Die Digitalisierung hat zu erheblichen Veränderungen im Planungs- und Bauprozess geführt. Für die Geotechnik ergeben sich dabei spezifische Besonderheiten. Das Fachmodell Baugrund basiert auf punktuellen, interpretierten Daten und weist somit inhärente Unsicherheiten auf. Folglich muss eine bestmögliche Näherung für die weitere Nutzung erreicht werden. Ziel ist es, neben dem aktuellen Status quo der Digitalisierung verschiedene Ideen und Impulse für zukünftige Entwicklungen zu diskutieren.

Die Geotechnik befindet sich in einem richtungsweisenden Prozess: Digitale Werkzeuge und Methoden ergänzen und erweitern bewährte Vorgehensweisen bei der Erkundung und Geotechnischen Beurteilung.
Der Vortrag zeigt die Erstellung und Plausibilisierung eines BIM-Fachmodells Baugrund, beginnend mit historischen Aufschlussdaten. Anhand eines Praxisbeispiels wird erläutert, wie das Fachmodell Baugrund für die geotechnische Ersteinschätzung und weiterführend als Grundlage für ein Erkundungskonzept verwendet werden kann. Ergänzt mit aktuellen geotechnischen Erkundungsdaten wird das Fachmodell strukturiert aufbereitet, damit zu einem konsistenten Fachmodell überführt und mit den Anforderungen anderer Fachdisziplinen abgestimmt. Besondere Aufmerksamkeit gilt der fachlichen Plausibilisierung: Nur wenn Schichtenmodell, Attribute und Interpretationen transparent geprüft, dokumentiert und auf Widersprüche untersucht werden, entsteht ein Modell mit echtem Mehrwert für Planung und Ausführung.
Als weiterer Schwerpunkt wird dargestellt, wie sich mit Einbindung des Geographischen Informationssystems (GIS), anhand verfügbarer öffentlicher Daten, bim-fähige Grundlagen erstellt werden können, die anschließend mit klassischen Erfassungsmethoden wie direkte und indirekte Baugrundaufschlüsse (z.B. Schichtenverzeichnisse, sonstige Feldprotokolle) ergänzen lassen. Im Fokus steht dabei nicht der Ersatz analoger Verfahren, sondern die belastbare Verknüpfung beider Welten zur Verbesserung von Datenqualität, Nachvollziehbarkeit, Vergleichbarkeit und Verfügbarkeit geotechnischer Informationen, und das insbesondere im Zuge sehr früher Planungsphasen.
Darauf aufbauend wird die Anwendung des BIM-Modells für die geotechnische Beurteilung dargestellt. Der Vortrag vermittelt anhand eines Praxisbeispiels aus der Schieneninfrastruktur, wie das digitale Baugrundmodell zur räumlichen Interpretation und für Gründungsempfehlungen auf Basis der erdbautechnischen Anforderungen aus Regelwerken eingesetzt werden kann. Es wird gezeigt, wie BIM in der Geotechnik als Arbeits- und Kommunikationsinstrument genutzt werden kann, um Entscheidungen fundierter Prozesse effizienter und Projektrisiken beherrschbarer zu machen.

