Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund - Empfehlungen Nr. 2 des Arbeitskreises 2.14 der DGGT "Digitalisierung in der ...
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Article, Published Version Molzahn, Michael; Bauer, Jörg; Henke, Sascha; Tilger, Klaus Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund - Empfehlungen Nr. 2 des Arbeitskreises 2.14 der DGGT „Digitalisierung in der Geotechnik“ Geotechnik Verfügbar unter/Available at: https://hdl.handle.net/20.500.11970/108270 Vorgeschlagene Zitierweise/Suggested citation: Molzahn, Michael; Bauer, Jörg; Henke, Sascha; Tilger, Klaus (2021): Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund - Empfehlungen Nr. 2 des Arbeitskreises 2.14 der DGGT „Digitalisierung in der Geotechnik“. In: Geotechnik 2021 (3). S. 209-218. https://doi.org/10.1002/gete.202100024. Standardnutzungsbedingungen/Terms of Use: Die Dokumente in HENRY stehen unter der Creative Commons Lizenz CC BY 4.0, sofern keine abweichenden Nutzungsbedingungen getroffen wurden. Damit ist sowohl die kommerzielle Nutzung als auch das Teilen, die Weiterbearbeitung und Speicherung erlaubt. Das Verwenden und das Bearbeiten stehen unter der Bedingung der Namensnennung. Im Einzelfall kann eine restriktivere Lizenz gelten; dann gelten abweichend von den obigen Nutzungsbedingungen die in der dort genannten Lizenz gewährten Nutzungsrechte. Documents in HENRY are made available under the Creative Commons License CC BY 4.0, if no other license is applicable. Under CC BY 4.0 commercial use and sharing, remixing, transforming, and building upon the material of the work is permitted. In some cases a different, more restrictive license may apply; if applicable the terms of the restrictive license will be binding.
DOI: 10.1002/gete.202100024
BERICHT REPORT
Michael Molzahn, Jörg Bauer, Sascha Henke, Klaus Tilger BERICHT
Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells
Baugrund
Empfehlungen Nr. 2 des Arbeitskreises 2.14 der DGGT „Digitalisierung in der Geotechnik“
Im Rahmen der zweiten Empfehlung des Arbeitskreises 2.14 Level of development and attribution of the specialized model
der DGGT „Digitalisierung in der Geotechnik“ werden Entwick- subsoil – Recommendations No. 2 of the working group 2.14
lungsstufen über den Lebenszyklus des Fachmodells Baugrund (DGGT) “Digitalization in geotechnical engineering”
definiert sowie davon abhängig Mindestanforderungen an die The second recommendation of the working group 2.14 “Digitali-
Zuführung von geometrischen und semantischen Fachdaten zation in geotechnical engineering” defines the level of develop-
(Attribuierung) in das Modell vorgeschlagen. Voraussetzung für ment with respect to the life cycle of the specialized model sub-
eine durchgehende Anwendbarkeit des Fachmodells Baugrund soil. Furthermore, the minimum requirements regarding the im-
im BIM-Kontext ist die weitgehende Standardisierung der plementation of geometrical and semantical data (attribution)
Fachdaten auf Modell- und Objektebene in Form von Eigen- into the model are discussed. For consequent use of the special-
schaften. Die vorliegende Empfehlung zeigt die notwendigen ized model subsoil in context with BIM it is necessary to stand-
Voraussetzungen für die noch zu entwickelnden, standardisier- ardize the data with respect to the model level as well as the ob-
ten, geotechnischen Eigenschaften auf und beschreibt die ject level by means of properties which have to be defined.
datentechnischen Anforderungen bei deren Erarbeitung sowie These recommendations describe the essential requirements for
bei der Attribuierung des Fachmodells Baugrund durch den standardized geotechnical properties which still have to be devel-
Anwender. oped. Therefore, data-related requirements for creation as well
as the attribution of the specialized model subsoil are discussed.
Stichworte Building Information Modeling; Fachmodell Baugrund; Keywords Building information modeling; specialized model subsoil; level of
Entwicklungsstufen; Eigenschaften; Attribuierung; Datenstruktur; development; properties; attribution; data-structure; recommendations
Empfehlungen
1 Einleitung – Definition der Entwicklungsstufen des Fachmodells
Baugrund mit Verknüpfung der dafür notwendigen
Aufbauend auf dem Stufenplan des Bundesministeriums Fachinhalte und Zuordnung zu den Anwendungsfällen,
für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) [1] für den – Definition von Mindestanforderungen von Fachinhal-
Infrastrukturbau werden in darauf folgenden Veröffentli- ten für die Entwicklungsstufen,
chungen des BMVI [2, 3] auch einige wenige Anforderun- – Beschreibung der Voraussetzungen für die Standardi-
gen an das digitale Baugrundmodell, betreffend insbeson- sierung von Eigenschaften in der Geotechnik,
dere dessen Fachinhalte, gestellt. Zudem fordert das – Datentechnische Anforderungen an Eigenschaften bei
BMVI in [4]: „Es ist ein flexibles Datenbankmodell zu deren Erarbeitung sowie bei der Attribuierung des
entwickeln, um standardisierte Merkmale für beliebige Fachmodells Baugrund durch den Anwender.
