Grondspanning en fundering op staal: Belastingverdeling, berekening en praktijktoepassing

Published by Redactie on juli 20, 2025 | Category fundering

Fundering op staal is een veelvoorkomende methode in de Nederlandse bouwsector, met name geschikt voor kleinere woningen en projecten waarbij de ondergrond draagkrachtig is. Deze funderingswijze maakt gebruik van een verbrede voet waarop de dragende muren of wanden rusten, waardoor de belasting gelijkmatig wordt verdeeld over een groter oppervlak. Een correcte berekening van de grondspanning is van groot belang om stabiliteit en veiligheid te garanderen. In deze artikel wordt ingegaan op de principes van grondspanning bij fundering op staal, de berekeningsmethoden, de invloed van de ondergrond en mogelijke oplossingen bij ongunstige grondvoorwaarden.

Grondspanning en belastingverdeling

Bij fundering op staal is het cruciaal om de druk die door het gebouw op de ondergrond wordt uitgeoefend te bepalen. Deze druk moet kleiner zijn dan het draagvermogen van de grond, zodat de fundering niet inzakt of ongelijkmatig zet. De belasting die op de fundering rust wordt meestal uitgedrukt in kN/m, terwijl de druk die de grond kan opnemen wordt aangegeven in N/mm². Een correcte berekening van deze parameters is essentieel voor een stabiele fundering.

De formule die wordt gebruikt voor de berekening van de benodigde breedte van de funderingsvoet is:

$$ b = \frac{F}{pgr \cdot a} $$

Hierbij is: - $ b $ de breedte van de funderingsvoet - $ F $ de belasting in kN/m - $ pgr $ de gronddruk in N/mm² - $ a $ de breedte van het metselwerk

Deze berekening zorgt ervoor dat de funderingsvoet voldoende breed is om de belasting te verdelen over een groter oppervlak en zo de druk op de ondergrond te beperken. De breedte van de funderingsvoet is afhankelijk van het type muurconstructie. Zo is bijvoorbeeld een halfsteens muur minimaal 320 mm breed, terwijl een steens muur een funderingsbreedte van minimaal 540 mm vereist.

Invloed van de ondergrond op de fundering

De ondergrond speelt een belangrijke rol bij de toepassing van fundering op staal. Deze methode is enkel geschikt wanneer de ondergrond voldoende draagkracht heeft en niet te diep ligt. In Nederland is de meest voorkomende situatie dat de draagkrachtige laag zich op ongeveer 80 tot 100 cm onder het maaiveld bevindt. In dit geval is fundering op staal een kostenefficiënte en praktische keuze. Echter, in gebieden met een zachte ondergrond zoals klei of veen is fundering op staal vaak niet mogelijk, omdat de zettingen hier te groot zouden kunnen worden.

Om de draagkracht van de ondergrond te bepalen, worden sonderingen uitgevoerd. Deze onderzoekmethoden geven inzicht in de structuur en eigenschappen van de ondergrond en helpen bij het bepalen van de optimale funderingsdiepte. Daarnaast moet de fundering op staal voorzichtig worden aangelegd in een vorstvrije diepte om opvriezen te voorkomen, wat de stabiliteit van de fundering kan aantasten.

Grenzen en beperkingen

De NEN 6744 legt vast dat een fundering op staal niet dieper mag zijn dan vijf maal de kleinste dwarsafmeting. Dit betekent dat de hoogte van de fundering beperkt is en dat de breedte van de funderingsvoet voldoende groot moet zijn om de belasting te dragen. Een te smalle funderingsvoet kan leiden tot een hogere druk op de ondergrond, wat kan resulteren in ongelijkmatige zettingen of zelfs instorting.

Een andere beperking van fundering op staal is de toepassing bij complexe of grillige bouwprojecten. Wanneer de muren van het gebouw op een dergelijke manier zijn geplaatst dat het uitvoeren van een funderingsstrook niet mogelijk is, kan een doorgaande gewapend-betonplaat een betere oplossing zijn. Ook bij kelderconstructies is fundering op staal vaak niet de meest geschikte keuze, omdat de benodigde diepte hier groter is dan de toegestane limiet.