Im Zuge der Digitalisierung im Bauwesen und der Anwendung digitaler Methoden gewinnt
die durchgängige Integration geotechnischer Informationen in modellbasierte
Planungsprozesse zunehmend an Bedeutung. Der Beitrag stellt einen IFC-basierten digitalen
Zwilling auf vor, in dem ein digitales Untergrundmodell mit einer datenbasierten,
multikriteriellen Trassenplanung für unterirdische Energietransfer-Infrastrukturen verknüpft
wird. Die Bewertung der planungsrelevanten Fachmodelle erfolgt über einen analytischen
Hierarchieprozess (AHP). Auf dieser Grundlage wird ein Routing-Algorithmus angewendet,
der unter Berücksichtigung gewichteter Parameter, etwa aus Bebauung, Untergrund und
Umwelt, verschiedene Trassenvarianten ermittelt. Das im Projekt erarbeitete
Baugrundmodell dient hierbei als exemplarische Grundlage für die modellbasierte und
teilautomatisierte Trassenplanung.
Der Workflow zur Integration der Parameter und Trassenverläufe zum digitalen Zwilling
basiert auf dem Austauschformat IFC. Die prototypische Umsetzung des digitalen Zwillings
verdeutlicht insbesondere die Herausforderung, heterogene Datenquellen aus
unterschiedlichen Fachdisziplinen konsistent und möglichst verlustfrei in das IFC-Schema zu
überführen. Hierbei stellen die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Teilmodellen
besondere Herausforderungen dar.
Das Ziel ist, durch den Einsatz eines IFC-basierten digitalen Zwillings die Effizienz,
Nachvollziehbarkeit und Nachhaltigkeit unterirdischer Energieinfrastrukturen über den
Lebenszyklus zu steigern.
Die Umsetzung des digitalen Zwillings ist Teil des Forschungsprojekts „DARTS –
Datenbasiertes Routing von Trassen für unterirdische Energietransfer-Infrastrukturen“,
gefördert durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
im Programm „Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N)“.

1 Einführung
In München wird derzeit der Ostabschnitt der 2. S-Bahn-Stammstrecke vom Marienhof zum Leuchtenbergring geplant. Für die Baumaßnahme wurde vom Zentrum Geotechnik der Technischen Universität München ein 3D-probabilistisches Baugrundmodell erstellt, das die Lithologie im Modellgebiet simuliert und eine Bewertung der Modellunsicherheiten hinsichtlich dieser ermöglicht. Am Beispiel der Planung einer Baugrube werden der Workflow zur Modellerstellung sowie die Vorteile der probabilistischen Baugrundmodellierung aufgezeigt.
2 Probabilistische Baugrundmodellierung
Grundlage für das Baugrundmodell stellen frei verfügbare Aufschlussdaten des Bayerischen Landesamts für Umwelt sowie weitere im Zuge des Projekts erstellte Bohrungen dar. Am TUM-ZG wurde von Wiegel et al. ein Ansatz zur Erstellung probabilistischer Baugrundmodelle entwickelt, der neben der Ermittlung des Baugrundaufbaus auch die Abschätzung der Auftretenswahrscheinlichkeit der Hauptbodenarten ermöglicht. Für die Modellierung wird das Modellgebiet in Voxel aufgeteilt. Die Ergebnisse können einerseits als 3D-Modell, andererseits in Form von extrahierten Schnitten für die Planung und die Ausführung zur Verfügung gestellt werden.
3 Anwendung der Ergebnisse
Im Ostabschnitt der 2.SBSS ist u.a. ein in offener Bauweise zu erstellender Tunnelabschnitt geplant. Für die Planung der Wasserhaltung sind die zuströmenden Grundwassermengen von maßgeblicher Bedeutung, die insbesondere von Verbindungen des quartären und des obersten tertiären Aquifers abhängen. Auf Grundlage der Ergebnisse der probabilistischen Baugrundmodellierung wurden mögliche Bereiche identifiziert, in denen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für das Fehlen der tertiären Tone zwischen den quartären Kiesen und den obersten tertiären Sanden besteht, die zu einer verstärkten Zuströmung in die Baugrube führen können. Die Ergebnisse der Baugrundmodellierung wurden mittels eines Pumpversuchs überprüft, dessen Ergebnisse wiederum zur Aktualisierung des Modells herangezogen wurden.

