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Im Erdbau werden zunehmend hydraulische Bindemittel eingesetzt, um Dämme, Hinterfüllungen und Erdplanien in Einschnitten zu stabilisieren. Durch die Stabilisierung können auch Schüttmaterialien geringer und mittlerer Güte verwendet werden. Die höhere Festigkeit des Dammes gleicht Setzungsunterschiede aus, was insbesondere am Übergang zu Bauwerken Setzungsmulden und Setzungssprünge verhindert. Die Steifigkeit kann soweit erhöht werden, daß auch die Lasteinleitung in Pfähle ohne Zugbänder (z. B. Geogitter) möglich wird. Die Anwendungsmöglichkeiten des bindemittelstabilisierten Erdbaus werden am Beispiel eines Anschlußdammes der ICE-Neubaustrecke Erfurt-Leipzig/ Halle erläutert. Der 13 m hohe Anschlußdamm ist aufgrund einer mächtigen Braunkohleschicht auf Rammpfählen gegründet. Die Last wird durch eine Lastverteilschicht aus bindemittelstabilisiertem Boden direkt und ohne Geogitter auf die Rammpfähle abgetragen. In dem mit Braunkohlefilterasche stabilisierten Kerndamm sind ein Widerlager und eine Eisenbahnüberführung über einen Wirtschaftsweg eingebettet.

Bodenstabilisierungen mit Bindemitteln ermöglichen es, Böden mit geringen Festigkeits- bzw. Tragfähigkeitseigenschaften so zu konditionieren, dass bei einer Weiterverwendung die projektseitigen Anforderungen erfüllt werden können. Ziel von Bodenstabilisierungen in der Geotechnik ist in erster Linie die Erhöhung der Festigkeit anstehender bzw. zur Verfügung stehender Böden. Daher werden in diesen Anwendungsfällen überwiegend Zemente oder zementreiche Bindemittel eingesetzt. Im vorliegenden Beitrag werden die Laboruntersuchungen erläutert, die durchgeführt werden können, um sowohl die optimale Bindemittelsorte als auch die zur Erfüllung der Projektanforderungen notwendige Bindemitteldosierung zu bestimmen. Neben den Standardversuchen wird ein Schnelltest vorgestellt, der eine qualitative Abschätzung des Erhärtungspotenzials eines untersuchten Boden-Bindemittel-Gemischs ermöglicht. Auf Basis der Testergebnisse kann zudem mithilfe eines neu entwickelten datenbankgestützten Prognosetools die Festigkeitsentwicklung dieses Gemischs auch quantitativ prognostiziert werden. Abschließend wird ein exemplarischer Ansatz zur Ermittlung von erdstatischen Bemessungskennwerten aus Laboruntersuchungen an unterschiedlichen Boden-Bindemittel-Gemischen vorgestellt. Hierfür wurden die Ergebnisse von ca. 190 Druckfestigkeitsuntersuchungen verwendet.

Soil stabilization with binders in geotechnical engineering - laboratory testing procedures and derivation of design parameters.
Soil stabilizations with binders are carried out to improve strength and load bearing capacity of soft soils in order to reuse these soils and to meet the project requirements. The main target of geotechnical soil stabilization is the increase in the strength properties of the native soil. Therefore, mostly cements and binders rich in cement are used for these applications. In this article the laboratory tests are explained, which can be used in order to determine the optimum type of binder and the minimum binder dosage that is needed to fulfill the project requirements. In addition to the standard test methods, a rapid test method is introduced, which enables a qualitative evaluation of the hardening potential of a given soil-binder-mixture. Based on the test results under support of a newly developed database forecast tool it is also possible to predict the strength development of the soil-binder-mixture quantitatively. Finally an exemplary proposal for the derivation of design parameters of soil-binder-mixtures is introduced. For this approach a database of nearly 190 compressive strength test results of various soil-binder-mixtures has been used.

