Fundering op palen: berekening, typen en toepassingsgebieden

Published by Redactie on juli 20, 2025 | Category fundering

Fundering op palen is een veelgebruikte methode in de bouwsector, vooral in situaties waarbij de grond niet sterk genoeg is om een klassieke fundering te dragen. Dit artikel geeft een overzicht van de berekening van een paalfundering, de beschikbare paaltypen, het inbrengproces, de invloed op de draagkracht en de toepassing in praktijk. Alle informatie is gebaseerd op betrouwbare bronnen uit de vakliteratuur en praktijkvoorschriften.

Constructieberekening voor fundering op palen

Een correcte berekening van een paalfundering is essentieel voor de veiligheid en duurzaamheid van een gebouw. Bij een paalfundering wordt een belasting overgebracht op de ondergrond via verticale paalconstructies. Deze berekening dient uitgevoerd te worden door een geotechnisch adviseur of constructeur, aangezien fouten in de berekening ernstige gevolgen kunnen hebben voor de stabiliteit van het gebouw.

ConstructieShop.nl benadrukt dat de constructieberekening van een fundering op palen niet alleen een bouwhandleiding voor de aannemer is, maar ook een vereiste voor het verkrijgen van bouwvergunningen en verzekeringen. Deze berekening wordt binnen 48 uur geleverd, wat essentieel is in tijdgekende projecten.

De berekening houdt rekening met verschillende factoren, zoals de belasting van het gebouw, de eigenschappen van de ondergrond, de paalafstand, en de vereisten van de NEN 6743, een Nederlandse norm die richtlijnen geeft voor de dimensionering van paalfunderingen.

Bij gecompliceerde belastinggevallen, bijvoorbeeld bij dynamische of cyclische belastingen (zoals van windturbines of aardbevingen), wordt vaak een analyse gedaan op basis van de eindige-elemententheorie voor een driedimensionale geometrie. Deze methode maakt een realistisch beeld van de spanningen, momenten en vervormingen mogelijk. Echter, deze berekeningen zijn tijdrovend en moeten worden uitgevoerd door een geotechnisch specialist.

Typen paalfunderingen

Er zijn verschillende typen paalfunderingen, die elk hun eigen toepassingsgebied en voordelen hebben. Volgens ConstructieShop.nl zijn er vijf hoofdcategorieën van paalconstructies:

Houten palen: Deze zijn snel te leveren en vereisen een relatief eenvoudige heimachine. Een nadeel is echter dat hout ondergronds gevoelig is voor aantasting door schimmel of insecten. Houten palen zijn daarom meestal alleen geschikt voor tijdelijke of licht belaste constructies.
Geheide, geprefabriceerde betonpalen: Deze palen worden vervaardigd in een fabriek en vervolgens op de bouwplaats geheid. Ze zijn sterk, duurzaam en geschikt voor zowel lichte als zware belastingen. De heiamachine speelt een grote rol bij de inbreng en de stabiliteit van de paal.
Geheide, in de grond gevormde palen: Deze palen worden op de bouwplaats gevormd, bijvoorbeeld door middel van boring en daarna geheid. Ze zijn flexibel in vorm en lengte, en geschikt voor complexere grondstructuren.
Geschroefde, in de grond gevormde palen: Deze palen worden met een schroefbeweging in de grond gebracht, wat minder grondverdringing veroorzaakt. Ze zijn ideaal voor zachte gronden en situaties waarbij een minimale inbrengtechniek gewenst is.
Avegaarpalen: Deze palen worden vaak gebruikt bij statische constructies en zijn bekend om hun hoge draagkracht en stabiliteit. Ze worden meestal gemaakt van stalen profielen en zijn geschikt voor zowel druk- als trekbelastingen.

Invloed van inbrengmethoden

De manier waarop een paal in de grond wordt gebracht heeft een grote invloed op de draagkracht en het vervormingsgedrag van de fundering. Inbrengmethoden worden in drie categorieën ingedeeld:

Inbrengmethode met grondverdringing: Deze methode zorgt voor een verdichting van de omringende grond, wat de draagkracht kan verhogen, maar ook mogelijke schade aan aangrenzende constructies kan veroorzaken.
Inbrengmethode met geen of geringe grondverdringing: Deze methode veroorzaakt minder grondverdringing en is daarom geschikt voor gevoelige omgevingen. De draagkracht kan echter iets lager zijn.
Inbrengmethode met grondverwijdering: Deze methode houdt in dat grond wordt verwijderd voordat de paal wordt ingebracht. Het is meestal gebruikt voor lichte constructies of in situaties waarin grondverdringing niet gewenst is.

