ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT HẠ TẦNG KHU ĐÔ THỊ
1. Mở đầu
Hiện nay, BIM (Building Information Model) là một công nghệ có tính xu hướng trong lĩnh vực quy hoạch, kiến trúc, xây dựng và hệ thống kỹ thuật hạ tầng, dưới sự phát triển của công nghệ thông tin trong cuộc cách mạng 4.0, các giải pháp về lưu trữ và chia sẻ thông tin trực tuyến đang trở nên thuận tiện và đơn giản hơn, việc áp dụng BIM trong lĩnh vực kỹ thuật hạ tầng càng trở nên cần thiết và có ý nghĩa lớn trong việc thiết kế, quản lý và vận hành công trình. BIM là một công cụ hữu ích trong việc duy trì sự ổn định và bền vững của công trình trong suốt vòng đời của dự án, và nó đã đang trở thành ngôn ngữ chung của ngành xây dựng trên thế giới. Nhiều quốc gia đã ban hành các tiêu chuẩn về BIM (các tiêu chuẩn và hướng dẫn về BIM của các bang ở Mỹ [1] [9], Quy định về BIM cho dự án công cộng ở Na Uy và Phần Lan [2], Kiểm tra và cấp phép xây dựng dựa trên BIM ở Singapore [3][4][2] và “Nền tảng kỹ thuật số” của Đức [2]…), thiết lập các hiệp hội và cơ quan quản lý quốc gia về BIM (như Ban chỉ đạo BIM – Việt Nam [5],Viện mô hình thông tin xây dựng Hồng Kông, Hội đồng BIM của Cộng hòa Séc, Hội đồng BIM Canada…[10]).
Giá trị của BIM trong ngành xây dựng đã được khẳng định bằng các lợi ích mà nó mang lại (quản lý chi tiết về chi phí xây dựng [7], giảm lỗi thiết kế hoặc các lỗi xung đột, phối hợp đồng bộ giữa các đơn vị [8]), một thiết kế có ứng dụng BIM rất thuận lợi để người phê duyệt ra quyết định triển khai, và BIM đang trở thành một tiêu chuẩn trong ngành xây dựng.
Xu hướng áp dụng BIM trong hạ tầng đang tăng lên, với các lợi ích rõ ràng về cơ sở để quy hoạch và định hướng phát triển không gian, tuy nhiên để đánh giá chính xác các lợi ích BIM cho dự án hạ tầng vẫn còn hạn chế so với các nghiên cứu cho dự án toà nhà. Bên cạnh đó, sự khác biệt về đặc điểm công trình cũng đang là rào cản khi tiếp cận BIM cho dự án hạ tầng.
Nhìn chung, lợi ích của BIM trong các dự án hạ tầng đa phần tương tự với dự án xây dựng toà nhà, nhưng cũng có những điều khác biệt nhất định (cấu trúc công trình, giải pháp thi công…). Trong báo cáo này, nghiên cứu và đánh giá công nghệ BIM dưới góc nhìn của dự án hạ tầng kỹ thuật, phân tích cho một trường hợp nghiên cứu điển hình về hiệu quả của BIM trong hỗ trợ thiết kế công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị.
2. Cơ sở áp dụng BIM vào thiết kế công trình kỹ thuật hạ tầng đô thị
– Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 Đề án áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng và quản lý vận hành công trình.
– Quyết định số 1004/QĐ-BXD ngày 31/7/2020 Phê duyệt “Kế hoạch Chuyển đổi số ngành Xây dựng giai đoạn 2020-2025, định hướng đến năm 2030”.
– Quyết định số 258/QĐ-TTg ngày 17/3/2023 Phê duyệt Lộ trình áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng.
– Tài liệu Hướng dẫn chung áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) – Bộ xây dựng, 2020.
– Tài liệu Hướng dẫn chi tiết áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) đối với công trình dân dụng và hạ tầng kỹ thuật đô thị – Bộ xây dựng, 2020.
Và các tài liệu pháp lý khác.
