Bepalen van het paaldraagvermogen middels de 4D-8D methode

De fundering van een gebouw kan worden gemaakt middels betonpalen. Daartoe worden op de bouw palen geheid of in de grond gevormd. Afhankelijk van de bodemopbouw kan per installatiemethode, paallengte en doorsnedevorm op basis van een in het werk gemaakte sondering het draagvermogen worden bepaald. Wat is de 4D-8D methode, waarom zijn sonderingen van belang en hoe wordt daarmee het paaldraagvermogen berekend?

Paaldraagvermogen bepalen: 4D-8D methode

• Noodzaak van sonderingen
• Het stellen van de qc;gem waarden over 4D-8D traject
• Paalpuntweerstand
• Maximum schachtwrijving
• Paaldraagvermogen

Noodzaak van sonderingen

Om te bepalen wat voor draagvermogen de bodem heeft dienen sonderingen te worden gemaakt. Meestal dienen die tot 15 m of meer te worden uitgevoerd afhankelijk van plaatselijk bekende omstandigheid van de ondergrond. Een sondering is een grafische representatie van de opbouw van de bodem, waarbij de weerstand wordt gemeten. Daartoe wordt een conus de grond ingedrukt, waarmee een weerstandsopbouw kan worden bepaald uitgedrukt in MPa (1000 kN/m2). Indien die grafiek bekend is dan kan op basis daarvan een inschatting worden gedaan van de bodemopbouw, waarmee het paaldraagvermogen kan worden bepaald. Zie de volgende theoretische sondering met slappe kleilagen aan de oppervlak, waarna verschillende zandlagen elkaar afwisselen. Bij deze grafiek is de volgende indeling qua bodemopbouw met behulp van tabel 1 NEN 6740 als volgt bepaald.

Het stellen van de qc;gem waarden over 4D-8D traject

Bij iedere sondering geldt dat piekwaarden van meer dan 15 MPa altijd moeten worden afgeknot. Indien daarnaast ook piekwaarden van 12 MPa van toepassing zijn dan dan dienen die ook worden afgeknot, indien het minder dan 1 m dik is. Als bij voorgaande sondering het paalpuntniveau op 18,6 m wordt geplaatst hoe wordt dan het paaldraagvermogen berekend. Daartoe worden drie grensgebieden aangehouden, waarvoor het volgende geldt:

• qc;I gem = de gemiddelde waarde conusweerstand over 0,7*D tot 4*D onder paalpuntniveau. De gemiddelde waarde dient zo te zijn bepaald dat de waarde minimaal is over het aangegeven traject;
• qc;II gem = onderkant van traject I tot paalpuntniveau waarbij de qc waarde gelijk of minder is dan ondergelegen waarde. Het kan inhouden dat het start op het minimale niveau over traject I, maar kan ook gelijkwaardig zijn aan traject I;
• qc;III gem = de gemiddelde conusweerstand van paalpuntniveau tot 8D daarboven, waarbij de qc waarde nooit hoger is dan ondergelegen waarde. Voor avegaarpalen geldt hier dat de gemiddelde qc;waarde 2 MPa of kleiner bedraagt.

Paalpuntweerstand

Op basis van voorgaande trajecten kan een paalpuntweerstand worden berekend middels de volgende formule:

• p;r;max;punt = 1/2*α;p*β;s*s*[(qc;I gem+qc;II gem)/2+qc;III gem] met daarin;
• α;p = paalklassefactor (geheide palen 1,0, geschroefde palen 0,9, avegaarpalen 0,8, boorpalen 0,5);
• β;s = vormfactor paal standaard 1,0. Indien de punt is vergroot heeft het invloed op het omringende gronddeel, waardoor paaldraagvermogen afneemt;
• s = factor voor een afwijkende vorm waarbij lente afwijkt van breedte. Deze factor bedraagt normaal 1,0.

Op basis van voorgaande sondering en funderingsniveau op 18,6 m minus maaiveld kan het volgende worden bepaald:

• p;r;max;punt = 1/2*0,8*1*1*[(13+9)/2+2] = 5,2 MPa/m2.

Maximum schachtwrijving

De lengte waarover met maximale schachtwrijving rekening mag worden gebracht is over het deel van paalpuntniveau tot maximaal 8D, waarbij de paal in zandgrond zit. Passeert het een klei of leemlaag dan is er sprake van een gereduceerde α;s, echter de qc waarde moet relatief hoog zijn. Aan slappe klei wordt geen schachtwrijving toegekend en de daarboven gelegen lagen eveneens. De gemiddelde q;c;z;a waarde over het traject in de sondering bedraagt 7,8 MPa.

• p;r;max;schacht = α;s*qc;z;a gem;
• α;s = paalklassefactor (geheide palen 0,010, geschroefde palen 0,009, avegaar- en boorpalen 0,006).

In voorgaande voorbeeld wordt er dus een schachtwrijving gevonden van:

• p;r;max;schacht = 0,006*7,8 = 0,0468 MPa.

Paaldraagvermogen

Om het paaldraagvermogen te bepalen wordt het volgende berekend:

• Fr;max = Fr;max;punt + Fr;max;schacht;
• Fr;max;punt = Apunt * pr;max = 1/4*π*0,3^2*5,2 = 0,367 MN = 367 kN;
• Fr;max;schacht = Os;gem * ΔL * pr;max;schacht = π*0,3*2,4*0,0468 = 0,106 MN = 106 kN;
• Fr;max = 367+106 = 473 kN;
• Fr;max;rep = (ξ;paal of 0,72 alleenstaande sondering) * Fr;max = 0,72*473 = 341 kN;
• Fr;max;d = paaldraagvermogen = Fr;max;rep/1,2 = 341/1,2 = 284 kN.

Een enkele paal kan dus 284 kN opnemen, indien het op 18,6 m minus maaiveld wordt gefundeerd. Als grotere belastingen opgenomen moeten worden dan dient een grotere diameter te worden toegepast. Let wel normaal zullen meer sonderingen per woning worden gemaakt, waardoor de ξ factor hoger uitvalt en de draagkracht gunstiger is.

Lees verder

• De functie van een twee-, drie-, vierpaalspoer of kesp
• De sondering om draagkracht te bepalen
• Betonpalen, hoe worden deze aangelegd of gemaakt?
• Het akoestisch doormeten van in de grond gevormde palen
• Fundering: waar staat een gebouw op, hoe is het gefundeerd?