Nghiên Cứu đề Xuất Quy Trình đo Bóc Khối Lượng ứng Dụng BIM Phù ...

1. Giới thiệu

Đo bóc khối lượng có vai trò rất quan trọng và là nhu cầu thiết yếu khi triển khai bất kỳ dự án đầu tư xây dựng nào. Mô hình thông tin công trình (BIM) ngày càng trở nên phổ biến trong ngành xây dựng. Có một số lợi ích không thể phủ nhận mà BIM có thể mang lại cho một dự án đầu tư xây dựng, không chỉ trong các giai đoạn thiết kế, xây dựng, mà cả trong giai đoạn vận hành. Tuy nhiên, ở một quốc gia đang trong giai đoạn đầu áp dụng BIM như Việt Nam, thiết kế dựa trên BIM trở thành ứng dụng chủ yếu trong các dự án đầu tư xây dựng, phổ biến nhất là áp dụng trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công. Trong đó việc đo bóc khối lượng ở hai giai đoạn thiết kế này cũng được chú trọng không kém. Việc ứng dụng mô hình thông tin công trình trong công tác đo bóc khối lượng ngày càng trở nên phổ biến, BIM được biết đến với việc trích xuất tự động khối lượng cấu kiện/thành phần công trình từ mô hình được tạo lập bằng các công cụ BIM (BIM tools), đồng thời cập nhật và kết xuất nhanh chóng các thông tin mới nhất của cấu kiện/thành phần công trình khi mô hình có sự thay đổi, từ đó hỗ trợ tốt hơn cho công tác lập dự toán.

Hiện nay tại Việt Nam, việc đo bóc khối lượng ứng dụng BIM chủ yếu được thực hiện dựa trên tính năng trích xuất khối lượng từ mô hình của các công cụ BIM phổ biến một cách tự phát. Do đó, kết quả là khối lượng kết xuất từ các công cụ BIM này thường không dùng được ngay mà vẫn phải qua nhiều công đoạn chỉnh sửa để phù hợp cho việc lập dự toán, điều này đã được chứng minh từ những nghiên cứu trước. Cùng với đó, kết quả của việc kết xuất khối lượng từ các công cụ BIM phổ biến hiện nay vẫn chưa tương thích với yêu cầu dữ liệu đầu vào của các công cụ lập dự toán, điều này làm lãng phí những lợi ích mà BIM mang lại. Bên cạnh đó, với hệ thống định mức dự toán mang tính chất đặc thù chưa thống nhất với các thông tin được định danh theo tiêu chuẩn quốc tế được thiết lập trong mô hình BIM, Việt Nam hiện tại chưa tích hợp bộ định mức dự toán vào trong thông tin của mô hình nên việc ứng dụng BIM trong công tác đo bóc khối lượng còn gặp nhiều thách thức. Một trong những thách thức đó là chưa có một quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phù hợp đã và đang đặt ra vấn đề cấp bách, trong quy trình đó cần phải đề cập đến việc thiết lập thông tin cần thiết phục vụ đo bóc khối lượng của từng đối tượng BIM theo quy định về đo bóc khối lượng và lập dự toán do Nhà nước ban hành, từ đó kết nối sang các phần mềm lập dự toán để đưa ra bảng dự toán xây dựng theo đúng yêu cầu.

Bài viết này nhằm mục đích đề xuất quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM trong các dự án đầu tư xây dựng tại Việt Nam. Sau đó, quy trình đề xuất sẽ được áp dụng vào nghiên cứu trường hợp của một dự án cụ thể để minh họa. Bài viết này sử dụng phần mềm Autodesk Revit (phiên bản 2020) làm công cụ BIM.

2. Tổng quan về quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM

Trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về đo bóc khối lượng ứng dụng BIM nói chung và trình tự đo bóc khối lượng ứng dụng BIM nói riêng.

