BIM im Spezialtiefbau

ANFORDERUNGEN AN DIE MODELLINHALTE

BEGRIFFSDEFINITIONEN

Koordinationsmodell

Das Koordinationsmodell ist ein Modell, das aus Fach- bzw. Teilmodellen zur Planungskoordination und Abstimmung in allen Projektphasen zusammengesetzt ist. Beispiel: Koordinationsmodell Baugrube

Fachmodell

Das Fachmodell beinhaltet die gewerkspezifischen Informationen des Fachplaners. Die am Projekt beteiligten Fachplaner erstellen somit mindestens ein Fachmodell, wobei die räumlichen Schnittstellen und die Projektkoordinaten zwingend untereinander abzustimmen sind. Zur übersichtlichen Strukturierung und aus Performancegründen kann es von Vorteil sein, das Fachmodell in einzelne Sub-Fachmodelle zu unterteilen. Beispiel: Fachmodell Spezialtiefbau

Sub-Fachmodell

Das Sub-Fachmodell bildet einen definierten Teil des Fachmodells des Fachplaners ab. Die Aufteilung eines Fachmodells in Sub-Fachmodelle ist nur dann erforderlich, wenn es die Projektumstände erfordern. Beispiel: Sub-Fachmodell digitale Geländeoberfläche

Objektgruppe

Eine Objektgruppe ist eine Gruppierung mehrerer Objekte. Beispiel: Objektgruppe Bohrpfahlwand

Objekte

Objekte können als Teile des Bauwerks, der Baubehelfe oder der verwendeten Geräte des Bauverfahrens dargestellt werden.

Bauteil

Ein Bauteil ist ein geometrisches Objekt, welches ein Teil des Bauwerks ist und mit weiteren, nicht-geometrischen (semantischen) Informationen hinterlegt ist. Eine Übersicht der gängigsten Bauteile im Spezialtiefbau ist in der Anlage 2 dargestellt. Beispiel: Bauteil Bohrpfahl

Geräte

Ein Geräte-Teil ist ein geometrisches Objekt, welches zum Erstellen des Bauteils notwendig ist und mit weiteren nicht-geometrischen (semantischen) Informationen hinterlegt ist. Das Gerät der Baustelle wird in den weiteren Abschnitten vorerst nicht weiter berücksichtigt. Beispiel: Gerät Kran

FACHMODELL BESTANDSBEBAUUNG

Im Fachmodell muss erkennbar sein, in welchem Umfeld sich das Bauprojekt befindet. Insbesondere ist die angrenzende Nachbarbebauung mit der Gründungssituation einschließlich der Platzverhältnisse darzustellen.

Die Detaillierung des Fachmodells Bestandsbebauung ist im entsprechenden BIM-Anwendungsfall beschrieben. Unter anderem sollen folgende Angaben enthalten sein:

  • Bestand oberirdisch
  • Bestand unterirdisch
  • Einzuhaltende Abstände
  • Verkehrssituation

FACHMODELL BAUGRUND

Alle Informationen, die den Baugrund und das Gelände beschreiben, werden in einem eigenen Fachmodell Baugrund verwaltet. Dies sind zum einen geometrische Daten, wie die Höhen der Geländeoberfläche und die Lage von vorgegebenen Fixpunkten im Gelände. Zum anderen werden in diesem Fachmodell die Schichtinformationen und Bodenkennwerte des Baugrunds auf der Basis des Baugrundgutachtens verwaltet. Das Baugrundmodell besteht aus der Erdoberfläche in Form eines digitalen Geländemodells und einem Bodenschichtenmodell.

Unter anderem sollen folgende Angaben enthalten sein:

  • Kampfmittel
  • Altlasten
Sub-Fachmodell Bodenschichten

Das Bodenschichtenmodell (BSM) ist die digitale Abbildung des geotechnischen Berichtes. Die Erstellung liegt im Verantwortungsbereich des geotechnischen Sachverständigen. Neben der Darstellung der eigentlichen Schichtung sollen hierbei auch die zugrunde liegenden Daten im Schichtenmodell sichtbar sein/bleiben (Bohrungen, Vermessungsdaten etc.). Der Verlauf der Schichtgrenzen zwischen den Bohrprofilen ist vereinfacht unter Anwendung geeigneter Interpolationsmethoden zu ermitteln. Hierbei sind sowohl durchgängige als auch auslaufende Schichten, Einschlüsse und Linsen sowie der Grundwasserstand darzustellen. Darüber hinaus muss die Einbeziehung des Digitalen Geländemodells (DGM) möglich sein.

