Paalpuntniveau, het niveau om met een paal op te funderen

Wordt een gebouw aangelegd dan wordt altijd met de fundatie gestart. Dit kan op staal (strook of plaat op zand) worden uitgevoerd, indien de draagkracht van de bovenste bodemlagen dit toelaat. In veel gebieden in het land dient er echter op palen te worden gefundeerd, zodat de belastingen uit het gebouw geconcentreerd worden afgevoerd naar de bodem. Wat houdt daarbij het paalpuntniveau in en hoe wordt het bepaald?

Paalpuntniveau

• Verschillende grondlagen voor draagkracht
• De 4D-8D methode toegelicht
• Bepaling van de funderingsdiepte
• Nabijheid sondering bepaalt diepte
• Veel aandacht aan uitvoering
• Geotechnisch onderzoek en bepalen paalpuntniveau

Verschillende grondlagen voor draagkracht

Is er sprake van slappe grondlagen bovenin dan kunnen kleine gebouwen, zoals lage appartementengebouwen of woningen niet op staal worden gefundeerd. Om hoogbouw en deze bouwwerken te kunnen funderen moet draagvermogen uit diepere lagen worden gehaald. Lagen zoals veen, klei, silt leem enzovoorts hebben slechts beperkte mogelijkheden om belastingen op te nemen. Het aandeel lutum is veelal te hoog, waardoor de grondlagen zettingsgevoelig zijn en dat is zeer ongunstig voor het opnemen van belastingen uit gebouwen. De enige grondlagen waaruit voldoende draagkracht kan worden gehaald zijn zand- en grindlagen. Vaak betreft het diep gelegen zandlagen met een qc-waarde van 10 MPa of meer waarop kan worden gefundeerd.

De 4D-8D methode toegelicht

Indien er op een bepaalde diepte een draagkrachtige zandlaag is gevonden dan wordt de paalpunt op dat niveau aangebracht. Meestal wordt middels heien of boren de diepte bereikt, zodat de paal belastingen uit het gebouw naar de ondergrond kan overdragen. Hoeveel een paal op een bepaald niveau kan opnemen heeft puur te maken met het draagvermogen van die bodemlaag. Dit wordt bepaald door de qc-waarde, oftewel de sonderingsuitslag. Daarbij geldt dat de laag voldoende dikte moet beschikken om de belasting werkelijk op te kunnen nemen, zonder dat de punt door de laag wordt gedrukt. Om de draagkracht te bepalen is de 4D-8D methode in het leven geroepen. De paal drukt van boven op de zandlaag, waardoor deze wordt gestuikt (tegenwerkende kracht van de zandkorrels). De invloedsdiepte van de paal op de zandlaag is 4D groot, oftewel 4 maal de diameter van de paal. Bij een afnemende qc-waarde wordt de minimale conusweerstand over die diepte in acht genomen voor de berekening van de puntweerstand. Daarnaast geldt dat over een afstand van 8D boven paalpunt niveau (de relatief slappere laag) eveneens draagkracht wordt ontleend voor de paal. Middels de 4D-8D methode kan dus het draagvermogen van de paal op een bepaalde diepte bij een bepaalde sonderingsuitslag worden berekend.

Bepaling van de funderingsdiepte

Standaard kan voor een woning worden bepaald op welke diepte over een bepaald gebied de paal kan worden aangebracht. Afhankelijk van de sondering wordt middels voorgaande methode het draagvermogen op een zeker niveau berekend behorende bij een bepaalde paaldiameter of omtrek. Een paal moet belastingen uit een balkenstructuur openen en dus vormt de paal de laatste belastingsconcentratie voordat het door de bodem wordt opgenomen. Het is dus een essentieel onderdeel van de constructie, omdat het de constructieve veiligheid van het gebouw is. Voor de bepaling van het draagvermogen moeten berekeningen altijd voldoen aan de constructieve eisen gesteld binnen NEN 6743 “Berekeningsmethode voor funderingen op palen - drukpalen”.

Nabijheid sondering bepaalt diepte

Gebouwen welke een groot oppervlak bestrijken hebben te maken met lokaal een verschillende opbouw van de bodem. Er komen fluctuaties voor waarbij bijvoorbeeld de dragende bodemlaag iets dieper of hoger ligt ten opzichte van een nabij gelegen positie. Dat houdt in dat er per gebouwd object meerdere sonderingen moeten worden gemaakt, zodat er een reëel beeld wordt verkregen van de algehele bodemopbouw. Om een bepaalde belasting op te kunnen nemen dienen palen dus dieper te worden aangelegd om voldoende draagvermogen te verkrijgen. Het kan betekenen dat palen in verschillende lengtes moeten worden aangebracht, maar kan ook betekenen dat het juiste niveau wordt gezocht om alle palen op dezelfde lengte te laten zijn. Uiteraard is dit een kostenafweging voor de bepaling, welke paal hoe diep wordt aangelegd. Normaal zullen over een bepaald gebied palen op hetzelfde niveau worden aangelegd, zodat meerdere deelgebieden binnen een fundatieplan worden aangegeven.

Veel aandacht aan uitvoering

Het aanbrengen van een palenfundatie moet exact en nauwkeurig gebeuren. Meerdere methoden van het aanbrengen van betonpalen hebben zo eigen uitvoeringsproblemen, waar aandacht aan moet worden geschonken. Zo moet er bij heiwerk worden gelet op hoe diep en met hoeveel slagen de paal in de dragende laag wordt ingebracht. Naarmate er meer slagen nodig zijn om een paal de grond in te krijgen des te harder is de laag, waarop wordt gefundeerd. Een andere manier van aanbrengen is de mortelschroefpaal. Daarbij wordt een holle avegaar de bodem ingedraaid als een schroef. Is deze op de juiste diepte aanbeland wordt het binnenste van de avegaar gevuld met beton, waarna de schroef omhoog wordt getrokken. Via een opengaande klep aan de onderzijde wordt het gat per ommegaande gevuld met vers beton. Zo wordt direct voldoende tegendruk aan de grond gegeven zonder dat het gat instort. Zo blijft een harde paal na verloop van tijd over. Let wel dat deze manier van funderen slechts kan, indien er geen slappe waterige bodemlagen worden doorkruist. Daarnaast geldt dat de paal vrij precies op de juiste plek wordt aangebracht. Meer dan 50 millimeter uit het lood kan consequenties hebben voor de hoofdwapening wegens aanvullend moment, dwarskracht en/ of wringing.

Geotechnisch onderzoek en bepalen paalpuntniveau

Normaal wordt er voor de start van de bouw een geotechnisch onderzoek uitgevoerd. Het houdt standaard een aantal sonderingen in her en der op de bouwlocatie gemaakt, zodat een goed beeld van de bodemopbouw wordt verkregen. Op basis daarvan kan reeds een goede indicatie worden verkregen wat de draagkracht is. Verder dient een constructeur het gebouw van boven naar beneden door te rekenen, zodat de paalbelastingen bekend zijn. Zo kan de belasting uit het gebouw worden gematched met het juiste paalpuntniveau.

Lees verder

• Fundering: waar staat een gebouw op, hoe is het gefundeerd?
• De sondering om draagkracht te bepalen
• Gebruik Koppejan om de zetting uit te rekenen
• De samendrukbaarheid van klei en zand: oorsprong en gevolg
• Betonpalen, hoe worden deze aangelegd of gemaakt?