Die Digitalisierung transformiert die geotechnische Erkundung fundamental – von der Datenerfassung im Gelände bis zur vollständigen 3D-Modellierung im BIM Kontext. Unser Beitrag präsentiert einen durchgängigen digitalen Workflow, der klassische Methoden mit modernen Technologien verbindet. Beginnend mit hochauflösenden Bild- und Videodaten aus 360°-Kameras und Drohnen, folgt die von uns entwickelte, versionierte und datenbankgestützte GIS-Erkundungsplanung mit automatisierter Planerstellung und revisionssicherer Genehmigungsnachverfolgung.
Die hierfür notwendigen Schnittstellen wurden vollständig im eigenen Haus programmiert, sodass nahtlose Integration und maximale Kontrolle über den Datenfluss gewährleistet sind.
Alle erhobenen Informationen werden zentral in einer selbst entwickelten Baugrunddatenbank abgelegt, die sowohl automatisierte Datenauswertung als auch individuell programmierte Schnittstellen bietet. Diese Architektur ermöglicht eine durchgängige Nutzung – von der Datenaufnahme bis zur projektspezifischen Verarbeitung – und gewährleistet höchste Flexibilität sowie langfristige Erweiterbarkeit. Auf dieser Basis entsteht ein vollwertiges Leapfrog-Modell, das den Baugrund in drei Dimensionen abbildet, geotechnische Analysen ermöglicht und als Grundlage für projektübergreifende Kommunikation und Planung dient. Selbst die Attribuierung im BIM erfolgt automatisiert auf Basis der Baugrunddatenbank.
Moderne GPT-Technologien erweitern diesen Workflow, indem sie Fachanwender befähigen, eigene digitale Werkzeuge oder komplette Datenbanken mit individuell gestaltetem Frontend zu entwickeln – auch ohne tiefgehende Programmierkenntnisse. So können Analyseprozesse und datenbasierte Workflows direkt im Fachbereich erstellt und angepasst werden, was die Digitalisierung in der Geotechnik beschleunigt und praxisnahe Lösungen ermöglicht.
Praxisbeispiele demonstrieren Effizienzsteigerung, Verbesserung der Datenqualität und erhöhte Transparenz – von der ersten Erkundung bis zur integrativen Modellierung. Dieser Ansatz definiert neue Standards für Qualitätssicherung und Nachvollziehbarkeit in der Geotechnik.

Die Digitalisierung von Fachplanungsprozessen bietet insbesondere bei wiederholbaren Planungsaufgaben ein erhebliches Potenzial zur Effizienzsteigerung und Qualitätssicherung. Während digitale Werkzeuge bereits heute dazu beitragen, komplexe Entscheidungsprozesse zu strukturieren und zugänglich zu machen, eröffnet der Einsatz neuronaler Netzwerke eine neue Stufe der Automatisierung.
Ein zentraler Ansatz liegt in der Überführung analoger, hochgradig nichtlinearer Bemessungsgraphen in datengetriebene Modelle. Diese Graphen, die traditionell als Erfahrungswissen von Experten interpretiert werden, können durch neuronale Netzwerke approximiert und digital verfügbar gemacht werden. Dadurch wird implizites Fachwissen explizit, reproduzierbar und skalierbar. Insbesondere bei iterativen Dimensionierungs- und Nachweisprozessen ermöglicht dies eine erhebliche Beschleunigung sowie eine Reduktion von Interpretationsspielräumen.
Die Integration solcher Modelle in digitale Planungsplattformen führt zu einer stärkeren Vernetzung von Daten, Methoden und Akteuren. Dies entspricht dem übergeordneten Ziel, Planungsprozesse frühzeitig zu intensivieren, insbesondere auch im Hinblick auf die Berücksichtigung nachhatigkeitsrelevanter Planungsaspekte und Bilanzierungen und fundierte Entscheidungen auf Basis umfangreicher Daten zu treffen. Gleichzeitig wird die Grundlage geschaffen, komplexe Randbedingungen – etwa aus Nachhaltigkeit, Kosten und Funktion – systematisch zu berücksichtigen.
Neuronale Netzwerke fungieren dabei nicht als Ersatz für Ingenieurwissen, sondern als Erweiterung. Sie unterstützen insbesondere bei standardisierbaren, wiederkehrenden Aufgaben und schaffen Freiräume für die Bearbeitung individueller, projektspezifischer Fragestellungen. In Kombination mit bestehenden digitalen Architekturen entsteht so ein hybrider Planungsansatz, der Effizienz, Nachvollziehbarkeit und Innovationsfähigkeit gleichermaßen stärkt.

