Op basis van de projectgegevens en de onderzochte bodemopbouw is het aan de hand van de in A 3200 behandelde keuzebepalende factoren mogelijk om een ontwerpvariant te selecteren om het bouwwerk op staal te funderen. Funderen op staal is daarbij de oudhollandse uitdrukking om iets direct op de beschikbare ondergrond te plaatsen. Technisch gezien betekent dit dus dat de belastingen uit de bovenbouw via een plat funderingselement rechtstreeks naar de - al of niet verbeterde - grondslag worden afgedragen.
Over het algemeen is een fundering op staal economisch aantrekkelijk als de vaste draagkrachtige (zand)lagen op minder dan 2 à 3 m diepte onder het maaiveld voorkomen. Een en ander is mede afhankelijk van de gebouwbelasting en de hoogte van de grondwaterstand. In dit gedeelte wordt het ontwerp van een fundering op staal gepresenteerd volgens de werkwijze zoals die ook in de Geotechnieknorm NEN 9777-1, hoofdstuk 6 'Funderingen op staal' wordt gepresenteerd, met uniforme indeling maar een uitgebreidere stof. Daar waar vereenvoudigingen mogelijk zijn, is uitgegaan van het vaak voorkomende 'standaardgeval'.
A 3310 Soorten funderingen
In de zin van de normen is er sprake van een fundering op staal bij een gronddekking van ten hoogste vijf maal de breedte van de fundering. Vanuit de constructieve krachtsverdeling en de grondmechanische berekeningswijze zijn er drie typen funderingen op staal te onderscheiden: plaatfunderingen, strookfunderingen en poerfunderingen. De plaatfundering is een grote, meestal zwaar gewapende betonvloer met geringe dikte; de strookfundering bestaat uit lange strookvormige elementen onder dragende muren; de poerfundering is een vierkante plaat van beperkte dwarsafmetingen onder zware kolommen.
A 3325 Effectieve funderingsbreedte
Bij de berekening van het grondmechanische gedrag van een funderingselement moet voor zowel draagvermogen als zakking worden uitgegaan van de effectieve breedte (of lengte). Dit is de rekentechnisch beschouwde breedte van een strook als reductie van het daadwerkelijk toegepaste oppervlak. Deze reductie is nodig om bij excentrisch aangrijpende belasting op het fundament toch met normale centrisch belaste delen te kunnen blijven rekenen. Zie figuur A 33-5 en de formules uit NEN 9777-1 art. 6.5.2.2.
A 3320 Ondergrond en schematisering
Soorten ondergrond en schematisering bepalen de draagkracht en vervormingen. In de meeste gevallen is draagkrachtige zandondergrond aanwezig, kleigronden en veen spelen een cruciale rol bij vochttoetreding en zettingsgedrag. Drie varianten van grondslag worden onderscheiden: natuurlijke/ongeroeerde grondslag, grondverbetering/grondvervanging en opgehoogde grondslag. Geval A komt vaak voor in Oost-Nederland; Geval B bij losgepakt zand of onvoldoende draagkracht; Geval C in westelijk Nederland bij hogere waterstands. Het principe van grondverbetering wordt weergegeven in figuur A 33-4.
A 3330 Aspecten met betrekking tot stijfheid constructie en onderlinge beïnvloeding
Bij het toetsen op bezwijkveiligheid van funderingen op staal is er normtechnisch geen onderscheid gemaakt in krachtswerkingen tussen stijve bovenbouw en slappe constructie, maar de stijfheid van platen beïnvloedt de gronddrukverdeling aanzienlijk. Bij grote funderingsafmetingen is het bezwijkdraagvermogen van de ondergrond zelden van belang; de verdeling van druk in slappe diepere lagen bepaalt vaak de dimensionering (UGT type B). De onderverdeling van funderingselementen bij strokenfunderingen met complexe geometrie vereist goed overleg tussen funderingsadviseur en constructeur.
A 3315 Gronddekking
Gronddekking is belangrijk omdat het element meestal op geringe diepte aanwezig is. De gronddekking verhoogt draagkracht naast het funderingselement en verbetert het vermogen horizontale belastingen. Vaak wordt in Nederland een vorstvrije aanlegdiepte van 0,6 à 0,8 m aangehouden om opvriezen te voorkomen.
A 3325 Schematisering en randvoorwaarden
Randvoorwaarden: gunstige invloed van grondverbeteringen mag bij draagkracht worden meegenomen indien de dikte van de verbetering tenminste 1,5 keer breedte b' bedraagt en de breedte ten minste 4 b'. Voor per-laag berekening zijn nodig: Cc, Cα en eo. De hoek van inwendige wrijving φ' en onbehandelde sterkte cu bij φ=0° zijn essentieel voor de berekeningen.
A 3330 Verplaatsing en excentriciteit
Excentrische belasting op fundering vereist verwerking van de effectieve oppervlakte en een zorgvuldige verdeling van krachten. Hierbij spelen uittredepres en mogelijke verschuivingen een rol bij de uiteindelijke verdeling van druk in de ondergrond.
A 3340 Grondonderzoek en sondering
Een sondering bepaalt conusweerstand en voorkomt het bouwen op een te zwakke laag. De kosten van een sondering bedragen circa €600 waarna de draagkrachtberekening kan worden uitgevoerd. Indien de bestaande fundering op staal voldoende breed is, kan deze vaak de extra last dragen; anders wordt vaak gekozen voor een losgekoppelde fundering om zettingsverschillen te voorkomen.
A 3355 Grondverbetering en kosten
Grondvervanging met schoon zand of andere materialen (Argexkorrels, polystyreenschuimblokken, schuimbeton, schuimslakken) kan de draagkracht verhogen. De kosten voor grondverbetering variëren; reken op ongeveer €15-€25 per m3 voor afvoer en nieuw zand.
A 3360 Monitoring en onderhoud
Monitoring met scheurmeters en onafhankelijk bouwkundig advies voorkomt onzekerheden over zettingen en schade. Een KCAF-rapport biedt een eerlijk beeld en kostenramingen. Preventie omvat watermanagement en scheiding regenwater van de fundament nabijheid van de gevel.
A 3315 Constructie en uitvoeringskwaliteit
De aansluiting tussen ontwerp en uitvoering is cruciaal: de constructeur berekent en tekent een volledige funderingsplan met berekening en tekening. Voor een aanbouw geldt dat vaak een volledige constructieberekening verstandig is, ook al is het verplichting niet altijd. Goede uitvoering beperkt verzakkingen en voorkomt scheuren in muren.
Extra overzicht: praktische overwegingen en voorbeeldscenariodenken
In Nederland blijft een zanddekking de regel; klei en veen vereisen extra aandacht bij vochttoetreding en opvriezen. Bij uitbouwen kan krachtenverdeling scheefstand veroorzaken; tijdige analyse en juist gekozen fundering voorkomen grote schade en hoge herstelkosten. Grondonderzoek, sondering en controle van bouwtekeningen bij gemeentearchief bieden zekerheid. Inspecties bij aankoop keuren de woning op funderingsproblematiek en geven een objectief fundament voor beslissingen.