De invloed van paalmisstanden, afwijkingen van het palenplan

Een gebouw kan worden gefundeerd op palen, zodat belasting middels een balkenrooster wordt afgevoerd naar de dragende punten. Palen worden daartoe tot op paalpuntniveau aangebracht, opdat voldoende paaldraagmogen aan de ondergrond wordt ontleend. Het betekent dat via de paal een niet geringe belasting (orde grootte 300 tot 800 kN) kan worden overgedragen. Wat zijn de consequenties indien tijdens de uitvoering paalmisstanden worden geconstateerd ten opzichte van het originele palenplan?

Invloed paalmisstanden

• Wat is het palenplan?
• Inleiding van belasting via betonbalken
• De 50 millimeter grens bij paalmisstanden
• Wringmoment wat is dat?
• Consequenties van grote afwijkingen

Wat is het palenplan?

Voor de opname van gewicht uit het gebouw wordt een balkenrooster met palen toegepast. Op basis van het paaldraagvermogen is vastgesteld op hoeveel belasting een paal mag worden belast. Het resulteert in een bepaalde verdeling van palen onder het gebouw, zodat de complete belasting kan worden afgedragen. Daarbij geldt dat het maximale paaldraagvermogen nooit mag worden overschreden. Het resulteert in een stramien van palen met meestal een onderlinge hart-op-hart afstand van 3 tot 6 m. Slechts bij pieklasten uit een kolom kan het voorkomen dat de palen op slechts 1 m van elkaar staan. Het palenplan geeft op de millimeter nauwkeurig aan op, welke plek een paal moet worden aangebracht.

Inleiding van belasting via betonbalken

De functie van betonbalken is het verzorgen van goede inleiding van belasting in de palen. Daartoe wordt de betonbalk afgewapend om zo het gewicht via veld-, steunpunts- en dwarskrachtwapening naar de steunpunten te trekken. Staat de paal op de juiste plek dan komt exact de berekende belasting vanuit het gebouw in de paal, zodat het concreet kan worden afgevoerd. De belasting komt dus nominaal in de paal zonder dat er sprake is van moment-introductie. Bij minimale afwijkingen moet er aan de 50 millimeter grens worden voldaan. Waarom bestaat die eis?

De 50 millimeter grens bij paalmisstanden

Er wordt tussen de paal en balk een verbinding gerealiseerd, waarbij paalwapening in de balk steekt. Het zorgt ervoor dat er een solide overgang ontstaat, waarbij de paal de balk vasthoudt. De wapening is beperkt echter omdat er een viertal betonstaal staven uitsteken met een onderlinge afstand kan de verbinding moment opnemen. Uit ervaring is de vuistregel opgesteld dat wringmoment veroorzaakt door misstanden tot 50 millimeter kan worden opgenomen door de paal-balk verbinding. Zijn de afwijkingen groter dan heeft het wel consequenties.

Wringmoment wat is dat?

Meest belangrijke gevolg van een paalmisstand is wringing van de balk. Staat de paal a-centrisch onder de balk dan wordt belasting onjuist ingeleid, waardoor een verschil tussen de resultante van de paal en balk ontstaat. Dat verschil zal ervoor zorgen dat de balk wil gaan wringen. Het is vergelijkbaar als het uitwringen van een natte doek om het vocht eruit te krijgen. De betonnen balk kan zonder gepaste maatregelen gaan verdraaien. Om dat tegen te gaan dient er bij a-centrische afwijkingen aanvullende wapening te worden toegepast. Meestal is de reeds bepaalde hoofdwapening toereikend, echter de beugels en flankwapening moet worden opgehoogd. Het geeft aanvullende capaciteit aan de balk om het extra moment tezamen met de overige veld- en steunpuntsmomenten in combinatie met de dwarskracht over te kunnen dragen. Op die manier kan door een verzwaring van de korf een constructief betrouwbare balkenrooster worden gerealiseerd, ook al is er sprake van een paalmisstand (let wel de paal mag niet buiten de balk komen te staan).

Consequenties van grote afwijkingen

Indien er echter sprake is van een afwijking ten opzichten van het palenplan dan heeft dat consequenties voor de volgende aspecten.

Paalbelasting

Het paaldraagvermogen mag niet worden overschreden. Een kleine verplaatsing hier en daar kan betekenen dat juist een andere paal teveel belasting krijgt te verwerken. Dan moeten belasting verlichtende maatregelen plaatselijk worden toegepast, of juist aanvullende fundatie oplossingen worden toegepast.

Verzwaring momentwapening

De boven- en onderwapening moet eventueel worden verzwaard. Omdat deze veelal met reserves vooraf zijn ontworpen blijkt dat die wapening voldoende capaciteiten bezit om het aanvullende wringmoment af te wapenen.

Aanvullende wringwapening

De beugels moeten worden verzwaard. Wringing heeft grote invloed op de beugelwapening. Vaak moeten er twee maal zoveel aan beugels worden toegepast om de wringing tegen te kunnen gaan. Ook de flankwapening moet worden verzwaard. De standaard 1 rond 8 moet worden vervangen middels 2 rond 10 of zwaarder per zijkant van de balk.

Na het aanbrengen en harden van de palen dienen de paalmisstanden in kaart te worden gebracht en moeten aan de hoofdconstructeur worden verstrekt. De bestaande balkwapening dient op basis van de afwijkingen worden aangepast, zodat de complete constructie wederom voldoet.

Lees verder

• Hoe vertaalt wringing in een betonbalk naar extra wapening?
• Betonpalen, hoe worden deze aangelegd of gemaakt?
• De sondering om draagkracht te bepalen
• Fundering: waar staat een gebouw op, hoe is het gefundeerd?
• De functie van flankwapening in betonbalk