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Nach wie vor wird der Großteil der Bauprojekte mittels längst überholter Werkzeuge geplant und gesteuert. Projektspezifische Informationen werden aus einfachen 2D-Planzeichnungen entnommen. Die spätere terminliche Steuerung der Bauausführung wird immer noch mit Balkenterminplänen durchgeführt. Der große Nachteil ist, dass diese meist statische Form der Informationsweitergabe mit einem hohen Fehlerpotenzial einhergeht, denn viele Bauprojekte sind gekennzeichnet durch sich stetig ändernde Rahmenbedingungen, die eine dynamische Reaktion zu jeder Projektphase erfordern. Die digitale BIM-basierte Arbeitsmethode (Building Information Modeling) ist in diesem Zusammenhang ein zentrales Werkzeug, um bereits in frühen Projektphasen eine verlässlichere Planung sicherzustellen und Informationsbrüche zu minimieren. In den letzten Jahren konnte sich zudem die Methode des Lean Construction Management einschließlich verschiedener Werkzeuge, wie bspw. die Taktplanung und Taktsteuerung zur Optimierung der Terminplanung und Steuerung, in der deutschen Baubranche etablieren. Trotz vielfacher Vorteile werden beide Ansätze gegenwärtig noch nicht in einer ganzheitlichen Weise miteinander kombiniert. Nachfolgend wird daher ein Konzept entwickelt, mit dessen Hilfe eine voll automatisierte Ableitung detaillierter Taktpläne auf Basis eines Bauwerksinformationsmodells ermöglicht wird. Zu Beginn werden die Randbedingungen an einen Lean-basierten Taktplan evaluiert. Anschließend sollen einem Bauwerksinformationsmodell sowohl die geometrischen als auch die prozessrelevanten Informationen automatisiert entnommen werden, um so einen projektspezifischen Taktplan zu generieren. Dadurch soll der gegenwärtig noch analoge Prozess der Taktplanerstellung automatisiert und in eine modellbasierte Arbeitsweise integriert werden.

BIMTakt - optimization of production planning through the holistic integration of BIM and Lean Construction
Many construction projects are still planned and controlled using outdated tools. Project specific information are derived from simple 2D drawings. The controlling of the project schedule is still done using Gantt-charts. The biggest disadvantage of this static distribution of information is the high number of potential flaws due to the loss of information. So many construction projects are characterized by ever-changing circumstances which would demand for an agile and dynamic reaction during every phase of the project. The digital BIM-based working method (building information modeling) has become a central tool in order to obtain reliable planning and minimize the loss of information. In recent years Lean Construction Management along with its tools such as takt time planning takt and time control managed to establish itself in the German construction industry. Even though these methods have many advantages they have not been used holistically. Because of that a concept is being developed which will enable a fully automated generation of detailed takt plans from the respective Building Information Model. In the beginning the necessary constraints will be evaluated. Following, all the necessary geometrical and process-relevant information will be automatically derived from the model in order to then generate a respective takt plan. By doing so, the current process of takt time planning, which in fact is mostly analog, will be automated and integrated into a BIM-based working method.

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BIMcontracts befasst sich mit der Erarbeitung einer innovativen Lösung zur Automatisierung des Zahlungs- und Vertragsmanagements im Bauwesen. Dabei geht es darum, die vertragliche Abwicklung von Bauleistungen in der Zukunft schneller, transparenter und vertrauenswürdiger zu gestalten. Dieses Ziel kann durch die Kombination von Blockchain-basierten Smart Contracts mit digitalen Bauwerksmodellen erreicht werden, wodurch sichere automatisierte Vertragsstrukturen und Abrechnungsprozesse etabliert werden können. Als Vertragsgrundlage dient das digitale Bauwerksmodell mit der verknüpften Leistungsbeschreibung. Um den Zahlungsverkehr zu automatisieren, wird auf dieser Basis ein Abrechnungsplan abgestimmt, in dem die Abrechnungseinheiten und die zugeordneten Zahlungen definiert sind. Der digitale Vertragsbestandteil umfasst insbesondere Abwicklungsmodalitäten, die als Wenn-dann-Beziehungen in einem Smart Contract ausgedrückt und automatisiert weiterverarbeitet werden.

BIMcontracts - secure digital transactions in the construction industry
BIMcontracts focuses on an innovative solution to automate payment and contract management in the construction industry. The aim is to make the contractual processing of construction works faster, more transparent and more trustworthy in the future. This goal can be achieved by combining blockchain-based smart contracts with digital building models, thereby establishing secure automated contract structures and billing processes. The digital building model with the linked bill of quantities serves as the basis for the contract. To automate payment transactions, a billing plan is agreed-upon on this basis, in which the billing units and the assigned payments are defined. The digital contract component includes, in particular, billing arrangements that can be expressed as if-then relationships in a smart contract and processed further in an automated manner.

