QUY TRÌNH DỰ TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TRÌNH

1. Đo bóc khối lượng ứng dụng BIM

(1) Xây dựng mô hình 3D trong phần mềm Autodesk Revit từ các bản 2D;

(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;

(3) Xuất dữ liệu từ mô hình 3D Revit sang phần mềm Microsoft Excel nhờ Revit. Từ bảng khối lượng được xác lập, có thể sử dụng để xác định thời gian, tài nguyên cho từng cấu kiện đơn lẻ một cách nhanh chóng; đây là căn cứ để lên tiến độ thi công, dự trù kinh phí…

2. Trình tự đo bóc khối lượng trong mô hình BIM

(1) Nghiên cứu mô hình thông tin công trình;

(2) Thiết lập, kiểm tra thông tin các đối tượng BIM và thiết lập các thông tin cần thiết cho việc đo bóc khối lượng (nếu cần).

(3) Thiết lập bảng đo bóc khối lượng công trình, hạng mục công trình;

(4) Thực hiện đo bóc khối lượng theo bảng đo bóc khối lượng mẫu;

(5) Thực hiện rà soát, kiểm tra khối lượng đã được đo bóc.

Nhận xét: về các giải pháp xuất khối lượng trực tiếp từ phần mềm dựng, mô phỏng mô hình BIM. Hiện đa số các phần mềm dựng mô hình BIM đều có tính năng tích hợp sẵn để trích xuất khối lượng từ mô hình. Phần mềm phổ biến trong việc dựng mô hình BIM là ArchiCAD và Revit đều có tính năng này được tích hợp sẵn. Tính năng bóc tách khối lượng của Revit đơn giản hơn và không mạnh bằng ArchiCAD. Cách thực hiện bóc tách khối lượng của ArhiCAD và Revit khá giống nhau. Người sử dụng chọn các phần tử cần đo bóc và xác định các thông số thông qua các lệnh có sẵn. ArchiCAD và Revit khác nhau ở các tham số được sử dụng cho các đối tượng, đồng thời có giao diện hoàn thiện và thân thiện hơn với người dùng. Giao diện Revit tối giản hơn đáng kể về hình thức và các tùy chọn. Cả ArchiCAD và Revit đều cho phép lựa chọn tất cả các loại đối tượng trong mô hình, do đó có thể trích xuất khối lượng liên quan đến tất cả các loại phần tử.

3. Nghiên cứu các cách tiếp cận tính toán chi phí xây dựng sử dụng BIM

Sử dụng các mô hình BIM cho bóc tách khối lượng và ước tính chi phí được coi là hai lĩnh vực ứng dụng riêng biệt được kết nối với nhau. Bảy cách thức khai thác mô hình BIM cho công tác tính chi phí xây dựng.

Cách 1: Sử dụng ứng dụng BIM Software để dựng và cập nhật mô hình (Model), sau đó khai thác mô hình trực tiếp để tự động hóa toàn bộ việc bóc tách khối lượng (Qty) và tính chi phí (Cost). Cách này có mức tự động hóa cao nhất.

Cách 2: Sử dụng ứng dụng BIM Software để dựng, cập nhật mô hình (Model), sau đó xuất bảng khối lượng (Qty) trực tiếp từ BIM Software, khối lượng sẽ được nhập trực tiếp vào ứng dụng lập dự toán (EST Software) để tính chi phí.

Cách 3: Sử dụng ứng dụng BIM Software để dựng, cập nhật mô hình (Model), sau đó xuất dữ liệu khối lượng (Qdata), dữ liệu khối lượng sẽ được nhập vào ứng dụng lập dự toán (EST software) để xử lý thành bảng khối lượng (Qty) và tính chi phí (Cost).

Cách 4: Sử dụng ứng dụng BIM Software để dựng, cập nhật mô hình (Model), xuất dữ liệu khối lượng (Qdata) ra để nhập vào một ứng dụng bóc tách khối lượng (QTO Software) để xử lý dữ liệu khối lượng, khối lượng được xuất từ QTO Software (Qty) sẽ được nhập trực tiếp vào ứng dụng lập dự toán (EST Software) để tính chi phí (Cost).

