Điều khiển tiến độ thi công trên công trường xây dựng theo phương pháp sơ đồ mạng lưới PERT

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay luận
văn thạc sỹ “Điều khiển tiến độ thi công trên công trường xây dựng theo phương
pháp sơ đồ mạng lưới PERT” đã hoàn thành và đảm bảo đầy đủ các yêu cầu đặt ra
trong bản đề cương đã được duyệt.
Trước hết, Tôi cũng xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, các
thầy cô giáo trong Khoa Công Trình, Khoa Kinh Tế và Quản Lý đã chỉ bảo, dạy dỗ
trong suốt quá trình học tập tại trường.
Đặc biệt, Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn của mình tới thầy giáo
GS.TS Hồ Sỹ Minh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt
nghiệp này.
Cuối cùng, Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn
bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và
hoàn thành luận văn.
Mặc dù luận văn đã hoàn thiện với tất cả sự cố gắng, nhiệt tình cũng như
năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiết sót. Vì vậy, Tôi rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô và đồng nghiệp, đó chính là sự
giúp đỡ quý báu mà tôi mong muốn nhất để cố gắng hoàn thiện hơn trong quá trình
nghiên cứu và công tác sau này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, 8 tháng 8 năm 2014
Học viên


Trần Quốc Lĩnh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi
thực hiện. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, Ngày 8 tháng 8 năm 2014
Học viên


Trần Quốc Lĩnh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ LẬP VÀ ĐIỀU KHIỂN TIẾN ĐỘ THI CÔNG
TRÊN CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG 3
1.1. Lập và điều khiển tiến độ thi công theo phương pháp đường thẳng 3
1.1.1. Trình tự các bước lập tiến độ thi công theo phương pháp sơ đồ ngang 3
1.1.2. Cách biểu diễn 4
1.1.3. Ưu, khuyết điểm của phương pháp đường thẳng Gantt 5
1.2. Lập tiến độ theo sơ đồ mạng lưới 6
1.2.1. Đại cương về sơ đồ mạng 6
1.2.2. Các bước lập sơ đồ mạng 8
1.2.3. Cách biểu diễn 10
1.2.4. Ưu, khuyết điểm của sơ đồ mạng 11
1.3. Thực trạng điều khiển tiến độ thi công trên thế giới và trong nước. 12
1.3.1. Tình hình điểu khiển tiến độ thi công trên thế giới 12
1.3.2. Tình hình điều khiển tiến độ thi công ở trong nước 12
KẾT LUẬN CHƯƠNG I 14
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LẬP VÀ ĐIỀU KHIỂN TIẾN ĐỘ THI CÔNG THEO SƠ
ĐỒ MẠNG LƯỚI 15
2.1. Cơ sở lập tiến độ thi công công trình 15
2.1.1. Cơ sở lý thuyết 15
2.1.2. Các phương pháp tính toán các thông số trong sơ đồ mạng lưới 16
2.2. Điều khiển tiến độ thi công theo sơ đồ mạng lưới 20
2.2.1. Điều chỉnh sơ đồ mạng theo thời gian và nhân lực 20
2.2.2. Phân phối và sử dụng tài nguyên tối ưu trong lập kế hoạch và chỉ đạo

sản xuất 22
2.2.3. Tối ưu phân bổ tài nguyên thu hồi khi thời hạn xây dựng công trình
xác định 23
2.2.4. Tối ưu hóa sơ đồ mạng theo thời gian và chi phí 26
2.3. Các phương pháp kiểm tra tiến độ 28


2.3.1. Phương pháp đường phân tích dùng để kiểm tra từng công việc 28
2.3.2. Phương pháp đường phần trăm 29
2.3.3. Phương pháp biểu đồ nhật ký 30
2.4. Ứng dụng phần mềm hiện có để lập và điều khiển tiến độ thi công 31
2.4.1. Giới thiệu chung 31
2.4.2. Các bước thực hiện để sử dụng MS Project vào dự án thực tế 32
2.4.3. Kiểm soát dự án bằng phương pháp giá trị đạt được 33
2.4.4. Ưu điểm của phần mềm MS 36
KẾT LUẬN CHƯƠNG II 37
CHƯƠNG III. ĐIỀU KHIỂN TIẾN ĐỘ THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP SƠ
ĐỒ MẠNG LƯỚI TRÊN CÔNG TRƯỜNG CỐNG, ÂU THUYỀN 38
TẮC GIANG – TỈNH HÀ NAM 38
3.1. Giới thiệu công trình 38
3.1.1. Địa điểm xây dựng và nhiệm vụ công trình 38
3.1.2 Quy mô công trình 38
3.2. Sửa chữa cụm công trình Cống, Âu thuyền Tắc Giang 40
3.2.1. Sự cố hư hỏng công trình 40
3.2.2. Tiến độ sửa chữa công trình 41
3.3. Lập kế hoạch sửa chữa 42
3.3.1. Cơ cấu tổ chức thực hiện 42
3.3.2. Thu thập thông tin 43
3.4. Điều khiển tiến độ thi công 44
3.4.1. Sơ bộ tiến độ theo phương pháp đường thẳng 44

3.4.2. Lập tiến độ theo sơ đồ mạng lưới ban đầu (G0) 48
3.4.3. Điều khiển thực tế trên công trường 54
KẾT LUẬN CHƯƠNG III 83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86
PHỤ LỤC 87



DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1: Cấu trúc mô hình kế hoạch tiến độ ngang 5
Hình 1-2: Các bước lập sơ đồ mạng 8
Hình 2-1: Các ký hiệu trên sự kiện 17
Hình 2-2: Mối quan hệ giữa cung và tiêu thụ tài nguyên 24
Hình 2-3: Mối quan hệ chi phí và thời gian thi công 27
Hình 2-4: Kiểm tra tiến độ bằng đường phân tích 29
Hình 2-5: Kiểm tra tiến độ bằng đường phần trăm 30
Hình 2-6: Biểu đồ nhật ký công việc 31
Hình 2-7: Ý nghĩa các thông số trong Earn Value Method 34
Hình 3.1: Tổng thể cụm công trình Cống, Âu thuyền Tắc Giang 39
Hình 3.2: Chính diện TL công trình 39
Hình 3.3: Chính diện hạ lưu công trình 39
Hình 3.4: Lún, đùn sủi hạ lưu tường ngoặt 40
Hình 3.5: Lún sụt cơ đê hạ lưu 40
Hình 3.6: Lún nghiêng nhà tủ điều hành 41
Hình 3.7: Sơ đồ tổ chức thực hiện 42
Hình 3.8 : Tiến độ đường thẳng và biểu đồ nhân lực ban đầu của công trường 47
Hình 3.9: Bảng tiến độ đường thẳng cơ sở ban đầu 52
Hình 3.10: Biểu đồ nhân lực được điều chỉnh lại 53

Hình 3.11: Bảng tiến độ đường thẳng cập nhật đến ngày 8/6/12 56
Hình 3.12: Biểu đồ nhân lực từ ngày 8/6/12 57
Hình 3.13: Bảng tiến độ đường thẳng cập nhật đến ngày 8/20/12 65
Bảng 3.14: Tiến độ đường thẳng được chỉnh lại cho phù hợp từ ngày 8/20/2012 74
Hình 3.15: Biểu đồ nhân lực từ ngày 8/20/12 75





DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Một số thuật ngữ trong EVM 35
Bảng 3.1: Thông số thời gian và nhu cầu sử dụng tài nguyên của các công việc
chính 45
Bảng 3.2: Cập nhật thời gian thi công công trình của sơ đồ mạng G1 đến ngày
8/6/2012 58
Bảng 3.3: Tổng hợp chi phí của sơ đồ mạng G1 đến ngày 8/6/2012 61
Bảng 3.4: Cập nhật thời gian thi công công trình của SĐM G2 đến ngày 8/20/2012
66
Bảng 3.5: Tổng hợp chi phí của sơ đồ mạng G2 đến ngày 8/20/2012 69
Bảng 3.6: Cập nhật thời gian thi công công trình của SĐM G3 đến ngày 11/23/2012
76
Bảng 3.7: Chi phí thi công công trình của SĐM G3 đến ngày 11/23/2012 79

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

PERT : Program Evaluation and Review Technique
SĐN : Sơ đồ ngang
SĐM : Sơ đồ mạng

MS : Microsoft Project
EVM : Earned Value Method
XMĐ : Xi măng đất
TĐ : Tiến độ
KHTTĐ : Kế hoạch tổng tiến độ





1
MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Lý thuyết sơ đồ mạng lưới PERT có từ năm 1960 để lập và điều khiển tiến
độ thi công công trình, điều phối quản lý dự án. Trong lĩnh vực quốc phòng, xây
dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng, lập và điều khiển theo mạng lưới PERT đã
đem lại kết quả rõ rệt.
Ở Việt Nam, việc lập và điều khiển tiến độ thi công bằng sơ đồ mạng lưới
tuy đã áp dụng trong một số công trình thủy lợi từ năm 1972 nhưng do thiếu cập
nhật thông tin trong quá điều khiển của người quản lý và người thực hiện chưa cụ
thể nên không thấy được hiệu quả của việc áp dụng sơ đồ mạng lưới vào điều khiển
thi công để giảm thấp giá thành và rút ngắn thời gian thi công. Tuy vậy, gần đây
nhiều công trình xây dựng liên doanh với nước ngoài, việc lập và điều khiển tiến độ
thi công phải tuân theo việc áp dụng sơ đồ mạng lưới.
Do yêu cầu ngày càng cao trong quản lý xây dựng, ngoài yêu cầu kinh tế và
kỹ thuật đòi hỏi việc lập và điều khiển bằng việc áp dụng sơ đồ mạng lưới là rất cần
thiết để đảm bảo mục tiêu, giá thành và thời gian.
Xuất phát từ những vấn đề trên tôi chọn đề tài nghiên cứu “Điều khiển tiến
độ thi công trên công trường xây dựng theo phương pháp sơ đồ mạng lưới

PERT”.
2. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Ý nghĩa khoa học
1. Phương pháp sơ đồ mạng lưới sử dụng lý thuyết đồ thị trong toán học để
giải quyết bài toán tối ưu về thời gian và giá thành.
2. Đối với công trường lớn, số lượng công việc nhiều nên việc điều khiển
tiến độ thi công phải tìm được các yếu tố làm thay đổi thời gian, ảnh hưởng của các
công việc. Người lập và điều khiển tiến độ phải sử dụng phương pháp sơ đồ mạng
lưới mới thấy rõ.


2
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Sử dụng phương pháp sơ đồ mạng lưới để lập và điều khiển chưa được áp
dụng rộng rãi trên các công trình xây dựng ở nước ta. Để khắc phục những nhược
điểm lập và điều khiển theo sơ đồ đường thẳng hiện nay cần phải mở rộng kiến thức
cho các kỹ sư trên các công trường xây dựng.
3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Áp dụng phương pháp sơ đồ mạng lưới lập và điều khiển tiến độ thi công trên các
công trường xây dựng.
- Lập và điều khiển thi công công trình thủy lợi để có kiến nghị các nhà thầu áp
dụng sơ đồ mạng lưới trong điều khiển thi công.
4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
4.1. Đối tượng nghiên cứu: Thông số thời gian trong điều khiển tiến độ thi công trên
công trường.
4.2. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tính toán sơ đồ (PERT) cho việc sử lý sự cố
trên công trình thủy lợi Cống, Âu thuyền Tắc Giang, huyện Duy Tiên, Tỉnh Hà
Nam.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp kế thừa: kế thừa các tài liệu liên quan đến viêc lập, điều khiển tiến

độ thi công trên công trường xây dựng, các tài liệu về công trình thuỷ lợi Cống, Âu
thuyền Tắc Giang.
- Phương pháp ứng dụng phần mềm hiện đại: Trong luận văn ứng dụng phần mềm
Microsoft Project để lập và điều khiển tiến độ thi công theo phương pháp sơ đồ
mạng lưới.