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In diesem Beitrag wird die Nutzung von digitalen Gebäudemodellen im Rahmen von Serious Games und Virtual Reality (VR) untersucht. Ziel ist es, unter Verwendung offener Schnittstellen und Formate wie dem Standard der Industry Foundation Classes (IFC) ein interaktives, immersives und zugleich adaptives Szenario zu schaffen, welches es dem Nutzer ermöglicht, verschiedenste Aspekte in der virtuellen Umgebung zu erleben und zu üben. Der Fokus liegt auf der schnellen und unkomplizierten Erstellung einer solchen Anwendung, wobei der Prozess durch BIM-Methoden unterstützt wird. Das Vorgehen wird anschließend anhand eines Szenarios aus dem Bereich des Digital Civil Safety Engineering validiert.

BIM supported development of interactive, immersive VR scenarios using the example of firefighting.
This paper examines the usability of digital building models in the context of serious games and virtual reality (VR). Through the use of open and standardized interfaces and exchange formats such as the Industry Foundation Classes (IFC) the aim is to create an interactive, immersive and adaptive scenario which enables the user to experience and practice various aspects within the virtual environment. The focus lies on a prompt and simple design and implementation of such an application, supported by BIM methods. The approach is validated by means of a digital civil safety engineering scenario.

Die Entwurfsplanungen für die Ersatzneubauten der Huntebrücke und der Grawiedebrücke wurden von der Niedersächsischen Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr (NLStBV) als BIM-Pilotprojekte ausgewählt. Während die Grawiedebrücke mit einer Gesamtstützweite von 9 m eine Landstraße über die Grawiede überführt, überführt die Huntebrücke mit einer Gesamtstützweite von 441 m die Autobahn 29 östlich von Oldenburg über die Seeschifffahrtsstraße Hunte. Diese beiden sehr gegensätzlichen Bauwerke werden im Rahmen des folgenden Beitrags vorgestellt und die Erfahrungen seitens der Entwurfsverfasser mit dem Werkzeug BIM geschildert. Beide Ersatzneubauten wurden dreidimensional modelliert, die Bauabläufe mit den Modellen verknüpft und anschließend die Mengenermittlungen und Kostenberechnungen anhand der Modelle durchgeführt. Damit entsprach die Modellierungstiefe einer vollständigen 5D-BIM-Simulation. Es werden die Vorteile und die Herausforderungen, die aus der Planung der Ersatzneubauten mit der Methode BIM resultierten, aufgezeigt.

BIM pilot projects Hunte bridge and Grawiede bridge - experiences with the BIM tool in design process
The design for the replacements of the Hunte bridge and the Grawiede bridge were selected as BIM pilot projects by the Lower Saxony State Authority for Road Construction and Traffic (NLStBV). While the Grawiede bridge crosses a country road with a total span of 9 m over the Grawiede, the Hunte bridge, with a total span of 441 m, crosses the Autobahn 29 over the Hunte east of Oldenburg. These two very contrasting buildings are presented in the following article and the experiences of the drafters with the BIM tool are described. Both bridges were modeled three-dimensionally, the construction process was linked to the models and finally the quantities and cost calculations were carried out using the models. The modeling depth thus corresponded to 5D BIM simulation. The advantages and challenges that resulted from the planning of the new replacement buildings using the BIM method are shown.

Die Talbrücke Auenbach wurde vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) als eines von vier Pilotprojekten für die Umsetzung der Planungs- und Ausführungsprozesse mithilfe der Methode des Building Information Modeling (BIM) ausgewählt. Die zu diesem Projekt vorliegenden Planungen sollten im Zuge der Vorplanungsphase einer erweiterten Wirtschaftlichkeitsuntersuchung unterzogen werden. Das Bauwerk überführt die B 107 über das Auenbachtal, einen Wirtschaftsweg sowie mehrere Gleise der Bahnstrecke Dresden-Werdau. Ursprünglich sollte das Bauwerk mit einer Gesamtlänge von rund 273 m das komplette Tal überbrücken. Im Zuge einer Gesamtoptimierung der Linienführung in Lage und Höhe wurde das Bauwerk in zwei Einzelbauwerke aufgelöst und durch einen Zwischendamm verbunden.
Im Rahmen des Pilotvorhabens wurde ein koordiniertes Gesamtmodell erstellt. In dieses galt es sämtliche Modelle der Objektplanung für Ingenieurbauwerke sowie die Modelle der Fachplaner für Verkehrsanlage, Baugrund und Umwelt entsprechend dem jeweiligen Planungsstand zu integrieren. Die Ergebnisse dieser Leistungsphase wurden als objektbasiertes, koordiniertes 3-D-Gesamtmodell den weiteren BIM-Prozessen zur Verfügung gestellt. Auf Basis einer modellbasierten Terminplanung konnte anschließend eine komplexe Analyse der Modelldaten (z. B. Mengen, Kosten, Termine, Kollisionserkennung, etc.) durchgeführt und Optimierungen vorgenommen werden. Ziel einer beabsichtigten Weiterführung des Pilotprojekts ist die automatisierte, modellbasierte Erstellung des Entwurfs und der Ausschreibung für das Bauwerk.
Die Digitalisierung des Bauens bedeutet einen tiefgreifenden methodischen Wandel im Planungs- und Ausführungsprozess. Aus Sicht des Bauherrn DEGES und des Objektplaners OBERMEYER sollen die mit der Etablierung der BIM-Methode erwarteten Effekte untersucht, geprüft und ausgewertet werden.

