In dit artikel worden verschillende funderingstechnieken besproken met de nadruk op stiepen en verwante methoden, waaronder heien, poerfunderingen en de integratie van bewakings- en controlemethoden. Het doel is een samenhangend overzicht te bieden van werking, toepassing en belangrijke overwegingen bij ontwerp en uitvoering.
Heien en de werking van houten en betonnen palen
Door middel van heien worden palen de ondergrond ingedreven, met trillingen als bijeffect dat de bebouwing en ondergrond reageren. De heiwerkzaamheden nemen de huidige conditie van de bebouwing op door middel van observaties tijdens het proces. Het gewicht (heiblok) valt op de paal en levert een verplaatsing op die wordt gemeten. Als verondersteld wordt dat de paal op de juiste diepte is, wordt er nogmaals gehoefd om de positie te verifiëren. De maximale kalender is vooraf vastgesteld. Door het gebruik van een schroefdraad aan de punt van de boor wordt er een gat geboord in de grond; het gat wordt vervolgens geboord en geheel gevuld met beton. De lengte van de palen kan tijdens uitvoering bepaald worden door de toepassing van schroefpalen, waardoor voor elke paal de exacte lengte kan worden vastgesteld.
Soorten heipalen en hun toepassingen
De betonsegmentpaal is een uit geprefabriceerde gewapende betonelementen opgebouwde paal, terwijl de buissegmentpaal bestaat uit stalen buissegmenten die vooraf met beton gevuld zijn. De palen worden ingedreven met een heimachine met een valblok; dit is met name gebruikelijk bij oudere bouwwerken. De boorschacht en de boorkop blijven in de paal aanwezig bij het gebruik van holle boorassen. De installatietechniek omvat ook het injecteren van grout en het uitbreidende gedeelte door een buisdeel op het laatste deel te lassen, zodat de boorschacht in de paal blijft. In de praktijk betekenen deze methoden dat de lengte van de palen tijdens de uitvoering kan worden aangepast aan de werkelijke ondergrond en krachten.
Poerfundering: definities en toepassingen
Een poerfundering is een funderingsmethode die onder de categorie fundering op staal valt. In plaats van een plaat of strook wordt een groot en dik gewapend betonnen blok toegepast, de zogenoemde poer. Op die poer wordt een gewapende kolom gegoten die de krachten van de constructie op de poer overdraagt. De poer bevindt zich onder het grondoppervlak terwijl de kolom vanaf de poer tot aan de constructie boven het oppervlak loopt. Vroeger werden vooral gemetselde poeren gebruikt; tegenwoordig worden vooral betonnen poeren toegepast en kan dit ook als prefab poer worden geplaatst.
Wanneer gebruik je een poerfundering? De poerfundering is een aantoonbaar soort fundering op staal en vereist doorgaans een zandlaag onder de fundering, omdat zandgrond een groter draagvermogen heeft dan klei. De zandlaag mag niet dieper dan 3 meter onder het grondoppervlak liggen; indien dit wel het geval is, wordt gekozen voor fundering op palen. De kolom die op de poer wordt geplaatst zorgt er ondanks een mogelijk onderliggende diepte voor dat de fundering voldoende draagvermogen heeft.
Bij het plaatsen van betonpoeren dient men rekening te houden met een gelijkmatige verdeling van krachten om doorzakken te voorkomen. Een poer kan doorzakken als krachten onregelmatig verdeeld zijn, wat tot scheefstand kan leiden.
Funderingsontwerp en controlesystemen
Bij trek- en drukwinsten in palen en ankers moet worden gecontroleerd of trek- en drukspanningen niet leiden tot ontoelaatbare spanningen in het funderingselement. Deze spanningscontrole betreft zowel de spanning op de overgang tussen de ondergrond en de vloer als op de overgang tussen vloer en constructie. Als in het trekelement een drukkracht kan optreden, moet zo nodig de knikstabiliteit worden gecontroleerd, vooral wanneer delen van de paalschacht omringd zijn door slappe grondlagen.
Notities uit ROK (referenties [27]) benadrukken dat bij toepassing van relatief slappe trekelementen (zoals Gewi-ankers) onder ongewapende onder- en bovengrondse vloeren de puntvormige opleggingen geschematiseerd moeten worden volgens de stijfheid van deze trekelementen. Het schematiseren als starre steunpunten is onjuist en niet toegestaan. Het trekken van damwanden kan een nadelig effect hebben op naburige paalfunderingen, vooral bij tunnels waar trekpalen meestal voorkomen.
Bij trekpalen en ankers moet gecontroleerd worden of de trek- en de eventuele drukkracht niet leiden tot ontoelaatbare spanningen in het funderingselement. Deze spanningscontrole betreft de overgang tussen de owb-vloer en de ondergrond en tussen owb-vloer en constructievloer. Als in het trekelement een drukkracht kan optreden, moet zo nodig de knikstabiliteit worden gecontroleerd. Een tand- of deuvelconstructie, toegepast bij fundering op staal, is bij op palen gefundeerde tunnelmoten meestal niet noodzakelijk, hoewel soms nokken worden toegepast om horizontale krachten over te dragen naar aangrenzende moten. Niet-axiale belastingen op palen moeten worden voorkomen door het toepassen van schoorpalen, zeker bij niet-symmetrische belastingomstandigheden aan weerszijden van een tunnelbuis.
In gevallen van niet horizontaal verlopende constructies ontstaan horizontale reactiekrachten; dit was een niet onderkend probleem bij de Wijkertunnel. De wapening van de paal ten behoeve van transport en heien wordt door de paalleverancier bepaald. Een poerfundering biedt een duidelijke constructie op vlak van draagkracht en kan samen met een kolom de krachten effectief verdelen.
Speciale toepassingen en praktische overwegingen
Kerb-IT is een systeem ontworpen om verdroging in stedelijk gebied tegen te gaan door regenwater op straat op te vangen en te infiltreren. Het systeem gebruikt poreuze betonbanden langs rijbanen en trottoirbanden, zodat water langzaam kan infiltreren naar de ondergrond. Het onderhoud bestaat uit het reinigen van de strekstenen met een hogedrukspuit en zuigmachine bij droog weer. Het ontwerp voorziet in openingen van trottoirbanden en een achterliggende betonnen rug voor stabiliteit. De openingen van trottoirbanden mogen hooguit 3 mm boven de strekstenen uitsteken, en de rijbaan ligt circa 10 mm onder het niveau van de strekstenen om vuil buiten de rijbaan te houden. Beheer houdt in dat onderhoud regelmatig gebeurt en dat strekstenen eenvoudig vervangen kunnen worden bij herstraatwerkzaamheden.
Samenvattende overwegingen voor ontwerp en uitvoering
De toepassing van heien en poerfunderingen vergt zorgvuldige afstemming tussen ondergrondsonderzoeken, krachten, en de verwachtingen van de constructie. De keuze tussen heien, buis- of buissegmentpalen, en poeren hangt af van bodemcondities, waterpeil, draagkracht en ruimte voor uitvoering. Controle op geprojecteerde en werkelijke belastingen is cruciaal, met name bij trekpalen en ankers waar horizontale krachten en niet-symmetrische belastingen kunnen optreden. Bij tunnels en ondergrondse constructies spelen vooral de interactie met naburige palen en de stabiliteit van trekelementen een belangrijke rol. Het nauwkeurig monitoren van installatiekrachten en het uitvoeren van controlevingen zorgen voor betrouwbaarheid en veiligheid van de fundering.
Wat voor Betonpoer heb ik nodig? Ontdek het hier!
tags: #trekbandwapening #stiepen #fundering