Modellobjekte definieren zu können.“ Diese Anforderun-
gen wurden bereits in der ersten Empfehlung des AK 2.14 Die vorliegende Empfehlung nimmt keine Beschreibung
[5] berücksichtigt bzw. umgesetzt und sind – wie auch die der Anwendungsfälle und überwiegend keine Zuweisung
darin erarbeiteten Begriffsdefinitionen – Voraussetzung von Zuständigkeiten bei der Erstellung und Verwendung
für die hier vorliegende zweite Empfehlung. des Fachmodells Baugrund vor. Dies wird in noch folgen-
den Empfehlungen des AK 2.14 behandelt.
Darüber hinaus stellt das BMVI in [4] fest: „Mit dem Auf-
bau einer Merkmalsdatenbank können die Eigenschaften
von Modellobjekten für unterschiedliche Anwendungsfäl- 2 Entwicklungsstufen des Fachmodells Baugrund
le und Projektphasen einheitlich definiert werden.“ Und:
„Die Merkmalsdatenbank ist elementar für alle BIM-An- Das Fachmodell Baugrund wird wie alle anderen Fach-
wendungen der öffentlichen Vorhabenträger.“ Um diese, modelle auch über den gesamten Lebenszyklus des Pro-
für BIM unabdingliche Standardisierung erfüllen zu kön- jekts fortgeschrieben. So existieren im Lebenszyklus des
nen, werden im Folgenden mit Blick auf die Geotechnik Fachmodells mehrere Entwicklungsstufen, die jeweils
die Voraussetzungen definiert. Dabei sind auch Normen Vertragsbestandteil bei der Vergabe einer nächsten Pla-
wie [6] und [7] berücksichtigt. nungsphase bis hin zur Ausführung und dem Betrieb
sind. Alle Entwicklungsstufen sind innerhalb des Fach-
Die vorliegende zweite Empfehlung des Arbeitskreises modells Baugrund abrufbar. Es werden demnach keine
2.14 beinhaltet folgende Themen: früheren Entwicklungsstufen gelöscht oder aus dem Mo-
© 2021 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin. geotechnik 44 (2021), Heft 3 209
M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund
Bild 1 Beispiel für die Entwicklung von LOI von Fachobjekten des Fachmodells Baugrund innerhalb einer Entwicklungsstufe bzw. eines LOIN
Example for the LOI-development of specialist objects within the specialized model subsoil in one level of development or LOIN
dell entfernt. Die parallel stattfindende Versionierung finale Ergebnis ist ein Modell, das der Bauausführung
der Entwicklungsstufen historisiert das Fachmodell in übergeben wird.
Gänze, ohne Informationen vorangegangener Entwick- – Fachmodell in der Stufe Fertigstellung:
lungsstufen auszulagern. Innerhalb der jeweiligen Pla- Es enthält ergänzende, bei der Ausführung gewonnene
nungsphase wird demnach das Fachmodell Baugrund Informationen, z. B. Anpassungen von Schichtverläu-
durch Integration von neu generierten Fachdaten weiter- fen nach Eingriffen in den Baugrund, u. a. infolge eines
entwickelt und mit anderen, sich entwickelnden gewerk- Informationsgewinns durch Baumaschinen (Herstell-
spezifischen Fachmodellen im Gesamtmodell in Inter- daten), und Informationen aus der Bauüberwachung.
aktion gesetzt. Die einzelnen Fachmodelle können sich Das finale Ergebnis ist das As-Built Modell, das dem
dabei in unterschiedlichen Planungsphasen oder Versio- Betrieb übergeben wird.
nen befinden. Das Fachmodell Baugrund kann in Anleh- – Fachmodell in der Stufe Betrieb:
nung an VDI 2552 Blatt 4 [8] die folgenden Entwick- Es enthält Ergänzungen der Baugrundverhältnisse, die
lungsstufen aufweisen: zum Zeitpunkt des Modells in der Stufe Fertigstellung
nicht bekannt waren, z. B. Änderung der Grundwasser-
– Fachmodell in der Stufe Vorplanung: verhältnisse.
