ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BIM TRONG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CẦU

1TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
----------

ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BIM TRONG THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG
CẦU

Giảng viên hướng dẫn : TS. Lê Hoàng An
Học viên thực hiện

:

Nguyễn

Đăng

Anh

Vũ

(2180302105)
Phan Duy Nam
Lớp

: QX2101

1

1

TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022

2

2


NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………

3

3


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU
Những năm gần đây, nhờ sự phát triển nhanh chóng về khoa học và cơng nghệ, nhiều công nghệ
mới đã được phát triển và ứng dụng vào trong ngành Xây dựng trên thế giới. Những công nghệ
mới này, ở các mức độ khác nhau, đã giúp tăng năng suất lao động, tính hiệu quả của cơng việc,
giảm lãng phí trong xây dựng. Trong số đó, Mơ hình thơng tin cơng trình (Building Information
Modeling, viết tắt là BIM) được ngành xây dựng của nhiều quốc gia và các học giả hàng đầu đánh
giá đang và sẽ là công nghệ chủ đạo trong nhiều thập niên sắp tới. BIM là q trình tạo lập và sử
dụng mơ hình thơng tin trong các khâu thiết kế, xây dựng, vận hành và bảo trì của cơng trình. BIM
khơng bó hẹp theo cách hiểu đơn thuần là tạo ra bản phối cảnh ba chiều của cơng trình sau khi
thiết kế xong. Thực tế, với vai trò là một cơ sở dữ liệu bao trùm tồn vịng đời của cơng trình BIM
chứa các mối liên hệ logic về mặt khơng gian, kích thước, số lượng, vật liệu các bộ phận của cơng
trình. Cùng với khả năng kết hợp thông tin các bộ phận cơng trình với các thơng tin về định mức,
đơn giá, tiến độ thi cơng, chi phí vận hành bảo trì. Khả năng hợp nhất thông tin từ tất cả các công
đoạn làm BIM ngày càng trở thành xu hướng tất yếu của ngành xây dựng để tối ưu hoá việc thiết
kế, thi cơng, vận hành và bảo trì cơng trình.
Qua thực tiễn nhiều năm áp dụng ở nhiều quốc gia, BIM đã được xem như là một công cụ hiệu
quả trong việc quản lý và chia sẻ thông tin giữa chủ đầu tư, kiến trúc sư, kỹ sư tư vấn, nhà cung
ứng và nhà thầu xây lắp. Sử dụng BIM để quản lý và chia sẻ thông tin về công trình giúp tăng
cường sự cộng tác, phối hợp giữa các thành viên của dự án, giúp đưa ra các phương án thiết kế và
biện pháp thi công tối ưu và phù hợp với yêu cầu của Chủ đầu tư ngay trong giai đoạn thiết kế.
Tại Việt Nam, hiện nay BIM chủ yếu được triển khai áp dụng cho các công trình kiến trúc, dân
dụng; trong lĩnh vực giao thơng chưa được phổ biến. Dù nhiều chủ đầu tư nhận thức được hiệu

quả của việc áp dụng BIM, đặc biệt là việc tiết kiệm chi phí trong thi cơng và trong vận hành
nhưng do một số rào cản như chi phí đào tạo và chi phí đầu tư ban đầu cho BIM khá cao dẫn đến
việc áp dụng công nghệ BIM cịn hạn chế. Các lợi ích điển hình của cơng nghệ BIM có thể kể đến
như:
- Nhanh chóng đưa ra nhiều phương án thiết kế để phân tích lựa chọn phương án
tối ưu;
- Phát hiện ra các sai sót thiết kế và các bất cập của biện pháp thi công để có giải
pháp trước khi tiến hành thi cơng ngồi cơng trường.
- Khả năng cung cấp dữ liệu nhanh chóng để kiểm tra khối lượng dự toán, giúp tự động hố các
cơng việc đo bóc khối lượng và lập dự toán;
4

4


- Xây dựng kế hoạch bảo trì cơng trình và tính tốn chi phí vịng đời cơng trình phục vụ đánh giá
hiệu quả đầu tư của dự án;
- Giúp xây dựng mơ hình và bản vẽ hồn cơng một cách chính xác;
Xuất phát từ những lý do nêu trên, chúng em lựa chọn đề tài này nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế,
giúp tìm hướng giải quyết được các vấn đề lãng phí, năng suất thấp và thiếu hiệu quả đang tồn tại
phổ biến hiện nay trong lĩnh vực thiết kế, xây dựng và quản lý cơng trình.

5

5


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG XÂY DỰNG
1. Giới thiệu về công nghệ BIM
1.1. Định nghĩa BIM

Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ là Building Information
Modeling/Model (BIM) đã xuất hiện trong ngành cơng nghiệp xây dựng, đó là cơng nghệ sử dụng
mơ hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích và truyền đạt thơng tin của cơng trình:
- Building: Cơng trình
- Information: Thơng tin
+ Hình học: Các kích thước dài, rộng, cao, khoảng cách giữa các cấu kiện cơng trình
+ Phi hình học: thơng tin về đặc tính sản phẩm, thơng số kỹ thuật.
- Modeling: Mơ hình, sử dụng các phần mềm (BIM Tools) để tạo lập các mơ hình thơng tin.
Tất cả các dữ liệu liên quan đến mơ hình cơng trình đều được lưu trữ tại CDE (Common
Data Environment) – môi trường trao đổi dữ liệu chung, nên các thành phần tham gia xây dựng sẽ
dùng dữ liệu này cho các giai đoạn từ thiết kế, thi cơng, hồn cơng và giúp quản lý cơng trình tốt
hơn (Facility Management).

Mơ hình BIM
Hiện nay có nhiều định nghĩa về BIM khác nhau trên thế giới, trong phạm vi đề tài, có thể
đơn cử ra 2 hướng định nghĩa được nhiều độc giả chấp nhận:
- Mơ hình thơng tin cơng trình (Building Information Model) “một mơ hình ảo 3D thơng
minh của cơng trình được xây dựng trên nền tảng kỹ thuật số bằng cách chứa toàn bộ dữ liệu cơng
trình vào một định dạng thơng minh có thể được sử dụng để phát triển việc tối ưu hóa việc xem
xét các phương án thiết kế cơng trình, qua đó giảm rủi ro và tăng giá trị trước khi quyết định lựa
6

6


chọn một phương án”; “một công cụ diễn họa và phối hợp trong ngành xây dựng và tránh các lỗi
sai và bỏ sót”; hoặc là “một thể hiện kỹ thuật số của tất cả các đặc điểm về mặt vật lý và cơng
năng của cơng trình, như vậy nó được dùng như một nguồn chia sẻ thông tin về công trình để làm
cở sở cho việc ra quyết định trong vịng đời cơng trình kể từ lúc lên ý tưởng”.
- Mơ hình hóa thơng tin cơng trình (Building Information Modeling) là “tiến trình tạo dựng

và sử dụng mơ hình kỹ thuật số cho công việc thiết kế, thi công và cả q trình quản lý vận hành,
bảo trì cơng trình”;

Tiến trình BIM
Khi nói về BIM nhiều người nghĩ rằng đơn giản nó là một sản phẩm phần mềm, thực tế cơng
nghệ BIM khơng bó hẹp trong việc diễn tả một thiết kế kiến trúc hay việc tạo ra một mô hình ba
chiều trình bày phối cảnh của cơng trình sau khi cơng trình đã được thiết kế xong. BIM khơng đơn
thuần chỉ là một mơ hình 3D! BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mơ hình kỹ thuật số cho công
việc thiết kế, thi công và cả quá trình thực hiện dự án. Phần mềm đơn giản chỉ là cơ cấu để tiến
trình BIM được thực hiện. BIM chứa đựng những thay đổi mang tính cách mạng trong việc thơng
tin của cơng trình xây dựng được tạo ra, thể hiện, và sau này được sử dụng trong quá trình xây
dựng. Do hợp nhất được thơng tin từ tất cả các khía cạnh của q trình xây dựng cơng trình nên
BIM có thể làm tăng hiệu quả sử dụng và tính sẵn có của các thơng tin này lên gấp nhiều lần.
Điều tiến bộ của BIM so với các cơng nghệ cũ là thay vì sử dụng các thiết kế 2D, BIM sử
dụng công nghệ 3D (chiều dài, rộng, cao). Từ phối cảnh ba chiều (3D) của cơng trình và các yếu
tố khác tích hợp thêm tạo ra các phiên bản 4D BIM, 5D BIM,6D BIM và 7D BIM,..., trong đó:
- 4D BIM được hiểu là tích hợp thêm các yếu tố về thời gian, tiến độ của công trình vào Mơ
hình 3D. 4D BIM cho phép người sử dụng tích hợp các yếu tố hình học của cấu kiện cơng trình
7

7


với các nhiệm vụ về tiến độ thi công để lập tiến độ, kế hoạch thi công và kế hoạch cung ứng các
nguồn lực cho việc thi cơng cơng trình.
- 5D BIM được hiểu là tích hợp thêm các yếu tố về hao phí, chi phí vào Mơ hình
3D. 5D BIM được sử dụng để quản lý, kiểm soát chi phí và xây dựng kế hoạch vốn cho cơng trình.
- 6D BIM được hiểu là tích hợp thêm các thơng số về năng lượng trong và ngồi cơng trình.
Nhờ đó, mức độ sử dụng năng lượng trong cơng trình được tính tốn và có thể nhanh chóng đưa ra
các giải pháp thiết kế toàn diện và tối ưu về năng lượng cho cơng trình.