3. Một số phần mềm phổ biến triển khai thiết kế công trình kỹ thuật hạ tầng đô thị theo mô hình BIM
Phần mềm BIM 360Docs:
BIM 360 Docs là một Modul trong bộ giải pháp BIM 360 được hãng Autodesk nghiên cứu và phát triển, giúp quản lý tài liệu cũng như mô hình BIM đơn lẻ theo dạng Online. Rất tiện cho việc trao đổi thông tin (có thể comment, phê duyệt hồ sơ Online).
BIM 360 gần giống như một hệ thống lưu trữ dữ liệu và tạo ra quy trình luân chuyển dữ liệu giữa các thư mục và giữa các thành viên trong dự án mà không chỉnh sửa được file dữ liệu.
BIM 360 Docs cho phép nhân viên xem, truy cập và cập nhật những tài liệu thiết kế mới nhất. Từ đó, giảm thiểu tối đa những sai sót trong quá trình thiết kế, tiết kiệm thời gian hơn rất nhiều lần.
Phần mềm Civil 3D:
Civil 3D là một giải pháp phần mềm cho thiết kế dự án cơ sở hạ tầng của hãng Autodesk. Phần mềm này được phát triển với định hướng trên nền tảng công nghệ BIM, kết nối với các bộ giải pháp khác giúp ứng dụng công nghệ BIM toàn bộ vòng đời dự án cơ sở hạ tầng.
Civil 3D có ưu điểm nổi trội như:
+ Xây dựng mô hình liên kết tự động, tự động cập nhật giữa tất cả các đối tượng của bản vẽ thiết kế giúp tiết kiệm thời gian cập nhật, hiệu chỉnh thiết kế.
+ Tùy biến và linh hoạt giúp dễ dàng thể hiện bản vẽ theo mẫu riêng, tùy biến các tiêu chuẩn thiết kế, mẫu trắc ngang điển hình đến thư viện định hình cấp, thoát nước cũng như công cụ Add-in lập trình tùy biến.
+ Kết nối với các giải pháp phần mềm khác như Infrawork, Naviswork, BIM 360 giúp ứng dụng BIM cho toàn bộ vòng đời dự án.
Phần mềm InfraWorks:
InfraWorks là giải pháp thiết kế phương án cho dự án cơ sở hạ tầng trên nền tảng công nghệ BIM. Bao gồm các chức năng chính:
+ Xây dựng mô hình 3D hiện trạng.
+ Thiết kế phương án đường trục chính và nút giao.
+ Thiết kế phương án cầu.
+ Thiết kế phương án hệ thống thoát nước.
Phần mềm NavisWorks:
NavisWorks là phần mềm đánh giá dự án chuyên nghiệp, cho phép các chuyên gia kiến trúc, kỹ sư xây dựng tổng hợp các mô hình và dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau (AutoCAD, Revit, InfraWorks, Sketchup, Tekla…), từ đó mang lại một cái nhìn tổng thể của dự án, nâng cao chất lượng hồ sơ dự án và đưa ra các bước tính toán tiếp theo như thời gian và chi phí thi công trên nền tảng công nghệ BIM.
NavisWorks có các chức năng chính:
+ Tổng hợp mô hình dự án.
+ Phân tích va chạm giữa các hạng mục.
+ Phân tích tiến độ dự án.
+ Quản lý khối lượng.
+ Lập trình tự, mô phỏng biện pháp thi công.
4. Phân tích cho Dự án Khu đô thị sinh thái cao cấp Yên Quang tại xã Quang Tiến, TP. Hòa Bình
4.1 Tài liệu cần thiết cho thiết kế dự án hạ tầng kỹ thuật
– Các văn bản pháp lý (các văn bản chấp thuận chủ trương, các văn bản đấu nối hệ thống hạ tầng kỹ thuât, Quyết định phê duyệt ở các bước thiết kế trước, ….)
– Các Tiêu chuẩn, Quy chuẩn, Quy phạm liên quan.
– Tài liệu khảo sát địa hình, địa chất.
– Bản vẽ, bảng tính, thuyết minh, dự toán ở bước thiết kế trước.
– Chỉ dẫn kỹ thuật (nếu có).
– Quy trình bảo trì công trình xây dựng (nếu có).
4.2. Giới thiệu về dự án khu đô thị sinh thái cao cấp Yên Quang, Hòa Bình
Dự án Khu đô thị sinh thái cao cấp Yên Quang nằm tại xã Quang Tiến, TP. Hòa Bình do Công ty Cổ phần đầu tư Phương Đông Hòa Bình làm chủ đầu tư.