3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ LẬP VÀ ĐIỀU KHIỂN TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRÊN
CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG

Xây dựng cũng như các ngành sản xuất khác muốn đạt được mục đích đề ra
phải có một kế hoạch cụ thể. Trong kế hoạch phải xác định được cụ thể các công
việc, trình tự các công việc, thời gian thực hiện các công việc, tài nguyên sử dụng
cho mỗi loại công việc. Khi một kế hoạch sản xuất được gắn liền với trục thời gian
được gọi là kế hoạch lịch hay tiến độ.
Khi xây dựng một công trình phải thực hiện rất nhiều các quá trình xây lắp
liên quan chặt chẽ với nhau trong một không gian và thời gian xác định với tài
nguyên có giới hạn. Mục đích của việc lập tiến độ là thành lập một mô hình sản
xuất trong đó sắp xếp việc thực hiện các công việc sao cho đảm bảo xây dựng công
trình trong thời gian ngắn nhất, giá thành hạ và chất lượng cao.
Có nhiều phương pháp lập tiến độ thi công công trình như lập tiến độ theo
phương pháp sơ đồ ngang (SĐN- các công việc được thể hiện bằng các nét ngang)

và sơ đồ mạng (SĐM-Biểu diễn mối quan hệ logic giữa công việc và sự kiện, được
xây dựng trên mô hình toán học và lý thuyết đồ thị).
1.1. Lập và điều khiển tiến độ thi công theo phương pháp đường thẳng
1.1.1. Trình tự các bước lập tiến độ thi công theo phương pháp sơ đồ ngang [9]
- Nghiên cứu hồ sơ thiết kế và các tài liệu có liên quan: để có thể vạch tiến
độ sát với điều kiện cụ thể của công trình với các điều kiện liên quan khác làm tăng
tính hiện thực của kế hoạch sản xuất.
- Phân đoạn và phân đợt thi công, xác định tổ hợp các công tác: Để có thể
sắp xếp thi công song song xen kẽ nhịp nhàng ổn định, tạo điều kiện thuận lợi luân
chuyển các thiết bị thi công làm tăng năng suất lao động.
- Tính khối lượng các công tác: để làm cơ sở lựa chọn giải pháp thi công và
sử dụng nhân lực hợp lý.
- Lựa chọn phương án thi công: dựa trên đặc điểm công trình, quy mô công
trình, thời gian thi công yêu cầu; khối lượng công tác đã tính; trình độ, năng lực của


4
đơn vị thi công; Các khả năng cung cấp thiết bị thi công, điện, nước ; Khả năng
hợp tác với các cơ sở sản xuất và các đơn vị xây dựng ở trên địa bản để lựa chọn
phương án thi công hợp lý.
- Tính nhu cầu lao động và xe máy. Tính toán thời gian thực hiện các quá
trình, xác định trình tự và mối liên hệ giữa các quá trình.
- Vạch lịch công tác và vẽ biểu đồ nhân lực.
- Điều chỉnh kế hoạch tiến dộ: Điều chỉnh về thời gian và điều chỉnh về tài
nguyên.
1.1.2. Cách biểu diễn [5]
Sơ đồ ngang do nhà bác học Gantt phát minh năm 1917, là loại sơ đồ thường
dùng nhất để lập tiến độ thi công công trình. Theo sơ đồ này, trình tự và thời gian
thi công được biểu hiện bằng các đường ngang theo tỷ lệ thời gian bao gồm 3 phần:
- Phần 1: Danh mục các công việc được sắp xếp theo thứ tự công nghệ và tổ

chức thi công, kèm theo là khối lượng công việc, nhu cầu nhân lực, máy thi công,
thời gian thực hiện, vốn của từng công việc.
- Phần 2: Được chia làm 2 phần:
+ Phần trên là thang thời gian, được đánh số tuần tự (số tự nhiên) khi chưa
biết thời điểm khởi công hoặc đánh số theo lịch khi biết thời điểm khởi công.
+ Phần dưới thang thời gian trình bày đồ thị Gantt: Mỗi công việc được thể
hiện bằng một đoạn thẳng nằm ngang, có thể là đường liên tục hay gấp khúc qua
mỗi đoạn công tác để thể hiện tính không gian. Để thể hiện những công việc có liên
quan với nhau về mặt tổ chức sử dụng đường nối, để thể hiện sự di chuyển liên tục
của một tổ đội sử dụng mũi tên liên hệ. Trên đường thể hiện công việc, có thể đưa
nhiều thông số khác nhau: nhân lực, vật liệu, máy, ca công tác ngoài ra còn thể
hiện tiến trình thi công thực tế
- Phần 3: Tổng hợp các nhu cầu tài nguyên, vật tư, nhân lực, tài chính. Trình
bày cụ thể về số lượng, quy cách vật tư, thiết bị, các loại thợ các tiến độ đảm bảo
cung ứng cho xây dựng.


5
.

2
B
B
D
5
E
4
D
3
C

E
C
421 3
1
A
A
C«ng viÖcStt §.vÞ T.giank.lîng
98 10 11 12
65 7
Th¸ng 1 Th¸ng 2 Th¸ng 3
(dù tr÷)
1 2
C
3
C
§êng nèi logic
Mòi tªn
di chuyÓn thî
431 2
T(ngµy)
12
108 9 11765
P(ngêi)
.