Theo các nhà nghiên cứu Emad Elbeltagi, Ossama Hosny, Mahmoud Dawood và Ahmed Elhakeemb tại Ai Cập, việc tích hợp giữa dự toán xây dựng công trình và nền tảng BIM là hết sức cần thiết. Bên cạnh việc giúp trực quan hóa thiết kế kiến trúc, kết cấu, hệ thống kỹ thuật trong công trình, mô phỏng tiến độ thi công xây dựng, ứng dụng BIM trong đo bóc khối lượng và lập dự toán giúp các bên liên quan đưa ra các quyết định chính xác hơn trong quản lý và kiểm soát chi phí dự án. Các tác giả cũng đề xuất trình tự đo bóc khối lượng và lập dự toán công trình ứng dụng BIM trong bài báo “BIM-Based Cost Estimation/ Monitoring For Building Construction”. Quy trình này bao gồm 2 bước [6]:

Bước 1: Thống nhất hóa thiết kế trong phần mềm BIM và trích xuất khối lượng dựa trên cấu trúc phân chia công việc (Work Breakdown Structure - WBS).

Bước 2: Trích xuất dữ liệu về khối lượng từ mô hình BIM sang định dạng tệp cơ sở dữ liệu Access (cơ sở dữ liệu trung gian), sau đó xuất sang bảng tính Excel (một mô hình dự toán chi phí phát triển bằng Excel). Cụ thể là, khối lượng được trích xuất từ mô hình BIM và xuất sang phần mềm cơ sở dữ liệu (ví dụ: Access) dưới dạng cơ sở dữ liệu trung gian. Access được liên kết với mô đun/mô hình dự toán chi phí. Mô hình dự toán chi phí được phát triển từ Excel. Mô hình dự toán chi phí này nhập khối lượng phù hợp từ BIM thông qua Access sau đó tích hợp dữ liệu chi phí cơ bản cho công việc để dự toán chi phí.

Tuy nhiên, khi sử dụng mô hình đề xuất, dung lượng bộ nhớ máy tính và khả năng xử lý đòi hỏi rất lớn nên chỉ phù hợp với các dự án vừa và nhỏ tại Ai Cập.

Một nghiên cứu khác tại Ba Lan “Analysis of the first Polish BIM-Based cost estimation application” một lần nữa khẳng định những lợi ích mang lại khi đo bóc khối lượng ứng dụng BIM đồng thời trình bày ứng dụng xác định dự toán xây dựng công trình BIMestiMate - ứng dụng đầu tiên của Ba Lan cho phép xác định chi phí trên cơ sở mô hình BIM. Với ưu điểm rút ngắn thời gian đo bóc khối lượng, tự động nhập khối lượng dưới dạng tệp IFC từ ứng dụng BIM Vision, tuy nhiên với ứng dụng này việc xác định chi phí vẫn còn cồng kềnh, chưa được đơn giản hóa, đồng thời chưa tương thích với các hệ thống phân loại phổ biến như Unicalss, Omniclass, Masterformat, Uniformat ... Trình tự thực hiện việc đo bóc khối lượng gồm các bước sau [5]:

Bước 1: Xây dựng mô hình 3D của tòa nhà dựa trên đối tượng BIM (BIM object), đồng thời, phát hiện các xung đột trong mô hình bằng phần mềm Tekla BIM Sight, sau đó điều chỉnh, bổ sung thông tin trong mô hình.

Bước 2: Thiết lập các đơn vị đo lường cho các cấu kiện/thành phần công trình và công việc cụ thể.

Bước 3: Trích xuất khối lượng trực tiếp từ mô hình (tệp IFC).

Bước 4: Chuyển dữ liệu khối lượng sang phần mềm dự toán.

Tại Hàn Quốc, các chuyên gia đưa ra trình tự đo bóc khối lượng công trình ứng dụng BIM bao gồm các bước sau [7]:

Bước 1: Tạo lập mô hình BIM căn cứ theo LOD.

Bước 2: Kiểm tra tính phù hợp của thông tin trong mô hình BIM với các quy định hiện hành trong nước, về tính logic và chất lượng dữ liệu với yêu cầu phải thoả mãn không có sự xung đột giữa các đối tượng BIM.

Bước 3: Kiểm tra tính tương thích về yêu cầu cấu kiện giữa phần mềm với các đặc tính đã kiểm tra bên trên bằng thuật toán được lập trình trong phần mềm.

Bước 4: Tiến hành đo bóc khối lượng theo các quy ước đã định sẵn.

Trình tự này không những cải thiện độ chính xác của kết quả đo bóc khối lượng mà còn cải thiện chất lượng mô hình, giảm thiểu xung đột xuất hiện trong mô hình. Tuy nhiên, bài viết mới dừng lại ở việc nghiên cứu tính toán các kết cấu bê tông cốt thép, kết cấu thép.