Grondspanning en negatieve kleef

Bij fundering op staal moet ook rekening worden gehouden met eventuele grondspanningen die door de omgeving kunnen ontstaan. Een voorbeeld is de negatieve kleef, die kan optreden bij paalfunderingen in de buurt van funderingen op staal. Deze negatieve kleef kan leiden tot extra spanningen in de paal en mogelijke zettingen in de grond. In stedelijke gebieden zoals Amsterdam en Rotterdam zijn er bekende problemen geweest waarbij houten palen onder invloed van negatieve kleef zijn bezweken, waardoor schade aan de bebouwing is ontstaan.

De mate waarin negatieve kleef een rol speelt, is afhankelijk van de maaiveldzakking. Bij een zakking van meer dan 10 cm moet de volledige negatieve kleef in rekening worden gebracht, terwijl bij een zakking van minder dan 2 cm de invloed van de negatieve kleef verwaarloosbaar is. Het is daarom belangrijk om bij funderingen op staal in de buurt van paalfunderingen de mogelijke gevolgen van negatieve kleef te analyseren en eventueel aanpassingen in de constructie te maken.

Grondverbetering als oplossing

Wanneer de ondergrond niet voldoende draagkracht heeft, maar fundering op staal toch gewenst is, kan grondverbetering een oplossing bieden. Dit betekent dat een ongeschikte grondlaag wordt vervangen door een draagkrachtigere stof, zoals schoon zand of lichte bouwmaterialen. Deze methode maakt het mogelijk om fundering op staal toe te passen in gebieden waar de ondergrond anders ongeschikt zou zijn.

Er zijn verschillende materialen die kunnen worden gebruikt voor grondverbetering, waaronder: - Argexkorrels - Polystyreenschuimblokken - Schuimbeton - Schuimslakken

Deze materialen hebben een lage dichtheid en een vergelijkbare draagkracht als zand, waardoor ze geschikt zijn om de ondergrond te versterken zonder de totale belasting te verhogen. Echter, grondverbetering is niet altijd de meest efficiënte oplossing. Wanneer de afgraving te diep wordt, kan het kostenefficiënter zijn om over te schakelen naar een fundering op palen.

Uitvoering en technieken

Bij de uitvoering van fundering op staal worden traditioneel sleuven gegraven tot circa 80 cm onder het maaiveld. Deze diepte zorgt ervoor dat de fundering voorzichtig is tegen vorst en ongelijkmatige zettingen. In deze sleuven wordt een kantplank geplaatst waarin de wapening wordt aangebracht. Vervolgens wordt beton gestort en afgewerkt tot de gewenste hoogte. Zodra het beton is uitgehard, kunnen de funderingsmuren worden opgemetseld en worden de vloeren aangelegd.

Bij moderne toepassingen worden ook piepschuimelementen of compenserende funderingen gebruikt om het gewicht van het gebouw te beperken en de stabiliteit van de fundering te vergroten. Deze technieken maken fundering op staal efficiënter en duurbaarder, vooral in stedelijke omgevingen waar het gewicht van de bebouwing beperkt moet blijven.

Conclusie

Fundering op staal is een veelgebruikte en kostenefficiënte methode in de bouwsector, met name geschikt voor kleinere woningen en projecten in gebieden met een draagkrachtige ondergrond. De berekening van de grondspanning en de bepaling van de benodigde funderingsbreedte zijn essentieel voor de stabiliteit en veiligheid van het gebouw. Bij ongunstige grondvoorwaarden kan grondverbetering een oplossing bieden, maar in sommige gevallen is fundering op palen de betere keuze.

Het is belangrijk om rekening te houden met eventuele grondspanningen, zoals negatieve kleef, en de invloed van de omgeving op de fundering. Met moderne bouwtechnieken en een correcte uitvoering is fundering op staal een betrouwbare en duurzame keuze voor vele woningen en kleinere bouwwerken in Nederland.