Funderingen op Palen en de Invloed van Kleefkrachten in de Bouw

Published by Redactie on juli 22, 2025 | Category fundering

Funderingen op palen zijn een essentieel onderdeel van de bouwsector, vooral in gebieden met zwakke grond zoals klei of veen. In Nederland, waar bouwwerken vaak op moerassige grond staan, zijn funderingen op palen sinds de middeleeuwen gebruikelijk. Deze methode maakt het mogelijk om het gewicht van een bouwwerk over te brengen op dragende zandlagen die dieper in de grond liggen. Belangrijk bij deze fundering is de rol van kleefkrachten – zowel positieve als negatieve – die aanzienlijk de stabiliteit en draagvermogen van de paal beïnvloeden.

In dit artikel wordt ingegaan op de werking van funderingen op palen, de geschiedenis van paalfunderingen in Nederland, de invloed van kleefkrachten en mogelijke problemen zoals negatieve kleef. Ook worden de materialen die in paalfunderingen worden gebruikt besproken, evenals de historische ontwikkeling van funderingstechnieken in Amsterdam en andere steden.

Geschiedenis van Funderingen op Palen in Nederland

De geschiedenis van funderingen op palen in Nederland reikt ver terug in de tijd. In de middeleeuwen, toen het westelijke deel van het land nog voornamelijk uit moerassen bestond, werd in hout gebouwd. De gevels werden aan of tussen palen bevestigd, en op die palen rustten ook de dakconstructies. Naarmate de bouwmethoden zich ontwikkelden, begon men ook in steen te bouwen, zoals bij kerken en verdedigingswerken. Deze bouwwerken vereisten een robuustere fundering.

Tot ongeveer 1275 maakte men gebruik van een constructie die bekendstaat als een “bouwvlot”. Deze bestond uit dwarsliggende paaltjes en lange palen die in de lengterichting van de muren werden geheid. Deze fundering had een drijvend karakter, wat ervoor zorgde dat de grond onder het gebouw zich kon verplaatsen. In de 14e eeuw kwam de techniek van het “op kleef heien” op gang. Hierbij werden slieten – korte palen – op een bepaalde afstand van elkaar in de grond getrokken. Deze palen reikten nog niet tot een vaste zandlaag, maar ze brachten wel een zekere mate van grondverdichting teweeg, wat de stabiliteit van het bouwwerk verbeterde.

In de 16e eeuw ontstond een verdere verbetering in funderingstechniek. Hierbij werden slieten geheid tussen een roosterwerk van aan elkaar genagelde eiken stammen. Later werden deze roosters gemaakt van behakte ribben, die met een zwaluwstaartconstructie in elkaar werden gezet. Deze ontwikkelingen maakten paalfunderingen steeds betrouwbaarder, vooral op zachte grond.

In Amsterdam, een stad die volledig is op palen gebouwd, zijn er historische voorbeelden zoals het Paleis op de Dam uit 1665, dat gefundeerd is op 13.659 houten palen. Ook het Centraal Station in Amsterdam uit 1889 staat op houten palen. Deze vroege paalfunderingen werden ontworpen op basis van ervaring en kennis, zonder echter rekening te houden met de risico’s van negatieve kleef. Hierdoor ontstonden in de loop der tijd verzakkingen die leidden tot de noodzaak van funderingsherstel.

Hoe Werkt Een Paalfundering?

Een paalfundering is een fundering waarbij het gewicht van het bouwwerk via ondergrondse ingeheide palen of heipalen wordt overgebracht naar een dragende ondergrond. Deze ondergrond is meestal een zandlaag of een andere stevige laag die diep genoeg zit om de belasting van het bouwwerk te dragen. De palen moeten een lengte hebben van minimaal 5 maal de dwarsdoorsnede. Dit is nodig om ervoor te zorgen dat de palen voldoende diep in de grond zitten om de belasting te kunnen dragen.

De draagkracht van een funderingspaal ontstaat uit twee hoofdverschijnselen:

Puntweerstand aan de voet van de paal: Deze wordt bepaald door de gemiddelde drukspanning van de grond, over een gebied van 8× de paalmaat boven de paalpunt en 4× onder de punt, te vermenigvuldigen met het oppervlak van de paalvoet.
Schachtwrijving langs de schacht van de paal: De om de paal liggende grond oefent een wrijvingskracht uit langs het deel van de paal dat tussen de paalkop en de paalvoet ligt. Deze wrijvingskracht kan in verschillende lagen van de grond verschillende waarden aannemen. De totale schachtwrijving is de som van deze wrijvingskrachten langs de paalschacht.

Wanneer de schachtwrijving naar boven gericht is, spreekt men van positieve kleef, wat bijdraagt aan de draagkracht van de paal. Wanneer de bovenliggende grondlagen gaan zetten, kan de grond aan de paal gaan hangen. Dit leidt tot negatieve kleef, wat extra belasting op de paal oplevert en ongunstig is voor de stabiliteit van het gebouw.

De totale draagkracht van een funderingspaal wordt berekend als:

Draagkracht = puntweerstand + schachtweerstand - negatieve kleef

Als de schachtweerstand het grootste deel van de draagkracht voor zijn rekening neemt, spreekt men van palen op kleefgeheid. De drukspanningen die de grond op kan nemen worden bepaald door middel van een sondering, een techniek waarbij een sonde wordt gebruikt om de druksterkte van de grond te meten.

Invloed van Positieve en Negatieve Kleef

Positieve kleef ondersteunt de draagkracht van de paal en is meestal groter bij ingedreven palen dan bij ingeboorde palen. Positieve kleef ontstaat doordat de grond rondom de paal zich verhardt en wrijving oplevert die de paal helpt om belastingen te dragen. Dit is een gewenste situatie die bijdraagt aan de stabiliteit van het bouwwerk.

