Betonnen palen zijn altijd voorzien van een code en naamkaart waarop staat waar en wanneer de betonpalen gemaakt zijn. De betonnen heipalen hebben verschillende diameters waarvan 220 x 220 en 250 x 250 de meest toegepaste diameters zijn. In de nieuwbouw is de betonpaal erg populair omdat het een goedkope manier van funderen is met weinig risico’s. Betonpalen worden toegepast vanaf 10 ton belasting per paal en worden geheid met een grote heimachine. Het is netjes naar de buren toe om een nulmeting uit te voeren als bebouwing binnen 5 meter van de locatie van de heipalen ligt.
De constructeur berekent aan de hand van het sonderingsrapport, GEF-bestanden, KLICK-tekeningen en een funderingsadvies wat de maximale paalbelasting is, en bepaalt zo de bovenbelasting en de draagkracht van de ondergrond. De keuze voor de juiste diameter hangt af van de bovenbelasting en de draagkracht van de ondergrond, waarna de constructeur een diameter voor de betonpalen maakt. Prefab heipalen bieden een snelle optie wanneer de bovenlaag relatief slap is: een prefab vierkante betonpaal kan zonder zwaar heiwerk op de juiste plek geplaatst worden, wat mogelijk is in relatief dicht bevolkt gebied.
Betonnen heipalen worden toegepast voor huizen, garages en andere zware constructies en dienen standaard te worden toegepast indien er sprake is van hoogbouw of onvoldoende draagkracht in de bovengrond. In sommige stedelijke gebieden is heien uitgesloten vanwege trillingen en overlast; dan worden alternatieven toegepast zoals boor- en mortelschroefpalen. De palen laten bij het heien voldoende draagkracht zien doordat de weerstand en indringing tijdens het proces nauwkeurig worden gecontroleerd.
In Nederland is de bodem opgebouwd uit verschillende afzettingen of sedimenten, veelal fluviatiele rivierafzettingen zoals klei, zand en grind. Het afzettingsmateriaal verschilt in grootte en textuur, waardoor aan elke laag verschillende draagvermogens zijn toe te kennen. Wanneer de bovenlagen onvoldoende draagkracht leveren of de belastingen hoog zijn, dienen palen te worden toegepast voor zowel laag- als hoogbouw. Het type paal en de lengte hangen af van de diepte waarop de draagkrachtige laag begint.
Hoe zien de bovenlagen eruit? De bovenste lagen kunnen dermate slechte waarden laten zien dat een woning op palen moet worden gefundeerd. In Holland komt men bijvoorbeeld aan de eerste tien meter vaak een dik pakket veen tegen, waarop niets kan worden gebouwd. Daarom kan een paalfundering noodzakelijk zijn, vooral bij hoger belastingniveau of slappe ondergrond.
Prefab heipalen en boor-/mortelschroefpalen bieden verschillende oplossingsrichtingen. Bij een relatief slappe bovenlaag kan(prefab) een vierkante prefab paal zonder zwaar heiwerk op de juiste laag geplaatst worden, terwijl bij veen of dunne klei soms boor- of mortelschroefpalen nodig zijn om uitspoeling van beton te voorkomen.
Invloed van bovenbelasting en de funderingskeuze
Een relatief groot gebouw met betonvloeren en mogelijk betonnen kolommen kan hoge belastingsconcentraties opleveren. Dieper gelegen lagen zijn meestal compacter (hogere qc-waarde), waardoor ze meer belasting kunnen opnemen. Om diepte te bereiken, worden palen toegepast. De bovenlagen bepalen of een woning op palen moet worden gefundeerd: in sommige situaties volstaan stroken- of plaatfunderingen, maar bij onvoldoende draagkracht van de bovengrond of bij hoge belasting is heien vaak noodzakelijk.
Hoeveel kost een paal? De kosten hangen af van type paal, lengte, diameter, bodemgesteldheid en bereikbaarheid van de locatie. Gemiddelde kosten voor een enkele paal liggen tussen de €75 en €150 per meter, inclusief materiaal en plaatsing, maar bij veel palen kan de prijs per stuk dalen. Voor onderheien van een overkapping geldt meestal een prijs van €1.500 tot €3.000, afhankelijk van de situatie.
