Fundering op staal: Technieken, toepassing en uitdagingen bij woningbouw

Bij de bouw van een woning of bij een omvorming van een bestaand gebouw is het ontwerp en de uitvoering van de fundering een van de meest kritieke aspecten. De fundering vormt de basis waarop het gehele gebouw rust en moet zowel mechanisch als chemisch bestand zijn tegen diverse omgevingsinvloeden. In dit artikel wordt ingegaan op de fundering op staal, een veelgebruikte methode binnen de woningbouw en de constructiebranche, met aandacht voor de technische toepassing, de voorwaarden voor aanleg, en mogelijke uitdagingen.

Wat is fundering op staal?

De fundering op staal is een type fundering dat meestal onder het maaiveld gelegen is en wordt aangelegd op de draagkrachtige grondlaag. Deze methode wordt vaak gekozen wanneer de draagkrachtige laag niet te diep ligt (zoals bijvoorbeeld op 80 of 100 cm diepte). De slechte bovengrond wordt dan meestal verwijderd en vervangen door een zandkoffer of verbeterd via verdichting of injectie. Deze fundering vormt de ondersteuning voor dragende muren en wordt uitgevoerd in verschillende vormen, zoals strokenfundering, poerenfundering of plaatfundering.

De fundering op staal is in principe ondiep aangelegd, wat betekent dat de fundering niet ver onder het maaiveld ligt. Het is een eenvoudige methode en wordt vaak toegepast in woningbouwprojecten waarbij de grondvoorwaarden gunstig zijn.

Typen funderingen op staal

Strokenfundering

Bij een strokenfundering wordt onder de dragende muren een verbrede zone van gewapend beton aangelegd. Deze strook vormt een sterke ondersteuning voor de muren. De breedte van de strook hangt af van de dikte van de muur boven. Zo heeft een brede muur natuurlijk ook een bredere strook nodig.

Poerenfundering

Bij de poerenfundering worden funderingsputten gemaakt in de draagkrachtige grond. Deze putten worden gevuld met beton en voorzien van wapening. Op deze putten worden gewapende betonnen balken geplaatst die de belasting van de bovenliggende muren doorgeven. Deze methode is geschikt voor situaties waarbij de draagkrachtige laag niet te diep ligt, maar er toch relatief weinig graafwerk is nodig.

Plaatfundering

Een plaatfundering houdt in dat er op de draagkrachtige grond één dikke plaat van gewapend beton wordt gelegd. Deze methode is vooral van toepassing bij gebouwen die op zwakke grond staan, zoals moerasgrond, veengrond of aangevulde grond. In dergelijke gevallen wordt vaak ook gebruikgemaakt van betonnen palen om de plaat te ondersteunen. Deze combinatie van plaat en paalfundering wordt ook wel paalplaatfundering genoemd.

Voorwaarden voor fundering op staal

Bij de keuze voor een fundering op staal zijn er een aantal cruciale voorwaarden en factoren die moeten worden meegenomen in de beslissing:

1. Aanlegniveau

Het aanlegniveau van de fundering moet vorfrijs zijn. Dit betekent dat de fundering diep genoeg moet liggen om te voorkomen dat de grond opvriest in de winter. Dit is vooral van belang in regio’s met lage temperaturen. Daarnaast beïnvloedt het aanlegniveau ook de sterkte van de fundering en is er een economische afweging nodig. Aanleg op een diepte groter dan 1,5 meter is vaak oneconomisch.

2. Belendingen

Bij nieuwbouwprojecten kan het aannemen van een nieuwe fundering negatieve gevolgen hebben voor bestaande funderingen in de directe omgeving. Wanneer bijvoorbeeld een nieuwe fundering wordt aangelegd naast een bestaande, kan de belasting van de nieuwe fundering ervoor zorgen dat de gronddruk onder de bestaande fundering toeneemt. Hierdoor kan ongelijkmatige zetting ontstaan, wat schade kan veroorzaken aan het bestaande gebouw.

3. Grondwaterstand

De grondwaterstand speelt een belangrijke rol bij de stabiliteit van een fundering op staal. Een verlaging van de grondwaterspiegel kan leiden tot een toename van de korrelspanning in de grond, wat op zijn beurt kan leiden tot zettingen en vervormingen van de fundering en het gebouw.