- 7D BIM được hiểu là được tích hợp thêm các thơng tin về các hệ thống thiết bị trong
cơng trình với mức độ chi tiết cao và được sử dụng trong việc quản trị thiết bị và bảo dưỡng hệ
thống, bảo dưỡng thiết bị cơng trình trong quá trình vận hành sử dụng.
1.2. Quá trình hình thành và phát triển
Phương pháp thiết kế và xây dựng truyền thống chủ yếu dựa vào các bản vẽ 2D (được vẽ thủ
công hoặc với sự trợ giúp của máy vi tính) trong đó, việc quản lý, phối hợp và chuyển giao dữ liệu
rất phân tán. Cách làm này thường là nguyên nhân gây ra và bỏ sót nhiều lỗi thiết kế và các vấn đề
không lường trước được trước khi đưa ra thi cơng làm phát sinh chi phí, gây chậm tiến độ và làm
nảy sinh các vấn đề về pháp lý và trách nhiệm giữa các bên có liên quan trong một dự án. Thêm
vào đó, do khơng được lên kế hoạch một cách đồng bộ nên tổ chức các cơng việc ngồi cơng
trường thường có sự chồng chéo, dẫn đến năng suất lao động thấp và thời gian chờ đợi, lãng phí
lớn. Nhiều biện pháp đã được đưa ra nhằm giải quyết các vấn đề trên như lưu trữ, quản lý và chia
sẻ trực tuyến các hồ sơ tài liệu, bản vẽ… của dự án hay sử dụng các cơng cụ hỗ trợ 3D để tăng tính
trực quan. Tuy nhiên, những phương pháp này chỉ cải thiện phần nào được việc trao đổi thông tin
và không giải quyết được triệt để vấn đề do những tồn tại bắt nguồn từ những hạn chế của hồ sơ
trên giấy và sự khơng tương thích giữa các hệ thống với nhau.
Quá trình thiết kế bao gồm nhiều giai đoạn với sự phối hợp giữa các bộ môn như kiến trúc,
kết cấu, hệ thống cơ điện dựa trên những nhiệm vụ và mục tiêu thiết kế để đưa ra hồ sơ thiết kế
cuối cùng chứa thông số kỹ thuật chi tiết. Tuy nhiên trên thực tế
các hồ sơ thường không đạt được mức độ chính xác đồng bộ như mong muốn, đồng thời việc thay
đổi thiết kế diễn ra khá thường xun. Khơng những thế, việc bóc khối lượng phụ thuộc vào dữ
liệu thống kê cịn sai sót do cách làm thủ công, thiếu thông tin nên phụ thuộc nhiều vào khả năng
và kinh nghiệm trong cơng tác bóc tách khối lượng, lập dự tốn phục vụ đấu thầu. Từ đó, việc
triển khai biện pháp thi công, bản vẽ chi tiết chế tạo sẵn phục vụ thi công gặp nhiều vướng mắc.
Điều này thường dẫn tới hậu quả lớn về mặt chi phí hoặc tiến độ do các vướng mắc nảy sinh ngồi
cơng trường và tính minh bạch trong quản lý dự án.
Lý do BIM được đưa ra ở thời điểm hiện tại rất đơn giản - đó là do sự tiến hóa của cơng
nghệ. Từ thời kỳ các bản vẽ của kiến trúc sư trên giấy, đến thời kỷ nguyên của CAD (Computer
Aided Design) với bảng vẽ điện tử chính xác và dễ hiệu chỉnh hơn. Và sau đó, nhờ vào sự tăng
8

8


trưởng sức mạnh của phần cứng và đồ họa máy tính; việc áp dụng các nguyên lý 20-80, nguyên lý
lợi ích tăng thêm, nguyên lý tạo lập một lần dùng nhiều lần của thời đại công nghệ thông tin đã tạo
điều kiện cho sự phát triển của công nghệ BIM. Phần mềm đã có thể mơ phỏng lại từng chi tiết
nhỏ nhất của cơng trình bằng hình họa 3D với độ chính xác cao, kết hợp với quy trình BIM để đưa
ra những mơ hình thơng tin đầy đủ để hỗ trợ tối đa cho tất cả các công đoạn phát triển một dự án
xây dựng Với BIM; một khi các thơng tin được thiết lập chính xác, dưới sự ràng buộc của các mơ
hình tham số, một khi chúng ta thay đổi bất cứ đối tượng nào, bất cứ lúc nào thì cũng sẽ cập nhật
thay đổi với các đối tượng khác trong tồn dự án. Từ đó các thơng tin được thiết lập chính xác và
việc xây dựng sẽ trở nên nhanh hơn, tiết kiệm thời gian hơn, chi phí thấp hơn. Đó chính là lý do tại
sao BIM đang trở thành một xu hướng mới và gần như là tiêu chuẩn bắt buộc trong ngành xây
dựng trên tồn thế giới.
Cơng nghệ mang hơi hướng của BIM đã được phát triển từ những năm 1980 với việc sử dụng
công nghệ thông tin hỗ trợ thiết kế, xây dựng cơng trình. Có hai xu hướng thể hiện thiết kế gồm
có: Bằng những đường nét hoặc bằng đối tượng. Tại thời điểm ban đầu khi nền tảng phần cứng
chưa đáp ứng được, xu hướng thể hiện bằng đường nét chiếm ưu thế trong công tác hỗ trợ thiết kế
các công trình xây dựng vì nó cho phép hiển thị và xử lý nhanh hơn. Xu hướng này đã kéo theo sự
phát triển và chiếm ưu thế tuyệt đối của các giải pháp như AutoCAD, Cadkey, MicroStation. Các
giải pháp đó vẫn được dùng phổ biến tới tận ngày nay. Tuy không chiếm ưu thế nhưng xu hướng
còn lại vẫn phát triển và dần trở nên phổ biến hơn vào cuối những năm 90 do sự phát triển mạnh
mẽ của công nghệ thông tin và đã hỗ trợ rất tốt cho các nhà máy công nghiệp để sản xuất các cấu
kiện chế tạo sẵn. Với ưu thế thể hiện đối tượng với các thơng tin đa dạng (hình dạng, thuộc tính và
các tham số khác về chức năng, các thuộc tính hình học, phi hình học và mối liên hệ của nó tới các
đối tượng khác), xu hướng hỗ trợ thiết kế với các giải pháp BIM đang ngày càng được đẩy mạnh
ứng dụng
trong ngành xây dựng ngày nay nhằm giúp các bên liên quan trong dự án đầu tư xây dựng cơng
trình tăng cường sự phối hợp với nhau để giảm thiểu những sai sót và bất cập mà cách làm truyền

thống khơng thể giải quyết triệt để được.
2. Tình hình ứng dụng công nghệ BIM trên thế giới và tại Việt Nam
2.1. Tình hình ứng dụng cơng nghệ BIM ở các nước trên thế giới
Hiện tại, BIM đã áp dụng bắt buộc tại nhiều nước trên thế giới ở các cấp độ khác nhau. BIM đã
chứng minh cho các chủ đầu tư thấy họ có thể đặt các mục tiêu cụ thể, rõ ràng hơn trong giai đoạn
thiết kế và thi công đối với các đơn vị tư vấn và nhà thầu.