Hình 1-1: Cấu trúc mô hình kế hoạch tiến độ ngang
1.1.3. Ưu, khuyết điểm của phương pháp đường thẳng Gantt [5]
1.1.3.1. Ưu điểm
- Đơn giản, dễ nhìn, dễ hiểu, dễ kiểm tra.

- Thể hiện trình tự công việc và một phần mối liên hệ các công việc.
1.1.3.2. Nhược điểm
- Phương pháp này không thể hiện rõ và chặt chẽ mối quan hệ về công nghệ
và tổ chức giữa các công việc mà nó phải thể hiện. Sự phụ thuộc giữa các công việc
chỉ thực hiện một lần duy nhất trước khi thực hiện kế hoạch do đó các giải pháp về
công nghệ, tổ chức mất đi giá trị thực tiễn là vai trò điều hành khi kế hoạch được
thực hiện. Khó nghiên cứu sâu nhiều phương án, hạn chế về khả năng dự kiến diễn
biến của công việc, không áp dụng được các tính toán sơ đồ một cách nhanh chóng
khoa học.
- Không chỉ ra được những công việc quan trọng quyết định sự hoàn thành
đúng thời gian của tiến độ đã đề ra.
- Không cho phép bao quát được quá trình thi công những công trình
phức tạp.
- Dễ bỏ sót công việc khi quy mô công trình lớn.


6
- Khó dự đoán được sự ảnh hưởng của tiến độ thực hiện từng công việc đến
tiến độ chung.
- Trong thời gian thi công nếu tiến độ có trục trặc thì khó tìm được nguyên
nhân và giải pháp khắc phục.
1.1.3.3. Phạm vi áp dụng:
Phạm vi áp dụng của sơ đồ ngang rất rộng rãi, Sử dụng hiệu quả đối với các
công việc đơn giản, số lượng đầu việc không nhiều, mối liên hệ qua lại giữa các
công việc ít phức tạp.
1.2. Lập tiến độ theo sơ đồ mạng lưới
1.2.1. Đại cương về sơ đồ mạng [6]
1.2.1.1. Khái niệm:
Sơ đồ mạng là một hệ thống các công việc được sắp xếp theo một trình tự nhất
định, kể từ khi bắt đầu cho đến khi kết thúc quá trình, để hoàn thành một dự án nào đó.

Về hình thức, sơ đồ mạng là một mô hình mạng lưới gồm những “đường” và “nút” thể
hiện mối liên hệ quy ước hoặc logic giữa các công việc thuộc một tập hợp nào đó.
1.2.1.2. Các phần tử của sơ đồ mạng
- Sự kiện: Phản ánh một trạng thái nhất định trong quá trình thực hiện các công việc,
không đòi hỏi hao phí về thời gian, tài nguyên. Sự kiện là mốc đánh dấu sự bắt đầu
hay kết thúc của một hay nhiều công việc. Được biểu thị bằng một vòng tròn hay
một hình tùy ý và được ký hiệu bằng một chữ số hay chữ cái.
+ Sự kiện đầu công việc: sự kiện mà từ đó mũi tên công việc “đi ra”.

+ Sự kiện cuối công việc: sự kiện mà từ đó mũi tên công việc “đi vào”. Mỗi công
việc giới hạn bởi hai sự kiện đầu cuối.
+ Sự kiện xuất phát: Sự kiện đầu tiên không có công việc đi vào, thường ký hiệu
bằng số 1.



7
+ Sự kiện hoàn thành: Sự kiện cuối cùng không có công việc đi ra, đánh số lớn nhất.
- Công việc: Là một quá trình xảy ra đòi hỏi có những chi phí về thời gian, tài
nguyên. Có ba loại công việc:
+ Công việc thực: Cần chi phí về thời gian, tài nguyên, được thể hiện bằng mũi tên
liền.

+ Công việc chờ: Chỉ đòi hỏi chi phí về thời gian, đó là thời gian chờ theo yêu cầu
công nghệ sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng kỹ thuật, được thể hiện bằng mũi tên
nét liền hoặc xoắn.

+ Công việc ảo: Không đòi hỏi chi phí về thời gian, tài nguyên, thực chất là mối
quan hệ logic giữa các công việc, sự bắt đầu của công việc này phụ thuộc vào sự kết
thúc của công việc kia và được thể hiện bằng mũi tên nét đứt.

1.2.1.3. Một vài định nghĩa:
- Đường (Path): Là một chuỗi các công việc được sắp xếp sao cho sự kiện cuối cùng
của công việc này là sự kiện đầu của công việc sau. Chiều dài của đường tính theo
thời gian, bằng tổng thời gian của tất cả các công việc nằm trên đường.
Đường trong sơ đồ mạng bao giờ cũng đi từ sự kiện xuất phát đến sự kiện
hoàn thành, do đó sẽ có rất nhiều đường như vậy. Đường có độ dài lớn nhất được
gọi là “đường găng”.
- Tài nguyên (Resource): Tài nguyên trong sơ đồ mạng được hiểu là thời gian và
các vật chất cần thiết trong quá trình xây dựng.
+ Tài nguyên dự trữ hay giữ lại được như tiền vốn, máy móc, vật liệu xây dựng.
+ Tài nguyên không dự trữ hay không giữ lại được như thời gian, công lao động.
Loại tài nguyên đặc biệt này nếu không được sử dụng sẽ mất đi theo thời gian.
- Thời gian công việc (Duration): ký hiệu là t
ij
là khoảng thời gian để hoàn thành
công việc theo ước lượng, ấn định trước hoặc tính toán.


