0

Welke paalfundering kies ik? - 418

Het vaststellen van het meest geschikte funderingssysteem voor een bouwwerk.

OPLOSSINGRICHTINGEN

Oplossing 1
De keuze van het meest geschikte paalsysteem is afhankelijk van een groot aantal factoren, respectievelijk randvoorwaarden. Om voor een specifiek project tot een genuanceerde keuze te komen moeten deze factoren eerst worden benoemd en qua importantie worden gewogen. Dit kan worden gedaan vanuit een aantal technische invalshoeken:
  1. bodemgesteldheid;
  2. omgeving;
  3. bouwwerk;
  4. uitvoeringswijze bouwput;
  5. bouwterrein.

In onderstaande tabel wordt per invalshoek een aantal belangrijke invloedsfactoren gegeven met een korte opsomming van de aandachtspunten en mogelijke oplossingsrichtingen. Op basis van een beoordeling van deze factoren kan zo een aantal paalsystemen worden geselecteerd dat technisch gezien het meest voor het betreffende bouwproject in aanmerking komt.

Figuur 1.

Tabel 1: Invloedsfactoren, aandachtspunten en oplossingsrichtingen bij de keuze van een paalfunderingssysteem.

INVALSHOEK/INVLOEDSFACTOR AANDACHTSPUNT OPLOSSINGSRICHTING
A. ondergrond
zeer vaste bodemlagen palen komen niet op diepte zwaar materieel; aanvullende voorzieningen, bv. groutinjectie
beschadiging paal bij inbrengen toepassing in de grond gevormd systeem
hinder omgeving; zie B toepassing trillingsvrij systeem
slappe bodemlagen onvolkomenheden paalschacht toepassing prefab palen
sterk heterogene bodemopbouw onvoldoende draagkracht fundering extra grondonderzoek
controlemogelijkheden uitvoeringsregistratie, zoals kalendering bij geheid systeem
toepassing systeem met aanpasbare lengte
draagkrachtige zandlagen op diep niveau leverbare lengte afstemming paal- en ankersysteem
toepassing kleefpalen
verontreinigde grond stagnatie en extra kosten grondwerk toepassing grondverdringend systeem
B. Omgeving
trillingen bij installatie schade / verzakking bebouwing toepassing trillingsarm uitvoeringssysteem
schade / verzakking infrastructuur
hinder voor personen
storing gevoelige apparatuur en processen
geluidsoverlast bij installatie hinder voor personen toepassing geluidsarm uitvoeringssysteem
geluidsbeperkende voorzieningen
grondontspanning bij installatie reductie draagkracht bestaande funderingen toepassing grondverdringend uitvoeringssysteem
C. Bouwwerk
grote drukbelasting voldoende capaciteit paalsysteem toepassing grondverdringend paalsysteem
toepassing specifieke palen met grote afmetingen
grote trekbelasting voldoende capaciteit (anker)paalsysteem toepassing specifieke ankerpaalsystemen
toepassing in de grond gevormd, grondverdringend paalsysteem
hoge stijfheidseisen beperking vervormingen toepassing grondverdringend systeem
overdimensionering fundering
D. Uitvoeringswijze bouwput
toepassing kelders horizontale gronddruk en zwelbelasting op palen toepassing systeem met voldoende mogelijkheden voor wapening
werkniveau installatie bij toepassing kelders in de grond gevormde palen maken tot werkniveau: extra paallengte toepassing prefab palen of combipalen
wanden-dakmethode: hoog werkniveau noodzakelijk toepassing prefab palen of combipalen
beperking potentiaalverschil diep en ondiep grondwater afstemming ontgravingsniveau op grondwatersituatie of
toepassing prefab palen
E. Bouwterrein
obstakels beschadiging paal toepassing robuust systeem
verstoring installatie
toegankelijkheid bereikbaarheid voor materieel en materiaal (lange elementen) toepassing in de grond gevormd systeem
beschikbare ruimte voldoende ruimte voor opslag materiaal en opstellingen materieel toepassing in de grond gevormd systeem
geen toepassing boor- of diepwandpalen i.v.m.bentonietcentrale en depots
beperkte werkhoogte klein materieel toepassing stalen buispalen
toepassing segmentpalen
Invloedsfactoren, aandachtspunten en oplossingsrichtingen bij de keuze van een paalfunderingssysteem