9

9


Ứng dụng công nghệ BIM ở các nước trên thế giới
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng BIM ở Bắc Mỹ đã tăng vụt nhanh chóng từ 28%
đến 71% từ giữa năm 2007 đến năm 2012. Việc áp dụng của các nhà thầu là 74% đã vượt qua cả
kiến trúc sư 70% tại Bắc Mỹ, và đây là đối tượng cho thấy sự phát triển rất nhanh dẫn đầu q
trình cách mạng hóa BIM và định hình các giá trị. Cùng với đó, số lượng chủ đầu tư yêu cầu sử
dụng BIM tại trên 60% dự án mình quản lý tăng từ 18% năm 2009 lên 44% năm 2012. Có thể thấy
BIM đã được áp dụng ở mức độ rộng rãi và tích cực vì những lợi ích mà nó mang lại.
Tại Châu Âu, các quốc gia Bắc Âu là các nước dẫn đầu trong ứng dụng BIM dựa trên truyền thống
áp dụng công nghệ thông tin vào tất cả các ngành. Đặc biệt, các nước như Na Uy, Phần Lan đã yêu
cầu sử dụng BIM cho các dự án đầu tư công từ những năm 2007. Bên cạnh đó, Vương quốc Anh
là một điển hình trong việc nhà nước dẫn dắt và khuyến khích ứng dụng BIM cho các cơng trình
của các cơ quan nhà nước là chủ đầu tư với tỷ lệ tăng dần trong thời gian gần đây.
Bên cạnh đó, Hà Lan, Đan Mạch cũng đã yêu cầu ứng dụng BIM trong khu vực
đầu tư công và Pháp, Đức cũng đang xây dựng tiêu chuẩn và lộ trình áp dụng BIM cho nước
mình . Liên bang Nga cũng là một nước triển khai BIM mạnh mẽ với sự chỉ đạo trực tiếp từ chính
phủ. Hiện tại, nhiều cơ quan chính phủ cấp liên bang cũng như cấp thành phố của Liên bang Nga
đã bắt đầu triển khai áp dụng BIM như: Bộ Xây dựng, Cơ quan thẩm định và cấp phép, Hiệp hội
các kỹ sư thiết kế, Hiệp hội nhà thầu, Chính quyền thành phố Mátxcơva...

Tại Châu Úc, Australia đã ứng dụng BIM vào trong việc bảo trì cơng trình nhà hát Opera ở
Sydney. Tại cuộc điều tra về năng suất trong xây dựng cơng trình hạ tầng cơng cộng năm 2014 cho
thấy việc bắt buộc áp dụng BIM có thể mang lại lợi ích lớn. Ngoài ra, Úc đang tiếp tục điều tra và
đánh giá về giá trị mang lại của việc đẩy mạnh áp dụng BIM.
Singapore là quốc gia thành công nhất trong việc ứng dụng BIM khi có tiêu chuẩn quốc gia và lộ
trình ứng dụng BIM rõ ràng. Chính phủ Singapore thành lập Ban chỉ đạo BIM bao gồm bộ phận
hướng dẫn thực hiện BIM, bộ phận pháp lý và hợp đồng, Hiệp hội các nhà quản lý BIM. Ban chỉ
đạo này có nhiệm vụ phát triển những tiêu chuẩn và các nguồn lực hỗ trợ BIM để tạo điều kiện
10

10


hợp tác sử dụng BIM. Đồng thời tư vấn những lĩnh vực cần thiết có thể tiến hành BIM hiệu quả ở
cấp độ công ty, dự án hay cả nền công nghiệp. Tháng 5 năm 2012, cùng với Bộ Xây dựng và Công
nghiệp, Ban chỉ đạo BIM Singapore đã công bố tiêu chuẩn BIM của Singapore là căn cứ hướng
dẫn ứng dụng BIM và chỉ rõ vai trò, trách nhiệm của các bên tham gia khi ứng dụng BIM ở các
giai đoạn của dự án. Tháng 8 năm 2013, phiên bản 2 của bộ tiêu chuẩn BIM của Singapore đã
được cơng bố thay thế cho phiên bản 1. Ngồi ra, Singapore còn thúc đẩy các hoạt động học thuật
như tổ chức nhiều các hội thảo về BIM, đưa các phần mềm BIM vào giảng dạy, tổ chức các cuộc
thi cho sinh viên, có các chương trình thực tập và đề cương tốt nghiệp về BIM ở các trường: Đại
học kỹ thuật Singapore, Đại học kỹ thuật Nanyang, Đại học SIM, Đại học Temasek…
Singapore cũng thúc đẩy các hoạt động đào tạo nghề như cấp chứng chỉ kỹ năng BIM, chứng nhận
BIM Manager…Đến nay có hơn 3.500 chuyên gia được đào tạo các chứng chỉ về BIM bao gồm cả
sinh viên và đối tượng khác.
Tại Trung Quốc, dự án đầu tiên sử dụng BIM được hoàn thành vào năm 2008 là sân vận động Tổ
Chim ở Bắc Kinh. Viện nghiên cứu tiêu chuẩn cơng trình Trung Quốc (China Institute of Building
Standard Design and Research) phối hợp với Tập đoàn đường sắt, BuidingSMART China, CAPOL
đã đẩy mạnh việc áp dụng BIM cho các cơng trình phức tạp, quy mơ lớn như các tháp cao tầng
(tháp trung tâm Thượng Hải), đường sắt cao tốc (tuyến Bắc Kinh – Thượng Hải) nhằm giúp quản

lý chất lượng cơng trình tốt hơn và tiết kiệm chi phí.
Hồng Kơng hiện là một trong những đặc khu đi đầu về áp dụng BIM cho các cơng trình nhà ở,
đường sắt, cảng hàng khơng, các tịa nhà chính phủ từ lập kế hoạch đến thiết kế.... Hồng Kông
đang đẩy mạnh hơn việc áp dụng BIM cũng như triển khai
đào tạo và tổ chức các cuộc thi về áp dụng BIM để nâng cao năng lực, hiệu quả và tính cạnh tranh
cho ngành xây dựng. Hiện tại, Cục phát triển và Hội đồng ngành công nghiệp Xây dựng (CIC)
đang tiến hành thẩm định các giá trị BIM mang lại cho các dự án đã triển khai.
Ngoài ra, Hàn Quốc là những nước mà khu vực công bắt buộc phải ứng dụng BIM trong ngành
xây dựng; Malaysia cũng đã có tiêu chuẩn về BIM và có các chương trình đào tạo về BIM trong
giảng dạy đại học; một số nước cũng đã có những nghiên cứu thí điểm phục vụ cho việc triển khai
áp dụng vào các dự án đầu tư cơng như Indonesia, Phillipine, Sri Lanka, Pakistan, Ấn Độ.
2.2. Tình hình ứng dụng cơng nghệ BIM tại Việt Nam
Tại Việt Nam hiện nay, nắm bắt được xu thế ứng dụng công nghệ BIM, khái niệm về BIM đã
tương đối phổ biến trong ngành xây dựng. Trong đó, từ các đơn vị quản lý nhà nước, đến các
doanh nghiệp xây dựng cũng đã bước đầu nhận thức được lợi ích của việc ứng dụng BIM đem lại.
Nhiều đơn vị thiết kế, nhà thầu từng bước đưa các ứng dụng phần mềm phục vụ BIM như
Autodesk Revit, Civil 3d, Infraworkss… vào áp dụng trong các cơng trình thực tế từ giai đoạn
thiết kế ý tưởng cho đến giai đoạn quản lý thi công.
11

11


Cầu Sài Gịn 2 áp dụng cơng nghệ BIM
Các doanh nghiệp đã mạnh dạn đầu tư hạ tầng, nhân lực, tài lực để sẵn sàng đáp ứng nhu cầu tất
yếu của xã hội”. Tuy nhiên, việc ứng dụng BIM vẫn gặp phải nhiều khó khăn do chưa có khung
pháp lý cụ thể. Tín hiệu vui cho doanh nghiệp là Luật Xây dựng mới có hiệu lực từ ngày
01/01/2015 đã đề cập đến việc ứng dụng “Mơ hình thơng tin cơng trình” (BIM) vào quản lý xây
dựng; Bộ Xây dựng đã ban hành Quyết định số 1057/QĐ-BXD ngày 11/10/2017 về Công bố
hướng dẫn tạm thời áp dụng mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) trong gia đoạn thí điểm. Sở Giao

thơng vận tải thành phố Hồ Chí Minh liên tục cơng bố các văn bản hướng dẫn và khuyến khích áp
dụng thí điểm BIM trên dự án thực tế. Tại thành phố Hồ Chí Minh các doanh xây dựng đã và đang
đầu tư ứng dụng công nghệ BIM vào doanh nghiệp của mình để nâng cao hiệu quả của dự án xây
dựng. Một số doanh nghiệp đã ứng dụng BIM như: Công ty cổ phần xây dựng và kinh doanh địa
ốc Hịa Bình, Cơng ty DESCON, Cơng cổ phần xây lắp thương mại 2 ( ACSC)..
2.2.1. Cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng
Trong thời gian qua các vấn đề về BIM đã được đề cập tại nhiều buổi hội thảo chuyên đề do các
cơ quan quản lý nhà nước (Bộ Xây dựng, Bộ Giao thông vận tải, Sở giao thơng thành phố Hồ Chí
Minh...), các cơ quan nghiên cứu, các trường đại học, tổ chức tư vấn tổ chức. Các hội thảo đã cung
cấp các số liệu thực tế về lộ trình ứng dụng BIM, các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và các quy trình
tiêu chuẩn và làm nổi bật triển vọng và khuyến khích ứng dụng BIM vào trong nhiều lĩnh vực. Các
buổi hội thảo nhìn chung thu hút được sự quan tâm tích cực của các chuyên gia, chủ đầu tư, ban
quản lý dự án, các nhà thầu, doanh nghiệp tư vấn.
Một số nội dung liên quan đến BIM lần đầu tiên đã được đề cập trong Luật Xây dựng số
50/QH13/2014 được Quốc hội khóa XIII thơng qua ngày 18/6/2014 và có hiệu lực từ 01/01/2015.
Cụ thể: Việc ứng dụng khoa học và công nghệ, áp dụng hệ thống thơng tin cơng trình trong hoạt
động đầu tư xây dựng là một trong những nguyên tắc cơ bản trong hoạt động đầu tư xây dựng
(khoản 3, Điều 4); quản lý hệ thống thơng tin cơng trình cũng là một trong những Nội dung quản
lý dự án đầu tư xây dựng (khoản 1, Điều 66).
12