Cách 5: Sử dụng ứng dụng BIM Software để dựng, cập nhật mô hình (Model), sau đó xuất dữ liệu khối lượng (Qdata), dữ liệu khối lượng sẽ được xử lý bằng thủ công để xử lý thành bảng khối lượng (Qty), sau dó Qty được nhập vào ứng dụng lập dự toán (EST Software) để tính chi phí (Cost).

Cách 6: Sử dụng đồng thời ứng dụng BIM Software và ứng dụng lập dự toán (EST Software). EST Software sẽ lấy được khối lượng (Qty) từ mô hình BIM (Model) để tính chi phí (Cost). Các ứng dụng này có thể tương tác trực tiếp với nhau, có nghĩa là thông tin cập nhật vào BIM Software cũng sẽ được EST Software nhận dạng ngay để xử lý và ngược lại.

Cách 7: Sử dụng đồng thời ứng dụng BIM Software, ứng dụng bóc tách khối lượng (QTO Software) và ứng dụng lập dự toán (EST Software). QTO Software sẽ lấy được khối lượng (Qty) từ mô hình BIM (Model) và tương tác với EST Software để tính chi phí (Cost). Các ứng dụng này có thể tương tác trực tiếp với nhau, có nghĩa là thông tin cập nhật vào BIM Software cũng sẽ được QTO Software và EST Software nhận dạng ngay để xử lý và ngược lại.

Hầu hết các công cụ dựng mô hình BIM đều có thể thực hiện việc bóc tách khối lượng ở mức độ nhất định, nhưng không có chức năng ước tính chi phí; các chức năng này thường được thực hiện bằng cách sử dụng các phần mềm khác. Do đó, cách 6 và cách 7 có tính khả thi thấp trong điều kiện hiện nay, mặc dù đã có đề xuất sử dụng công nghệ Mô hình đối tượng bộ phận (Component Object Model - COM) của Microsoft để hỗ trợ việc tương tác giữa mô hình BIM và phần mềm toán để tính chi phí dưới dạng bảng tính. Như vậy, các giải pháp được giới thiệu rộng rãi chủ yếu tập trung vào các cách tiếp cận 2,3,4,5. Các ứng dụng BIM thực tiễn trong việc đo bóc tách khối lượng và tính toán dự toán chi phí theo các cách tiếp cận đã được chỉ ra ở trên được trình bày như đề xuất dưới đây.

4 Trình tự đo bóc khối lượng và xác định chi phí xây dựng công trình sử dụng 5d BIM

4.1. Trình tự ứng dụng phần mềm Cubicost TRB trong 5D BIM (gồm hướng dẫn cài đặt, các quy tắc đo đạc, dựng hình, bóc tách khối lượng, nhập dữ liệu, tính toán, kiểm soát và xuất khối lượng để xác định chi phí xây dựng công trình) và rèn luyện kỹ năng thực hành về xác định chi phí (dự toán) cho công trình xây dựng.

Bước 1: Cài đặt và tìm hiểu phần mềm Cubicost TRB.

Nội dung tìm hiểu phần mềm Cubicost TRB gồm: (1) Tổng quan về phần mềm; (2) Giao diện và chức năng của phần mềm; (3) Các công cụ sử dụng của phần mềm (Công cụ Project Setting; BIM Model; Identify; Draw; View; Tool; Quantity)

Bước 2: Thiết lập công thức và phương pháp bóc tách khối lượng.

Nội dung gồm: (1) Tìm hiểu các quy tắc tính toán (Rule Caculating); (2) Thiết lập công thức tính toán cho từng công việc/cấu kiện.

