De
fundering is de draagconstructie waarop een gebouw geplaatst wordt,
meestal onder het maaiveld
gelegen. Elk gebouw begint met een goede, passende fundering:
- sterk (moet het gebouw kunnen dragen)
- stevig, stabiel, stijf, standvastig (mag niet zakken, stijgen, buigen,
barsten, breken e.d.)
- bestand tegen omgevingsinvloeden (grondwater, zout water, droogte, vorst,
hitte, schimmels, insecten, eventueel chemicaliën e.d.). Gewapend beton voldoet in de meeste
gevallen aan al deze eisen.
-Rechtstreekse fundering (fundering op staal:
strokenfundering
(sleuffundering), poerenfundering, plaatfundering). Fundering op staal is de meest gebruikte methode (in het gele gebied van de tekening rechts),
namelijk wanneer de draagkrachtige laag (de
zogenoemde vaste grondslag) niet te diep
onder het maaiveld
ligt, bijvoorbeeld 80 of 100 cm. De slechte bovengrond wordt verwijderd en eventueel vervangen door een
zogenoemde zandkoffer. Ook kan grond verbeterd worden door verdichten
daarvan of door bijvoorbeeld groutinjectie.
Bij strokenfundering en sleuffundering wordt met gewapend beton een verbrede
zone (strook) gerealiseerd onder alle dragende muren. Een brede muur vergt
uiteraard een bredere ondersteuning dan dun binnenmuurtje.
Bij plaatfundering wordt er op de draagkrachtige grond één dikke plaat
gelegd. Zie bij fundering op staal:
strokenfundering,
poerenfundering,
plaatfundering.
funderingen
op staal:
stroken
poeren
plaat
- Fundering op palen(paalfundering). Wordt toegepast als draagkrachtige
grond te diep zit (bijvoorbeeld bij moeras-, klei- of
veengrond, aangevulde
grond). Meestal worden er betonnen palen in de
grond geschroefd, geheid of geboord; een betonnen paalfundering is
een zeer degelijke, maar relatief dure
fundering. Fundering op houten
palen met betonnen oplanger
vindt ook plaats. Paalfundering zonder oplanger komt nog voor bij
oudere gebouwen. De tekening toont in rood waar in Nederland op palen
gefundeerd moet worden; in oppervlak is het niet zo'n groot deel van
Nederland, maar het is wel de dichtstbevolkte streek. Zie bij paalfundering voor
allerlei soorten paalfunderingen.
paalfundering:
-Poerenfundering (poeren in combinatie met balken;
pijlerfundering). Fundering op vrij omvangrijke gewapende
betonnen blokken. Deze methode kan gebruikt worden als er vooral
puntlasten zijn. Onder de muren komen in dit geval balken van gewapend
beton die de belasting van de muren doorgeven naar de poeren. Zie bij poerenfundering.
poerenfundering is gereed en wapening voor rest is al aangebracht; klik
voor groter (martijn
schermer):
-Puttenfundering. Vanaf de draagkrachtige grond worden
met betonnen ringen funderingsputten gemaakt die gevuld worden met beton en van
wapening worden voorzien.
De draagkrachtige laag mag natuurlijk niet te diep liggen (3-8 m onder
maaiveld). Op de
putten worden gewapende betonnen balken geplaatst om de belasting van
de muren naar de putten door te geven. Er is relatief weinig graafwerk
nodig voor de fundering op putten. Omdat de putten gegraven kuilen
zijn en op de draagkrachtige grond staan, er geen groot gebied
ontgraven wordt (geen bouwput nodig), vindt er geen verdichting van de
grond plaats en is deze methode dus gunstig voor belendende
funderingen. Met bronbemaling moet de waterstand tot onder het
aanzetpunt van de puttenfundering gebracht worden.
Handig is tijdens het ronde uitgraven een
voerbuis te gebruiken, die eventueel in de grond kan blijven staan.