12


Ứng dụng Mơ hình thơng tin cơng trình (BIM) cũng là một trong các giải pháp chủ yếu thực hiện
mục tiêu trong Đề án tái cơ cấu ngành Xây dựng gắn với chuyển đổi mơ hình tăng trưởng theo
hướng nâng cao chất lượng, hiệu quả và năng lực cạnh tranh giai đoạn 2014-2020 được Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt tại Quyết định 134/QĐ- TTg ngày 26/01/2015.
Ngoài ra, việc triển khai áp dụng BIM một cách rộng rãi, có hiệu quả cũng là cụ thể hóa thực hiện
nội dung Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin nhằm nâng cao sức cạnh tranh của doanh

nghiệp, của các ngành, được quy định tại Nghị quyết số
26/NQ-CP ngày 15/4/2015 của Chính phủ về Ban hành Chương trình hành động của Chính phủ
thực hiện Nghị quyết số 36-NQ/TW ngày 01/7/2014 của Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương
Đảng Cộng sản Việt Nam về đẩy mạnh ứng dụng, phát triển công nghệ thông tin đáp ứng yêu cầu
phát triển bền vững và hội nhập quốc tế.
Những quy định trên là cơ sở quan trọng cho việc nghiên cứu ứng dụng BIM một cách rộng rãi
trong ngành Xây dựng. Tuy nhiên còn thiếu các hướng dẫn cụ thể về tiêu chuẩn, cách thức thực
hiện nên các chủ đầu tư, ban quản lý dự án còn khá lúng túng trong việc nghiên cứu triển khai áp
dụng BIM vào cơng trình của mình.
Tuy vậy, một số đơn vị đã có bước đầu chuẩn bị cho việc áp dụng BIM cho cơng trình thuộc
ngành của mình (Giao thơng, Y tế, Thủy lợi). Đặc biệt, Sở Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí
Minh đã có bước đi tiên phong xây dựng lộ trình để ứng dụng BIM vào tồn ngành giao thơng
trên địa bàn thành phố. Trong cơng văn số
4405/SGTVT-XD ngày 23/6/2014 gửi các chủ đầu tư, các đơn vị tư vấn, nhà thầu, Hội cầu đường
cảng thành phố, Sở Giao thơng thành phố Hồ Chí Minh bên cạnh việc khẳng định lợi ích của mơ
hình BIM. Sở cũng yêu cầu các chủ đầu tư, các đơn vị, phòng ban trực thuộc, các đơn vị tư vấn lập
dự án, thiết kế, nhà thầu thi công, tư vấn giám sát và các đơn vị quản lý khai thác các cơng trình
giao thơng do Sở Giao thơng vận tải quản lý cần: Chủ động nghiên cứu, thí điểm ứng dụng BIM;
từng bước chuẩn bị các điều kiện về vật chất kỹ thuật và con người để dần hình thành mơi trường
làm việc theo công nghệ BIM; xem việc đầu tư ứng dụng BIM tương tự như đầu tư cải tiến trang
thiết bị, dây chuyền cơng nghệ trong q trình sản xuất, tổ chức quản lý; các chủ đầu tư cần chủ
động nghiên cứu các quy định về đầu tư xây dựng hiện hành, có biện pháp đưa việc ứng dụng
BIM vào các tiêu chí cộng điểm khi lựa chọn tư vấn, nhà thầu trong các giai đoạn chuẩn bị đầu tư,
thực hiện đầu tư, nghiệm thu đưa vào sử dụng và khai thác vận hành cơng trình,...
2.2.2. Đơn vị chủ đầu tư
Các chủ đầu tư đóng vai trị rất quan trọng trong quá trình thúc đẩy ứng dụng BIM tại Việt Nam.
Hiện nay, nguyên nhân các doanh nghiệp ứng dụng BIM thường có hai ngun nhân chính:
- Do bản thân nội tại của doanh nghiệp thấy cần thiết phải ứng dụng;
- Do yêu cầu của dự án bắt buột phải ứng dụng.
Chính vì vậy, chủ đầu tư sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong nguyên nhân thứ hai, nếu chủ đầu tư

nhận thức được lợi ích của BIM sẽ đem lại cho dự án như tạo được các thiết kế tối ưu, kiểm sốt
tiến độ, chi phí của dự án, sẽ bắt buộc các đơn vị tham gia dự án phải xây dựng các mơ hình BIM.
13

13


Tuy nhiên, hiện nay chỉ có một vài chủ đầu tư lớn nhận thức được lợi ích này, tiêu biểu như tập
đoàn VinGroup, Bitexco, Vietinbank... Đây là một trong số ít các chủ đầu tư có định hướng ứng
dụng BIM vào kiểm soát từng phần dự án của họ từ giai đoạn thiết kế cho đến giai đoạn bàn giao,
vận hành.
2.2.3. Đơn vị tư vấn
Các công ty tư vấn thiết kế chính là các đơn vị bắt đầu ứng dụng BIM sớm nhất trong ngành xây
dựng Việt Nam. Ở giai đoạn thiết kế, mức độ ứng dụng BIM của các doanh nghiệp tại Việt Nam
cũng ở các mức độ khác nhau tùy thuộc vào từng bộ môn thiết kế. Với bộ môn kiến trúc, khả năng
ứng dụng BIM ở mức rất cao do nhu cầu cần có mơ hình 3D để lấy được phối cảnh và các mặt
đứng, mặt cắt kiến trúc của cơng trình. Hiện nay, gần như các công ty làm về tư vấn thiết kế kiến
trúc đều có ứng dụng các cơng cụ BIM trong thiết kế, với các công cụ được sử dụng phổ biến nhất
như Revit
Architecture, Sketchup…. Việc sử dụng các mơ hình 3D cũng cho thấy sự linh hoạt khi có sự thay
đổi các phương án kiến trúc, đây cũng chính là một yếu tốt quan trọng khiến các công cụ BIM cho
thiết kế kiến trúc được phổ biến. Một số công ty đang ứng dụng các công cụ BIM cho thiết kế kiến
trúc như VNCC, CDC, PTW, Hacid…trong đó tiểu biểu như VNCC, Constrexim ICC với 100%
các dự án đều ứng dụng Revit Architecture cho thiết kế kiến trúc.
Với các bộ môn khác, như bộ môn cơ điện, một số đơn vị tư vấn lớn đã có khả năng ứng dụng khá
tốt, đặc biệt là trong các dự án lớn, các dự án xây dựng các cơng trình cơng nghiệp, nhiệt điện, dầu
khí, có hệ thống cơ điện rất phức tạp, địi hỏi cần phải có các mơ hình 3D của các thiết bị, qua đó
dễ dàng hình dung các thiết kế và tránh được các va chạm giữa các bộ phận để phát hiện và kiểm
soát các xung đột. Một số đơn vị thiết kế như REE, VNCC, Polysius,… đã đạt tỷ lệ ứng dụng BIM
từ 70% đến 100% vào các dự án. Với các công ty chuyên thiết kế hệ thống cơ điện cho các cơng

trình dân dụng thì cơng cụ BIM được sử dụng phổ biến là Revit MEP, nhưng đối các đơn vị tư vấn
cho các cơng trình cơng nghiệp như lọc hóa dầu, xi măng, nhiệt điện, thì công cụ BIM được sử
dụng phổ biến là PDS hoặc PDMS…
Đối với bộ môn kết cấu, do bộ môn này chủ yếu đi sâu vào việc phân tích, tính tốn thiết kế, chưa
có nhu cầu thực sự lớn cho việc ứng dụng BIM. Đa phần các đơn vị mới ở giai đoạn tìm hiểu hoặc
bước đầu tiếp cận ứng dụng. Một số đơn vị tư vấn lớn cũng đã có những thành công trong triển
khai ứng dụng các công cụ BIM cho thiết kế kết cấu và ứng dụng vào khoảng 30% các dự án, tiêu
biểu như các đơn vị tư vấn cơng trình dân dụng như VNCC, CDC, Hacid…., các đơn vị này hiện
nay đều ứng dụng giải pháp Revit Structure cho thiết kế kết cấu cơng trình. Tuy nhiên, khả năng
ứng dụng của các doanh nghiệp này cho thiết kế kết cấu chỉ dừng ở mức độ nhất định, chưa thực
sự tạo ra một mơ hình chứa đầy đủ các thơng tin về kết cấu của cơng trình, điều này cũng một
phần do một số giải pháp BIM cho kết cấu đang được ứng dụng phổ biến hiện nay, chưa thực sự
đáp ứng được yêu cầu của các đơn vị thiết kế kết cấu. Nhưng đối với các đơn vị tư vấn thiết kế các
14