Bei der Nutzung des BSM ist zu beachten, dass es sich um eine Näherung auf Grundlage einer begrenzten Anzahl von punktuellen Aufschlüssen handelt. Das BSM soll während der Projektausführung und mit wachsenden Erkenntnissen über den angetroffenen Baugrund überarbeitet werden. Ein elementarer Aspekt ist deshalb die Erstellung eines Aktualisierungskonzepts für das BSM. Das Aktualisierungskonzept sollte in einer Kooperation der Projektbeteiligten erarbeitet werden, da alle von einem konsistenten, aktuellen und von allen akzeptierten Baugrundmodell profitieren, weil es i.d.R. als Grundlage für unterschiedliche Prozesse dient. Weiterhin soll für die geotechnischen Berechnungen die Abfrage der Baugrundschichtung an beliebiger Stelle im Baufeld möglich sein.

Für z. B. die Verwendung in statischen Berechnungen oder die Wahl eines geeigneten Bauverfahrens müssen die Schichten Informationen aus der geotechnischen Untersuchung beinhalten. Hierzu gehören u. a. die Bodenkennwerte wie Reibungswinkel, Kohäsion, Wichte und weitere Ergebnisse auf Grundlage von Laboruntersuchungen.

Sub-Fachmodell Wasser

Bei komplexen Grundwasserverhältnissen kann ein gesondertes hydrologisches Modell erforderlich werden. Dieses sollte durch einen entsprechenden Sachverständigen erarbeitet und bereitgestellt werden.

DETAILLIERUNG DES MODELLS

Da es keine eindeutige Definition zu den gängigen Abkürzungen „Level of X“ gibt – im Besonderen im Spezialtiefbau - werden im Folgenden die allgemeinen Begriffe „Geometrischer Detaillierungsgrad“ und „Informationsgrad“ verwendet. Grundsätzlich müssen der geometrische Detaillierungsgrad und der Informationsgrad in Abhängigkeit der Anwendungsfälle (AwF) und für die einzelnen Objekte definiert werden. In der frühen Planungsphase ist die geometrische und informative Ausprägung grober, wird jedoch im Zuge der Planung detaillierter. Es empfiehlt sich, die vereinbarten Festlegungen in Form von Testmodellen vorab zu prüfen und zu verifizieren.

Geometrischer Detaillierungsgrad

Der geometrische Detaillierungsgrad beschreibt Art und Umfang sowie den Entwicklungsstand der geforderten geometrischen Informationen von Modellelementen in einer bestimmten Phase. Im übertragenen Sinne kann er mit den je nach Leistungsphase immer größer werdenden Maßstäben und der damit verbundenen höheren Detailtiefe einer herkömmlichen 2D-Planung verglichen werden. Der geometrische Detaillierungsgrad kann analog zum Informationsgrad in verschiedene Stufen gegliedert werden. In folgenden Beispielen (Abb. 10 und 11) wird die Abkürzung LOG (Level of Geometry) verwendet, um den geometrischen Detaillierungsgrad zu beschreiben.

Geometrischer Detaillierungsgrad am Bespiel Pfahl
Geometrischer Detaillierungsgrad am Beispiel Pfahlwand
Informationsgrad

Der Informationsgrad beschreibt Art und Umfang sowie den Entwicklungsgrad der geforderten nicht-geometrischen Informationen von Modellelementen in einer bestimmten Phase. Mindestanforderungen an den Informationsgehalt der Modellelemente können projektübergreifend definiert und projektspezifisch erweitert werden.

Die Beschreibung der Anforderungen an nicht-geometrische Informationen ist einfacher umzusetzen als die der geometrischen Informationen. Hierzu empfiehlt es sich, Listen oder Datenbanken zu erstellen, die für die jeweiligen Klassifizierungen die benötigten alphanumerischen/semantischen Daten spezifizieren. Die folgende Darstellung zeigt schematisch auf, wie die Informationen im Modell zu verorten sind.

In einem Bauteil sind unterschiedliche Informationen (Merkmale) und deren Ausprägung (Attribute) angelegt. In der Abbildung 12 wird dies beispielhaft anhand eines Pfahls dargestellt. Der Pfahl hat das Merkmal „Material“ und das Attribut „Stahlbeton“. Weiter hat er das Merkmal „Druckfestigkeit“ und das Attribut „C35/45“. Dies bedeutet, dass das Bauteil ein Stahlbetonbauteil mit der Druckfestigkeitsklasse C35/45 ist.