Es enthält nur rudimentäre Informationen zu Bau-
grundschichten, z. B. für eine Variantenuntersuchung Hinweis: Gemäß VDI 2552 Blatt 4 [8] fließen die Gelände-
für Trassierungen oder zur Planung der geotechni- form und die Baugrundeigenschaften in das „Grundlagen-
schen Aufschlusskampagne. modell“ ein. Dieses Modell bildet die Basis für weitere
– Fachmodell in der Stufe Entwurfsplanung und Geneh- Fachplanungen.
migungsplanung:
Diese enthalten alle notwendigen Informationen aus Die zunehmende Detaillierung eines Fachobjekts oder
dem Geotechnischen Bericht und ggf. dem Geotechni- Fachmodells wird mit einem Level of Development (LOD)
schen Entwurfsbericht. beschrieben. Dieses setzt sich aus dem geometrischen
– Fachmodell in der Stufe Ausführungsplanung und und dem semantischen Level zusammen, d. h. aus dem
Werksplanung: Level of Geometry (LOG) und dem Level of Information
Diese enthalten Informationen aus der Fortschrei- (LOI) [8, 9].
bung des Geotechnischen Entwurfsberichts infolge
der fortgeschrittenen Planung, z. B. aus zusätzlichen Dabei beziehen sich LOD, LOG und LOI auf Fachobjekte,
Baugrunduntersuchungen und Probeversuchen. Das wobei LOD vereinzelt auch auf Fachmodelle angewendet
210 geotechnik 44 (2021), Heft 3M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Level of development and attribution of the specialized model subsoil
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Tab. 1 Zuordnung von Entwicklungsstufen zu Planungsphasen des Fachmodells Baugrund
Correlation between level of development and design phases of the specialized model subsoil
Entwicklungsstufe bzw. LOIN Planungsphasen des Fachmodells Baugrund
Grundlagenermittlung
Stufe Vorplanung
Vorplanung
Stufe Entwurfsplanung Entwurfsplanung
Stufe Genehmigungsplanung Genehmigungsplanung
Stufe Ausführungsplanung Ausführungsplanung
Stufe Werksplanung Werksplanung
Stufe Fertigstellung Objektüberwachung
Stufe Betrieb Objektbetreuung
Tab. 2 Beispiele für die Zuführung von Fachdaten in Abhängigkeit der Entwicklungsstufen des Fachmodells Baugrund
Example for implementing datas with respect to the level of development of the specialized model subsoil
Entwicklungsstufe bzw. LOIN Beispiel: Bestimmung der Baugrund- Beispiel: Kenngrößen für Baugrund-
schichten Bauwerk-Interaktion
Literatur- und Kartenstudien sowie Altauf-
Stufe Vorplanung
schlüsse
Zumeist Korrelationen und Erfahrungswerte
Stufe Entwurfsplanung
Baugrundaufschlüsse
Stufe Genehmigungsplanung
Stufe Ausführungsplanung Ergebnisse von Untersuchungsprüfungen
Ggf. verdichtende Baugrundaufschlüsse wie Pfahlprobebelastungen oder Herauszieh-
Stufe Werksplanung versuchen von Verpressankern
Informationen, z. B. aus Pfahlherstellung Kontrolluntersuchungen, z. B. bei Verpress-
Stufe Fertigstellung
oder Aushub ankern
Stufe Betrieb – Langzeiterfahrungen
wird und dann die Granularität des Modells meint, d. h. henmodell (DHM) der Geländeoberfläche ausschließlich
dessen zunehmende Anreicherung mit weiteren (neuen) auf in der Regel punktuellen Informationen aus Bau-
Fachobjekten. Aktuell ist in Diskussion, ob das LOD bei grundaufschlüssen, jeweils in Verbindung mit einer ge-
Fachmodellen zulässig sein kann, da dieses die Granulari- wählten Interpolationsmethode zur Erstellung von
tät definitionsgemäß nicht impliziert. Zur Beschreibung Schichtgrenzen. Sofern sich die Geometrie in Form der
der Entwicklung eines Fachmodells mit Berücksichtigung Geländeoberfläche und der Schichtgrenzen im Projekt-
der zunehmenden Granularität, der zunehmenden Anrei- verlauf verändert, ist dies ausschließlich dem Gewinn an
cherung mit Fachdaten, Fachobjekten und Eigenschafts- Informationen geschuldet.