Met de voerbuis-methode waarbij de buizen in de grond achterblijven, worden in
België ook diepe putten gemaakt, tot 22 m (de diameter is dan vaak groter,
bijvoorbeeld 90 cm); deze putten worden diepfunderingsputten of valse putten
genoemd; informatie bij Lameire.
puttenfundering met putringen; A is vaste grondslag (zand), 1 is
putringen, 2 is kruipruimte (afbeelding wikipedia):
- Algemene funderingsplaat (zwevende vloerplaat). Wordt ook
toegepast als de draagkrachtige grond te diep zit. De woning wordt gebouwd op een stijve plaat die zich als een vlot gedraagt; als er
zettingen optreden dan zal de woning in zijn geheel bewegen.
Aanleggen van een funderingsplaat is een eenvoudige
methode, interessant voor doe-het-zelvers als het om een schuur o.d.
gaat. De vloerplaat wordt niet
ondersteund door fundamenten, maar wordt rechtstreeks op de grond
gestort en bestaat uit gewapend beton. Onder de muren zijn balken of
verzwaringen of extra wapening nodig. Bij kelders is volledige
onderkeldering noodzakelijk. Als er geen kelder is, moet de
funderingsplaat minimaal 80 cm
onder het maaiveld (vorstvrije aanleg) liggen. Onder de funderingsplaat
kunnen, in bepaalde gevallen, isolatieplaten worden gelegd,
bijvoorbeeld van
foamglas.
Afbeelding bij Rechstreekse fundering / Fundering op
staal hierboven. Zie bij plaatfundering.
-Compenserende fundering. Compenserende fundering wordt soms toegepast
bij een fundering op staal: een deel van de grond wordt verwijderd en vervangen
door een lichtgewicht materiaal (polystyreen,
argex-korrels, perliet-korrels
o.d.) waarna een gebouw(tje) kan worden geplaatst met het gewicht van de
verwijderde grond min het gewicht van het lichtgewicht materiaal.
compenserende fundering:
combinatie van compenserende fundering en thermovloer;
bij een weinig draagkrachtige grond kan worden geopteerd voor de funderingstechniek met
compensatiemethode; de natuurlijke grondmassa (P) wordt geheel of gedeeltelijk
vervangen door een gelijke belasting die bestaat uit de som van de massa van de constructie
(P1) + de massa van de lichte argexaanvulling (P2):
- Op grondschroeven. Uitsluitend voor lagere belastingen, bijvoorbeeld bij
de kolommen van een terrasoverkapping, kunnen soms lange grondschroeven worden
toegepast. Voorwaarde is eigenlijk wel dat de schroef een eindje in een dragende
laag
komt om toch wat meer belasting op te kunnen vangen.
grondschroef van ca. 100 cm lengte (foto joostdevree):
- Vroeger: op slieten of compactiepaaltjes. (Een sliet is een
stammetje of paaltje met een diameter van 10-12 cm en dat vrij lang is.) Een niet meer toegepaste funderingsmethode: een
groot aantal korte, soms enigszins schuin staande, van de schors ontdane
stammetjes met daarop horizontaal grotere stammen of dikke planken en afgedekt
met een rij dunne stammetjes. De verticaal in de grond geslagen stammetjes worden
compactiepalen (compactiepaaltjes) genoemd. In kleigrond berust de
draagkracht voornamelijk op kleef; de
paaltjes zuigen zich als het ware vast in de grond. (Zie fundering,
geschiedenis.)
een oude afbeelding, maar wel duidelijk welke funderingsmethoden we kennen
(klik op de afbeelding voor groter!):
Mogelijke problemen bij funderingen (met dank aan
Walinco):
geen of onvoldoende grondonderzoek
verkeerd ontworpen funderingen
daar een paal op de tekening wordt aangegeven door een simpel
klein cirkeltje of vierkantje, is het gemakkelijk een paal te
vergeten op de tekening en dus ook bij de uitvoering, waardoor het
gebouw nog tijdens de bouw gaat zakken
niet goed uitgevoerde grondverbetering
gebruik van inferieure technieken
gebruik van een funderingstechniek die voor de situatie niet
geschikt is
verzakking of instorting door een ontgraving naast een fundering
verkeerd uitgevoerde funderingswerken
onvoldoende rekening gehouden met variaties in de grondslag
te zwaar belaste funderingen
schade door bouwactiviteiten in de omgeving
door een ontwerpfout moet de indeling aangepast worden, waardoor
tijdens de bouw extra palen bijgemaakt moeten worden
in de grond gevormde palen blijken gebreken te hebben, waardoor
palen vervangen moeten worden, veelal voordat de fundering gereed
is.