4. Bouwtijd en werkruimte

De beschikbare bouwtijd en werkruimte op het bouwterrein zijn ook belangrijke factoren. Een fundering op staal kan vaak sneller worden aangelegd dan een paalfundering, wat gunstig is bij projecten met een krappe planning. Daarnaast moet er voldoende werkruimte zijn voor machines en apparatuur die gebruikt worden bij de uitvoering van de fundering.

Fundering op staal van metselwerk

Een oude vorm van fundering op staal is de fundering op staal van metselwerk. Deze methode is tegenwoordig echter uit de gratie geraakt en wordt voornamelijk gebruikt voor kleine gebouwen. De breedte van deze fundering varieert afhankelijk van het type muur:

• Halfsteens muur: 320 mm
• Steens muur: 540 mm
• Anderhalfsteens muur: 760 mm
• Spouwmuur: 650 mm

Deze methode heeft het voordeel dat er niet gewacht hoeft te worden op het verharden van betonstroken, waardoor de bouwtijd kan worden verkort.

Fundering op staal van stampbeton

Bij de fundering op staal van stampbeton zijn er geen trapsgewijze verzwaringen zoals bij metselwerk. In plaats daarvan wordt een schuin beloop gebruikt. De bovenkant van de fundering is een paar centimeter breder dan de muur zelf, om ruimte te maken voor de speling.

Fundering op staal van gewapend beton

De fundering op staal van gewapend beton wordt gekozen wanneer een grotere aanlegbreedte nodig is. Deze methode biedt meer flexibiliteit bij verschillende belastingen binnen één bouwwerk. In gevallen waarin er grote variaties in belasting zijn, is het soms nodig om een verstijvingrib aan te brengen.

Compenserende fundering

Een compenserende fundering is een tussenvorm tussen fundering op staal en paalfundering. Hierbij wordt een deel van de grond verwijderd en vervangen door een lichtgewicht materiaal zoals polystyreen of argex-korrels. Hierdoor wordt het gewicht van het gebouw gedeeltelijk gecompenseerd door het gewicht van de verwijderde grond. Deze methode is handig bij zachte grond en kan ook gecombineerd worden met thermovloeren.

Uitdagingen bij fundering op staal

Hoewel fundering op staal een betrouwbare en veelgebruikte methode is, zijn er ook enkele uitdagingen waarmee rekening moet worden gehouden:

• Onvoorspelbaarheid van grondvoorwaarden: De eigenschappen van de ondergrond kunnen variëren per locatie, wat leidt tot de noodzaak van gedetailleerde bodemonderzoeken.
• Beperkte diepte: Aangezien fundering op staal ondiep is, kan deze methode niet gebruikt worden wanneer de draagkrachtige laag te diep zit. In dergelijke gevallen is een paalfundering de betere keuze.
• Invloed op omgevende funderingen: Het aanleggen van een nieuwe fundering kan leiden tot ongelijkmatige zettingen van aangrenzende gebouwen, wat structurele schade kan veroorzaken.

Bodemonderzoek

Voorafgaand aan de keuze van een fundering is een grondonderzoek van groot belang. Dit onderzoek bestaat uit een veldonderzoek en een laboratoriumonderzoek. Het veldonderzoek richt zich op de peiling van de grondwaterspiegel en de diepte van de draagkrachtige laag. Het laboratoriumonderzoek bepaalt op basis van ongeroerde grondmonsters de sterkte en stijfheid van de grond.

Bodemonderzoek is essentieel om een optimale keuze te maken tussen fundering op staal, paalfundering of een tussenvorm. De resultaten van het onderzoek bepalen ook de vereisten voor de funderingsbreedte, diepte en eventuele grondverbetering.

Conclusie

Fundering op staal is een veelgebruikte en betrouwbare methode in de woningbouw, met name wanneer de draagkrachtige laag niet te diep ligt. Deze methode biedt de voordelen van relatief eenvoudige uitvoering en korte bouwtijd, waardoor het vaak de voorkeur krijgt boven paalfundering. Toch zijn er ook beperkingen, zoals de invloed op belendende funderingen en de noodzaak van een vooraf grondonderzoek. De keuze van het juiste funderingstype is daarom cruciaal voor de stabiliteit en levensduur van het gebouw.

Zowel bij nieuwbouw als bij renovatieprojecten is het belangrijk om de grondvoorwaarden goed te begrijpen en te benutten. Een goed aangelegde fundering vormt de basis voor een duurzaam en veilig gebouw.

Bronnen

1. Joost de Vree - Fundering