trình thi công, tai nguyên có thé được

chia làm 2 loại: tài nguyên luân lưu và tài nguyên không luân lưu Tài nguyên

được xem luân lưu chỉ khi tông thời gian cả 3 giai đoạn của nó trong một lần sửdụng là một giá tri hữu han và bé hơn tong thời gian thực hiện công tác ở tất cảcác phân khu Các tài nguyên khác không có đặc điểm này được xem là tàinguyên không luân lưu và chỉ được sử dụng duy nhất một lần

Đối với các dự án lặp, các công tác thường được lặp đi lặp lại nhiều lần Do đó,nếu lượng tài nguyên chỉ đủ sử dụng trong một lần, thì quá trình thực hiện các

24

công tác sẽ không được liên tục vì thời gian sử dụng tài nguyên luôn luôn lớn

hơn thời gian thực hiện công tác Đề giảm thiểu các gián đoạn, một trong hai

giải pháp sau được áp dụng.

Giải pháp thứ nhất là tăng số lượng tài nguyên đủ để phục vụ công tác đượcthực hiện cùng lúc ở nhiều phân khu khác nhau Tuy nhiên, việc tăng như vậylàm tăng chi phí điều mà không dự án nào mong muốn Do vậy, lượng tài nguyên

thường được chọn trước sao cho cân đôi giữa hai yêu tô tiên độ và chi phí.

Giải pháp thứ hai là giảm thiểu tối đa thời gian của hai giai đoạn chờ đợi và tháolắp nhờ vào việc nâng cao chất lượng biện pháp thi công Sau đây là các ví dụvề các biện pháp làm giảm thời gian sử dụng tải nguyên được áp dụng trongngành xây dựng Một trong những giải pháp phô biến dé rút ngắn thời gian chờtháo cốp pha là sử dụng phụ gia ninh kết nhanh Bởi vì loại phụ gia này giúp rútngăn thời gian cần thiết để bê tông đạt đến cường độ cho phép trước khi tháocốp pha Ngoài ra, việc đưa vào sử dụng các hệ cốp pha tiên tiền như Kum Kangcũng làm rút ngăn đáng kề thời gian chờ Điểm nỗi bật của hệ cốp pha nay là nócho phép tháo dỡ trước các tắm cốp pha mà không cần phải tháo dỡ cây chongvà các thanh sườn Biện pháp này giúp thu hồi nhanh các tắm cốp pha vốn khôngcòn nhiều tác dụng sau khi bê tông đã ninh kết và đạt một cường độ nhất địnhbởi vì lúc này hệ thanh sườn và cây chống có đủ khả năng chống đỡ cho tâmsàn bê tông Nhờ vậy, số bộ ván khuôn được giảm thiêu so với số bộ cây chốngmà vẫn đảm bảo không làm gián đoạn quá trình thi công ở các phân khu sau.Quá trình luân lưu tam cốp pha va cây chống sản khi thực hiện theo biện pháp

25

Phânkhu 4Phân

khu 3

-Phânkhu 2

Phân

ng

‹ >

Hình 3.2 Biện pháp luân lưu tam cốp pha va cây chống sản

thi công này được trình bày ở Hình 3.2.

3.5 Chuyên ràng buộc về giới hạn tài nguyên thành ràng buộc về môi quan

hệ giữa các công tácDé xét dén ràng buộc về sự giới hạn của tài nguyên trong quá trình lập tiên độdự án lap, luận văn này dé xuât phương pháp chuyên hóa sự ràng buộc này vàosơ đồ mạng cua dự án lặp như sau.

e Bước 1: Tạo thêm công tác tháo dỡ tài nguyên cho mỗi công tác có sử dụngtài nguyên luân lưu vào sơ đồ mạng

e Bước 2: Đưa mối quan hệ trước sau di từ công tác tháo dỡ tài nguyên ở phânkhu dưới đến công tác nạp tài nguyên ở phân khu trên Trong đó, chênh lệch chỉsố giữa 2 phân khu trên và dưới đúng băng số bộ tai nguyên Ví dụ, nếu dự áncó k bộ cây chống thì sẽ có mối quan hệ trước sau giữa công tác tháo cây chốngở phân khu thứ với công tác lắp cây chống ở phân khu thứ (u+k)

Như vay, sự luân chuyển tài nguyên đã được chuyển hóa thành các mối quan hệ

26

Hình 3.3 Chuyến ràng buộc về tài nguyên vào sơ đồ mạngaa 8 —

theo phương đứng Hình 3.3 minh hoa sự chuyén hóa ràng buộc về sự luânchuyển tam cốp pha san và cây chống sản thành các mối quan hệ theo phươngđứng tương ứng Trong ví dụ này, số lượng bộ ván khuôn sản và cây chống sànlần lượt là 1 và 3 nên chênh lệch phân khu trong mối quan hệ giữa các công tác

theo phương đứng tương ứng là Ï và 3.

3.6 Bước nhảy trong mối quan hệ trước sau

Nếu như hai công tác A và B tôn tại mối quan hệ theo phương đứng về mặt thời

gian như sau: công tác A tại phân khu thứ ¡7 phụ thuộc vào công tác B tại phânkhu thứ 7, thì chênh lệch giữa hai giá trị 7 và 7 được định nghĩa là bước nhảy

trong mỗi quan hệ giữa hai công tác A và B, ký hiệu là sfepza Giá trị của stepcó thể dương, âm hoặc băng 0

3.6.1 Mối quan hệ không có bước nhảy

27