vaste grondslag (diepere zandlaag) op ca. 17 m onder maaiveld; na 10 m wel
zandlaag van 5 m dik, maar daarna weer 2 m klei; beukelsdijk, rotterdam; klik voor de feitelijke afbeelding (geotop,
ondergrondmodellen dinoloket):
geologische doorsnede over het ij met het stationseiland
in amsterdam; voor de zware onderdoorgang van de noordzuidlijn is er gefundeerd tot onder de
keileem, dieper dan nap -60 m;
klik voor groter ("de
bodem onder amsterdam", tno)
Ook
de term fundament wordt wel eens gebruikt voor fundering, vroeger ook
fondament (grondslag).
Het woord fundering is ontleend aan het Latijnse fundare (grondvesten),
waarbij ook termen met -o- ipv. -u- worden gebruikt zoals het genoemde fondament
van het Franse fonder (stichten); bron Etymologiebank.
Bij problemen met de fundering: voor
funderingsherstel bestaan speciale bedrijven zoals
Uretek.
Uittreksel
Funderingen van het boek Hogere Bouwkunde (Jellema e.a.)
*)
Hoofdstuk 1. Fundering algemeen
Fundering: een constructie die de belasting van het gebouw overbrengt op de daaronder gelegen draagkrachtige grondlagen en
wel zó, dat geen grotere zakkingen of zettingsverschillen optreden dan voor het bouwwerk toelaatbaar zijn.
Je hebt verschillende soorten zettingen met betrekking tot het gebouw
1. het gebouw kan in zijn geheel zakken
2. het gebouw kan scheef zakken
3. bepaalde onderdelen kunnen meer zakken dan andere
In de belastingafdracht op de fundering kun je de volgende typen onderscheiden
1. lijnlasten (gestapelde bouw)
2. plaatselijk hoge belastingen (liftschachten, kernen, schoorstenen, machines)
3. puntlasten (skelet- en spantbouw)
Ook de vorm van een gebouw heeft grote invloed op het funderingsontwerp.
1. bij een homogene bouwmassa zal er sprake zijn van een zich steeds repeterend funderingsysteem
2. bij een heterogene bouwmassa veroorzaken liftputten, hoof/laag, gedeeltelijke onderkelderingen een verstoring in het funderingspatroon.
Het draagvermogen van een fundering wordt bepaald door:
1. de plaatselijke samenstelling van de grond.
2. de diepte van de draagkrachtige lagen en de dikte daarvan.
3. de grondwaterstand
Grondonderzoek onderscheiden we in
1. veldonderzoek
2. laboratoriumonderzoek
Er worden drie typen funderingen onderscheiden:
1. Fundering op staal (ondiep aangelegde fundering)
2. Fundering op palen (diep aangelegde fundering)
3. Tussenvormen, dus op putten of op grondverbetering
Om tot een optimale funderingskeuze te komen, zal een analyse van uit het gebouwontwerp voorafgaan aan het funderingsontwerp. De volgende punten dienen te worden
beschouwd:
1. De bereikbaarheid van het bouwterrein
2. De beschikbare werkruimte op een bouwterrein
3. Obstakels in de bodem
4. De beschikbare bouwtijd
Hoofdstuk 2 De ondergrond
Bodemonderzoek: onderzoek naar de geschiktheid van een ondergrond als fundering
Een grondonderzoek kun je globaal indelen in een veldonderzoek en laboratoriumonderzoek.