14


cơng trình cơng nghiệp hoặc hạ tầng giao thơng và đặc biệt là các đơn vị tư vấn của nước ngoài,
như MT Hojgaard hoặc Polysius,…, các đơn vị này đang ứng dụng giải pháp Tekla Structures cho
thiết kế kết cấu và tỷ lệ ứng dụng đều đạt ở mức 100% vào các dự án, tạo nên một mơ hình thơng
tin chi tiết kết cấu của cơng trình và trao đổi thông tin với các bộ môn khác một cách hiệu quả. Có
nhiều nguyên nhân giúp các đơn vị này ứng dụng BIM thành công, tuy nhiên nguyên nhân chủ yếu
là do các đơn vị này có định hướng ứng dụng BIM rất rõ ràng, từ việc nghiên cứu các công cụ
BIM để lựa chọn công cụ phù hợp nhất với hệ thống, qua đó đầu tư con người, các cơng cụ ứng
dụng và xây dựng một lộ trình ứng dụng cụ thể. Bên cạnh đó, các đơn vị này cũng tự phải triển
khai các công cụ mở rộng để hỗ trợ cho các giải pháp BIM qua đó tăng tính tương thích của các
giải pháp này với phương pháp thiết kế kết cấu và thể hiện bản vẽ phù hợp với điều kiện Việt
Nam. Dựa trên những đánh giá tổng quan ở trên có thể thấy rằng, khả năng ứng dụng BIM trong
các doanh nghiệp về tư vấn ở rất nhiều mức độ khác nhau, tùy thuộc vào loại hình doanh nghiệp,

dạng cơng trình hoặc bộ mơn ứng dụng. Tuy nhiên, phần lớn các doanh nghiệp là chưa ứng dụng
hoặc ứng dụng ở mức sử dụng các công cụ BIM một cách độc lập, chưa thực sự tham gia vào quy
trình ứng dụng BIM với sự phối hợp của nhiều bộ môn và nhiều bên liên quan trọng dự án. Mặt
khác, cũng có một bộ phận nhỏ các doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp có vốn đầu tư
nước ngồi đã có những thành cơng nhất định trong việc ứng dụng BIM, đây sẽ là những bài học
quan trọng để cho các doanh nghiệp Việt Nam có thể học tập ứng dụng. Đặc biệt, các đơn vị tư
vấn cần nhận thức được lợi ích của việc ứng dụng BIM vào thiết kế và luôn hướng tới mục tiêu
phối hợp mơ hình giữa các bộ mơn được tốt hơn, qua đó có thể kiểm tra các va chạm và xung đột
ngay từ giai đoạn thiết kế và đưa ra các thiết kế tối ưu, mang lại lợi ích cho tất cả các bên liên
quan trong dự án.
2.2.4. Đơn vị nhà thầu xây dựng
Trong các nhà thầu xây dựng tại Việt Nam hiện nay, đã bắt đầu có sự nhận thức về những lợi ích
của BIM ứng dụng trong giai đoạn triển khai xây dựng cơng trình. Một số nhà thầu đã bắt đầu ứng
dụng BIM vào các dự án trong giai đoạn đấu thầu để bóc tách khối lượng cơng trình và lập biện
pháp tổ chức thi cơng dựa trên các mơ hình BIM. Bên cạnh đó, các nhà thầu đã bước đầu ứng
dụng các mơ hình để kiểm sốt va chạm giữa các kết cấu và giữa các bộ môn trong giai đoạn thi
công, trao đổi thông tin giữa các bên liên quan của dự án. Một số nhà thầu tiêu biểu cho việc ứng
dụng BIM như Công ty Cổ phần Xây dựng và Kinh doanh địa ốc Hòa Bình, Cơng ty Cổ phần Xây
dựng Cotec (CotecCons), Cơng ty Cổ phần Xây dựng Số 1 (Cofico)…Các công ty trên đều là các
doanh nghiệp tư nhân và họ đã sớm nhận thức được những lợi ích của BIM và mạnh dạn đầu tư
ứng dụng BIM vào các dự án. Nhờ việc ứng dụng BIM cũng đã góp phần nào tạo lợi thế cạnh
tranh cho các doanh nghiệp trong các dự án, tiêu biểu như Liên danh giữa Hịa Bình và Tổng công
ty Cơ điện Xây dựng (Agrimeco) đã trúng thầu dự án tháp VietinBank. Bên cạnh các doanh nghiệp
15

15


tư nhân trong nước, các nhà thầu nước ngoài tại Việt Nam cũng đã bước đầu triển khai ứng dụng
BIM tại các dự án, như các nhà thầu Posco E&C, Taisei, Maeda, Lotte E&C. Trong đó, tiêu biểu là

nhà thầu Lotte đã triển khai ứng dụng BIM để thiết kế hệ kết cấu dầm gánh và để kiểm soát khối
lượng thi cơng bê tơng của tồn bộ dự án Lotte Center Hà Nội.
Đối với nhà thầu là các doanh nghiệp nhà nước hoặc có vốn đầu tư nhà nước, đã có một số doanh
nghiệp đã bắt đầu nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng BIM, như Công ty Cổ phần Vinaconex 6,
Vinaconex 9, Handico, Tổng công ty Xây dựng Thăng Long, tuy nhiên chưa có doanh nghiệp nào
thực sự dám mạnh dạn đầu tư ứng dụng. Trong số các doanh nghiệp trên, Vinaconex 6 là một đơn
vị điển hình cho việc nghiên cứu ứng dụng BIM, công ty đã ứng dụng thử nghiệm BIM trong giai
đoạn đấu thầu phần ngầm, tại dự án Tràng An Complex. Qua ứng dụng trên, công ty đã phát hiện
được một số sai lệch trong thiết kế của dự án, đồng thời sai lệch về khối lượng bê tông của dự án.
Một số đơn vị nhà thầu khác cần xét đến ở đây, đó là các đơn vị nhà thầu thi công các dự án công
nghiệp, như nhà xưởng, dự án nhiệt điện, lọc hóa dầu. Các dự án trên thường có dạng kết cấu chủ
yếu là kết cấu thép, do đó các nhà thầu thường được kết hợp từ giai đoạn thiết kế chi tiết, đến gia
công sản xuất và lắp dựng kết cấu. Một số nhà thầu điển hình trong lĩnh vực này như, Lilama,
Doosan Vina, PTSC, Đại Dũng Steel, BMB Steel, Zamil Steel…Hiện nay, các cơng ty trong lĩnh
vực này chính là các công ty đang ứng dụng BIM rất thành công trong các dự án, quá trình ứng
dụng BIM được xuyên suốt từ giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chi tiết đến giai đoạn gia công chế
tạo và ứng dụng BIM để theo dõi và quản lý tiến độ lắp dựng tại công trường.
2.2.5. Đơn vị khác
Một số đơn vị khác cũng có vai trị quan trọng trong q trình thúc đẩy ứng dụng BIM là các đơn
vị tư vấn và cung cấp các giải pháp về BIM. Các đơn vị này thường xuyên tổ chức các hội thảo
các điễn đàn về ứng dụng BIM. Qua đó, tạo nên các kênh thơng tin giúp các kỹ sư, các chun gia
có kinh nghiệm về ứng dụng BIM có thể trao đổi và học hỏi kinh nghiệm. Mặt khác, các đơn vị tư
vấn BIM cũng phối hợp chặt chẽ với các đơn vị đào tạo là các trung tâm công nghệ thông tin và
các trường đại học mở các khóa đào tạo các kiến thức cơ bản về BIM và các công cụ cần triển
khai khi ứng dụng BIM. Tiêu biểu có một số đơn vị tư vấn BIM như Công ty TNHH tư vấn và ứng
dụng công nghệ BIM Việt Nam (ViBIM), Công ty TNHH HSD Việt Nam, Synectics, Redsun…
Các đơn vị này liên tục mở các khóa đào tạo về các cơng cụ BIM để có thể đáp ứng được nhu cầu
ứng dụng của các doanh nghiệp. Bên cạnh đó, các trung tâm đào tạo tại các trường đại học như
trung tâm Rdsic, trung tâm đào tạo Đại học Giao thơng Vận tải thành phố Hồ Chí Minh cũng đã có
những bước thành cơng nhất định trong việc đào tạo cơng cụ BIM hướng tới đối tượng sinh viên,

qua đó tạo nguồn nhân lực dồi dào cho định hướng phát triển BIM trong tương lai.