Ở Việt Nam, sau khi có Quyết định 2500/QĐ-TTg ban hành ngày 22/12/2016 về phê duyệt Đề án áp dụng BIM trong hoạt động Xây dựng và quản lý vận hành công trình và sau đó là Quyết định 204/QĐ-BXD ngày 21/03/2017 ban hành Kế hoạch thực hiện đề án thì việc ứng dụng BIM ngày càng phổ biến hơn.

Một số nghiên cứu trong nước đề cập đến nội dung ứng dụng BIM vào việc đo bóc khối lượng công trình xây dựng và đề xuất giải pháp cho việc ứng dụng thành công BIM trong công tác đo bóc khối lượng và lập dự toán phù hợp với điều kiện Việt Nam. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc tìm hiểu kinh nghiệm ứng dụng BIM nói chung của các nước trên thế giới, chưa tìm hiểu cụ thể kinh nghiệm ứng dụng BIM vào việc đo bóc khối lượng ở mỗi nước vì vậy các giải pháp nghiên cứu mang lại đều là các giải pháp mang tính vĩ mô.

Trong bài báo “Ứng dụng mô hình thông tin xây dựng (BIM) vào việc đo bóc khối lượng công trình xây dựng” tác giả Hồ Văn Võ Sỹ và cộng sự đã đề xuất quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM thông qua ba bước sau [2]:

Bước 1: Xây dựng mô hình 3D trong phần mềm Autodesk Revit từ các bản vẽ 2D. Để mô hình 3D có thể tự động trích xuất kết quả đo bóc khối lượng, việc xây dựng mô hình 3D cần phải tuân theo các nguyên tắc cơ bản như về việc định danh cấu kiện, mức độ chi tiết ...;

Bước 2: Tùy chỉnh trong phần mềm Autodesk Revit để đưa ra các đầu mục công việc, tên công tác liên quan phù hợp với Tiêu chuẩn quy định;

Bước 3: Xuất dữ liệu từ mô hình 3D Revit sang phần mềm Microsoft Excel nhờ Revit API. Từ bảng khối lượng có được, người dùng có thể sử dụng để xác định thời gian, tài nguyên cho từng cấu kiện đơn lẻ một cách nhanh chóng, từ đó làm căn cứ để lên tiến độ thi công, dự trù kinh phí ...

Tuy nhiên kết quả đo bóc khối lượng thu được từ quy trình này vẫn là các kết quả thô, vẫn cần phải tính toán, điều chỉnh lại để có thể cập nhật theo hệ thống định mức dự toán của Việt Nam.

Trong luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu giải pháp hỗ trợ đo bóc khối lượng trong mô hình thông tin công trình (BIM) phù hợp điều kiện Việt Nam”của tác giả Lưu Quang Phương đã đưa ra trình tự đo bóc khối lượng trong mô hình thông tin công trình phù hợp với điều kiện Việt Nam theo 5 bước sau [3]:

Bước 1: Nghiên cứu mô hình thông tin công trình: Người đo bóc khối lượng cần nghiên cứu, nắm vững các thông tin mô hình, trong trường hợp cần thiết người thiết kế cần giải thích rõ các vấn đề liên quan đến đo bóc khối lượng.

Bước 2: Thiết lập thông tin cho đối tượng: Sau khi tiếp nhận mô hình, người đo bóc khối lượng cần kiểm tra thông tin các đối tượng BIM và thiết lập các thông tin cần thiết cho việc đo bóc khối lượng (nếu cần).

Bước 3: Thiết lập bảng đo bóc khối lượng công trình, hạng mục công trình: Người đo bóc khối lượng sẽ sử dụng công cụ thống kê của phần mềm để tạo mẫu các bảng đo bóc khối lượng công trình, hạng mục công trình.

Bước 4: Thực hiện đo bóc khối lượng theo bảng đo bóc khối lượng mẫu.

Bước 5: Thực hiện rà soát, kiểm tra khối lượng đã được đo bóc: Sau khi đo bóc, người đo bóc cần tiến hành rà soát, kiểm tra lại theo các nội dung như tính đầy đủ của danh mục công tác, kiểm tra sự phù hợp của đơn vị công tác, đơn vị tính, giá trị của khối lượng, sự rõ ràng của các thông tin cần thiết phục vụ cho việc xác định chi phí đối với mỗi công tác, các yêu cầu khác đối với việc đo bóc khối lượng phục vụ cho việc lập và quản lý chi phí, quản lý khối lượng.