objekten und deren zunehmende Vernetzung wird das
Level of Information Need (LOIN) eingeführt [7, 10]. Die Anwendung des Level of Information ist beim Fach-
Dieses definiert die geometrischen und fachlichen Min- modell Baugrund ebenfalls nicht zielführend. Zwar liegt
destanforderungen (Informationsbedarf) auf Objekt- und bei einzelnen Fachobjekten, wie bspw. den Baugrundauf-
Modellebene für spezifische Planungsphasen bzw. Ent- schlüssen einer Kampagne oder der daraus resultieren-
wicklungsstufen oder Anwendungsfälle im entsprechen- den Festlegung der Baugrundschichten, eine Entwick-
den Lebenszyklus. lung mit zunehmender Informationstiefe vor, jedoch fin-
det diese Entwicklung in der Regel nur innerhalb einer
Für das Fachmodell Baugrund stellen sich einige Beson- Planungsphase und somit in einem speziellen LOIN statt
derheiten dar: (Bild 1). Dabei besteht sowohl für den Fachautor des
Fachmodells als auch für den Auftraggeber des Fach-
Beim Fachmodell Baugrund ist das Level of Geometry modells keine Notwendigkeit der Beschreibung der Ent-
nicht sinnvoll anwendbar, da eine sich entwickelnde wicklung der einzelnen Fachobjekte. Lediglich die je-
Geometrie bis hin zu einer realitätsnahen Abbildung weils abgeschlossene Entwicklungsstufe des Fachmo-
eines Fachobjekts, wie bspw. bei Bauteilen, nicht vorliegt. dells mit den neu generierten, vertraglich vereinbarten
Die Geometrie des Fachmodells Baugrund beruht neben Fachobjekten und -daten ist bei der Übergabe zur nächs-
dem Digitalen Geländenmodoll (DGM)/Digitalen Hö- ten Planungsphase von Interesse. Dieser erforderliche
geotechnik 44 (2021), Heft 3 211M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund
Tab. 3 Fachdaten des Fachmodells Baugrund in Abhängigkeit der Entwicklungsstufen bzw. des LOIN und Zuordnung zu Anwendungsfällen
Specific data of the specialized model subsoil with respect to the level of development or LOIN as well as a correlation to use cases
Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe Stufe
Vorplanung Entwurfs- Genehmigungs- Ausführungs- Werksplanung Fertigstellung Betrieb
planung planung planung
Literatur und
Karten, sowie
Altaufschlüsse
Digitales Gelände- oder
Höhenmodell
Erstellung des geotechnischen Berichts
Erstellung des geotechnischen Entwurfsberichts
Schichtenansprache, Festlegung Grundwasserschichten
und Baugrundschichten mit Klassifizierung
Attribuierung der Homogenbereiche
Attribuierung der Baugrundschichten und ggf. Angabe der Kenngrößen der Baugrund-Bauwerk-Interaktion
Herstelldaten
zur Anpassung
von Baugrund-
schichten und
Kenngrößen
Langzeit-
messungen und
-beobachtungen
Beispiele für Anwendungsfälle
Bestandserfassung
Planungsvariantenuntersuchung
Koordination
Fachliche Beurteilung
Visualisierung
Planableitung
Mengenermittlung
Kostenschätzung und Kostenberechnung
Bemessung und Nachweisführung
Grundwasserhaltung
Ausschreibung
Termin- und Logistikplanung
Baufortschritts-
kontrolle
Abrechnung
Bauwerks-
dokumentation
Nutzung
für Betrieb und
Erhaltung
212 geotechnik 44 (2021), Heft 3M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Level of development and attribution of the specialized model subsoil
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Informationsbedarf ist durch das vorgegebene LOIN ten, Homogenbereichsschichten und Grundwasserschich-
vollständig definiert. ten und zum anderen zu einer realistischeren Abschät-
zung bestimmter Kenngrößen des Baugrunds oder der
Die Entwicklung des Fachmodells Baugrund kann voll- Baugrund-Bauwerk-Interaktion (s. Beispiele in Tab. 2).
ständig über eine Korrelation der Planungsphasen zu den
Entwicklungsstufen bzw. des LOIN des Fachmodells aus- Hinweis: Die Kenngrößen der Baugrund-Bauwerk-Inter-
gedrückt werden (Tab. 1). Dabei ist auch eine Zuordnung aktion dürfen nicht den Baugrundschichten zugeordnet
zu Leistungsphasen der HOAI möglich [10]. Die Eintei- werden, da diese Kenngrößen nur für definierte Bauteile
lung nach Tab. 1 stellt einen Regelfall mit einer linearen in klar abgegrenzten Bereichen des Baugrunds Gültigkeit
Entwicklung des Fachmodells Baugrund dar, kann aber haben. Vielmehr sind diese Informationen Objekten mit
je nach Eigenheiten des spezifischen Projekts oder der festgelegter und unveränderbarer Geometrie zuzuordnen.
Vertragsgestaltung zwischen Auftragnehmer und Auftrag- Die Lage und Art der Objekte sind vom Auftraggeber
geber von dieser Abfolge abweichen. So können unter- oder vom Planer der Bauwerke festzulegen.
schiedliche Entwicklungsstufen zusammengefasst bear-
beitet oder ausgelassen werden. Letztlich dient das Fachmodell Baugrund der Umsetzung
von Anwendungsfällen. Diese können den Entwicklungs-
Die Entwicklung des Fachmodells Baugrund geht im All- stufen des Fachmodells Baugrund zugeordnet werden
gemeinen einher mit (Tab. 3). Die Anwendungsfälle benötigen dabei in der
Regel die Interaktion mit dem Gesamtmodell.