16

16


CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ BIM TRONG CÁC NGÀNH XÂY DỰNG
1. Cơng nghệ mơ hình 3D CAD thơng thường
Mơ hình 3D CAD thơng thường là mơ hình thể hiện các thông số vật ký của các bộ phận cấu thành
cơng trình như vị trí của phần tử trong hệ tọa độ X,Y,Z và kích thước hình học của các phần tử đó.
Các phần tử cấu thành cơng trình được thể hiện cùng một lúc khi ta mở mơ hình. Mơ hình 3D
CAD chỉ có ý nghĩa đơn thuần về mặt hình học và phân tích kết cấu chứ khơng có ý nghĩa về mặt
tiến dộ cũng như tính khả thi của biện pháp thi cơng đã được xác lập.
Nhìn vào mơ hình 3D, người xem chỉ có thể hình dung được hình dạng của cơng trình lúc đã hồn
thành ngồi thực tế. trạng thái cơng trình tại thời điểm bất kỳ trong tiến độ của dự án không được
thể hiện trong mơ hình 3D. Thêm vào đó, những diễn biến bên trong cơng trình trong q trình thi
cơng khơng được thể hiện. Các bên tham gia dự án không thể đánh giá được tính khả thi của tiến
độ được lập thơng qua mơ hình
này.
2. Hạn chế của hệ thống CAD hai chiều
Sự rời rạc trong cách truyền tải thông tin của hệ thống CAD từ lâu đã là rào cản cho việc chia sẻ
thông tin giữa các thành viên của dự án xây dựng. Nó cổ vũ cho việc chuyên nghiệp hóa trong
thiết kế trong khi lại sao nhãng việc hỗ trợ trao đổi thông tin qua lại giữa các thành viên của dự án.
Các bản vẽ do một thành viên tạo ra, chưa hề được đánh giá một cách cẩn trọng xem liệu có phù
hợp cho người khác sử dụng hay không, vẫn được chuyển cho các thành viên khác. Hơn thế nữa,
các bản vẽ CAD chỉ đơn thuần là những hình vẽ minh họa. CAD rất ít hỗ trợ tự động hóa sản xuất
và thiết kế. Nói cách khác, hệ thống CAD đơn thuần chỉ là giúp thay thế việc vẽ bằng tay bằng
việc vẽ bằng máy vi tính. Rõ ràng là, khi làm việc với hệ thống bản vẽ hai chiều CAD, dịng chảy
của thơng tin và công việc giữa các thành viên dự án được thực hiện lặp đi lặp lại và gây ra lãng

phí. Sử dụng công cụ truyền tải thông tin là hệ thống các bản vẽ hai chiều rất cồng kềnh và bất
tiện, thông tin được truyền tải từ các thành viên làm cơng việc trước (ví dụ như tư vấn kiến trúc)
xuống các thành viên làm công việc tiếp theo (tư vấn kết cấu hoặc tư vấn cơ, điện, nước) và ngược
lại làm cho tồn bộ q trình bị rời rạc và khơng đồng nhất. Q trình truyền tải thơng tin này là
mảnh đất màu mỡ cho các sai, lỗi xuất hiện và phát triển do thơng tin về cơng trình được truyền tải
qua lại có thể bị mất mát, sai lệch. Hơn nữa, do trong quá trình thực hiện dự án xây dựng, thường
xuất hiện những thay đổi, càng làm rối hơn q trình truyền tải thơng tin này. Ví dụ, những thay
đổi xuất phát từ phía chủ đầu tư sẽ kéo theo những thay đổi trong thiết kế kiến trúc. Những thay
đổi trong thiết kế kiến trúc này, đến lượt chúng, lại dẫn đến thay đổi trong thiết kế kết cấu và thiết
kế cơ điện. Rõ ràng là những thay đổi này, khiến việc thực hiện và phê duyệt thiết kế cũng được
thực hiện lặp đi lặp lại trong tất cả các giai đoạn của dự án, tiêu tốn nhiều thời gian. Có thể nói,

17

17


làm việc với hệ thống bản vẽ 2 chiều này gây lãng phí nhiều thời gian và cơng sức của các thành
viên dự án xây dựng.
Ngoài ra, bản vẽ thiết kế tạo ra bởi công cụ CAD 2D truyền thống cũng thường xuất hiện những
lỗi mà chỉ được phát hiện trong q trình thi cơng – ví dụ: hệ thống ống dẫn thường bị vướng.
3. So sánh quá trình làm việc giữa ba chiều BIM với hai chiều CAD hiện nay
Trong quá trình làm việc với CAD hai chiều hiện nay, các thành viên của dự án sử dụng các bản
vẽ hai chiều (mặt bằng, hình chiếu, mặt cắt, v.v.) để trao đổi thông tin với nhau. Rõ ràng là việc
trao đổi thơng tin theo hình thức này sẽ khơng đạt hiệu quả cao bằng việc trao đổi thông tin sử
dụng mơ hình BIM ba chiều. Trong khi các hình vẽ hai chiều chỉ đơn thuần thể hiện hai đường
kích thước của vật thể, mơ hình BIM thể hiện rõ ràng ba đường kích thước hình khối khơng gian
của các bộ phận của cơng trình. BIM đi xa hơn các bản vẽ CAD truyền thống bởi sự cung cấp
thêm tính năng thơng minh cho các thiết bị cơng trình (chẳng hạn như cửa sổ, tường hay máy lạnh
trung tâm) cũng như cung cấp mối liên hệ về thông tin và khơng gian giữa cơng trình, thiết bị, tải

trọng, thời tiết,.. và sự tương tác của các yếu tố này lên hệ thống. Hơn thế nữa, BIM truyền tải
thông tin dưới dạng thơng tin điện tử nên sẽ nhanh chóng, thuận tiện, và hiệu quả hơn nhiều so với
các bản vẽ in hai chiều, đồng thời, các sai lỗi phát sinh sẽ được giảm nhiều.
Bên cạnh việc tăng cường khả năng trao đổi thông tin giữa các thành viên của dự án xây dựng,
BIM cũng có thể giúp cho các thành viên tăng cường được tính thống nhất của cơng việc. Trong
quá trình làm việc với bản vẽ hai chiều hiện nay, công việc thiết kế được thực hiện không thống
nhất và lặp đi lặp lại. Mối liên hệ công việc giữa các thành viên không được coi trọng và không
chặt chẽ. Những thay đổi xuất phát từ các thành viên làm công việc trước sẽ dẫn đến thay đổi
trong thiết kế của các thành viên làm công việc sau. Các thành viên làm công việc sau sẽ phải cập
nhật những thay đổi đó, rồi phải chuyển ngược lại cho các thành viên làm công việc trước kiểm tra
và phê duyệt. Quá trình này tiêu tốn nhiều thời gian và tạo điều kiện cho các sai sót phát triển.
Ngược lại, BIM, như là một mơ hình của cơng trình thực trên thực tế, sẽ giúp cho mọi thành viên
có thể dễ dàng tiếp cận với các thơng tin của cơng trình. Công việc của các thành viên sẽ được
thống nhất và kết hợp chặt chẽ. Tất các những thay đổi được tạo ra từ mỗi thành viên sẽ được tự
động cập nhật trên mơ hình. Điều này sẽ duy trì sự thống nhất và chính xác của tất cả các thơng tin
và bản vẽ thể hiện. Mơ hình cơng trình sẽ trở thành trung tâm của tồn bộ q trình thiết kế. Với
BIM, các thay đổi sẽ được theo dõi chặt chẽ và chính xác hơn. Các quyết định sẽ được quyết định
nhanh hơn. Tất cả những lỗi có khả năng xảy ra sẽ được chú ý, giải quyết, và cập nhật ngay vào
mơ hình. Điều này sẽ giúp tạo ra một hệ thống bản vẽ thi cơng chính xác tuyệt đối, đồng thời giảm
thiểu tối đa nguy cơ phát sinh phí phát sinh, chậm tiến độ, và tăng chi phí xây dựng.