Negatieve kleef daarentegen is een probleem. Hierbij ontstaat er een extra belasting op de paal, doordat de grond langs de paalschacht naar beneden beweegt. De meest voorkomende oorzaken van negatieve kleef zijn:

Samendrukking van klei- en veenlagen onder invloed van een belastingsverhoging op het maaiveld.
Verlaging van de grondwaterstand door grondwateronttrekking of verdroging.

Wanneer negatieve kleef zich ontwikkelt, kan de grond die inklinkt aan de paal blijven kleven. Hierdoor worden de palen met de klei mee naar beneden getrokken. Als de woning minder hard zakt dan de palen, wordt de fundering en stabiliteit letterlijk onder de woning vandaan getrokken. Dit kan leiden tot verzakkingen van het gebouw en schade aan de constructie.

In Amsterdam zijn zakkingssnelheden van 1,0 à 1,5 mm/jaar normaal. De 19e-eeuwse panden die op houten paalfunderingen staan, vertonen over het algemeen weinig schade, omdat de zakkingsverschillen beperkt blijven tot enkele centimeters. De absolute zakkingen sinds de bouw bedragen meestal 0,20 tot 0,25 meter. Toch zijn er momenten geweest waarop funderingsherstel nodig was, bijvoorbeeld bij de 20e-eeuwse grachtenpanden in Amsterdam. Deze funderingen waren inmiddels ruim 300 jaar oud en gingen in kwaliteit achteruit. Daardoor ontstonden verzakkingen, waardoor renovatie en funderingsherstel noodzakelijk werden.

Het eerste funderingsherstel in Amsterdam werd uitgevoerd met behulp van betondrukpalen (het systeem De Waal). Later werd dit gevolgd door het gebruik van inwendig geheide stalen palen, die efficiënter zijn en minder arbeidsintensief.

Materialen voor Funderingen op Palen

De keuze van het materiaal voor funderingspalen is afhankelijk van de ondergrond, de belasting van het bouwwerk en de levensduur die van de fundering wordt verwacht. In Nederland zijn drie hoofdmateriaalsoorten gebruikelijk:

Houten palen: Historisch gezien zijn houten palen de oudste vorm van paalfunderingen. Ze werden in de middeleeuwen gebruikt en bleven tot de 20e eeuw populair. Houten palen zijn duurzaam en goed geschikt voor zachte grond, maar ze zijn niet bestand tegen vocht en schimmel in de ondergrond. Daarom zijn ze tegenwoordig minder vaak in gebruik.
Betonpalen: Vanaf 1925 werd de houten funderingsconstructie in Amsterdam vervangen door betonopzetters of alleen betonnen funderingsbalken. Betonpalen zijn robuust en bestand tegen vocht, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in zachte grond. Ze zijn echter arbeidsintensief en vereisen vaak extra voorbereiding.
Stalen palen: Vanaf ongeveer 1955 werden in hoogbouw betonpalen naar de tweede zandlaag toegepast. Stalen palen zijn lichter dan betonpalen en kunnen dieper in de grond worden geheid. Ze zijn goed bestand tegen corrosie als ze correct zijn behandeld, maar ze vereisen regelmatige inspectie.

De keuze van het materiaal hangt ook af van de structuur van het bouwwerk. Voor lichte woningen zijn houten of betonpalen vaak voldoende, terwijl zware industriële gebouwen stalen palen vereisen om de belasting te dragen.

Funderen op Kleigrond

Funderen op kleigrond is een uitdaging, omdat kleigrond niet sterk genoeg is om funderingen op te plaatsen. Kleigrond is zacht, verdraagzaam en neigert tot inklinken, wat leidt tot verzakkingen. Daarom is funderen op palen de enige realistische oplossing in gebieden met kleigrond. De palen worden diep genoeg in de grond getrokken om de dragende zandlagen te bereiken.

Een aannemer gebruikt de paalberekening van de constructeur om de fundering uit te voeren. Deze berekening bepaalt de lengte, breedte en aantal palen die nodig zijn om het gewicht van het bouwwerk te dragen. Ook wordt er rekening gehouden met de mogelijkheid van negatieve kleef en andere risico’s die kunnen leiden tot verzakkingen.

Een belangrijk onderdeel van funderen op kleigrond is de terreinverkenning. Deze bestaat uit een historisch onderzoek naar eerdere gegevens van het terrein en een fysieke inspectie van het bouwterrein. Tijdens deze verkenning worden verschillende gegevens verzameld, zoals de bodemstructuur, grondwaterstand en eventuele problemen met inklinken. Deze informatie is essentieel voor het bepalen van de juiste funderingsmethode en het ontwerp van de paalfundering.

Conclusie

Funderingen op palen zijn een essentieel onderdeel van de bouwsector, vooral in gebieden met zachte grond zoals klei of veen. De geschiedenis van paalfunderingen in Nederland reikt ver terug in de tijd, van de middeleeuwen tot de huidige technieken. De werking van een paalfundering is gebaseerd op puntweerstand en schachtwrijving, waarbij kleefkrachten – zowel positief als negatief – een grote invloed hebben op de draagvermogen van de paal.

Negatieve kleef kan leiden tot verzakkingen en schade aan het bouwwerk, terwijl positieve kleef bijdraagt aan de stabiliteit. De keuze van het materiaal – hout, beton of staal – hangt af van de belasting van het bouwwerk en de ondergrond. In gebieden met kleigrond is funderen op palen de enige realistische oplossing. De paalberekening en terreinverkenning zijn essentieel om ervoor te zorgen dat de fundering voldoende sterk is en de risico’s zo ver mogelijk worden vermeden.

Bronnen

pal
kleef