8
1.2.2. Các bước lập sơ đồ mạng [5]
Sơ đồ mạng lưới là một đồ thị có hướng, liên thông và không có chu trình. Sơ
đồ mạng lưới có sự kiện đầu tiên gọi là sự kiện khởi công và sự kiện cuối cùng gọi
là sự kiện kết thúc. Tiến độ theo sơ đồ mạng được lập theo các bước như sau:

Hình 1-2: Các bước lập sơ đồ mạng



9

Bước 1: Phân tích công nghệ thi công xây dựng của công trình.
Bước 2: Phân chia lập biên danh mục công việc.
Bước 3: Dựa trên kết quả phân tích các bước 1, 2, 3 ta xác định các mối quan hệ bắt
buộc giữa các công việc. Quan hệ chủ yếu là kết thúc công việc trước – bắt đầu
công việc sau (F – S). Nó được chia làm hai loại: quan hệ công nghệ và quan hệ tổ
chức. Quan hệ công nghệ dựa theo quy trình phân công công việc. Quan hệ tổ chức
ta chỉ đưa vào những quan hệ mang tính tổ chức không thể không đưa vào. Vì thiếu
sẽ làm cho phương án thi công thay đổi.
Bước 4: Xác định khối lượng công việc theo danh mục đã lập.
Bước 5: Lập sơ đồ mạng ban đầu: căn cứ mối quan hệ thiết lập ở bước 4, vận dụng
các nguyên tắc về SĐM, ta vẽ SĐM ban đầu. Yêu cầu của sơ đồ mạng ban đầu là
thể hiện hết các công việc với đầy đủ các mối quan hệ bắt buộc.
Bước 6: Sơ chỉnh SĐM: thường SĐM ban đầu vừa lập chưa có hình dạng đơn giản,
rõ ràng. Để có SĐM hợp lý ta tiến hành đơn giản hóa SĐM ban đầu. Trước tiên loại
trừ những sự kiện, những mối liên hệ thừa bằng cách nhập nhiều sự kiện có thể
giảm sự cắt nhau giữa các công việc. Cuối cùng vẽ lại (không theo tỷ lệ) để SĐM có
hình dáng cân đối dễ nhìn, khoảng cách giữa các sự kiện vừa phải để ghi các số liệu
cần thiết phù hợp cho tính toán.
Bước 7: Xác định các thông số của SĐM. Đây là bước quan trọng (có thể thực hiện
bằng máy tính).
Bước 8: So sánh các thông số tính được với các tiêu chí đề ra (chỉ tiêu mục đích).
Thông thường người ta quan tâm đầu tiên là độ dài đường găng, sau đó là các chỉ số
về tiêu thụ tài nguyên, tùy theo mục đích của từng công trình. Nếu đạt tiêu chí ta
chuyển sang bước 9 nếu không đạt ta phải quay lại theo vòng 1, 2, 3, 4.
Vòng 1: Quay lại bước 4 để điều chỉnh các chỉ số tổ chức, tăng giảm nhân lực, máy
móc, tổ chức lại các tổ để thay đổi thời gian thi công. Các bước 5, 6, 7, 8 lặp lại.
Nếu vòng 1 không đạt chỉ tiêu ta chuyển sang vòng 2.
Vòng 2: Quay lại bước 3 kiểm tra lại mối quan hệ đã đưa vào, tìm kiếm những mối
quan hệ không gây ảnh hưởng lớn đến công nghệ thi công (không bắt buộc) hoặc có

10
thể thay đổi được để giải phóng SĐM khỏi những ràng buộc đó. Kết quả ta được
một SĐM mới các bước tiếp theo được lặp lại để tính toán thông số mới.
Như vậy vòng 1 và 2 chỉ thay đổi trên SĐM, số công việc không có gì là thay đổi so
với ban đầu. Hai vòng này là thay đổi cách thức tổ chức thực hiện công việc, nếu
chưa đạt ta thực hiện hai vòng tiếp theo.
Vòng 3: Quay lại bước 2 nghĩa là thay đổi phân chia công việc, thay đổi số tổ thợ,
thay đổi mức độ chuyên môn hóa công việc. Nếu chưa đạt ta chuyển sang vòng 4.
Vòng 4: Quay lại bước 1 – nghĩa là bắt đầu lại công việc lập kế hoạch sản xuất, có
sự thay đổi một phần công nghệ thi công. Thay đổi một số công nghệ có thể rút
ngắn thời gian thi công hoặc ngược lại để đạt mục tiêu đề ra. Khi phải thay đổi lại
công nghệ thi công có nghĩa là ta phải tìm một biện pháp thi công khác. Khi đó tất
cả phải làm lại từ đầu.
Tuy nhiên các vòng 1, 2, 3, 4 sẽ được thực hiện lần lượt và quay nhiều vòng.
Chỉ khi nào không giải quyết được ở vòng này mới chuyển sang vòng sau. Vì tính
phức tạp tăng dần theo vòng điều chỉnh.
Bước 9: Để dễ quan sát ta chuyển SĐM sang trục thời gian để phục vụ nhiều mục
đích tiếp theo.
Bước 10: Khi SĐM ta lập đã đạt các tiêu chí đề ra nhưng vẫn còn dự trữ nhiều khả
năng hoàn thiện được ta tiến hành tối ưu nó. Thông thường người ta sử dụng các
loại dự trữ để nâng cao các chỉ số mà người xây dựng mong muốn. Hiển nhiên khi
tối ưu SĐM không được làm thay đổi các tiêu chí theo chiều bất lợi.
Bước 11: Để tiện cho việc sử dụng nhất là trong trường hợp điều hành tiến độ trên
biểu đồ người ta chuyển SĐM sang dạng biểu đồ ngang. Trên biểu đồ ngang ta
thêm một số thông tin để người sử dụng dễ dàng nhận biết qua trực giác.
Bước 12: Lập biểu đồ cung ứng tài nguyên giống như các cách trình bày đảm bảo
tiến độ thực thi như kế hoạch.
1.2.3. Cách biểu diễn [3]
Người ta có thể dùng hai cách sau đây để biểu diễn sơ đồ mạng lưới:

- Cách biểu diễn theo ngôn ngữ công việc: theo cách biểu diễn này thì ký hiệu:


11
Khuyên tròn hay ô chữ nhật là công việc
Chỉ quan hệ giữa các công việc
- Cách biểu diễn theo ngôn ngữ sự kiện:
Theo cách biểu diễn này thì:
Chỉ công việc
Chỉ sự kiện bắt đầu hay kết thúc công việc
1.2.4. Ưu, khuyết điểm của sơ đồ mạng [6]
Phương pháp sơ đồ mạng được hình thành từ cuối những năm 1950 và ngay
sau đó đã được phát triển nhanh chóng về lý thuyết, được áp dụng rộng rãi trong
nhiều việc lập chương trình thực hiện các dự án ngắn hạn, trung hạn của nhiều lĩnh
vực khác nhau, thể hiện tập trung ở các lĩnh vực:
- Quản lý phân phối và sử dụng vốn đầu tư.
- Quản lý các nguồn vật chất – kỹ thuật phục vụ sản xuất.
- Quản lý kế hoạch tác nghiệp.
- Kế hoạch hóa các công việc điều tra, nghiên cứu và quyết định.
1.2.4.1. Ưu điểm
Xét trong phạm vi tổ chức thi công xây dựng thì ưu điểm nổi bật của phương
pháp sơ đồ mạng là:
- Chỉ rõ mối quan hệ logic và liên hệ kỹ thuật giữa các công việc trong sơ đồ mạng.
- Làm lộ ra các công việc găng, còn gọi là các công việc then chốt, và các công việc
không găng còn dự trữ thời gian và tài nguyên.
- Cho phép định kỳ điều chỉnh mà không cần phải lập lại sơ đồ mạng.
- Tạo khả năng tối ưu hóa kế hoạch tiến độ về thời gian, giá thành và tài nguyên.
- Thuận lợi cho tự động hóa tính toán và điều hành kế hoạch.
1.2.4.2. Nhược điểm:
- Phải liệt kê toàn bộ các hoạt động trong dự án nên phức tạp và cầu kỳ.

- Phương pháp sơ đồ mạng chỉ thực sự có hiệu quả trên cơ sở có sự quản lý sát sao
của cán bộ kỹ thuật, các bộ quản lý và sự đảm bảo về cung ứng vật tư – kỹ thuật,
lao động đầy đủ theo yêu cầu đã lập ra trong mạng.


12
Kinh nghiệm áp dụng ở các nước đã chỉ rõ khi áp dụng phương pháp sơ đồ
mạng để lập kế hoạch tiến độ thi công và chỉ đạo thực hiện kế hoạch tiến độ làm
cho thời hạn thực hiện dự án rút ngắn từ 20-25%, giá thành hạ từ 10-15%, trong khi
đó chi phí để áp dụng phương pháp chỉ chiếm 0.5-1% giá thành. Tuy nhiên để áp
dụng phương pháp sơ đồ mạng có hiệu quả cũng đòi hỏi những điều kiện nhất định.
Phương pháp sơ đồ mạng chỉ là một công cụ giúp cho việc lập kế hoạch tiến độ và
điều khiển sản xuất có hiệu quả trên cơ sở có sự quản lý sát sao của con người, có
sự đảm bảo cung ứng vật tư – kỹ thuật và đảm bảo lao động theo yêu cầu đã lập ra
trong mạng. Bản thân sơ đồ mạng chưa lưu ý thích đáng đến tính liên tục và nhịp
nhàng trong sản xuất.
1.3. Thực trạng điều khiển tiến độ thi công trên thế giới và trong nước.
1.3.1. Tình hình điểu khiển tiến độ thi công trên thế giới
Henry Gannt, kỹ sư người Pháp đầu tiên đã sử dụng sơ đồ ngang để diễn tả
một bản kế hoạch vào đầu thế kỷ 19 (năm 1903). Đến nay, trong xây dựng có nhiều
loại sơ đồ thể hiện bản kế hoạch tiến độ thi công nhưng thông dụng hơn cả là sơ đồ
ngang và sơ đồ mạng.
Phương pháp PERT xuất hiện năm 1958 khi phòng dự án đặc biệt của Hải
quân Mỹ lập kế hoạch để chế tạo tên lửa Pogarit đã rút ngắn thời gian từ 5 năm
xuống còn 3 năm. Sau đó phương pháp này được phổ biến rộng rãi trong các ngành
sản xuất (bình quân rút ngắn được 37% thời gian).
Hiện nay, hãng Microsoft đã xây dựng được phần mềm để lập và quản lý tiến
độ dự án bằng phương pháp sơ đồ mạng có tên là Microsoft Project và đang được
ứng dụng rộng rãi.
1.3.2. Tình hình điều khiển tiến độ thi công ở trong nước

Ở nước ta, sơ đồ mạng được áp dụng từ năm 1963 ở một số ngành xây dựng,
bốc xếp hàng ở cảng Hải Phòng (xây dựng nhà máy cơ khí An Biên – Hải Phòng
năm 1966, xây dựng nhà máy nhiệt điện Ninh Bình năm 1972 và khi công trình đập
sông Đáy cần gấp rút hoàn thành đúng kế hoạch trong 9 tháng để phân lũ sông
Hồng năm 1975 với khối lượng công việc đồ sộ:


13
- Vận chuyển các loại vật liệu 4.500.000 (T/km)
- Đắp 410 km đê tương đương 4.000.000 m
3
đất
- Huy động 17 ngành ở Trung Ương tham gia do Bộ Thuỷ lợi chủ trì
- Huy động nhân lực ở 9 tỉnh với quân số 3.000 người
Nhờ lập kế hoạch và điều khiển kế hoạch bằng sơ đồ mạng, công trình đã
hoàn thành đúng thời hạn được giao, góp phần chống lũ hiệu quả. Sau kết quả đó,
sơ đồ mạng được phổ biến mạnh mẽ và được áp dụng vào hầu hết các ngành kinh tế
quốc dân như Thuỷ lợi, Giao thông, Nông nghiệp, Tài chính Tuy nhiên, vào những
năm cuối thập kỷ 80, sơ đồ mạng lại tạm thời bị lắng xuống. Khi chúng ta chuyển
nền kinh tế từ tập trung bao cấp sang kinh tế thị trường, khi các doanh nghiệp xây
dựng không còn được bao cấp theo kế hoạch nữa, họ phải tìm một hình thức quản lý
“mềm dẻo” hơn; mặt khác việc ứng dụng sơ đồ mạng đòi hỏi phải qua một quá trình
đào tạo mới có thể lập và điều khiển chúng.
Hiện nay, chúng ta đã thiết lập được cơ chế của nền kinh tế thị trường theo
định hướng xã hội chủ nghĩa có sự quản lý của Nhà nước, công nghiệp hoá, hiện đại
hoá đã trở thành mục tiêu phát triển kinh tế của đất nước, thì sơ đồ mạng lưới cần
thiết phải được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi hơn.

14
KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Trong chương I đã giới thiệu được tổng quan về 2 phương pháp lập và điều
khiến tiến độ thi công là sơ đồ ngang và sơ đồ mạng lưới. Trong đó nêu lên được
trình tự các bước lập tiến độ thi công, ưu nhược điểm và điều kiện áp dụng của từng
phương pháp. Cuối cùng là đánh giá thực trạng nghiên cứu sơ đồ mạng ở trên thế
giới và hiện nay ở nước ta .
Với những yêu cầu đòi hỏi việc lập tiến độ và điều khiển cũng như tiến độ thì
phương pháp sơ đồ mạng lưới là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất. Các
bước lập kế hoạch tiến độ, các bài toán điều khiển tối ưu sẽ được trình bày trong
Chương II của luận văn.

15
CHƯƠNG II
CƠ SỞ LẬP VÀ ĐIỀU KHIỂN TIẾN ĐỘ THI CÔNG
THEO SƠ ĐỒ MẠNG LƯỚI

2.1. Cơ sở lập tiến độ thi công công trình
2.1.1. Cơ sở lý thuyết [1]
2.1.1.1 Lý thuyết đồ thị
- Đồ thị có hướng
Đồ thị có hướng G cũng là một cặp hai tập ( A, U) trong đó mỗi cung là một
cặp có thứ tự, do đó, cung ( a,b) ≠ (b,a) , nhưng trong đồ thị này không được chứa
cung tự nối (a, a). Như vậy, trong đồ thị có hướng ta có thể nói là cung ( a, b) đi từ
nút a đến nút b.
Mỗi “đường đi” trong đồ thị vô hướng tương ứng đều gọi là một “ đường đi”

trong đồ thị có hướng. Nhưng đồ thị có hướng có thể chứa cả hai cung (a, b) và ( b,
a), nên để xác định một dường đi phải nói rõ cả dãy nút a1,a2… at và dãy cung
u1,u2,….ut-1. Khi đó, nếu một cung uk có dạng “thuận” uk= (ak,ak+1) thì ta nói uk
là cung lùi. “Chu trình” cũng được định nghĩa như đồ thị vô hướng, nhưng ở đây
cho phép chu trình chỉ gồm hai nút khác nhau. Một đường đi hoặc chu trình được
gọi là có hướng nếu nó chỉ chứa các cung tiến.
- Đồ thị liên thông
Hai đỉnh a và b của một đồ thị đối xứng G = (A, U) được gọi là liên thông
nếu chúng được nối liền bởi ít nhất một đường đi.
Rõ ràng quan hệ liên thông là một quan hệ tương đương trong tập hợp A các
đỉnh của đồ thị G vì nó có tính chất phản xạ (a liên thồn với a) đối xứng (a liên
thông với b b liên thông với a) và bắc cầu (a liên thông với b và b liên thông với c
 a liên thông với c)
Như vậy, một đồ thị được gọi là liên thông nếu mọi cặp đỉnh của nó đều liên
thông, nói cách khác nó gồm một thành phần liên thông duy nhất.



16
2.1.1.2. Lý thuyết quy hoạch tuyến tính
Quy hoạch tuyến tính là lĩnh vực toán học nghiên cứu các bài toán tối ưu trên
hữu hạn biến mà hàm mục tiêu và các ràng buộc đều là hàm và các phương trình
hoặc bất phương trình tuyến tính.
Trong quy hoạch tuyến tính phải xác định các biến quyết định gọi tắt là biến
hoặc phương án thỏa mãn các ràng buộc sao cho làm cực đại hoặc cực tiểu hàm
mục tiêu. Hơn nữa, cả hàm mục tiêu và các ràng buộc đều tuyến tính theo biến
quyết định.
Đối với hàm mục tiêu thì việc tìm cực đại có thể dễ dàng chuyển thành cực
tiểu và ngược lại, vì max Z = - min (- Z).
Bài toán có thể được phát biểu dưới dạng sau:

Min Z = cTx,
x ≥ b
1
i € M
1


x≤ b
1
i € M
2

x = b
1
i € M
3

x
1
≥ 0 i € N
1

x
2
≤ 0 j € N
2

Trong đó, M1, M2, M3, N1 và N2 là các tập hợp của chỉ số nào đó, cT là
chuyển vị của các véc tơ n thành phần; bi là các số thực. Ta luôn quy ước véctơ là
véctơ cột, vậy cT là véctơ hàng. Min Z = cTx cũng thường viết gọn là min cTx.