– der Anreicherung mit weiteren (neuen) Fachobjekten
(Granularität), z. B. neue Baugrundaufschlüsse oder In Abhängigkeit von den vereinbarten Vertragsbedingun-
die Festlegung der Homogenbereichsschichten, und gen, wie dem Bauvertrag oder den AIA, können sich die
– dem Gewinn bzw. der Festlegung von Fachdaten in Zuordnungen in Tab. 3 auch davon abweichend darstel-
Form von Eigenschaften, z. B. neue Laborversuchs- len.
ergebnisse oder neue Kenngrößen, die mittels der
Attribuierung und Referenzierung den Fachobjekten
zugeführt werden. 3 Attribuierung, Eigenschaften und Datenkataloge
Der Umfang und der Inhalt der Leistungen je Entwick- 3.1 Attribuierung im Fachmodell Baugrund und
lungsstufe des Fachmodells Baugrund werden als spezifi- Mindestanforderungen
sche LOINs in den Auftraggeber-Informations-Anforde-
rungen (AIA) vom Auftraggeber festgelegt und in Ausnah- Die Mehrzahl der Eigenschaften im Fachmodell Bau-
mefällen im BIM Abwicklungsplan (BAP) angepasst. grund ergeben sich aus dem Geotechnischen Bericht
bzw. Geotechnischen Entwurfsbericht gemäß DIN 4020.
Die Zuführung neuer Eigenschaften und Fachobjekte Darüber hinaus werden Eigenschaften u. a. bei der Aus-
führt beim Fachmodell Baugrund zum einen zu einer zu- führung oder beim Betrieb des Bauwerks gewonnen,
nehmend genaueren Erkenntnis zu den Baugrundschich- bspw. der Zustand von Grundwassermessstellen im Le-
Tab. 4 Geometrische und fachliche Mindestanforderungen an das Fachmodell Baugrund in Abhängigkeit der Entwicklungsstufen
Geometrical und technical minimum requirements regarding the specialized model subsoil according to the level of development
Entwicklungsstufe bzw. LOIN Geometrische und fachliche Mindestanforderung
Stufe Vorplanung Altaufschlüsse mit vorhandenen Daten und Planung der Aufschlusskampagne als Sub-Fach-
modell der Aufschlüsse
Stufe Entwurfsplanung – Aufschlüsse mit mindestens allen Fachdaten, welche die Grundlage zur Ableitung von Bau-
grundschichten bilden
Stufe Genehmigungsplanung (Sub-Fachmodell der Aufschlüsse)
– Erforderliche Fachdaten zu den Grundwasserverhältnissen
(Sub-Fachmodell der Grundwasserschichten und -körper)
– Bezeichnung und Klassifizierung der Baugrundschichten
(Sub-Fachmodell der Baugrundschichten)
Stufe Ausführungsplanung Homogenbereiche nach VOB/C mit allen für die geplante Baumaßnahme erforderlichen Kenn-
größen (Sub-Fachmodell der Homogenbereichsschichten)
Stufe Werksplanung Keine
Stufe Fertigstellung Normativ geforderte Fachdaten, z. B. zur Auswertung weiterer Schichtinformationen wie Bohr-
protokolle oder Abnahmeprüfungen
Stufe Betrieb Keine Mindestanforderung, da nicht zwangsläufig ein Informationsgewinn generiert wird
geotechnik 44 (2021), Heft 3 213M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund
benszeitraum, Ergebnisse von Langzeitmessungen oder 3.2 Organisation von Eigenschaften in Datenkatalogen
langfristige Änderung der Grundwasserverhältnisse.
Die Entwicklung des Fachmodells Baugrund über den
In Abhängigkeit der Entwicklungsstufen bzw. des LOIN Lebenszyklus ergibt sich aus der zunehmenden Anreiche-
sollte das Fachmodell Baugrund mindestens die in Tab. 4 rung des Fachmodells mit weiteren (neuen) Fachobjekten
zusammengestellten Eigenschaften aufweisen. Eine darü- (Granularität) und deren Anreicherung mit Attributen,
berhinausgehende Attribuierung des Fachmodells muss Parametern und Referenzen (Eigenschaften). Der Prozess
in den AIA vereinbart werden. Ein über die Vereinbarung der Zuweisung von Attributwerten wird als Attribuierung
in den AIA hinausgehender Informationsgewinn ist eben- bezeichnet und beinhaltet umgangssprachlich oftmals
falls im Fachmodell zu erfassen. auch Parameter und die Referenzierung.