Bước 3: Sử dụng ứng dụng BIM Software để dựng, cập nhật mô hình (Model). Nội dung cập nhật mô hình gồm các cấu kiện/công việc: Móng (Foundation), cột (Column), dầm (Beam), sàn (Slab), tường (Wall), cửa và cửa số (Door & Window Opening), cầu thang (Stairs), các cấu kiện/công việc khác (Other).

Bước 4: Tính toán và trích xuất báo cáo dữ liệu khối lượng (Qdata). Nội dung gồm: (1) Tính toán và kiểm soát khối lượng; (2) Xuất báo cáo khối lượng và in ấn.

Bước 5: Xử lý khối lượng thành bảng (Qty). Khối lượng sau khi xuất ra từ bước 4 sẽ được xử lý bằng thủ công để xử lý thành bảng khối lượng (Qty), sau đó Qty được nhập vào ứng dụng lập dự toán (EST Software) để tính chi phí.

Bước 6: Xác định chi phí của công trình xây dựng (Cost). Bảng khối lượng (Qty) được nhập vào ứng dụng lập dự toán (EST Software) hoặc các phần mềm chuyên dụng để tính chi phí xây dựng công trình (bao gồm; Chi phí xây dựng, chi phí xây dựng công trình, chi phí gói thầu xây dựng, tổng chi phí xây dựng công trình.

4.2. Quy trình và hướng dẫn bóc tách khối lượng chi tiết

Bước 1: Rà soát bản vẽ thiết kế và bản vẽ/ tài liệu hướng dẫn kỹ thuật kèm theo

Bước 2: Lập bảng khối lượng công tác xây dựng công trình chi tiết, bao gồm: Các danh mục công việc cần bóc tách khối lượng; Phân chia công việc thành các công tác nhỏ hơn để bóc tách cụ thể; Xác định đơn vị tính cho từng hạng mục bóc tách theo hệ thống định mức và đơn vị đo lường chuẩn; Sắp xếp danh mục công việc bóc tách theo trình tự thi công và bản vẽ thiết kế.

Bước 3: Tiến hành đo bóc khối lượng QS theo bảng chi tiết khối lượng công tác xây dựng

Bước 4: Tổng hợp từ các file thành phần vào bảng tổng hợp khối lượng đo bóc. Lưu ý làm tròn trị số

Bước 5: Rà soát, kiểm tra, duyệt báo cáo bóc tách khối lượng đã hoàn thiện

Cần lưu ý rằng, việc đo bóc khối lượng QS phải căn cứ và phù hợp với mục đích sử dụng và quy định về phương pháp quản lý chi phí đầu tư xây dựng. Hiện nay có 2 phương pháp đo bóc khối lượng được áp dụng chủ yếu đó là: Đo bóc theo diện tích, quy mô công suất hoặc năng lực phục vụ theo thiết kế công trình. Đo bóc theo nhóm công tác xây dựng, đơn vị kết cấu hoặc bộ phận công trình

Tùy theo, loại công trình mà bạn sẽ cần chọn phương pháp bóc tách khối lượng phù hợp để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu. Tuy nhiên vẫn cần tuân thủ chặt chẽ quy trình 5 bước đo bóc như trên.

5. Ứng dụng BIM trong quy trình đo bóc khối lượng và dự toán công trình tự động công nghệ thực tế ảo (vr)

5.1 Ứng dụng BIM trong quy trình đo bóc khối lượng và dự toán công trình tự động

BIM là một quy trình, một cách thức làm việc, không phải một đối tượng vật lý hay một phần mềm cụ thể. Một phần mềm (Ví dụ như Revit) nếu như không được đặt trong quy trình làm việc thì cũng không phát huy được tác dụng.

Quy trình là tiêu chuẩn, kế hoạch triển khai, là bảng tiêu chuẩn phát triển thông tin, quy trình triển khai CDE, …

Thông tin là thực thể quan trọng nhất trong BIM, sự khác biệt của BIM với truyền thống là có quy trình tạo lập, lưu trữ, truyền đạt thông tin vô cùng hiệu quả.