Zie
bodemonderzoek.
Veldonderzoek: het peilen van de plaats van de grondwaterspiegel en het vast stellen van de diepte van de draagkrachtige laag.
Laboratoriumonderzoek: het bepalen van de sterkte en de stijfheid van de grond aan de hand van zogenaamde
ongeroerde grondmonsters
Hoofdstuk 3 Fundering op staal
Er wordt vaker voor een fundering op palen gekozen, omdat er een grote onbekendheid met de eigenschappen van een grondsoort is.
Bij een fundering op staal moet gelet worden op:
1. aanlegniveau:
- vorstvrije aanleg, ivm. mogelijkheid van opvriezen
- bovenbelasting, dieper aanlegniveau beïnvloedt de sterkte van de fundering
- economische afweging, een aanlegniveau van dieper dan 1,5m zal veelal oneconomisch zijn.
2. belendingen:
- door weggraven van grond tbv. nieuwe fundering kan belendende
fundering op staal bezwijken
- gronddruk onder een nieuwe fundering kan door belastingspreiding
de gronddruk onder de belendende fundering
verhogen, waardoor ongelijkmatige zetting
ontstaat.
3. grondwaterstand:
- verlaging van grondwaterspiegel verhoogt korrelspanning, hierdoor treden zettingen op.
Fundering op staal van metselwerk:
- raakt uit de tijd
- alleen toegepast bij kleine gebouwen
- men hoeft niet te wachten op verharden van betonstroken
- steeds meer belasting wordt opgevangen door steeds meer trapsgewijs gemetselde voeten.
De breedte van de fundering op staal van metselwerk is afhankelijk van de
te dragen muur:
Halfsteens muur 320 cm
Steens muur
540 cm
Anderhalfsteens 760 cm
Spouwmuur
650 cm
Fundering op staal van stampbeton:
- geen trapsgewijze verzwaringen, maar een schuin beloop
- bovenkant is een paar centimeter breder dan de muur, ivm speling
Fundering op staal van gewapend beton:
- bij grote benodigde aanlegbreedte.
- zijn er belangrijke verschillen in belasting in 1 bouwwerk, dan kan hier gemakkelijk rekening mee gehouden worden
- een verstijvingrib is nodig, voor te grote variaties.
Doorgaande gewapend-betonplaat:
- geen kruipruimte nodig.
- muren bovenbouw staan zo dicht op elkaar dat er geen ruimte tussen stroken overblijft
- grillige plaatsing van muren, dat benodigde ontgravingen niet uitvoerbaar zijn.
Fundering op poeren:
Wordt gebruikt als in de bouw geen lijnlast, maar een puntlast vanuit de bovenbouw komt. Hiervoor kun je gebruik maken van poeren van metselwerk, stampbeton of van gewapend beton. Onder de muren komen gewapend-betonbalken, die belasting via gemetselde of betonnen pijlers naar de vaste grond afvoeren.
Fundering op putten:
Bedoeling vaste punten te verkrijgen door het ingraven van putten tot aan of in de draagkrachtige laag. Afstand tussen putten wordt overbrugt door betonbalken, daarop de bovenbouw.
Aspecten bij een fundering op putten:
- maken van een bouwput is niet nodig
- graafwerk wordt vaak beperkt tot de inhoud van de put
- als het aantal putten te groot wordt, of als de aanlegdiepte te diep is, dan is een paalfundering op korte palen te prefereren boven een puttenfundering
- fundering op putten heeft geen verdichting van de grond ten gevolge.
Fundering op grondvervanging:
Methode met zandkoffer:
- slechte grond weggegraven
- zandstorting aanbrengen
- als vaste grondslag vrij diep ligt, zouden tussen sleuven maar kleine onafgegraven gedeelten overblijven.
Fundering op grondverbetering:
Door diepteverdichting:
- zand aan oppervlak en ook het diepliggende zand verdicht, dmv. een trilmachine
- voor bouwwerken op staal en voor paalfunderingen
Door injectie:
- holle ruimtes tussen korrels opvullen met een kleestof.
