Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG LẬP VÀ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG LẬP VÀ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số: 9580202 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN HỮU HUẾ HÀ NỘI, NĂM 2020 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Nguyễn Văn Sơn i LỜI CÁM ƠN Xin được gửi lời cảm ơn tới Ban Giám Hiệu; Khoa Công trình; Bộ môn công nghệ và quản lý xây dựng, Viện kỹ thuật công trình, các Phòng, Ban trong trường đã luôn tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thiện luận án. Tác giả xin được gửi lời cảm ơn tới các đơn vị, các tổ chức, các cá nhân đã tham gia và cung cấp số liệu để có thể hoàn thiện luận án. Xin cảm ơn bạn bè, anh chị em và các đồng nghiệp trong và ngoài trường đã có những động viên, chia sẻ và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian vừa qua Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình đã luôn ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành luận án. ii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ ............x MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................ 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................2 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................2 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu............................................................... 3 1.4.1. Cách tiếp cận .......................................................................................................3 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 3 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ..................................................................................3 1.5.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................3 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn..................................................................................................4 1.6. Cấu trúc luận án ........................................................................................................4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC LẬP VÀ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG ............................................................................................................................. 5 1.1. Tổng quan về lập và quản lý tiến độ thi công .......................................................... 5 1.1.1. Khái niệm cơ bản về tiến độ thi công ..................................................................5 1.1.2. Các phương pháp lập và thể hiện tiến độ thi công hiện nay ............................... 6 1.1.3. Quản lý tiến độ thi công trong xây dựng và phương pháp Giá trị thu được Earned Value Management (EVM) .............................................................................13 1.2. Đánh giá công tác lập và quản lý tiến độ thi công công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam........................................................................................................................ 15 1.2.1. Phương pháp lập tiến độ thi công hiện nay ...................................................... 15 1.2.2. Xác định thời gian thi công trong lập tiến độ thi công hiện nay ...................... 16 1.2.3. Công tác quản lý tiến độ thi công hiện nay ....................................................... 18 1.2.4. Tình hình và nguyên nhân chậm tiến độ thi công các công trình thủy lợi, thủy điện .....................................................................................................................................19 1.3. Phân tích các kết quả nghiên cứu có liên quan về lập và quản lý tiến độ thi công 23 1.3.1. Các kết quả nghiên cứu ngoài nước ..................................................................23 1.3.2. Các kết quả nghiên cứu trong nước ..................................................................25 1.4. Phân tích cơ sở khoa học về bài toán tiến độ thi công ...........................................28 iii 1.4.1. Tiến độ thi công chấp nhận các đặc trưng ngẫu nhiên của các nhân tố ..........29 1.4.2. Tiến độ thi công chịu ảnh hưởng bởi nhiều nhân tố .........................................29 1.4.3. Chịu ảnh hưởng bởi các quyết định của con người ..........................................30 1.4.4. Tiến độ thi công đôi khi phải chấp nhận rủi ro .................................................30 1.4.5. Tiến độ thi công có nhu cầu dự báo cao ........................................................... 30 1.5. Phân tích định hướng nghiên cứu ...........................................................................30 Kết luận chương 1 .........................................................................................................34 CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THỜI GIAN THỰC HIỆN CÔNG VIỆC TRONG LẬP VÀ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG ........................................................................................................................... 35 2.1. Khái niệm cơ bản về lý thuyết độ tin cậy ............................................................... 35 2.2. Một số khái niệm về xác suất thống kê ..................................................................36 2.2.1. Biến cố ngẫu nhiên ............................................................................................ 