Qua việc phân tích các nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực của bài viết cho thấy việc xác định trình tự đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phù hợp với điều kiện Việt Nam, trong đó xác định rõ nhiệm vụ của các bước thực hiện là hết sức cần thiết. Các nghiên cứu trong nước đã đưa ra trình tự đo bóc khối lượng ứng dụng BIM [1-3], tuy nhiên chưa cụ thể hóa việc kết xuất bảng đo bóc khối lượng từ mô hình BIM làm sao cho phù hợp hệ thống định mức dự toán ban hành ở Việt Nam.

Kết quả của bài báo giúp tự động hóa hoàn toàn trong việc trích xuất khối lượng từ mô hình BIM và lập dự toán theo các quy định hiện hành thông qua việc đưa ra trình tự đo bóc khối lượng, cách thức xử lý mô hình thông tin công trình trong từng bước và ví dụ minh họa cụ thể.

3. Đề xuất quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phù hợp điều kiện Việt Nam

Như đã đề cập, việc ứng dụng BIM trong đo bóc khối lượng ở Việt Nam vẫn đang trong giai đoạn thí điểm và mang tính tự phát, dẫn đến khối lượng kết xuất từ mô hình BIM chưa đáp ứng theo quy định tại Việt Nam cũng như gây khó khăn trong công tác kiểm soát quá trình đo bóc. Do vậy, việc phát triển một quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phù hợp với quy định Việt Nam là rất cần thiết.

Đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phụ thuộc phần lớn vào chất lượng mô hình BIM, trong đó nền tảng cấu thành mô hình BIM chính là các đối tượng BIM (BIM object). Hiện nay, việc tạo lập các mô hình BIM phụ thuộc vào các công cụ BIM (BIM Tools), trong các công cụ BIM phổ biến hiện nay, các đối tượng BIM được gán các thông tin của các hệ thống phân loại như OmniClass, Uniclass … Việc đo bóc khối lượng sử dụng các công cụ BIM chính là việc thống kê các đối tượng BIM theo những thông tin của các hệ thống phân loại, thuộc tính của đối tượng BIM và các thông tin liên quan khác [3]. Do đó, bảng khối lượng kết xuất từ mô hình BIM thường chứa các thông tin của các hệ thống phân loại trên. Trong khi đó, kết quả của việc đo bóc khối lượng ở Việt Nam chính là bảng khối lượng theo các công tác xây dựng trong định mức dự toán [4]. Qua đó có thể thấy, việc đo bóc khối lượng trực tiếp từ mô hình BIM chưa phù hợp với quy định tại Việt Nam, một trong số những lý do là các đối tượng BIM chưa được gán các thông tin liên quan đến việc đo bóc khối lượng.

Thực tế hiện nay, việc lập mô hình BIM trong giai đoạn đầu là mô hình 3D BIM, chủ yếu phục vụ việc kết xuất bản vẽ thiết kế, phát hiện xung đột, kết xuất khối lượng cơ bản (theo danh mục cấu kiện). Công tác kết xuất khối lượng từ mô hình BIM chủ yếu được thực hiện bằng việc sử dụng các tính năng trích xuất khối lượng có sẵn của các công cụ BIM, điều này có thể dẫn đến việc khối lượng được kết xuất không đúng theo yêu cầu đo bóc khối lượng theo quy định của Việt Nam, mặt khác chất lượng mô hình BIM không đảm bảo sẽ ảnh hưởng đến việc kết xuất khối lượng, đơn cử như việc mô hình BIM thiếu một số đối tượng “Cột”, từ đó khối lượng các công tác liên quan có thể bị sai. Cùng với đó, khối lượng kết xuất trực tiếp từ các công cụ BIM thường không dùng được ngay mà phải qua nhiều bước chỉnh sửa, điều này có thể dẫn đến việc khối lượng bị sai đồng thời mất đi tính tự động của BIM. Hơn nữa, bảng thống kê khối lượng kết xuất trực tiếp từ mô hình BIM không đúng định dạng theo quy định của Việt Nam. Do đó cần phải thực hiện việc đo bóc khối lượng ứng dụng BIM theo quy trình phù hợp để khắc phục những hạn chế trên đồng thời giúp cho việc kiểm soát chất lượng của công tác đo bóc khối lượng được thuận lợi hơn. Trong quy trình đó thì việc đầu tiên là phải lập mô hình BIM bao gồm đầy đủ các thông tin cho đối tượng BIM phục vụ việc đo bóc khối lượng cũng như các mối quan hệ giữa các đối tượng BIM (ví dụ như mức độ giao cắt ưu tiên giữa dầm và cột).