De keuze van inbrengmethode heeft ook invloed op de paalklassefactoren, zoals weergegeven in de NEN 6743. Deze factoren bepalen de schachtwrijving en de draagkracht van de paal.

Draagkracht en zakking

De draagkracht van een paal bestaat uit de weerstand van de paalpunt en de wrijving langs de paalschacht. In de praktijk wordt een paal met een lage puntweerstand vaak aangeduid als een kleefpaal. De berekening van deze draagkracht is complex en vereist een grondige kennis van de grondmechanica en paalconstructies.

Volgens de NEN 6743 is er sprake van een stijf bouwdeel als de zakking ter plaatse van een weggenomen funderingspaal in de bruikbaarheidsgrenstoestand niet groter is dan 5 mm. In dergelijke gevallen kunnen de resterende palen als volledig starre ondersteuningen worden beschouwd. Dit is belangrijk bij de dimensionering van funderingsconstructies, vooral bij grote poeren of stabiliteitskernen.

In sommige gevallen wordt een combinatie van een paalfundering en een staalfundering gebruikt, bijvoorbeeld bij zware belastingen of bij zakkingsproblemen. Dit type fundering wordt een paal-plaatfundering genoemd. De zakking van zo’n fundering wordt bepaald door de verdeling van de belasting tussen de staalfundering en de paalfundering.

Dynamische en cyclische belastingen

Paalfunderingen kunnen ook worden blootgesteld aan dynamische en cyclische belastingen. Dynamische belastingen kunnen bijvoorbeeld voortkomen uit wind, verkeer, machines of aardbevingen. Cyclische belastingen treden op bij bijvoorbeeld windturbines, hoogspanningsmasten en golven.

Bij deze belastingen is het belangrijk om rekening te houden met de wisselende trek- en drukbelastingen. In dergelijke gevallen is het aan te raden om een gedetailleerde analyse uit te voeren, bijvoorbeeld met een 3D-eindigeelementenprogramma. Deze berekeningen zijn echter tijdrovend en moeten uitgevoerd worden door een geotechnisch adviseur.

Paal-plaatfundering

Een paal-plaatfundering is een combinatie van een paalfundering en een funderingsplaat. Deze fundering wordt vaak gebruikt bij zware belastingen of bij problemen met de zakking van een staalfundering. De zakking van een paal-plaatfundering is afhankelijk van de verdeling van de belasting tussen de paalfundering en de funderingsplaat.

Figuur A 34-73 toont een grafische weergave van de relatieve zakking van een paal-plaatfundering in functie van de relatieve draagkracht van de paalfundering. Deze figuur laat zien hoe de zakking verandert afhankelijk van het aandeel van de paalfundering in de totale belasting.

Toepassing in de praktijk

De keuze voor een fundering op palen hangt af van meerdere factoren, zoals de belasting van het gebouw, de ondergrond, de omgeving en de beschikbare technologie. In Nederland is het gebruikelijk om een fundering te ontwerpen als ofwel een fundering op staal ofwel als een fundering op palen. In bijzondere situaties wordt een combinatie van beide gebruikt.

Bij zware belastingen of bij een lage draagkracht van de ondergrond kan het nodig zijn om veel palen aan te brengen. In dat geval kan het praktisch lastig worden om voldoende palen te plaatsen. In zulke gevallen wordt overwogen om een combinatie van een paalfundering en een staalfundering toe te passen.

Conclusie

Een paalfundering is een betrouwbare methode voor het dragen van belastingen in situaties waarbij de ondergrond niet sterk genoeg is. De berekening van een paalfundering is complex en vereist een grondige kennis van grondmechanica en constructietechnieken. Er zijn verschillende typen paalfunderingen en inbrengmethoden, elk met hun eigen voordelen en beperkingen. De keuze van de juiste methode hangt af van de specifieke projecteisen en de eigenschappen van de ondergrond.

Bij het ontwerpen van een paalfundering is het belangrijk om rekening te houden met zowel de draagkracht als de zakking van de fundering. In complexe gevallen, zoals bij dynamische of cyclische belastingen, is het aan te raden om gebruik te maken van geavanceerde berekeningsmethoden en geotechnische adviezen.