Toelaatbare gronddruk bij fundering op staal: berekening, toepassing en aandachtspunten
Bij elk bouw- of renovatieproject is de keuze van de funderingsmethode van essentieel belang. Fundering op staal is een klassieke en kostenefficiënte methode die vaak wordt toegepast in situaties waarin de ondergrond voldoende draagkracht bezit. Echter, de stabiliteit van deze fundering hangt sterk af van de toelaatbare gronddruk, die op basis van de ondergrond bepaald wordt. Het begrijpen van deze parameters is dus van groot belang voor zowel bouwprofessionals als particuliere woningeigenaars.
In dit artikel wordt ingegaan op de toelaatbare gronddruk bij fundering op staal, inclusief de toepassing, berekening en aandachtspunten. We zullen dit doen aan de hand van relevante richtlijnen, technische kenmerken en praktijkvoorbeelden uit de bronnen.
Wat is fundering op staal?
Fundering op staal is een funderingsmethode waarbij dragende muren of wanden via een verbrede voet direct op de draagkrachtige bodem rusten. Deze methode is geschikt wanneer de draagkrachtige laag niet te diep onder het maaiveld ligt. De verbrede voet zorgt voor een groter contactoppervlak met de grond, waardoor de belasting beter wordt verdeeld. Hierdoor wordt de stabiliteit van de muren vergroot. De term "fundering op staal" verwijst niet naar het gebruik van staal als bouwmateriaal, maar naar een historische term die afkomt uit het Oudgermaans en Oudfrans, waarin "staal" "vaste plaats" of "rusten op" betekent.
Toelaatbare gronddruk: een essentieel criterium
De toelaatbare gronddruk is een maat voor de belasting die de ondergrond kan dragen zonder instabiliteiten of ongecontroleerde zettingen te veroorzaken. Deze waarde wordt meestal bepaald via sonderingen of andere ondergrondskenningmethoden. Het is van groot belang om deze waarde correct te bepalen, omdat een te lage waarde kan leiden tot onvoldoende onderbouwing, terwijl een te hoge waarde kan resulteren in onnodige kosten of een onvoldoende veilige fundering.
In de praktijk worden de toelaatbare gronddrukken voor verschillende grondsoorten vastgelegd in richtlijnen, zoals Eurocode 7. Deze richtlijnen geven indicatieve waarden die als uitgangspunt dienen voor de berekening van funderingsvoeten. Een voorbeeld hiervan is te vinden in bron [5], waarin toelaatbare drukken voor verschillende grondsoorten worden opgenomen. Zo ligt de toelaatbare druk voor een vaste zandbodem op 0,15 – 0,3 N/mm², terwijl voor niet-verweerde rotsgrond deze aanzienlijk hoger is, namelijk 0,5 – 2,5 N/mm².
Deze gegevens tonen aan dat de keuze van fundering op staal sterk afhankelijk is van de ondergrond. In zandige en draagkrachtige gebieden is deze methode meestal geschikt, terwijl in zachte of veenachtige ondergronden paalfundering vaak beter is om de belasting op een diepere, stabielere laag over te brengen.
Berekening van funderingsvoeten
De breedte en hoogte van een funderingsvoet worden berekend op basis van de belasting die het gebouw uitoefent op de ondergrond. Deze berekening is essentieel om de stabiliteit en veiligheid van het gebouw te garanderen. De belasting moet gelijk of lager zijn dan het draagvermogen van de bodem. Hierbij worden de volgende parameters meestal in acht genomen:
- F = belasting in kN/m
- pgr = gronddruk in N/mm²
- b = breedte funderingsvoet
- a = breedte metselwerk
Deze parameters worden gebruikt in berekeningen om de benodigde breedte van de funderingsvoet te bepalen. In praktijkvoorbeelden wordt vaak gebruikgemaakt van vuistregels, zoals dat de aanlegbreedte 2 a 3 keer de dikte van het opgaand muurwerk is. Dit is echter een benadering en geen wetenschappelijk onderbouwde methode. Bij grotere muurbelastingen en lage toelaatbare gronddrukken kan deze vuistregel leiden tot onjuiste uitslagen.
Een duidelijke formule voor de berekening van de benodigde breedte van de funderingsvoet is niet expliciet vermeld in de bronnen, maar het gebruik van de genoemde parameters duidt op een systematische aanpak. Het is daarom aan te raden om een berekening uit te voeren aan de hand van Eurocode 7 of andere relevante normen, en eventueel te controleren met een proefbelasting of metingen in situ.
Aandachtspunten bij fundering op staal
Bij de toepassing van fundering op staal zijn er diverse aandachtspunten die in overweging genomen moeten worden:
1. Diepte van de fundering
Volgens Eurocode 7 mag de fundering op staal niet dieper worden uitgevoerd dan vijf keer de kleinste dwarsafmeting van de fundering. Dit betekent dat de diepte beperkt is in vergelijking met de afmetingen van het gebouw. Deze eis is van belang om instabiliteiten te voorkomen, vooral bij kelderconstructies, waar de fundering dieper kan worden uitgevoerd.