Hinweis: Inwiefern die geotechnischen Kenngrößen für Eigenschaften sind über ihre Eigenschaftsobjekte Fach-
erdstatische Berechnungen und die Kenngrößen der Bau- objekten zugeordnet, die sich innerhalb von Sub-Fach-
grund-Bauwerk-Interaktion dem Fachmodell Baugrund modellen im Fachmodell befinden. Beim Fachmodell
zugeführt werden sollten, ist umstritten. Im Geotechni- Baugrund sind dies insbesondere das
schen Bericht und Geotechnischen Entwurfsbericht sind
diese Kennwerte kommentiert und häufig nur für be- – Sub-Fachmodell der Aufschlüsse,
stimmte Bereiche und/oder mit der Gültigkeit für be- – Sub-Fachmodell der Baugrundschichten,
stimmte Nachweis- und Bauverfahren angegeben. Diese – Sub-Fachmodell der Homogenbereichsschichten sowie
Einschränkungen von Kennwerten sind im Fachmodell – Sub-Fachmodell der Grundwasserschichten und
Baugrund zwar umsetzbar, derzeit jedoch nicht in der -körper.
gewohnten Prägnanz hervorhebbar. Über die Angabe die-
ser Kenngrößen im Fachmodell Baugrund sollte pro- Jedes Fachobjekt benötigt für eine sinnvolle Nutzung eine
jektspezifisch entschieden werden. Mindestanzahl an Eigenschaften (LOIN). Darüber hinaus
Bild 2 Erforderliche Objekt- und Datenkataloge für das Fachmodell Baugrund
Required object dictionaries and data dictionaries for the specialized model subsoil
214 geotechnik 44 (2021), Heft 3M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Level of development and attribution of the specialized model subsoil
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wird nach Abstimmung zwischen dem Auftraggeber und angetrieben, wobei bisher lediglich der Hochbau voll-
Auftragnehmer unterschieden in Eigenschaften, die de- umfänglich betrachtet wurde (IFC4) und der Infrastruk-
finiert sein müssen (obligatorische Eigenschaften) und turbau inkl. der Geotechnik zurzeit in der Entwicklung
Eigenschaften, die definiert werden können (optionale ist (IFC5). DIN EN ISO 23386:2020-11 [6] weist die
Eigenschaften). Rolle zur Erstellung und Pflege einheitlicher Eigenschaf-
ten einer Sachverständigenkommission zu, deren Aufga-
Die Festlegung der Namen der Eigenschaften sowie die ben und Managementstrukturen bzgl. der Hinzufügung,
Detaillierung der Fachdaten innerhalb eines Fachobjekts Änderung, Aktivierung oder Deaktivierung von Attribu-
und einer Entwicklungsstufe des Fachmodells erfolgt in ten in sog. Datenkatalogen, z. B. Data-Dictionaries, nach
den AIA und kann im BAP angepasst werden. Optionale der Anfrage von End-Nutzern entsprechend geregelt
Eigenschaften können in einer nachfolgenden Entwick- sind.
lungsstufe obligatorisch werden.
Eine thematisch zusammengehörige Menge an Eigen- 3.3 Datentechnische Anforderungen an Eigenschaften
schaften ist gemäß DIN EN ISO 23386:2020-11 [6] in
sog. Datenkatalogen organisiert, die jeweils von genau Die im Folgenden dargestellten datentechnischen Anfor-
einer Kategorie gebildet und wiederum in Eigenschaftsob- derungen finden ihre Grundlage in den Vorgaben der
jekten zusammengefasst werden können. Überwiegend DIN EN ISO 23386:2020-11 [6] und richten sich an die
setzen sich die Datenkataloge aus Attributen zusammen. Ersteller der datentechnischen Modellierung von Eigen-
Bei IFC werden die zusammengefassten Eigenschaften schaften. Die dort formulierten Anforderungen beziehen
als Eigenschaftssätze (Property Sets) bezeichnet, die ohne sich auf Attribute, sind jedoch für Parameter und für Re-
weitere Gruppierung an Objekte angehängt werden. Von ferenzen gleichermaßen anwendbar.
dem Begriff der Datenkataloge abzugrenzen ist gemäß [4]
der Begriff der Objektkataloge mit Definition der Fach- Die datentechnischen Anforderungen an die Entwick-
objekte. Da Objektkataloge einen erheblich geringeren lung von Eigenschaften betreffen neben dem Ersteller der
Umfang als die Datenkataloge aufweisen werden und datentechnischen Modellierung gleichermaßen den Er-
zudem die nachfolgenden Ausführungen zu Datenkata- steller der fachlichen Inhalte. Ein gegensätzliches prinzi-
logen auch auf Objektkataloge anwendbar sind, finden pielles Verständnis beider Fachdisziplinen ist unumgäng-
diese im Folgenden keine weitere Beachtung. lich.
Um die Anforderung einer konsistenten Erfassung, Ver- Das datentechnische Modell muss
waltung und Austauschfähigkeit aller Fachdaten inner-
halb des Lebenszyklus (auch in einem internationalen – einen global eindeutigen Bezeichner für jeden Eigen-
Arbeitsumfeld) gemäß BIM erfüllen zu können, ist eine schaftsnamen (Code) zuweisen,
projektübergreifende, allgemeingültige Definition aller – jede Eigenschaft nach Parameter, Attribut, Referenz
Fachobjekte und Eigenschaften essenziell [4]. Sie sollten typisieren,
möglichst vollständig und öffentlich zugänglich sein und – für jede Eigenschaft den geeigneten Datentyp standar-
können in einer projektspezifischen Auswahl die Grund- disieren (s. u.) und
lage der Festlegung der Eigenschaften in den AIA werden. – die Möglichkeit der Historisierung mit Datum der Er-
stellung, Aktivierung, Überarbeitung, letzte Änderung
Aus deutscher Sicht sind für das Fachmodell Baugrund oder ggf. Deaktivierung eines Eigenschaftsnamens rea-
mindestens die in Bild 2 zusammengestellten Standardi- lisieren.