36 2.2.2. Biến ngẫu nhiên .................................................................................................36 2.2.3. Biến ngẫu nhiên phân phối chuẩn .....................................................................37 2.2.4. Hàm đối số ngẫu nhiên ...................................................................................... 38 2.2.5. Xử lý thống kê ....................................................................................................38 2.2.6. Độ tin cậy hệ thống ........................................................................................... 42 2.3. Các phương pháp dự báo thời gian thực hiện công việc trong lập và quản lý tiến độ thi công .......................................................................................................................... 44 2.3.1. Phương pháp ngoại suy xu hướng.....................................................................45 2.3.2. Phương pháp chuyên gia ................................................................................... 45 2.3.3. Phương pháp mô phỏng .................................................................................... 46 2.3.4. Phương pháp mô phỏng số Monte-Carlo .......................................................... 47 2.4. Phương pháp đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nhân tố đến thời gian thi công trong lập và quản lý tiến độ thi công ........................................................................................ 51 2.4.1. Các bước đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nhân tố đến thời gian thi công .....................................................................................................................................51 2.4.2. Xây dựng cơ sở lý thuyết về các nhân tố rủi ro ảnh hưởng đến thời gian thi công51 2.4.3. Xác định các nhân tố rủi ro gây kéo dài thời gian thi công công việc của công trình thủy lợi, thủy điện ............................................................................................... 54 2.4.4. Xác lập mô hình nghiên cứu ..............................................................................63 2.4.5. Xây dựng, thiết kế bảng khảo sát ......................................................................65 iv 2.4.6. Phần mềm phân tích thống kê và phương pháp phân tích hồi quy tuyến tính ..71 2.5. Phương pháp nghiên cứu xây dựng xác suất thời gian hoàn thành các công việc chính trong thi công công trình thủy lợi, thủy điện ....................................................... 72 2.5.1. Các dạng phân phối xác suất thường dùng trong xác định thời gian thực hiện công việc ...................................................................................................................... 72 2.5.2. Phương pháp thu thập dữ liệu thời gian hoàn thành công việc khi lập tiến độ thi công ............................................................................................................................. 73 Kết luận chương 2 .........................................................................................................74 CHƯƠNG 3. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN THỰC HIỆN CÔNG VIỆC CÓ XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ RỦI RO TRONG LẬP VÀ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG ............................................................................................................75 3.1. Khảo sát các nhân tố rủi ro gây kéo dài thời gian thực hiện công việc trong lập và quản lý tiến độ thi công .................................................................................................75 3.1.1. Kết quả thu thập mẫu khảo sát ..........................................................................75 3.1.2. Các bước thực hiện phân tích kết quả mẫu khảo sát ........................................75 3.1.3. Phân tích tần suất các biến định tính ................................................................ 77 3.1.4. Phân tích nhân tố khám phá (EFA) ...................................................................85 3.1.5. Kiểm định thang đo cho các nhóm nhân tố sau hiệu chỉnh .............................. 93 3.1.6. Mô hình điều chỉnh ............................................................................................ 97 3.1.7. Thiết lập phương trình hồi quy..........................................................................97 3.2. Phân tích, đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nhân tố rủi ro gây kéo dài thời gian thực hiện công việc trong lập và quản lý tiến độ thi công ...........................................104 3.2.1. Nhân tố liên quan đến kỹ thuật........................................................................104 3.2.2. Nhân tố liên quan đến các tác động bất thường trên công trường .................105 3.2.3. Nhân tố liên quan đến thiết kế .........................................................................105 3.2.4. Nhân tố liên quan đến vấn đề quy trình thực hiện ..........................................106 3.2.5. Nhân tố liên quan đến con người ....................................................................106 3.2.6. Nhân tố liên quan đến pháp lý ........................................................................107 3.3. Kết quả thu thập, phân tích xác suất thời gian thi công các công việc chính trong công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam...................................................................108 3.3.1. Thu thập thời gian