18

18


AUTOCAD như là một ti vi trắng đen. Vẫn có

BIM như là ti vi LCD, chất lượng thông tin đã

thông tin, nhưng chất lượng thông tin bị hạn

được cải thiện đáng kể, hình ảnh rõ nét và có
độ hình dung cao.

chế.

So sánh AUTOCAD và BIM
4. CƠNG NGHỆ MƠ HÌNH BIM 4D TRONG LẬP TIẾN ĐỘ THI CƠNG XÂY DỰNG
4.1. Mơ hình 3D-BIM
Mơ hình 3D-BIM là một mơ hình 3d thể hiện đầy đủ những thông số vật lý các bộ phận cấu thành
cơng trình như hình học, vị trí… như một mơ hình 3d bình thường. Ngồi ra mơ hình 3D-BIM cịn
chứa tất cả các thơng tin của từng cấu kiện trong cơng trình như : Tên cấu kiện, kích thước cấu
kiện, vật liệu cấu kiện, hơn nữa trên một mơ hình mà ở đó có tất cả các phần như kiến trúc – kết
cấu – MEP ... và trên mơ hình đó mọi người có thể làm việc với nhau cùng lúc.

Mơ hình 3D-BIM
4.2. Mơ hình 4D-BIM
Mơ hình 4D-BIM (four-dimensional building information modelling): Mơ hình hóa thơng tin xây
dựng bốn chiều, 4D-BIM cho phép người tham gia trích xuất và hình dung tiến độ hoạt động của
mình qua các vịng đời dự án. Việc sử dụng cơng nghệ 4D- BIM có thể giúp cải thiện kiểm sốt
phát hiện xung đột giữa các bộ phận trong cơng trình hoặc những thay đổi xảy ra trong q trình
thi cơng của một dự án xây dựng. 4D BIM giúp việc quản lý và lên kế hoạch các nhóm thi cơng
19

19


trên cơng trình vận hành một cách trơn tru mà khơng gây ảnh hưởng các nhóm thi cơng với nhau.
Hay nói cách khác: 4D-BIM = 3D-BIM + Tiến độ.

Mơ hình 4D-BIM

20

20


CHƯƠNG 3: LỢI ÍCH CƠNG NGHỆ BIM KĨ THUẬT VÀ KINH TẾ TRONG CÁC
NGÀNH XÂY DỰNG CẦU
Đặc điểm của BIM là mơ hình tổng hợp tồn diện các thơng tin cơng trình, được số hóa và
trình bày qua hình ảnh 3 chiều đa luồng dữ liệu, cung cấp cho người dùng cái nhìn trực quan và
cho khả năng tư duy gần với suy nghĩ tự nhiên nhất của con người. BIM cho phép mơ hình hóa
cơng trình để phản ánh chính xác cấu tạo cùng các thuộc tính của cơng trình trên thực tế sẽ được
hình thành trong tương lai. Bằng cách này, các đối tác tham gia dự án có thể xem xét trước và
đánh giá hiệu quả của nó trước khi thực hiện, kiểm sốt được các xung đột, độ chính xác của bản
thiết kế, giải quyết được các vấn đề liên quan ngay ở giai đoạn đầu của dự án, đạt được kết quả tiết
kiệm đáng kể về mặt thời gian, chi phí và năng lượng.
Ứng dụng BIM trong các dự án đầu tư xây dựng mang lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư, nhà
thầu tư vấn, nhà thầu xây dựng và cả cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng. Các lợi ích cụ thể sẽ
được trình bày rõ hơn trong các phần dưới đây.
1. Đối với chủ đầu tư
- BIM cung cấp cái nhìn trực quan hỗ trợ rất tốt trong quá trình lựa chọn phương án đầu tư,
phương án thiết kế, xác định kế hoạch vốn phù hợp với kế hoạch triển khai; giúp chủ đầu tư dễ
dàng trong việc xem xét và ra quyết định thông qua các thông tin được tích hợp sẵn trong mơ hình;
- Việc áp dụng BIM giúp giảm thiểu thời gian ngừng chờ xử lý xung đột ngoài ý muốn (xuất phát
từ lỗi thiết kế hoặc từ việc không phù hợp giữa thiết kế và thi cơng) và qua đó cũng góp phần tiết
kiệm chi phí cho dự án;
- Cơ sở dữ liệu thông tin BIM sử dụng rất hiệu quả trong việc xây dựng báo cáo vận hành, phân
tích và báo cáo việc sử dụng khơng gian, tối ưu hóa chi phí vận hành.

2. Đối với đơn vị tư vấn thiết kế
- Với việc công trình được mơ phỏng qua hình ảnh mơ hình 3 chiều trực quan sẽ tạo thuận lợi cho
việc thuyết trình, đánh giá, lựa chọn giải pháp thiết kế có hiệu quả;
- Việc áp dụng BIM góp phần tăng năng suất, chất lượng thiết kế, thuận lợi trong việc điều chỉnh
thiết kế và hạn chế được sai sót trong q trình thực hiện: Do có sự phối hợp đồng thời của các bộ
môn thiết kế, các thông tin thiết kế được hiển thị trực quan nên việc dùng BIM sẽ tăng chất lượng
thiết kế, giảm đáng kể mâu thuẫn giữa thiết kế tại văn phịng và triển khai thi cơng ngồi hiện
trường. Các thiết kế thực hiện thông qua BIM khi có điều chỉnh ở bộ phận thiết kế này, thì thơng
tin thay đổi sẽ hiển thị trên đối tượng đó ở bộ phận thiết kế khác, qua đó việc điều chỉnh thiết kế
được thực hiện nhanh chóng;
- Cơng tác đo bóc khối lượng và lập dự tốn chi phí của cơng trình được thực hiện một cách nhanh
chóng và chính xác: Việc sử dụng mơ hình thơng tin cơng trình ở định dạng 3D, kèm theo đó là
tích hợp phần mềm đo bóc khối lượng nên việc đo bóc khối lượng cơng trình được thực hiện một
cách tự động. Với cơ sở dữ liệu về giá phù hợp, việc xác định chi phí xây dựng cơng trình sẽ được
rút ngắn đáng kể. Tiện ích này đặc biệt có ý nghĩa trong giai đoạn thiết kế của dự án, khi các thiết
21

21


kế thường xuyên thay đổi, chủ đầu tư rất cần các thơng tin một cách nhanh chóng để kịp thời đưa
ra quyết định lựa chọn phương án;
- Thuận lợi trong việc phân tích mức độ sử dụng năng lượng của các phương án thiết kế, qua các
công cụ hỗ trợ, góp phần hướng thiết kế bền vững với mơi trường. Việc các thơng tin tích hợp
trong BIM, cho phép các nhà thiết kế tính tốn được nhu cầu sử dụng năng lượng của phương án
thiết kế thông qua các công cụ có thể tích hợp như eQUEST và tích hợp các tiêu chuẩn thiết kế
xanh như LEED hay LOTUS để đánh giá tính bền vững của cơng trình. Từ đó có thể thay đổi
phương án thiết kế nếu cần thiết, tiết kiệm thời gian và chi phí cho dự án;
- Việc ứng dụng quy trình BIM trong các doanh nghiệp tư vấn thiết kế nước ta hiện nay cũng sẽ
từng bước tạo tác phong làm việc theo nhóm, xây dựng môi trường làm việc chuyên nghiệp theo