2.1.2. Các phương pháp tính toán các thông số trong sơ đồ mạng lưới [6]
Hiện nay có ba phương pháp cơ bản để tính toán sơ đồ mạng, đó là: tính toán
sơ đồ trực tiếp trên sự kiện; tính sơ đồ mạng bằng lập bảng và tính sơ đồ mạng bằng
máy tính.
2.1.2.1. Tính toán trực tiếp trên sự kiện
Theo phương pháp này, người ta chia sự kiện ra làm bốn ô. Sự kiện thường
biểu diễn bằng vòng tròn nên còn có tên là “vòng tròn sự kiện”. Các thông số được
ký hiệu như sau:


17

Hình 2-1: Các ký hiệu trên sự kiện
j: Sự kiện đang xét
i: Sự kiện đứng trước đi đến j bằng đường dài nhất (nếu có nhiều sự kiện đi
đến j có đường dài bằng nhau đều phải ghi i, j…) các chỉ số này dùng để xác định
đường găng.
T
s
: Thời gian sớm của sự kiện đang xét
T
m
: Thời gian muộn của sự kiện đang xét
Trình tự tính toán như sau:
Bước 1: Lượt đi, tính từ trái sang phải.
Tính thời điểm sớm của sự kiện (T
s
)
- Bắt đầu từ sự kiện xuất phát với T
s

1
=0
- Sự kiện tiếp theo nếu chỉ có một công việc đi đến sẽ tính theo công thức:

ij
s
j
s
j
tTT +=

Nếu có nhiều công việc đi đến sẽ tính như sau:

); ]();
max[(
hi
s
hij
s
j
s
j
tTtTT ++=

- Sự kiện nào đứng trước mà đi đến sự kiện đang xét bằng con đường dài nhất sẽ
được ghi ở ô dưới (Nếu có hai hoặc nhiều sự kiện đứng trước đi đến sự kiện đang
xét đều có chiều dài đường bằng nhau, sẽ được ghi tất cả vào ô dưới).
- Cứ như vậy tính dần lên theo thứ tự tăng dần của chỉ số sự kiện, cho đến sự kiện
hoàn thành cuối cùng (T
s

n
) thì kết thúc bước thứ nhất).
Kết quả bước thứ nhất tính được ô trái của sự kiện (T
s
) và các chỉ số ở ô dưới sự
kiện.
Bước 2: Lượt về, tính từ phải sang trái
Tính thời điểm muộn của sự kiện (T
M
)
- Bắt đầu từ sự kiện cuối cùng với T
M
n
=T
s
n



18
Nghĩa là dù sớm hay muộn thì cũng phải hoàn thành kế hoạch tiến độ đúng thời
hạn. Do đó thời điểm sớm hoặc muộn của sự kiện cuối cùng bằng nhau.
- Tính ngược trở lại sự kiện (n-1), (n-2),…i…1
Ta có công thức:

ij
M
j
M
j

tTT −=

- Nếu có nhiều sự kiện đứng sau sự kiện đang xét i có thể lùi đến sự kiện i bằng
nhiều công việc, thì (T
M
i
) được tính bằng công thức:

); ]();min[(
ik
M
kij
M
i
M
j
tTtTT −−=

- Cứ như vậy tính lùi về sự kiện xuất phát số 1 ta kết thúc bước thứ 2.
Kết quả bước thứ 2 tính được ô phải của sự kiện T
M
.
Bước 3: Xác định đường găng
Điều kiện cần và đủ của đường găng là đường đi qua các sự kiện găng và là đường
dài nhất.
Vì vậy nếu chỉ nối các sự kiện găng lại (các sự kiện găng là các sự kiện có dự trữ
D
i
=T
M

i
-T
s
i
=0)
Nghĩa là có ô trái và ô phải của sự kiện bằng nhau, thì mới đạt được điều kiện cần,
nhưng chưa đủ.
2.1.2.2. Tính sơ đồ mạng bằng phương pháp lập bảng
Tính sơ đồ mạng theo phương pháp lập bảng là cách tính dùng công thức và
bảng đã lập để tính các thời gian: khởi sớm – kết sớm; khởi muộn – kết muộn của
từng công việc. Tính các dự trữ lớn nhất và bé nhất của từng công việc. Xác định
đường găng.
Vì vậy phương pháp này còn có tên gọi là phương pháp tính theo công việc
Trình tự tính toán theo các bước sau:


19
Bước 1: Lập bảng tính toán

Sau khi lập bảng, từ cột 1 đến cột 5 các số liệu được lấy từ sơ đồ mạng để điền
vào. Từ cột 6 đến cột 12 sẽ được tính toán theo các bước sau đây.
Chú ý: Các công việc xếp theo thứ tự tăng dần của sự kiện đầu cuối.
Bước 2: Tính thời gian khởi sớm của công việc (cột 6)

s
i
skh
ih
skh
ik

skh
ij
TTTT ====


Với: T
s
1
=0

); ]();max[(
hi
s
hqi
s
q
s
i
tTtTT ++=

Bước 3: Tính thời gian kết muộn của công việc (cột 9)

M
j
km
gj
km
hj
km
ij

TTTT ====


Với T
M
n
=T
N
s
sự kiện cuối cùng có thời gian sớm và muộn bằng nhau.

); ]();min[(
jl
M
lik
M
k
M
j
tTtTT −−=

Bước 4: Tính trực tiếp trên bảng
Tính thời gian kết sớm của công việc (cột 7)
Ta có công thức:

ij
skh
ij
ks
ij

tTT +
=
.

Như vậy cột 7=cột 4+cột 6
Tính thời gian khởi muộn của công việc (cột 8)
Ta có công thức:

ij
mk
ij
m
kh
ij
tTT −=