thi công của các công việc chính......................................108 3.3.2. Phân tích thống kê thời gian thực hiện các công việc chính ...........................112 Kết luận chương 3 .......................................................................................................115 v CHƯƠNG 4. LẬP VÀ QUẢN LÝ TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY .......117 4.1. Lập tiến độ thi công công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam sử dụng mô phỏng Monte-Carlo (MCS) ....................................................................................................117 4.1.1. Sự khác biệt giữa PERT, CPM và MCS ..........................................................117 4.1.2. Quy trình mô phỏng Monte-Carlo ...................................................................118 4.1.3. Lập tiến độ thi công công trình thủy lợi sử dụng mô phỏng Monte-Carlo .....121 4.1.4. Đánh giá độ tin cậy bảng tiến độ thi công theo mô phỏng Monte- Carlo ......126 4.2. Quản lý tiến độ thi công công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam theo lý thuyết độ tin cậy .....................................................................................................................130 4.2.1. Lập và đánh giá độ tin cậy của tiến độ thi công .............................................130 4.2.2. Quản lý giảm thiểu rủi ro nhằm tăng độ tin cậy của tiến độ thi công ............131 4.3. Lập tiến độ thi công cho công trình Hồ Thác Chuối và kiểm toán kết quả nghiên cứu ...............................................................................................................................137 4.3.1. Lựa chọn công trình thực tế để kiểm nghiệm kết quả .....................................137 4.3.2. Giới thiệu công trình .......................................................................................137 4.3.3. Lập tiến độ thi công cơ sở ...............................................................................140 4.3.4. Xác định các rủi ro và tác động đến thời gian hoàn thành công việc ............145 4.3.5. Mô phỏng tiến độ thi công theo Monte-Carlo .................................................147 4.3.6. Tính toán chỉ số độ tin cậy ..............................................................................148 Kết luận chương 4 .......................................................................................................151 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................153 1. Những kết quả đạt được ...................................... Error! Bookmark not defined. 2. Những đóng góp mới........................................... Error! Bookmark not defined. 3. Tồn tại và hướng phát triển ................................. Error! Bookmark not defined. 4. Kiến nghị ............................................................. Error! Bookmark not defined. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ...............................................154 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1-1. Tiến độ thi công theo sơ đồ đường thẳng........................................................ 7 Hình 1-2. Tiến độ thi công công việc theo sơ đồ xiên .................................................... 8 Hình 1-3. Phân phối thời gian hoàn thành công việc trong PERT ................................ 10 Hình 1-4. Sơ đồ nghiên cứu........................................................................................... 33 Hình 2-1. Các bước nghiên cứu đánh giá mức độ ảnh hưởng của các nhân tố đến thời gian thi công .................................................................................................................. 51 Hình 2-2. Mô hình nghiên cứu giả thuyết .....................................................................64 Hình 2-3. Phân phối thời gian thực hiện công việc theo dạng tam giác........................ 73 Hình 3-1. Biểu đồ thể hiện thời gian công tác của các cá nhân tham gia khảo sát .......81 Hình 3-2. Biểu đồ thể hiện địa điểm đang công tác của các cá nhân tham gia khảo sát .......................................................................................................................................81 Hình 3-3. Biểu đồ thể hiện bậc học đã được đào tạo của các cá nhân tham gia khảo sát .......................................................................................................................................81 Hình 3-4. Biểu đồ thể hiện vai trò đảm nhận công tác của các cá nhân tham gia khảo sát .......................................................................................................................................81 Hình 3-5. Biểu đồ thể hiện vị trí đảm nhiệm của các cá nhân tham gia khảo sát .........81 Hình 3-6. Biểu đồ thể hiện loại hình công trình xây dựng tham gia nhiều nhất của các cá nhân tham gia khảo sát ..................................................................................................81 Hình 3-7. Biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa Kinh nghiệm làm việc và bậc học đã được đào tạo qua của các cá nhân thuộc mẫu khảo sát .......................................................... 82 Hình 3-8. Biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa Vị trí đang đảm nhiệm và bậc học đã được đào tạo qua của các cá nhân thuộc mẫu khảo sát .......................................................... 