sierungen erforderlich. Während diese zumeist aus-
schließlich von der Fachdisziplin der Geotechnik erarbei- Bevor die fachlichen Eigenschaften erfasst werden, sind
tet werden können, ist die Festlegung der Eigenschaften grundsätzliche Eigenschaften vom datentechnischen Mo-
zur Baugrund-Bauwerk-Interaktion in Abhängigkeit der dellierer festzulegen, die jedem Fachobjekt zuweisbar
Fachobjekte (Bauteile wie Pfahl, Verpressanker, Streifen- sind. Diese Eigenschaften realisieren grundlegende Para-
fundament etc.) in der Schnittstelle zum Spezialtiefbau digmen der Datenmodellierung (Identifizierung, Name,
und teilweise zum Hochbau angesiedelt. Änderungsverfolgung) und stellen Schnittstellen (weitere
Identifizierungen) zu externen Quellen in einer gleicharti-
Hinweis: Die Eigenschaften werden aktuell in Software- gen, standardisierten Weise sicher, u. a:
applikationen vom Fach- oder Modellautor den Fachob-
jekten zumeist in Form von Freitexten zugeführt. So weit – Identifizierung des Eigenschaftsobjekts über eine glo-
möglich sollten jedoch auch bei diesem „händischen“ bal eindeutige GUID (Globally Unique Identifier),
Arbeitsprozess die in Abschnitt 3.3 beschriebenen Anfor- – Name, Typisierung oder Klassifizierung des Fachob-
derungen an Eigenschaften umgesetzt werden. jekts,
– Datum der Erstellung, Aktivierung, Überarbeitung,
Im Rahmen von buildingSMART wird die Entwicklung letzten Änderung oder ggf. Löschung eines Eigen-
von standardisierten Eigenschaften (Eigenschaftssätze) schaftswerts innerhalb des Fachobjekts (automatisiert
als ISO-Standard DIN EN ISO 16739:2017-04 [11] vor- bei Nutzung der Softwareapplikation),
geotechnik 44 (2021), Heft 3 215M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Entwicklungsstufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund
– Identifizierungen des Fachobjekts in externen Syste- – Jede Eigenschaft kann nur genau eine konkrete Aus-
men, z. B. anderen Datenbanken. prägung besitzen, z. B. den Wert 15,7 %. So sind bspw.
für Spannweiten von Werten zwei Eigenschaften an-
Zusammenfassend können diese nicht fachlichen Inhalte zulegen (Minimalwert und Maximalwert), oder es ist
als „Base“ bezeichnet werden. Diese Anforderungen sind ein entsprechender Datentyp festzulegen (Wertebe-
im BIM zwingend erforderlich, werden derzeit von Soft- reich).
wareapplikationen jedoch nur teilweise umgesetzt. – Jeder Datentyp eines Zahlenwerts ist in einer grund-
legend definierten Einheit anzugeben. Diese Einheit
Demgegenüber existieren Anforderungen an Eigenschaf- richtet sich danach, ob der Wert als Basisgröße oder
ten, die auch von dem Ersteller der fachlichen Inhalte als abgeleitete Größe vorliegt und weist entsprechend
zwingend zu beachten sind. Diese sind: eine SI-Einheit, z. B. kg oder m, oder eine daraus abge-
leitete SI-Einheit, z. B. g/cm3, auf. Unabhängig davon
– Eine Eigenschaft ist ein festzulegender Name, dem ein ist die Darstellung des Werts in einer Softwareapplika-
Wert zuzuweisen ist, z. B. Attributname = Wasserge- tion, die Werte in SI-Einheiten oder in Nicht-SI-Ein-
halt; Attributwert = 15,7 %. heiten, z. B. g, mm, anzeigen kann.
– Jeder Eigenschaftsname darf in einer Datenbank nur – Es ist für jede Eigenschaft zu definieren, ob diese obli-
einmalig angelegt werden und ist entsprechend seiner gatorisch oder optional ist. Dies ist auch abhängig von
thematischen Zuordnung in einer Kategorie organi- der Entwicklungsstufe des Modells (Abschnitt 3.2).
siert. Bei Mehrfachverwendung ist der Inhalt zu refe- – Jeder Eigenschaftsname erhält eine Beschreibung, wie
renzieren. die Eigenschaft zu verwenden ist.
– Jede Eigenschaft weist einen bestimmten Typ (Para- – Jeder Eigenschaftsname sollte mindestens ein Beispiel
meter, Attribut, Referenz) sowie einen bestimmten für einen möglichen Wert aufzeigen.