Quy mô diện tích: 89,90 ha.
Quy mô dân số: 3000 người.
Mục tiêu đầu tư của dự án là góp phần thúc đẩy phát triển khu vực theo hướng không gian kiến trúc hiện đại, hài hòa với không gian tổng thể chung. Làm cơ sở cho việc phát triển khu dân cư mới, đồng bộ hệ thống hạ tầng kỹ thuật, tạo nguồn thu cho ngân sách nhà nước.
 Quảng trường |
Hình: Sơ đồ tổ chức giao thông, điểm nhấn đô thị và hình thái công trình kiến trúc – giai đoạn thiết kế Quy hoạch
4.3 Vấn đề khó khăn trong việc thiết kế cơ sở hệ thống hạ tầng kỹ thuật khu đô thị Yên Quang
Do vị trí dự án nằm ở khu vực nhiều đồi, có độ dốc địa hình tự nhiên lớn nên vấn đề khó khăn nhất trong khi thiết kế cơ sở là chọn được giải pháp tối ưu cho ba hạng mục: Giao thông, San nền, Thoát nước mưa. Nội dung thiết kế ba hạng mục này là khác nhau nhưng có điểm chung là cùng liên quan tới cao độ nút giao thông và cao độ san nền thiết kế của các công trình hai bên đường. Giải pháp đưa ra là phải đảm bảo tối ưu nhất trên cơ sở xem xét tổng thể cùng lúc ba hạng mục.
– Giải pháp thoát nước cần đảm bảo thoát nước nhanh nhất về các điểm tụ thủy. Do địa hình phức tạp nên cần xác định được tất cả các điểm tụ thủy để phân chia lưu vực và bố trí mạng lưới thoát nước về các điểm tụ thủy này.
– Giải pháp thiết kế Giao thông đưa ra cần đảm bảo nguyên tắc cân bằng đào đắp toàn tuyến là ít nhất, giữ được cảnh quan thiên nhiên hiện trạng, đồng thời phải có biện pháp đảm bảo an toàn cho các tuyến đường có chiều cao đào hoặc đắp lớn.
– Giải pháp san nền cần đảm bảo an toàn cho các công trình kiến trúc không bị phá hoại do sạt lở từ các mảng đồi dốc phía sau công trình. Để giữ được các mái dốc ổn định, đơn vị tư vấn cần lựa chọn giải pháp kè vừa đảm bảo kỹ thuật, vừa tiết kiệm chi phí.
4.4 Giải pháp sử dụng BIM trong đề xuất phương án thiết kế hạ tầng kỹ thuật (xây dựng bản đồ đánh giá địa hình, đánh giá độ dốc, xây dựng mô hình tổng thể mạng lưới đường, mô hình các giải pháp kè, phân tích và lựa chọn phương án gia cố mái taluy, xác định khoảng lùi mà mái taluy chiếm chỗ trong toàn bộ khu vực dự án, đề xuất xây dựng mô hình tổng hợp hệ thống hạ tầng kỹ thuật, giải pháp tổ chức và trao đổi dữ liệu).
– Xây dựng Bản đồ đánh giá cao độ và Bản đồ đánh giá độ dốc toàn khu:
Sử dụng dụng Civil 3D để xây dựng 2 bản đồ này.
Xây dựng bản đồ đánh giá cao độ giúp mang đến cái nhìn trực quan về sự thay đổi địa hình của khu vực dự án, giúp định hướng tổng thể phương án thiết kế mạng lưới thoát nước mưa.
Xây dựng bản đồ đánh giá độ dốc giúp dễ dàng xác định hướng dốc và xác định chính xác tất cả các vị trí tụ thủy để phân chia lưu vực và vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa.
F:\DỮ LIỆU MỚI CẦN ĐỔI TÊN VÀ ĐĂNG 2025\TÀI LIỆU 2024/ Ứng dụng BIM trong hỗ trợ PA TK KTHT Đô thị
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT HẠ TẦNG KHU ĐÔ THỊ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT HẠ TẦNG KHU ĐÔ THỊ