Die aktuelle Zeit ist für die Praktizierenden in der Geotechnik geprägt von Umwälzungen und Herausforderungen an verschiedenen Fronten: Fachkräftemangel, , Erwartungshaltung von insbesondere jungen neuen Kollegen an zeitgemäße Arbeitsweisen, Aufkommen von KI, geopolitische und daraus resultierend wirtschaftliche Spannungen, Marktkonsolidierungen und damit verbunden steigender Zeit- und Kostendruck etc. 
Insbesondern in großen und organisationsübergreifenden Projekten, aber zunehmend auch in kleineren Vorhaben steigt die Erwartung an Kosten und Geschwindigkeit, gleichzeitig nimmt die Komplexität zu durch die Erfordernis in immer neuen digitalen Formaten Ergebnisse zu übergeben.
Die Harmonisierung der anfallenden Daten und Verzahnung und Automatisierung der Teilprozesse bietet hier ein großes Potenzial, um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden.
GGU Software stellt mit GGU-CONNECT ein Werkzeug bereit, um die unterschiedlichen Projektabläufe digital effizient zu verzahnen. In diesem Vortrag werden die aktuellen Entwicklungen rund um mobile Anwendungsfälle und die sichere Integration künstlicher Intelligenz vorgestellt. 

Während der Entstehung von geotechnischen Projekten werden – beginnend bei der Erkundung, über die Planung, bis hin zur Bauausführung und dem Monitoring – große Mengen an heterogenen Daten erzeugt. Dazu zählen Erkundungsergebnisse, Laborversuche, In-situ-Messungen, geophysikalische Daten sowie Berichte, Modelle und Bemessungsergebnisse inkl. rechnerische Nachweise. Ein durchgängiges Datenmanagement sowie effiziente digitale Workflows gewinnen dabei immer mehr an Bedeutung.
Das Handling der in vielen verschiedenen Formaten vorliegenden Informationen stellt oftmals eine große Herausforderung dar. Neben der konsistenten und vollständigen Eingabe in die bestehenden Datenbanksysteme, spielt die Geschwindigkeit der Datenverarbeitung zunehmend eine wesentliche Rolle. Ziel ist es daher, alle Daten möglichst zeitnah in auswertbarer Form für Berichte und weitere Planungsprozesse bereitzustellen.
Zur Prozessoptimierung nutzt CDM Smith SE unter anderem eine eigens entwickelte Feld-App, die einen durchgängig digitalen Workflow der geotechnischen Bearbeitung ermöglicht. Die digital aufgenommenen Felddaten werden unmittelbar nach der Eingabe und Qualitätssicherung über eine Datenbank für die weitere Bearbeitung zur Verfügung gestellt.
Für die Erstellung des BIM-Fachmodells Baugrund wird ein Großteil der erforderlichen Informationen unmittelbar aus der Datenbank bezogen. Eine direkte Schnittstelle zur Modellierungssoftware stellt dabei sicher, dass Übertragungsfehler vermieden werden und der Prozess der Modellierung und Attribuierung möglichst effizient ablaufen. Das Baugrundmodell lässt sich mit geringem Bearbeitungsaufwand in weitere Softwareumgebungen der nachfolgenden Planung überführen.
Dieser vollständig digitale Prozess erhöht die Effizienz, verbessert die Datenqualität und stellt damit einen zentralen Erfolgsfaktor für die Durchführung komplexer Bauprojekte dar.