BIM pilot project Auenbach viaduct - Innovative design methods in bridge construction
Auenbach viaduct was chosen by the German Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI) as the first of four pilot projects for the implementation of design and construction processes with the aid of the Building Information Modelling (BIM) method. In the course of the preliminary design phase this project's existing designs were to be subjected to an extended economic feasibility study. The structure leads the Federal Highway B 107 across the Auenbach valley, a service road and several tracks on the Dresden-Werdau railway line. Originally the structure was intended to span the entire valley with a total length of about 273 m. During the overall optimisation of the alignment in position and elevation the structure was separated into two single structures linked by an intermediate embankment.
In the frame of the pilot project a coordinated complete model was prepared. The aim was to integrate all the project planning models for engineering structures as well as the models of the specialist planners for traffic facilities, subsoil and environment in accordance with the design status in each case. The results of this service phase were provided to the further BIM processes as an object-based, coordinated 3-D complete model. By means of a model-based time schedule it was then possible to perform a complex analysis of the model data (e.g. quantities, costs, deadlines, collision detection, etc) and carry out optimisations. The objective of the intended continuation of the pilot project is the automated, model-based elaboration of the final design and tender for the structure.
With the digitalization of construction the design and implementation process is undergoing a fundamental methodological transformation. From the standpoint of the owner DEGES and the project planner OBERMEYER the effects expected as a result of establishing the BIM method should be investigated, checked and assessed.

Im folgenden Aufsatz werden Möglichkeiten im Umgang mit den Modelldaten des Aufstellers statischer Berechnungen aufgezeigt. Die bisher gemachten Erfahrungen zeigen, dass man beim Prüfvorgang die gleichen Bearbeitungsprozesse zugrunde legen kann, die beim Aufstellen von statischen Berechnungen verwendet werden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die zu prüfenden Bauwerksmodelle im BIM-Prozess bereits in Datenform vorliegen. Die Daten zu Geometrie- und Bauteilinformationen lassen sich mit den gewohnten Softwareprogrammen weiterbearbeiten. Dabei werden jedoch oftmals Randbedingungen nicht richtig erfasst oder beschrieben. Es entstehen zusammenhanglose Berechnungen, die dann mühselig durch “Handarbeit” zusammengefügt werden. Nachweise zu Verformungen beschränken sich dabei i. d. R. auf die Angabe elastischer Deformationen. Der Übergang in den Zustand II, nichtlineares Verhalten und Kriechen & Schwinden, wird dabei vernachlässigt. Die Durchbiegungsbegrenzung beschränkt sich auf den Ansatz von L/250 oder ähnlich. Eine Begrenzung der Winkelverdrehung wäre ein wesentlich sensibleres Kriterium, um Deformationen einzuschränken. Im Grundbau werden schon seit Jahren Untersuchungen zur Winkelverdrehung angestellt und zur Vermeidung von Bauwerkschäden eingesetzt.

BIM-Models and the processing by test engineers
The following essay presents possibilities to use model data of a structural static. Previous experiences show that you can use the same processes in test operations, as well as in setting up a static calculation. In this case, it is advantageous that the building models are already included as data form in a BIM process. The data to describe the geometry and component information can be further processed with the usual software program. But boundary conditions are often not properly recorded or described. This leads to incoherent calculations, which require extra effort for further processing. Verification of deformations is usually limited to the indication of elastic deformations. The transition to state II, nonlinear behavior and creep & shrinkage, are often neglected. The deflection is restricted to the limit to L/250. Limiting the angular displacement would be a much more sensitive criterion for limiting deformations. In geotechnology examination the angular rotation is a frequently used parameter to prevent structural damage.