2. Voorkeur voor draagkrachtige ondergronden
Fundering op staal is meestal geschikt in draagkrachtige ondergronden, zoals zand of grind. In zachte of veenachtige ondergronden zijn zettingen groter, wat kan leiden tot instabiliteiten. In dergelijke situaties is paalfundering vaak de betere keuze.
3. Verbreiding van de belasting
De verbreding van de funderingsvoet is noodzakelijk wanneer de druk die door de muur wordt uitgeoefend groter is dan het draagvermogen van de ondergrond. Deze verbreding zorgt voor een betere belastingverdeling en grotere stabiliteit.
4. Vorstvrij aangelegd
De aanleg van de fundering moet vorstvrij zijn om opvriezen te voorkomen. Opvriezen kan leiden tot instabiliteiten en schade aan het gebouw.
5. Geometrie van de funderingsvoet
In de praktijk wordt vaak gebruikgemaakt van trapsgewijs gemetselde voeten of schuin belopen funderingsvoeten, afhankelijk van het materiaal en de belasting. Bijvoorbeeld:
- Metselwerk: Trapsgewijs gemetselde voeten worden vaak gebruikt bij metselwerk.
- Stampbeton: Bij stampbeton is een schuin beloop gebruikelijk, waarbij de bovenkant iets breder is dan de muur.
- Gewapend beton: Bij grote benodigde aanlegbreedten wordt vaak gewapend beton gebruikt. In geval van grote variaties in belasting is een verstijvingrib nodig.
Toepassing per murenbreedte
De breedte van de funderingsvoet varieert afhankelijk van de breedte van de muur. Bron [4] geeft een indicatie van de benodigde breedte van de funderingsvoet bij fundering op staal van metselwerk:
Muurtype | Benodigde breedte funderingsvoet |
---|---|
Halfsteens muur | 320 mm |
Steens muur | 540 mm |
Anderhalfsteens muur | 760 mm |
Spouwmuur | 650 mm |
Deze gegevens tonen aan dat de benodigde breedte van de funderingsvoet toeneemt met de dikte van het opgaand muurwerk. Deze aandachtspunten zijn van belang bij de planning van het bouwproject, zowel voor woningbouw als voor commerciële projecten.
Invloed van grondwaterstand en zettingsgedrag
De grondwaterstand kan een aanzienlijke invloed hebben op de stabiliteit van de fundering. Een verlaging van de grondwaterspiegel kan leiden tot een toename van de korrelspanning en daardoor tot zettingen. Zettingen kunnen leiden tot ongelijkmatige belastingen en schade aan het gebouw.
Het zettingsgedrag varieert per grondtype. Zandgrond geeft meestal een eenmalige zetting van enkele millimeters, waarna de ondergrond stabiel is. Kleihoudende gronden daarentegen blijven gedurende de gehele belastingsperiode blijven zetten, wat kan leiden tot een zakking van enkele centimeters. Dit kan gevolgen hebben voor de verankeringen van het gebouw en de stabiliteit van de fundering.
Conclusie
Fundering op staal is een klassieke en kostenefficiënte methode die geschikt is voor draagkrachtige ondergronden. De toelaatbare gronddruk is een essentieel criterium bij de keuze en berekening van deze fundering. Deze waarde wordt bepaald aan de hand van ondergrondskenning en richtlijnen zoals Eurocode 7. De breedte en hoogte van de funderingsvoet worden berekend op basis van de belasting en de gronddruk.
Aanbevelingen voor de toepassing van fundering op staal zijn duidelijk: deze methode is meestal geschikt in zandige of draagkrachtige ondergronden, maar minder geschikt in zachte of veenachtige gronden. De berekening van funderingsvoeten is essentieel om de stabiliteit en veiligheid van het gebouw te garanderen. Daarnaast zijn er diverse aandachtspunten, zoals de diepte van de fundering, het zettingsgedrag van de ondergrond en het zorgvuldig voorzien van een vorstvrije aansluiting.
Bij een correcte aanpak en berekening is fundering op staal een betrouwbare en kostenefficiënte keuze voor vele bouwprojecten.
Bronnen
Related Posts
-
Apparatuur en Technieken voor Funderingsonderzoek in Bouw en Renovatie
-
Bouwtoezicht en bouwprocedures: Verplichtingen, meldingen en veiligheid tijdens de bouw
-
Antieke stenen funderingen: historische bouwmethodieken en huidige toepassingen
-
Antieke fundering en hersteltechnieken in historische bouwen: de Liduinabasiliek in Schiedam als voorbeeld
-
Antieke funderingen: geschiedenis, constructie en toepassing in huidige woningbouw
-
Antieke bestrating als fundering: mogelijkheden, uitdagingen en toepassingen in de huidige bouwpraktijk
-
Ankerplaten en funderingstechnieken voor constructies: Opties, toepassingen en voordelen
-
Accuraat Plannen en Installeren van Ankerplaten in Funderingen: Technieken en Aanbevelingen