Ví dụ với phương pháp truyền thống bản vẽ hay thông tin được tạo ra, sau đó được lưu trên các máy tính cá nhân, thông tin sau đó được chuyển đến các bên bằng email, zalo, google drive, …, thông tin thường xuyên bị mất mát, lỗi thời còn với quy trình BIM tất cả dữ liệu được lưu trữ, quản lý và trao đổi trên CDE (Môi trường dữ liệu chung của dự án) và do đó thông tin sẽ được quản lý vô cùng hiệu quả, các bên tham gia dự án đều nắm được thông tin và cập nhật được thông tin.

Mô phỏng kích thước các quy trình trong BIM

Trong BIM có các quy trình 3D, 4D, 5D, 6D,…, như:

- BIM 4D tích hợp thêm các yếu tố về thời gian, tiến độ của công trình. 4D BIM cho phép người sử dụng tích hợp các yếu tố hình học của cấu kiện công trình

Bóc tách khối lượng công trình là việc xác định khối lượng trên phương thức: Đo, đếm, tính toán, kiểm tra trên cơ sở kích thước, số lượng quy định trong bản vẽ thiết kế, thuyết minh thiết kế hoặc từ yêu cầu triển khai dự án, thi công xây dựng, chỉ dẫn kỹ thuật, các hồ sơ, chỉ dẫn khác có liên quan và các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng Việt Nam. với các nhiệm vụ về tiến độ thi công để lập tiến độ, kế hoạch thi công và kế hoạc cung ứng các nguồn lực cho việc thi công công trình.

- BIM 5D tích hợp thêm các yếu tố về hao phí, chi phí. 5D BIM được sử dụng để quản lý, kiểm soát chi phí và xây dựng kế hoạch vốn cho công trình.

- BIM 6D được tích hợp thêm các thông tin về các hệ thống thiết bị trong công 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 công trình trong quá trình vận hành sử dụng.

5.2 Quy trình về BIM đầy đủ bao gồm các quy trình nh ỏ: trong đó, mỗi vòng trong là 1 quy trình. Ta thấy quy trình BIM trung tâm luôn là 1 mô hình BIM 3D, từ mô hình BIM 3D sẽ được nhân bản thành các mô hình 3D phục vụ các quy trình khác: (1) Mô hình 3D kết hợp với tiến độ để quản lý về thời gian sẽ được quy trình 4D; (2) Mô hình 3D kết hợp với dữ liệu giá để quản lý chi phí sẽ được quy trình 5D; (3) Mô hình 3D kết hợp với thông tin không gian, tài sản để vận hành sẽ được quy trình 6D

Một trong những cách triển khai BIM là Starting from end in mind tức là bắt đầu triển khai từ việc biết trước kết quả đầu ra của công việc nên sẽ tiến hành phân tích về bảng dự toán của quy trình như sau:

Phân tích bảng dự toán của quy trình

Bảng dự toán bao gồm 4 phần chính: Tên công việc, Khối lượng, Đơn giá, Thành tiền

Kết cấu của bảng dự toán (Activity Base): là bảng dự toán sẽ lấy Công việc làm khung chính, các cấu kiện trong mô hình sẽ được phân bổ về các công việc thích hợp.

Kết cấu của bảng dự toán

Dưới công việc ta thấy có các thông tin về cao độ, loại cấu kiện, đối tượng, trong đối tượng lại bao gồm ID đối tượng, thông số khối lượng của đối tượng, diễn giải khối lượng và khối lượng.

Để tạo được báo cáo dự toán tự động, điều đầu tiên phải thiết lập được sự kết nối giữa cấu kiện và đầu việc.

Các phần mềm hiện nay kể cả Revit đang chỉ kết nối được 1 cấu kiện với 1 đầu việc. Ví dụ như trong Revit, mã cấu kiện được thể hiện trong tham biến Assembly, mã công việc được thể hiện tại tham biến Keynote, ta thấy 1 assembly chỉ có 1 Keynote.