Hình 1 thể hiện việc khai báo thêm thông tin của định mức dự toán cho đối tượng “Cột bê tông”, thông tin “Công tác bê tông cột” và thông tin “Công tác ván khuôn cột”.

Hình 2 thể hiện mức độ giao cắt ưu tiên giữa dầm và cột (Phần bê tông giao giữa cột và dầm có cùng loại cấp phối, mác bê tông, không có yêu cầu đúc riêng, khi đo bóc được đo như bộ phận của dầm).

Hình 1. Khai báo thông tin của định mức dự toán cho đối tượng “Cột bê tông”

Hình 2. Mức độ giao cắt ưu tiên giữa dầm và cột (tại vị trí giao cắt, dầm được ưu tiên)

Từ những phân tích trên và căn cứ theo điều kiện ở Việt Nam cũng như tiếp thu những ưu điểm của những nghiên cứu trước đó, tác giả đề xuất quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phù hợp điều kiện Việt Nam như trong Bảng 1. Quy trình đề xuất gồm 6 bước, bao gồm cả việc lập mô hình 3D BIM trong giai đoạn đầu. Mặc dù hầu hết các mô hình 3D BIM trong các dự án xây dựng tại Việt Nam hiện nay được tạo ra từ các bản vẽ thiết kế 2D, quy trình này cũng được áp dụng cho các trường hợp mô hình 3D BIM được phát triển trực tiếp bằng công cụ BIM, không phải thông qua một bước tạm thời của các bản vẽ 2D. Quy trình đề xuất được áp dụng cho việc kết xuất khối lượng trực tiếp từ mô hình BIM được tạo lập bằng Autodesk Revit mà không cần thông qua bất kỳ công cụ nào khác.

Việc lập mô hình 3D BIM trong giai đoạn đầu sẽ được tiến hành như Bước 1, ở bước này mô hình 3D BIM cần đảm bảo mức độ chi tiết phù hợp với giai đoạn thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công, các đối tượng BIM cần đảm bảo về số lượng cũng như tính phù hợp, thông thường ở bước này việc lập mô hình 3D BIM được thực hiện bởi các đơn vị tư vấn thiết kế/tư vấn BIM. Ở Bước 2, người đo bóc khối lượng sẽ tiến hành việc kiểm tra số lượng và tính phù hợp của đối tượng BIM trong mô hình 3D BIM, sau đó sẽ tiến hành khai báo các thông tin phục vụ việc đo bóc khối lượng bao gồm các thông tin của định mức dự toán (mã hiệu, công tác xây lắp) cũng như thiết lập mối quan hệ giữa các đối tượng BIM phù hợp với quy định hiện hành ở Việt Nam cho mô hình 3D BIM (Bước 3), khi đó mô hình trở thành mô hình 5D BIM. Việc thực hiện đo bóc khối lượng được tiến hành ngay sau khi các thông tin được khai báo đầy đủ (Bước 5), cuối cùng là việc kết xuất khối lượng sang các định dạng theo yêu cầu (Bước 6). Bảng 1 cũng cho thấy các sản phẩm đầu ra được thực hiện trong từng bước.

Bảng 1. Đề xuất quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM

Bước	Quy trình	Đầu ra
*
1	Mô hình 3D BIM
2	Bảng kiểm tra mô hình 3D BIM
3	Mô hình 3D BIM đã được thiết lập mối quan hệ giữa các đối tượng BIM, thông tin của định mức dự toán (mã hiệu, công tác xây lắp)
4	Bảng kiểm tra mô hình 5D BIM
5
6	Bảng khối lượng
**

4. Ứng dụng trình tự đo bóc khối lượng đề xuất cho công trình Giảng đường H3

Để minh họa quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM phù hợp điều kiện Việt Nam, các tác giả sử dụng đề xuất để áp dụng cho một công trình cụ thể. Công trình áp dụng là Giảng đường H3 – Trường Đại học Xây dựng, các thông tin của công trình được liệt kê trong Bảng 2.