83 Hình 3-9. Biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa Vị trí đang đảm nhiệm và kinh nghiệm làm việc của các cá nhân thuộc mẫu khảo sát ......................................................................84 Hình 3-10. Mô hình điều chỉnh ..................................................................................... 97 Hình 3-11. Kết quả kiểm định mô hình lý thuyết ........................................................104 Hình 3-12. Biểu đồ phân phối xác suất của công việc đào đất cấp 1 bằng máy đào ..115 Hình 4-1. Dạng phân phối xác suất thời gian thi công ................................................118 Hình 4-2. Trình tự mô phỏng Monte-Carlo .................................................................118 Hình 4-3. Các bước lập tiến độ thi công theo lý thuyết độ tin cậy..............................121 Hình 4-4. Nguyên tắc mô phỏng Monte-Carlo............................................................123 Hình 4-5. Sơ đồ mô tả quá trình thực hiện mô phỏng .................................................125 Hình 4-6. Xác suất của dự án theo thời gian ...............................................................126 Hình 4-7. Hồ Thác Chuối đã hoàn thành .....................................................................137 Hình 4-8. Tiến độ thi công theo sơ đồ mạng công trình hồ Thác Chuối .....................142 Hình 4-9. Biểu đồ xác suất thời gian hoàn thành và số lần mô phỏng ........................147 Hình 4-10. Chỉ số CI ...................................................................................................150 Hình 4-11. Chỉ số SSI ..................................................................................................150 Hình 4-12. Chỉ số CRI .................................................................................................151 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1. Tóm tắt các phương pháp lập tiến độ qua các nghiên cứu trên thế giới .......25 Bảng 2-1. Bảng giá trị Vn,P ............................................................................................ 39 Bảng 2-2. Thuật toán và hàm trong Matlab ...................................................................40 Bảng 2-3. Các nhân tố rủi ro gây chậm tiến độ công trình thủy lợi, thủy điện ở Việt Nam đưa vào nghiên cứu........................................................................................................55 Bảng 2-4. Phân nhóm các nhân tố rủi ro theo các chủ thể liên quan đến quá trình thi công ............................................................................................................................... 62 Bảng 3-1. Bảng thống kê tần suất các biến định tính từ số liệu mẫu nghiên cứu .........78 Bảng 3-2. Bảng thống kê mối liên hệ giữa Kinh nghiệm làm việc và bậc học đã được đào tạo qua của các cá nhân thuộc mẫu khảo sát .......................................................... 82 Bảng 3-3. Bảng thống kê mối liên hệ giữa Vị trí đang đảm nhiệm và bậc học đã được đào tạo qua của các cá nhân thuộc mẫu khảo sát .......................................................... 83 Bảng 3-4. Bảng thống kê mối liên hệ giữa Vị trí đang đảm nhiệm và kinh nghiệm làm việc của các cá nhân thuộc mẫu khảo sát ......................................................................84 Bảng 3-5. Bảng tóm tắt các hệ số khi phân tích nhân tố khám phá EFA lần 1 .............85 Bảng 3-6. Tổng phương sai được giải thích trong phân tích EFA lần 1 ....................... 85 Bảng 3-7. Bảng tóm tắt các hệ số khi phân tích nhân tố khám phá EFA lần 2 .............86 Bảng 3-8. Tổng phương sai được giải thích trong phân tích EFA lần 2 ....................... 87 Bảng 3-9. Bảng tóm tắt các hệ số khi phân tích nhân tố khám phá EFA lần 3 .............88 Bảng 3-10. Tổng phương sai được giải thích trong phân tích EFA lần 3 ..................... 88 Bảng 3-11. Bảng tóm tắt các hệ số khi phân tích nhân tố khám phá EFA lần 4 ...........89 Bảng 3-12. Tổng phương sai được giải thích trong phân tích EFA lần 4 ..................... 89 Bảng 3-13. Các thang đo bị loại bỏ ...............................................................................90 Bảng 3-14. Kết quả ma trận xoay .................................................................................. 90 Bảng 3-15. Thang đo các nhân tố rủi ro gây chậm tiến độ thi công phân nhóm lại......91 Bảng 3-16. Thống kê độ tin cậy Cronbach's Alpha và tương quan biến tổng Thang đo các nhân tố liên quan đến kỹ thuật của nhà thầu ........................................................... 93 Bảng 3-17. Thống kê độ tin cậy Cronbach's Alpha và tương quan biến tổng Thang đo các nhân tố liên quan đến tác động bất thường trên công trường .................................94 Bảng 3-18. Thống kê độ tin cậy Cronbach's Alpha và tương quan biến tổng Thang đo nhân tố liên quan đến con người ................................................................................... 95 Bảng 3-19. Thống kê độ tin cậy Cronbach's Alpha và tương quan biến tổng Thang đo nhân tố liên quan đến quy trình ..................................................................................... 95 Bảng 3-20. Thống kê độ tin cậy Cronbach's Alpha và tương quan biến tổng Thang đo các nhân tố liên quan đến thiết kế .................................................................................96 Bảng 3-21. Thống kê độ tin cậy Cronbach's Alpha và tương quan biến tổng Thang đo các nhân tố liên quan đến pháp lý .................................................................................96 viii