Thiết lập sự kết nối giữa cấu kiện và công việc

Trường hợp điển hình ở Việt Nam, một cấu kiện được gắn với nhiều đầu việc, mỗi đầu việc lại cần một thông số khối lượng khác nhau.

Ví dụ để hoàn thiện một cột bê tông (Một Cấu kiện) cần phải thực hiện các công tác như đổ bê tông cột (có thông số thể tích m3), gia công lắp dựng ván khuôn cột (có thông số diện tích m2)

6. Quy trình dự toán tự động trên nền tảng BIM và tính năng ưu việt của quy trình

6.1 Quy trình tự động với Revit + Cubicost + TTC

Hình 22: Dòng thông tin

Luồng thông tin 1 và 2 sẽ được giải quyết tự động nhờ phần mềm TTC. Luồng thông tin 3 sẽ được giải quyết nhờ Cubicost. Ngoài ra TTC cho phép kết nối thông tin giữa 3 luồng trên và thông tin được lưu trữ trong Database để tạo ra được bảng dự toán tự động

Lúc này quy trình sẽ có dạng như sau:

Hình 23: Quy trình tự động với Revit + Cubicost + TTC

Từ mô hình Revit, tạo một Add-in xuất ra các Element List có trong mô hình. Trong bảng sẽ có trường thông tin về Family-Type để kết nối thông tin. Một hướng khác, mô hình sẽ được xuất ra dạng IFC và đưa vào Cubicost để bóc tách khối lượng tự động. Bảng khối lượng xuất ra cũng có trường thông tin Family- Type

Mặt khác giải pháp TTC quản lý Database , đưa các dữ liệu giá vào một phần mềm, biến nơi đây thành trung tâm để các thông tin được kiểm tra, kết nối và cuối cùng xuất ra được bảng dự toán tự động với 80% số đầu mục công việc của công trình.

Cốt thép hiện chưa có giải pháp kết nối tự động , do đó sau khi dựng cốt thép bằng TRB sẽ xuất được bảng khối lượng cốt thép từ mô hình, QS sẽ điền tay khối lượng thép vào bảng dự toán.

Kinh nghiệm của QS thay vì được lặp đi lặp lại từ dự án này qua dự án khác và suốt vòng đời dự án, thì nay được lưu trữ trên Database và chỉ làm 1 lần duy nhất.

6.2 Vận hành Database

Vận hành Database

Để vận hành hệ thống hiệu quả , bên cạnh xây dựng database về giá song song đó cần xây dựng database về cấu kiện. Thư viện 3D và thư viện 5D sẽ có thiết lập kết nối từ trước. Sau khi có dự án, các cấu kiện trong thư viện được đặt vào đúng vị trí trong mô hình để tạo thành mô hình hoàn chỉnh. Như vậy cũng có nghĩa sau khi có mô hình thì mô hình này mặc nhiên đã có kết nối với 5D Database, rút gọn được công tác thiết lập kết nối.

Sau khi có dự án mới , tiến hành chạy lại quy trình như trên sẽ xuất ra bảng dự toán tự động. Song song với chạy dự án mới, dữ liệu 5D Database cũng được bổ sung dần dần và đến một thời điểm nào đó gần như ta không phải bổ sung thêm Database nữa, khi đó tốc độ quy trình sẽ được phát huy tối đa.

Khi đưa mô hình vào Cubicost bóc tách khối lượng , bảng khối lượng duy nhất cho toàn bộ công trình với một format duy nhất, khác với Revit, Schedule xuất ra nhiều bảng, mỗi loại cấu kiện lại có một bảng khác nhau và rất khó để kết nối thông tin từ một hệ thống các bảng như vậy. Tất cả được quy về một cho phép sử dụng tiến hành triển khai kết nối thông tin dễ dàng hơn.