Draagkracht
Een funderingskeuze kan niet los worden gezien van de uitvoeringswijze van de bouwput. Een integraal ontwerp van fundering, bouwput en draagstructuur is dan ook van groot belang. Voor een aantal paalsystemen is de draagkracht en het vervormingsgedrag niet eenduidig vast te stellen. In de norm zijn namelijk niet voor alle systemen ontwerpfactoren gedefinieerd, terwijl de resultaten van representatieve proefbelastingen in veel gevallen ontbreken. In de praktijk geeft dit nog wel eens aanleiding voor discussies. Mede in dit kader is er een CUR commissie ingesteld: CUR H409 ‘Axiaal belaste palen’. De eindrapportage van deze commissie is vooralsnog niet afgerond.
Ook voor ankerpalen geldt dat er onzekerheden bestaan met betrekking tot de vaststelling van de draagkracht. De draagkracht is gevoelig voor een groot aantal aspecten zoals:
  • oorspronkelijke vastheid en spanningsniveaus van de ondergrond;
  • structuur en samenstelling van de draagkrachtige zandlagen;
  • wijzigingen in spanningsniveaus van de ondergrond in verband met ontgravingen;
  • de mate van verstoring van de ondergrond als gevolg van het installatieproces van de ankerpalen door grondontspanning, grondwaterstroming, uitspoeling, e.d.;
  • het al of niet afpersen van het verankeringsdeel en de druk die hierbij wordt toegepast;
  • de volumes van ingebrachte groutspecie;
  • snelheid van trekken van eventuele hulpbuizen;
  • aanpassingen in de geometrie van punt en schacht;
  • de lengte van het verankeringsdeel;
  • groepseffect.
Gezien de vele invloedsfactoren en gevoeligheden in de uitvoeringssystemen wordt er in de markt gestreefd naar een eenduidige ontwerp- en beproevingsmethode van ankerpalen. Hiertoe is een CUR-commissie ingesteld, C152: ‘Ontwerp richtlijnen voor niet-geheide trekelementen onder onderwaterbetonvloeren’. De CUR-aanbeveling is momenteel nog in ontwikkeling.

Figuur 2 Uitvoeringswijze vibropaal.

ACHTERGROND INFORMATIE

De funderingswerken moeten in Nederland steeds vaker onder moeilijke omstandigheden worden uitgevoerd. Bovendien neemt de complexiteit van de bouwwerken toe. Zo moet nieuwbouw vanwege de schaarse ruimte veelal worden gerealiseerd in een dicht bebouwde omgeving en worden hoogbouw en meerlaagse kelders veelvuldig toegepast. Daarnaast is er sprake van toename van renovatiewerken in verband met herontwikkeling van oude bebouwing. Denk bijvoorbeeld aan het bewoonbaar maken van oude pakhuizen. Ook vervanging of verbetering van oude funderingen, bijvoorbeeld vanwege aantasting van houten palen, komt voor.
Het aanbod van funderingssystemen is groot terwijl de ontwerp- en uitvoeringstechnische aspecten van de systemen niet altijd eenduidig zijn. Uit een recente inventarisatie blijkt dat er paalsystemen op de Nederlandse markt worden gebracht met meer dan 135 benamingen. De keuze voor het meest geschikte funderingssysteem is daarom niet eenvoudig. Dit vereist altijd een afweging van ontwerptechnische factoren, kosten en mogelijke uitvoeringsrisico’s voor het funderingswerk zelf en de omgeving.

AANDACHTSPUNTEN

Afhankelijk van de bodemgesteldheid en de aard van de nieuwbouw kan, behalve een paalfundering, ook een fundering op staal in aanmerking komen. Bij diepere kelders kan er sprake zijn van een fundering op staal, in combinatie met trekankerpalen. Dit in verband met de opwaartse druk van het grondwater. In specifieke gevallen kan ook een paal-plaatfundering worden toegepast. Dat is een combinatie van een fundering op palen en op staal. Voor meer informatie over deze funderingsmethoden wordt verwezen naar SBR Funderingen.
Bij de keuze van het funderingssysteem is er vaak sprake van een spanningsveld van kosten en risico’s. Er kan voor grotere bouwwerken worden gekozen voor verschillende funderingssystemen. Bijvoorbeeld een deel geheid en een gebied nabij kwetsbare belendingen dat trillingsvrij wordt geschroefd. Het mogelijke effect van verschillen in vervormingsgedrag van de paaltypen op de bovenbouw moet dan wel worden onderzocht. Als er wordt gekozen voor een paalsysteem dat gepaard gaat met hinder voor de omgeving is het aan te bevelen om een goede informatieverstrekking en communicatie met de omwonenden na te streven. Zonodig moeten compenserende maatregelen worden getroffen. Opgemerkt moet worden dat een aantal paalsystemen slechts door één leverancier op de markt wordt gebracht. Het strikt voorschrijven van een dergelijk systeem in een bestek beperkt de aanbiedingsmogelijkheden voor een aannemer en kan van invloed zijn op de prijs.