Met cement:
- verschillende toestellen
- ipv mengsel van cement en water moet voor grindgrond een mengsel van cement, water en zand worden ingeperst
Met chemische stoffen:
- er wordt gebruik gemaakt van zuren en zoutoplossingen.
- bestand tegen schadelijke bodemzuren
Hoofdstuk 4 Fundering op palen
Toepassing bij optrekken van een bouwwerk, waarbij de vaste grondslag heel diep ligt.
Na het plaatsen van palen, als dragend element, moet daarover een stijve vloer worden aangebracht, om verder op te kunnen bouwen. De verbinding tussen paal en vloer noemen we paalstekken.
Je hebt palen van verschillende materialen, die ingedeeld worden naar criteria en op verschillende manieren in de grond gebracht kunnen worden.
Soorten:
- houten
- vooraf gemaakte betonpalen
- in de grond gevormde betonpalen
Aanbrengen van de paalfundering:
- heien
- drukken
- trillen
- schroefboren, boren
Het draagvermogen kan op twee manieren worden verkregen:
- wanneer de paalpunt de vaste laag niet bereikt; de palen staan dan op kleef
- wanneer de paal de vaste laag wel bereikt; de palen staan dan op stuit
Bij een lage grondwaterstand moet een belangrijke ontgraving worden uitgevoerd.
Een opzetstuk in de vorm van een korte gewapende betonpaal is dan voordeliger.
Geprefabriceerde betonpalen:
- meest gebruikt
- paalwapening bestaat uit voorspanstaal, maar ook zachtstaal wordt toegepast wapening dient voor:
o het opnemen van buigende momenten
o het opnemen van trekkrachten
o weerstand tegen loodrecht op de paal gerichte gronddrukken
de schachtafmeting van een gladde betonpaal wordt o.a bepaald door:
o draagvermogen van de ondergrond
o toelaatbare drukspanning in de schacht
o paallengte
In de grond gevormde betonpalen:
- gat in de bodem wordt van wapening voorzien en volgestort met beton.
- voor elke paal kan de onderkant tijdens de uitvoering in het werk
worden bepaald, daar waar ter plaatse voldoende stuit wordt bereikt
Nadeel kan zijn:
- opbouw van de paal is tijden het proces niet controleerbaar
Je hebt 2 soorten van deze palen:
1. Vibro paal:
Paal wordt gemaakt in een dikwandige stalen buis, die later weer wordt
opgetrokken:
- eerst wordt de mantel in de grond gebracht
- vervolgens de wapening aangebracht en het beton gestort
- als laatste wordt de buis teruggetrokken
Deze palen hebben een gegolfd oppervlak en sluiten goed aan op
de omringende grond, dus geschikt voor het opnemen van trekkrachten
2. Betonschroefpaal:
Trillingsvrij en geluidarme paal:
- met een boor wordt in een bepaald grondsoort een gat geboord
- vervolgens wordt aan het uiteinde van de boor met hoge druk mortel
gestort, terwijl de boor uit de grond wordt gedraaid.
- wapening wordt aangebracht
Geheide stalen buispalen:
Er wordt gebruik gemaakt van een valblok dat, afhankelijk van de grondmechanische gegevens en werkomstandigheden in of op de paal valt. Als de buis op de juiste diepte is, wordt deze voorzien van beton en gevuld met een kop-wapening
Geschroefde stalen buispalen:
De stalen boorbuis fungeert als blijvende paalmantel. De boorbuis kan worden verlengd door het oplassen van nieuwe paalsegmenten. Paalbelastingen tot 2000kN zijn mogelijk
Injectiepalen:
Een paal die omhuld is en gevuld met verharde cementgrout. Deze heeft een hoge inbrengsnelheid. Je hebt verschillende soorten injectiepalen:
- de gekoppelde injectiepaal
- de schroefinjectiepaal
- de spiraalinjectiepaal