Bảng Element List

Addin trong revit xuất ra bảng Element List cho mô hình. Công cụ này gồm 2 bước chính: Tạo Parameter cho các cấu kiện trong Revit; Sau khi tạo Parameter sẽ xuất bảng Element List

Bảng Element List có nhiều trường thông tin . Tuy nhiên quan trọng nhất là các trường: FamilyName và Type quy định tên cấu kiện, phần này người dựng mô hình kiểm soát; AdditionalInfo là nơi chưa thông tin quy định về biện pháp thi công, vật liệu, … kỹ sư QS sẽ quan tâm thông tin này để kiểm soát về giá

Ví dụ người dựng mô hình chỉ quan tâm là cột bê tông 300x300 và không cần quan tâm đến thông tin khác. Tuy nhiên nếu chỉ căn cứ vào đó không thể xác định được chi phí. Do vậy kỹ sư QS cần nắm được các thông tin như mác bê tông, bê tông đổ thủ công hay bê tông thương phẩm, ván khuôn thép hay gỗ, ….

Dữ liệu Database trong TTC

Một trong những đặc tính của thông tin trong BIM đó là thông tin phải có cấu trúc chặt chẽ. Áp dụng đặc tính trên vào xây dựng Database trong TTC chúng tôi xây dựng một hệ dữ liệu chặt chẽ hoàn thiện.

Dữ liệu Database trong TTC bao gồm 3 phần chính : Hệ phân loại cấu kiện; Hệ phân loại công việc; Hệ phân loại nguồn lực

Hệ phân loại cấu kiện được chứa trong Bảng Element : Được cấu trúc theo 5 cấp quan hệ cha con; Cấu kiện tại cấp thấp nhất (Level 5) sẽ được liên kết với công việc; Cho phép kết nối 1 cấu kiện với nhiều công việc (giải pháp khác chỉ liên kết 1 cấu kiện liên kết với 1 công việc như đã trình bày ở trên); Kinh nghiệm của QS được thể hiện ở bảng này, QS sẽ thiết lập quan hệ cấu kiện - Công việc và chỉ cần kiểm soát tại đây.

Hệ phân loại công việc trong bảng Activities

Hệ phân loại công việc được lưu trong bảng Activities: Được cấu trúc theo 3 cấp quan hệ cha con; Công việc tại cấp thấp nhất Level 3 sẽ được liên kết với nguồn lực

Ngoài ra người dùng còn phải nhập thêm hao phí cho nguồn lực, hao phí này có thể là hao phí trong định mức nhà nước hoặc định mức của Doanh nghiệp

Hệ phân loại nguồn lực trong bảng Resources

Hệ phân loại nguồn lực được lưu trong bảng Resources: Không phân cấp dữ liệu; Liệt kê tất cả các nguồn lực bao gồm vật tư, nhân công, máy móc thực tế trong thi công; Đơn giá cho từng hao phí đơn vị nguồn lực. Ví dụ như bao nhiêu tiền 1 m3 cát vàng. Đơn giá này được cập nhật theo công bố giá Nhà nước hoặc theo giá khảo sát của Doanh nghiệp. Khi cập nhật giá mới người dùng sẽ chỉnh sửa tại đây.

Thông tin là cốt lõi trong mọi dự án không chỉ trong dự án BIM. Một trong các nguyên tắc thông tin trong BIM đó là tính cấu trúc và tổ chức tốt (thể hiện ở Hệ thống phân loại). Điều này được áp dụng vào trong TTC để xây dựng dữ liệu Data có cấu trúc hoàn chỉnh. Cấu trúc Database gồm 3 phần và các phần này lại được kết nối với nhau.

Ngoài ra, một đặc tính khác trong thông tin trong BIM đó là thông tin được xác định mức độ phát triển rõ ràng được thể hiện trong bảng MPS. Việc đặt mã cấu kiện trong TTC sẽ đồng nhất với bảng MPS và tồn tại xuyên suốt trong suốt vòng đời dự án. Mã cấu kiện này cũng là mã tài sản phục vụ cho quản lý vận hành của Chủ đầu tư.