OVERIGE INFORMATIE

Toelichting SBR Funderingen
De publicatie SBR Funderingen (‘Handboek Funderingen’) biedt waardevolle handvatten bij de keuze van een funderingssysteem. Behalve de achtergronden voor het ontwerp en de uitvoering van paalfunderingen, wordt een actueel overzicht van de in Nederland beschikbare paalsystemen gegeven. SBR Funderingen is online beschikbaar op de website van SBR. Door middel van de systematische opbouw en digitale zoekstructuur van het handboek is een snelle en eenduidige selectie van geschikte paalsystemen mogelijk. Zo kan er bij het zoeken gebruik worden gemaakt van beslisbomen. Vervolgens moet een nadere afweging van de geselecteerde systemen worden gemaakt aan de hand van kosten en risicoaspecten voor het bouwwerk zelf en voor de omgeving. Hierbij kan ook de marktsituatie een rol spelen voor wat betreft onder meer de leverbaarheid van palen of materieel. In het Handboek Funderingen worden de volgende categorieën onderscheiden:

  • Houten paal.
  • Geprefabriceerde betonnen paal.
  • Overige paalsystemen met geprefabriceerde betonnen elementen.
  • In de grond gevormde paalsystemen;
    • met grondverdringing;
    • met avegaar;
    • met grondverwijdering en gebruik van steunvloeistof.
  • Stalen (buis)paal;
    • geheid;
    • geschroefd;
    • gedrukt;
    • gepulst:
    • met luchtonderdruk.
  • Ankerpaal;
    • verbuisd ingeboord;
    • spoelend ingeboord;
    • zelfborend;
    • geschroefd.
  • Combinatiepaal.

De informatie van de systemen is op een gestructureerde wijze weergegeven met de volgende indeling:

A. Typering van het systeem
Beknopte beschrijving van het paaltype op hoofdpunten.

B. Vervaardiging
Omschrijving van de gebruikelijke uitvoeringswijze van de betreffende paal. Als voorbeeld is onderstaand de illustratie van de vervaardiging van vibropalen weergegeven.

C. Inbrenginstallatie
Voor zover beschikbaar worden de relevante gegevens van de leveranciers als volgt vermeld: gegevens stelling; capaciteit inbrengmaterieel; trillingsniveau; geluidsniveau.

D. Karakteristieke eigenschappen
dwarsafmetingen; mogelijke paallengte; gebruikelijke wapening.

E. Draagkracht/vervormingsgedrag

  • grondmechanische draagkracht/ontwerpfactoren;
  • wat wordt als paalpuntniveau aangemerkt?
  • mogelijkheden voor vergroting van de grondmechanische draagkracht;
  • mogelijkheden voor reductie van de negatieve kleef.
F. Mogelijke toepassingen toepasbaarheid bij grote variatie in de bodemgesteldheid;
  • toepasbaarheid bij slappe bodemlagen;
  • mogelijke schoorstanden;
  • uitvoering in beperkte ruimten;
  • minimale hart-op-hart-afstand in verband met uitvoering;
  • minimale tussenafstand tot belendingen in verband met uitvoering;
  • mogelijke uitvoering vanaf open water;
  • geschiktheid als trekpaal;

Reacties

Laura Calleeuw op 20 december 2013

Beste, Voor een schoolproject ben ik bezig met een uitkragend gebouw tussen de bergen op rotsen. Deze rotsen zijn al draagkrachtig waardoor ik niet zo goed weet hoe ik mijn fundering moet gaan uitwerken. Ik zou opteren voor paalfundering maar weet niet zo goed hoe ik deze moet koppelen met de rotsen. Hoe diep zit zo'n fundering of hoe ziet zo'n detaillering er uit? Kunnen jullie me eventueel helpen? Mvg, Laura

delete

Dhr. W. Notenbomer op 6 januari 2014

Beste Laura, Voor een gebouw in de rotsen zou ik naar hele andere funderingsmethoden gaan kijken. Paalfunderingen zijn niet nodig als rotsen voor de draagkracht zorgen. Je zou aan groutankers of trekankers kunnen kijken. Of zoek naar voorbeelden van gebouwen die ook uitkragen tussen de rotsen, bijvoorbeeld Falling Water van Frank Lloyd Wright of het Case Study House #22 van Pierre Koenig. Daarnaast zijn in architectuurboeken ook veel voorbeelden te vinden. Mocht je er niet uit komen, stuur dan een mailtje. Groet, Wouter

delete

k.sadjadi@abt.eu op 6 oktober 2014

thx wouter, je tabel heeft mij echt geholpen :).

delete

Reageer

Waardeer dit infoblad