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Objektbasierte, digitale 3-D-Bauwerksmodelle dienen bei Anwendung der Methode Building Information Modeling als zentrale Informationsquelle für alle Projektbeteiligten und stehen damit auch im Besprechungswesen von Bauprojekten immer mehr im Mittelpunkt. Für die Durchführung modellbasierter Planungsbesprechungen gibt es jedoch kaum Orientierungsmöglichkeiten und Standards, welche eindeutige Ablaufstrukturen, Rollenverteilungen sowie grundlegende IT-Anforderungen der Räume für digitale Besprechungskonzepte betreffen. Die Potenziale der modellbasierten Kollaboration durch die Einführung der Methode BIM bleiben somit oft ungenutzt. Der vorliegende Aufsatz greift die Prozess- und Randbedingungen der BIM-Methodik und Einflussgrößen des Besprechungswesens auf, stellt die Erprobung digitaler Planungsbesprechungen in Projektszenarien anhand von drei Praxisbeispielen dar und zeigt als Ergebnis der Analyse dieser Szenarien ein phasenorientiertes innovatives Ablaufkonzept zur integralen Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung einer modellbasierten Planungsbesprechung inkl. eindeutiger Rollenverteilung sowie Empfehlungen zu Anforderungen an Datenmanagement, Raumausstattung und IT.

BIM-based collaboration - a phase-oriented process concept for virtual design reviews
Object-based, digital 3-D building models are used as a central source of information for all project participants when Building Information Modeling is applied and are thus increasingly becoming the focus of meetings in construction projects. However, there are hardly any orientations or standards for the implementation of virtual design reviews, which concern clear process structures, role distributions as well as basic IT requirements for the rooms of digital meetings. The potentials of model-based collaboration through the introduction of BIM therefore often remain unused. The present article takes up the process conditions of the BIM methodology and influencing variables of meeting processes, describes the implementation of virtual design reviews in three real projects and, as a result of the analysis of these three scenarios, shows a phase-oriented innovative process concept for the integral preparation, realisation and post-processing of a virtual design review, including a clear distribution of roles as well as recommendations on requirements for data management, room equipment and IT.

Die Anwendung von Building Information Modeling (BIM) im Infrastrukturbau soll bis zum Jahr 2020 in Deutschland eingeführt und anschließend etabliert werden. Dies schließt auch die Planung, die Herstellung und den Betrieb von Tunnelbauwerken ein. Im Rahmen von Forschungs- und Praxisprojekten wurden in den letzten Jahren bereits Erfahrungen zur Verwendung der BIM-Methodik gesammelt. Es hat sich gezeigt, dass die ganzheitliche Einführung von BIM eine genaue Analyse der einzelnen Prozesse und eine projektspezifische Definition von sinnvollen Anwendungsfällen erfordert. Im Rahmen des Beitrags werden aktuelle Erfahrungen und einzelne BIM-Anwendungsfälle im Tunnelbau erläutert. Es wird exemplarisch gezeigt, wie die geometrische und semantische Informationstiefe anwendungsfallorientiert festgelegt werden kann. Anschließend wird auf die Umsetzung einer gemeinsamen Datenumgebung sowie die Verknüpfung und den Austausch von Fachmodellen eingegangen. Hierbei haben sich insbesondere Ansätze auf Basis von Linked Data bzw. Multimodell-Containern als besonders geeignet herausgestellt. Anhand von praxisnahen Beispielen werden verschiedene Anwendungsfälle und damit verbundene Ziele für den Einsatz von BIM präsentiert.

Building Information Modeling in tunneling - digital design and construction of tunneling projects
The application of Building Information Modeling (BIM) in the field of infrastructure engineering is to be introduced and subsequently established in Germany by 2020. This includes the planning, production and operation of tunnel structures. In research and real projects, experiences concerning the application of the BIM methodology were collected over the last couple of years. As it turned out, the holistic introduction of BIM requires a detailed analysis of processes and project specific definition of reasonable use cases.
Within the scope of this paper, current experiences and BIM use cases in the field of tunneling are discussed. The definition of a reasonable geometric and semantical level of detail for the specific use cases is exemplified. Following that, the implementation of a shared data interface, as well as the correlation and exchange of subject-specific models are described. Hereby, approaches based on linked data or multi model containers have proven to be especially suitable. Based on practical examples, several use cases and the associated project goals for the application of BIM are discussed.

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