Bảng 2. Quy mô công trình Giảng đường H3

Loại công trình	Công trình dân dụng
Cấp công trình	Cấp II
Bậc chịu lửa	Cấp I
Diện tích xây dựng	1251.17 m2
Tổng diện tích sàn nổi	8088 m2
Tổng diện tích sàn tầng hầm	5515.83 m2
Địa điểm xây dựng	Trường Đại học Xây dựng

Do mức độ phức tạp của công trình và thời gian có hạn cũng như hạn chế của các công cụ BIM hiện tại mà việc đo bóc khối lượng ứng dụng BIM chỉ nên thực hiện cho những công tác đo bóc khối lượng chủ yếu. Vì vậy, không mất tính tổng quát, các tác giả thực hiện công tác đo bóc khối lượng ứng dụng BIM cho Phần thân - Giảng đường H3, việc đo bóc khối lượng bao gồm Công tác bê tông cột; Công tác bê tông dầm; Công tác bê tông sàn. Mô hình kết cấu của Giảng đường H3 như Hình 3.

Hình 3. Mô hình kết cấu – Giảng đường H3

Công tác đo bóc khối lượng được thực hiện theo quy trình đề xuất ở trên, cụ thể như sau:

Bước 1: Lập mô hình 3D BIM

Trong bài báo này, mô hình 3D BIM – hạng mục kết cấu công trình Giảng đường H3 thể hiện các đối tượng BIM bao gồm: cột, dầm, sàn (Hình 3). Mô hình 3D BIM này do tư vấn thiết kế/tư vấn BIM lập nên các đối tượng BIM trong mô hình chỉ bao gồm thông tin hình học như chiều dài, chiều rộng, chiều cao. Hình 4 thể hiện thông tin của đối tượng “Cột”, có thể thấy đối với mô hình 3D BIM thường chỉ có thông tin hình học, những thông tin khác chưa được khai báo.

Hình 4. Thông tin của đối tượng “Cột”

Bước 2: Kiểm tra mô hình 3D BIM

Việc kiểm tra mô hình 3D BIM được thực hiện sau khi người đo bóc khối lượng tiếp nhận mô hình BIM từ tư vấn thiết kế/tư vấn BIM. Mô hình 3D BIM là cơ sở để thực hiện việc đo bóc khối lượng ứng dụng BIM, việc mô hình hóa phải tuân theo các yêu cầu nhất định, phù hợp với mục tiêu của mô hình. Mô hình 3D BIM cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Mô hình phải đầy đủ các đối tượng BIM (BIM object) cần thiết, loại bỏ các đối tượng thừa.

- Các đối tượng BIM phải thể hiện đúng chức năng của bộ phận công trình.

- Các mô hình (nếu có nhiều hơn một mô hình) phải thống nhất một điểm gốc tọa độ.

- Đảm bảo mức độ chi tiết của đối tượng BIM theo phù hợp với giai đoạn thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công.

- Mô hình phải đầy đủ các thông tin cần thiết của từng đối tượng BIM bao gồm thông tin hình học (kích thước các chiều) và thông tin phi hình học (nếu có).

Trường hợp mô hình 3D BIM không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên, người đo bóc khối lượng cần xác nhận với đơn vị lập mô hình 3D BIM để có các giải pháp sửa đổi, bổ sung phù hợp.

Bước 3: Thiết lập thông tin hỗ trợ đo bóc khối lượng

Sau khi mô hình 3D BIM đáp ứng các yêu cầu ở Bước 2. Trong bước này, việc thiết lập các thông tin hỗ trợ đo bóc khối lượng cho mô hình 3D BIM được thực hiện bằng việc khai báo các thông tin định mức dự toán cho đối tượng BIM cũng như thiết lập các mối quan hệ giữa chúng phù hợp với quy định hướng dẫn đo bóc khối lượng.

Các thông tin cần khai báo cho đối tượng BIM cần căn cứ theo các thông tin trong mô hình 3D BIM để khai báo các công tác xây dựng phù hợp trong định mức dự toán cần thiết cho các đối tượng BIM. Các thông tin cần khai báo cụ thể như sau:

- Mã hiệu

- Công tác xây dựng

Hình 5 thể hiện việc khai báo thông tin của định mức dự toán cho đối tượng cột.