Datentyp (Text, Einzelwert, Wertebereich etc.) auf, die – Für die Möglichkeit einer internationalen Anwendung
in der Datenbank festgelegt sind (Tab. 5). der Eigenschaften sollten die Eigenschaftsnamen und
– Der Datentyp „Text“ ist nicht computerinterpretierbar Beschreibungen auch in englischer Sprache vorhan-
und damit nur in Ausnahmen zulässig, z. B. die aus- den sein.
führende Firma oder der Name einer Baugrund-
schicht. Bei Mehrfachverwendung eines Textes ist Beispielhaft zeigt Bild 3 einen nicht abschließenden
dieser zu referenzieren. Datenkatalog für das Sub-Fachmodell der Homogen-
Bild 3 Ausschnitt eines Beispiels für einen Datenkatalog für das Sub-Fachmodell der Homogenbereichsschichten der Bauleistung Erdbau gemäß
DIN 18300:2019-09 [12]
Example for data dictionaries of the discipline-specific model of homogeneous areas for earthworks according to DIN 18300:2019-09 [12]
216 geotechnik 44 (2021), Heft 3M. Molzahn, J. Bauer, S. Henke, K. Tilger: Level of development and attribution of the specialized model subsoil
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Tab. 5 Häufig auftretende Typen und Datentypen von Eigenschaften
Frequently used types and data types of properties
Typ Datentyp Beschreibung Beispiel
Attribut Text Freitext Schichtname: schluffige Mittelsande
Einzelwert Einzelwert Messwert Wassergehalt: 15,7 %
Steifemodul einer Baugrundschicht:
Attribut oder Wertebereich Werteintervall
ES_min = 2 MN/m2 ; ES_max = 5 MN/m2
Parameter
Ergebnis einer Rammsondierung:
Wertetripel Drei Werte
5-%-Fraktil, Mittelwert, 95-%-Fraktil
Attribut Wahrheitswert Auswahl „ja“ oder „nein“ Messaufnehmer funktionsfähig?
Attribut Dateireferenz/ Link Verknüpfung eines Bilds Homogenbereich: Korngrößenband
Attribut Datum Datum eines Ereignisses Baugrundaufschluss: 23.01.2017
Automatisierte Aufzählung mit definierten Aufzählung von Homogenbereichen:
Attribut Aufzählung
Werten, z. B. Ordnungszahlen Erdbau 01, Erdbau 02, …
Vorschrift Bodengruppe:
Referenz Dropdown Auswahl eines Einzelwerts aus einer Liste
DIN 18196:2011-05
Referenz Aufzählung von mehreren Einzelwerten
Friends Bodengruppe: SE, SU, ST, SU*, ST*
(Liste) aus einer Liste
bereichsschichten für die Bauleistung Erdbau gemäß 4 Abschließende Bemerkungen
DIN 18300:2019-09 [12].
Die hier zusammengestellten Empfehlungen wurden maß-
Hinweis: Eine standardisierte Beschreibung von Eigen- geblich durch die genannten Autoren aufbereitet. Es wird
schaften in Datenkatalogen für das Sub-Fachmodell der aber an dieser Stelle hervorgehoben, dass diese Empfeh-
Homogenbereichsschichten für Bauleistungen nach lungen nicht ausschließlich die Meinung der genannten
VOB/C sind von der BAW in Vorbereitungen und wer- Autoren, sondern eine Empfehlung des gesamten Arbeits-
den zeitnah veröffentlicht [13]. kreises 2.14 „Digitalisierung in der Geotechnik“ darstellen.
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schaften im Fachmodell Baugrund für Bauleistungen nach Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe.
Autoren
Dr. rer. nat. Michael Molzahn Dr. rer. nat. Klaus Tilger
michael.molzahn@deutschebahn.com klaus.tilger@apluss.de
Obmann des Arbeitskreises 2.14 A+S Consult GmbH
DB Netz AG Schaufußstraße 19
Hammerbrookstraße 44 01277 Dresden
20097 Hamburg
Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Jörg Bauer (Korrespondenzautor)
joerg.bauer@baw.de
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW)
Kußmaulstraße 17
76187 Karlsruhe
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Sascha Henke
Zitieren Sie diesen Beitrag
sascha.henke@hsu-hh.de
Helmut-Schmidt-Universität/UniBW, Hamburg Molzahn, M.; Bauer, J.; Henke, S.; Tilger, K. (2021) Entwicklungs-
Professur für Geotechnik stufen und Attribuierung des Fachmodells Baugrund – Empfehlungen
Holstenhofweg 85 Nr. 2 des Arbeitskreises 2.14 der DGGT „Digitalisierung in der Geo-
22043 Hamburg technik“. geotechnik 44, H. 3, S. 209–218.
https://doi.org/10.1002/gete.202100024
218 geotechnik 44 (2021), Heft 3Sie können auch lesen