hướng hiện đại, hội nhập với thế giới.
- Việc sử dụng dữ liệu, lưu trữ và trao đổi dựa trên cơng nghệ điện tốn đám mây giúp các nhóm
làm việc khác nhau về địa điểm phối hợp với nhau để thiết kế, chuyển giao sản phẩm và lưu trữ
thuận tiện hơn.
3. Đối với đơn vị quản lý dự án
- BIM cung cấp công cụ để lên kế hoạch toàn diện và nâng cao khả năng điều hành, quản lý đối
với cả vòng đời dự án ở trình độ cơng nghệ tiên tiến;
- BIM cung cấp cho Ban Quản lý dự án một mơ hình trực quan, cùng với các yếu tố tích hợp như
tiến độ thi công, biểu đồ nhân công, biểu đồ phát triển giá thành cơng trình… giúp cho ban quản lý
thực hiện cơng việc một cách dễ dàng và có sự chuẩn bị tốt về huy động nguồn vốn, theo dõi kế
hoạch nhân lực hay các kế hoạch tổ chức thi cơng ngồi cơng trường, kiểm sốt chi phí trong q
trình thực hiện;
- BIM là cơ sở để Ban Quản lý dự án điều phối việc phối hợp thực hiện dự án giữa các nhà thầu và
các đơn vị liên quan; giúp xử lý và lường trước các tình huống có thể xảy ra tại công trường.
- Việc ứng dụng BIM thơng qua việc tiêu chuẩn hóa tất cả các cơng đoạn thực hiện, cách thức
chuyển giao dữ liệu… bằng các hướng dẫn, quy định, các file mẫu. Trong đó, các quy trình dễ
được kiểm sốt xun suốt nhờ ứng dụng chặt chẽ các tiến bộ công nghệ thông tin, phần mềm.
Nhờ đó các Ban quản lý dự án sẽ theo dõi, giám sát việc thực hiện thiết kế, thi công thuận lợi hơn,
chính xác hơn, giúp giảm thiểu lãng phí và tăng hiệu quả thực thi.
4. Đối với nhà thầu thi cơng xây dựng, lắp đặt thiết bị cơng trình
- Sử dụng mơ hình BIM giúp các nhà thầu xây lắp hạn chế sai sót trong việc triển khai bản vẽ thiết
kế đến tổ chức thực hiện;
- Mơ hình thơng tin cơng trình cũng được sử dụng làm cơ sở để nhà thầu xây dựng phương án thi
cơng, bố trí nguồn lực, phối hợp công việc trong các giai đoạn thi cơng khác nhau nhằm tối ưu hóa
việc sử dụng nguồn lực của Nhà thầu, tăng năng suất lao động, tiết kiệm chi phí và rút ngắn thời
gian thi cơng.
- Việc áp dụng BIM giúp nhà thầu phát hiện và lường trước các khó khăn trong q trình thi cơng
ngay từ giai đoạn tiếp cận hồ sơ thiết kế để đưa ra phương án thực hiện cho phù hợp. Điều này đặc
biệt cần thiết đối với các dự án có điều kiện thi cơng khó khăn hoặc u cầu kỹ thuật cao. Dựa vào
22

22


tính trực quan của mơ hình BIM và các thơng tin tích hợp đầy đủ, nên những “xung đột” giữa các
kết cấu hoặc giữa các bộ phận cơng trình được hiển thị rõ trên mơ hình, từ đó các kỹ sư đề ra được
phương án phù hợp để giải quyết những “xung đột” đó.
- Mơ hình thơng tin cơng trình hồn thiện có khả năng cung cấp thơng tin về các loại vật liệu ngay
tại giai đoạn thiết kế như khối lượng, thơng số kỹ thuật, và thuộc tính. Những thơng tin đó có thể
được sử dụng cho việc mua bán vật liệu từ các nhà cung cấp và nhà thầu phụ.
- Mơ hình thơng tin cơng trình có thể được dùng nền tảng cho các cấu kiện chế tạo sẵn. Giải pháp
này đã được sử dụng rất thành công cho các cấu kiện bê tông chế tạo sẵn, các lỗ mở cửa và chế tạo
sẵn các tấm kính. Nó cho phép các nhà cung cấp có thể phối hợp trên mơ hình, để phát triển chi
tiết cần thiết cho chế tạo sẵn.
5. Đối với đơn vị quản lý, vận hành cơng trình
- Sử dụng Mơ hình thơng tin cơng trình cho phép đơn giản hóa việc bàn giao thơng tin liên quan
tới thiết bị cơng trình. Trong suốt q trình thi cơng nhà thầu chính và đặc biệt là nhà thầu cơ điện
đã tập hợp thông tin về vật liệu lắp đặt và bảo trì cho các hệ thống trong cơng trình. Các thơng tin
này có thể được liên kết tới đối tượng trong mơ hình thơng tin cơng trình, được bàn giao cho chủ
đầu tư và có thể được sử dụng để kiểm tra tất cả hệ thống thiết bị cơng trình.
- Mơ hình thơng tin cơng trình là một nguồn thơng tin chính xác và rất quan trọng cho việc quản lý
và vận hành cơng trình. Nó có thể được tích hợp với hoạt động thiết bị và các hệ thống quản lý và
được dùng như một nền tảng hỗ trợ cho việc giám sát các hệ thống kiểm soát thời gian thực để
quản lý thiết bị từ xa và rất nhiều các khả năng khác vẫn chưa được phát triển hoàn thiện.
6. Đối với cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng
- Thông qua mô hình thơng tin cơng trình, các cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng, quản lý đơ
thị có được cái nhìn tổng quát, cụ thể về sự phù hợp của quy hoạch, kiến trúc cơng trình, đấu nối
hạ tầng kỹ thuật... phục vụ quá trình xét duyệt quy hoạch, phương án kiến trúc, cấp phép xây
dựng… Nếu được xây dựng đồng bộ quy trình xét duyệt thơng qua cổng điện tử một cửa có thể
giúp nâng cao chất lượng xét duyệt, cải tiến thủ tục hành chính hướng đến tăng năng suất và hiệu

quả cho tất cả các bên.
- Việc ứng dụng BIM trong quy hoạch, thiết kế, xây dựng cơng trình giúp giảm được thời gian
nghiên cứu và phê duyệt hồ sơ cấp phép cũng như phục vụ rất có hiệu quả cơng tác thanh tra, kiểm
tra cơng trình xây dựng do các thơng tin của cơng trình được thể hiện logic, đầy đủ và trực quan.
7. Chi phí trong sử dụng Bim trong xây dựng cầu
Tại các nước đi trước về áp dụng BIM vào ngành xây dựng, nhiều nghiên cứu đã tổng kết và nhận
thấy hiệu quả đầu tư từ việc áp dụng BIM vào trong các công ty hoặc dự án đầu tư xây dựng là rất
đáng kể. Có thể thấy với một cơ sở dữ liệu duy nhất hỗ trợ việc trao đổi thông tin giữa các bên
tham gia dự án, BIM mang lại nhiều lợi ích cho tất cả các bên tham gia vào dự án như đã được chỉ
ra ở trên.
Là một đơn vị tiên phong trong việc nghiên cứu và áp dụng BIM tại Mỹ, Trung tâm nghiên cứu kỹ
thuật xây dựng hạ tầng tích hợp thuộc trường đại học Stanford (Stanford University Center for
23

23


Integrated Facilities Engineering, viết tắt là CIFE) tổ chức tổng kết hàng năm để theo dõi việc áp
dụng BIM của các công ty cũng như tại các dự án đầu tư xây dựng. Báo cáo tổng hợp số liệu dựa
trên 32 dự án có sử dụng BIM của CIFE đã định lượng lợi ích mang lại qua một số chỉ tiêu như:
• Giảm bớt 40% các yêu cầu thay đổi;
• Sai lệch của quyết toán với dự toán chỉ là +/- 3%;
• Giảm 80% thời gian lập dự tốn;
• Tiết kiệm về chi phí lên đến 10%;
• Giảm 7% tiến độ.
Cũng theo báo cáo từ CIFE [17], tỷ lệ hoàn vốn đầu tư (Return on Investment, viết tắt là ROI, tính
dựa trên chi phí tiết kiệm được và chi phí áp dụng BIM vào dự án) đã được tính tốn cho một số
dự án tại Mỹ nhằm thể hiện rõ hiệu quả của việc đầu tư áp dụng BIM và được thể hiện tại Bảng
chi phí các cầu ở Mỹ.

Các số liệu về chi phí tiết kiệm được thống kê trực tiếp từ dự án hoặc được ước lượng từ việc xử
lý các va chạm trước khi thi cơng. Có thể thấy, tỷ lệ hoàn vốn đầu tư áp dụng BIM cho các dự án
nằm trong khoảng 193 – 39.900% là rất đáng kể. Nguyên nhân chủ yếu của việc khoản tỷ lệ hoàn
vốn đầu tư rất rộng như trên là do phạm vi công việc áp dụng BIM trong mỗi dự án khác nhau dẫn
đến lợi ích mang lại và hiệu quả khác nhau.
Tại Singapore, một số dự án có áp dụng BIM đã được tổng kết về lợi ích được như sau:
• Giảm 52% phiếu u cầu thơng tin tại dự án Safra Clubhouse;
• Tiết kiệm 9 – 10% nhân công tại Cơ sở nuôi thú vật tại đường Perah;
24

24


• Tiết kiệm tới 138 giờ tại dự án Vermont tại khu Cairnhill Rise.
Tại Trung Quốc, dự án tháp Thượng Hải (Shanghai tower) là một dự án khó, có yêu cầu và tiêu
chuẩn cao. Dự án có rất nhiều nhà thầu phụ và khối lượng thông tin cần phải quản lý và chia sẻ rất
lớn. Ngoài ra việc đảm bảo về tiến độ và chi phí cho một dự án lớn và kéo dài lâu cũng đặt ra
nhiều thách thức.Việc ứng dụng BIM đã giúp triển khai dự án một cách tối ưu hơn. Nhóm triển
khai dự án đánh giá rằng việc triển khai BIM đã giúp tiết kiệm được cho dự án khoảng 100 triệu
nhân dân tệ, tương đương với khoảng 15 triệu USD.

25

25