Hình 5. Thông tin của đối tượng “Cột” sau khi được khai báo thêm thông tin của định mức dự toán

Sau khi đã khai báo các thông tin cho đối tượng BIM, việc tiếp theo là phải thiết lập mối quan hệ giữa các đối tượng BIM, các mối quan hệ này phải thỏa mãn các yêu cầu theo quy định của Việt Nam (Phụ lục 1: Hướng dẫn đo bóc khối lượng các công tác xây dựng chủ yếu – Thông tư số 17/2019/TT-BXD), như các yêu cầu về thể hiện các lỗ rỗng trên bề mặt kết cấu bê tông, mức độ ưu tiên tại các điểm giao giữa các kết cấu bê tông …

Mô hình 3D BIM sau khi đã khai báo thêm các thông tin phục vụ việc đo bóc khối lượng, đồng thời cũng hỗ trợ tốt hơn trong việc xác định chi phí, do vậy mô hình trở thành 5D BIM.

Bước 4: Kiểm tra mô hình 5D BIM

Mô hình 5D BIM cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Mô hình phải đầy đủ thông tin định mức dự toán cần thiết cho các đối tượng BIM.

- Mối quan hệ giữa các đối tượng BIM phải thể hiện đúng quy định hiện hành của Việt Nam.

Trường hợp mô hình 5D BIM không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên, người đo bóc khối lượng cần sửa đổi, bổ sung phù hợp.

Bước 5: Thực hiện đo bóc khối lượng

Sử dụng tính năng thống kê khối lượng của công cụ BIM để tiến hành việc đo bóc khối lượng, kết quả của việc này là bảng thống kê khối lượng, tuy nhiên bảng thống kê khối lượng mặc định của công cụ BIM không đúng với định dạng theo quy định của Việt Nam, do đó người đo bóc khối lượng cần điều chỉnh cho phù hợp.

Bảng đo bóc khối lượng mẫu tham khảo Phụ lục 2 và Phụ lục 3 trong thông tư 17/2019/TT-BXD.

Hình 6, 7 thể hiện quy cách của bảng khối lượng bê tông cột mặc định của công cụ BIM và theo quy định của Việt Nam.

Hình 6. Bảng khối lượng bê tông cột mặc định của công cụ BIM

Hình 7. Bảng khối lượng bê tông cột theo quy định của Việt Nam

Bước 6: Kết xuất bảng đo bóc khối lượng

Từ mô hình BIM, bảng đo bóc khối lượng cho các công tác xây lắp có thể được khởi tạo hoàn toàn tự động, cụ thể như hình 8, 9, 10.

Hình 8. Bảng khối lượng công tác bê tông cột

Hình 9. Bảng khối lượng công tác bê tông dầm

Hình 10. Bảng khối lượng công tác bê tông sàn

5. Kết luận

Ứng dụng mô hình thông tin công trình trong ngành xây dựng nói chung và trong việc đo bóc khối lượng nói riêng đã và đang phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, hiện tại việc ứng dụng BIM trong việc đo bóc khối lượng ở Việt Nam đang ở những bước đầu tiên, nên chưa có những hướng dẫn cụ thể. Bài báo này đề xuất một quy trình đo bóc khối lượng ứng dụng BIM, nhằm đảm bảo chất lượng của khối lượng được kết xuất từ mô hình BIM được sử dụng trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công. Nếu được sử dụng đúng cách, quy trình có thể giúp các đơn vị/cá nhân liên quan rút ngắn thời gian đo bóc khối lượng cũng như đảm bảo được tính đúng, tính đủ của khối lượng, từ đó giúp cho việc xác định chi phí được dễ dàng và chính xác hơn, điều này có thể mang lại lợi ích lớn hơn nhiều. Quy trình này có thể là một tài liệu tham khảo tốt cho các đơn vị/cá nhân, những người muốn áp dụng BIM vào công việc của họ. Quy trình đề xuất được phát triển cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật, thiết kế bản vẽ thi công là hai giai đoạn mà việc đo bóc khối lượng được thực hiện phổ biến nhất ở Việt Nam. Trong tương lai, khi BIM trở nên phổ biến hơn ở Việt Nam, việc đo bóc khối lượng có thể được thực hiện ở các giai đoạn khác, khi đó quy trình có thể cần phải được sửa đổi cho phù hợp.

(Theo Tạp chí Kinh tế xây dựng số 03/2020)