Uiteindelijk moet de uiteindelijke draagkracht worden bevestigd middels testen: na plaatsing kan een sonderings- of proefbelastingstest uitgevoerd worden om te bevestigen dat de heipalen voldoen aan de constructieve eisen. Langswegen van registratie en controle worden trillingen en belasting tijdens het werk gemeten om de palen te verankeren in de draagkrachtige laag.
Soorten palen en installatie-technieken
Standaard betonnen heipalen mogen houten palen vervangen in veel toepassingen en worden vaak als buissegment- of gietbetonpalen uitgevoerd. De standaarddiameters variëren en omvatten 219, 273, 324 millimeter, evenals andere maten voor specifieke projecten. Heien gebeurt met een grote heimachine, waardoor trillingen en geluid kunnen ontstaan; daarom worden methoden zoals voorboren en fluïderen toegepast om overlast te beperken.
Bij boorpalen en mortelschroefpalen wordt een holle avegaar in de grond geboord of geschroefd, waarna betonmortel wordt gevuld. Dit voorkomt dat veenlagen of waterige klei doorkruist wordt en zorgt voor een rond en strak gevormde paal. Bij paalmisstanden wordt de positie van de paal gecontroleerd: afwijkingen groter dan 50 mm vereisen aanpassingen aan de fundatiebalken en mogelijk wringingcontrole.
Aanvullende aspecten bij boorpalen
Het is noodzakelijk om in het werk gemaakte palen altijd na te meten. Een fout gemaakte paal betekent doorgaans een nieuwe paal in de nabijheid en kan grote gevolgen hebben voor de constructie en kosten. Bij slappe bovenlagen dienen de eerste meters paal extra te worden gewapend om horizontale belasting bij gebruik van bouwverkeer op te vangen.
Kundige aanpak en praktijkvoorbeelden
Bij paalfunderingen is het gangbaar om met prefab betonnen palen te heien. Wanneer dat niet mogelijk is, kunnen Vibro-combi palen of in de grond gevormde palen worden toegepast. Voorafgaand aan het heien zet men paalpikketten uit en een dragline met heiblok en makelaar brengt de palen verticaal in de grond. Kalibratie en kalendering bepalen of de paal voldoende draagkracht heeft bereikt en zo ja, de paal wordt verder in de grond gebracht.
In bebouwde omgevingen moet men vooraf controleren of er risico is op schade aan omliggende bebouwing door trillingen en schokken. De kosten zijn gebaseerd op een gemiddelde dagproductie van een ploeg van twee heiers op een volledige productiedag van 8 uur en exclusief uitzetten, bodemonderzoek, en overige materiaalkosten.
De levensduur van heipalen is afhankelijk van materiaal, bodemgesteldheid en belasting: houten palen kunnen ruim 100 jaar meegaan onder water, beton- en stalen palen 50 tot 100 jaar mits beschermd tegen corrosie en slijtage. Palen zijn controleerbaar via akoestisch doormeten en probeerslagen om afwijkingen te identificeren.
Assortiment en specialismen: Sterk heeft veel ervaring met het heiwerk van betonnen palen, met diameters tot 600 mm en lengtes tot 33 meter, en past methodes toe om overlast te beperken, zoals voorboren en/of fluïderen. Ze beschikken over hydraulische blokken met een valgewicht van 9 tot 10 ton en gebruiken prefab palen, Vibro-combi palen of in de grond gevormde palen afhankelijk van de situatie.
Verschillende termen en toelichtingen
Een heipaal is doorgaans van hout of gewapend beton en bedoeld om het gewicht van een bouwwerk over te brengen naar draagkrachtige ondergrond. De termen “heipalen” en “schroefpalen” worden soms door elkaar gebruikt; schroefpalen zijn een specifieke soort paal die door middel van een schroefvormige boor in de grond wordt gebracht en weinig trillingen veroorzaakt.
Een typische uitleg van de fundamenten beschrijft dat de koppen van prefab palen bij stapelen of heien eventueel “gesneld” worden, en dat kalibratie met lasers of waterpastoestellen de juiste hoogte bepaalt alvorens de toppen van de palen te verhogen.
In Amsterdam en andere steden wordt de fundering vaak op palen toegepast vanwege de veen- of kleibassissen in de bovengrond. Doordat de bodemwaarde variabel kan zijn, blijft de keuze voor paaltype en diameter afhankelijk van bodemonderzoek, sondering en draagkrachtberekeningen.