Aanlegdiepte bij fundering op staal: principes, berekeningen en praktijkuitvoering
Inleiding
Een correcte aanlegdiepte bij een fundering op staal is essentieel voor de stabiliteit en duurzaamheid van een gebouw. In Nederland is fundering op staal een veelgebruikte methode, met name bij kleinere constructies zoals woningen en utiliteitsbouw. Hoewel de term "fundering op staal" vaak verward wordt met het gebruik van het metaal staal, verwijst het in werkelijkheid naar een fundering die direct op een stabiele bovengrondlaag rust. De aanlegdiepte is hierbij bepalend om zowel de belastingverdeling als de invloed van vorst en zettingen te beheersen.
In dit artikel wordt een gedetailleerde beschrijving gegeven van de aanlegdiepte bij fundering op staal, met aandacht voor technische richtlijnen, praktijkuitvoering, berekeningsmethoden en toepassing in verschillende ondergronden. De informatie is gebaseerd op bestaande praktijkrichtlijnen, bouwnormen en technische publicaties, zoals de NEN 6744, en wordt uitgelegd aan de hand van voorbeelden en berekeningsformules.
Aanlegdiepte: definitie en doel
De aanlegdiepte bij een fundering op staal is de diepte waarop de onderkant van de funderingsvoet zich bevindt ten opzichte van het maaiveld. Deze diepte moet minstens onder de vorstgrens liggen om te voorkomen dat de grond opvriest en zettingen veroorzaakt. De vorstgrens kan variëren afhankelijk van klimatologische omstandigheden, maar in Nederland wordt als minimum diepte vaak 600 mm beneden het maaiveld aangemerkt.
Doel van de aanlegdiepte is dus twofold:
- Vorstbescherming: De fundering moet zo diep worden aangelegd dat het vriespunt van de grond niet bereikt wordt. In geval van vorst vriezen zand- en kleigronden op, wat tot zettingsverschillen en vervormingen in het bouwwerk kan leiden.
- Stabiliteit en belastingverdeling: De diepte van de fundering beïnvloedt ook de drukverdeling op de ondergrond. Bij zandige gronden is een diepere aanleg vaak noodzakelijk om de belasting van het gebouw effectief te verdelen en mogelijke zettingen te beperken.
Minimum aanlegdiepte
Volgens de bronnen is een aanlegdiepte van minimaal 600 mm beneden het maaiveld algemeen aanbevolen. In praktijkrichtlijnen en technische publicaties zoals op nieuwefundering.nl en demargaretha.nl wordt benadrukt dat de fundering onder de vorstgrens moet liggen. Dit is van belang bij zand- en kleigronden, waarbij het vriespunt zowel horizontaal als verticaal kan variëren.
In extreem koude winters kan de vorstgrens dieper gaan liggen. Daarom is het verstandig om een aanlegdiepte aan te houden die in de meeste winters veilig is. In Nederland wordt vaak 80 cm beneden maaiveld als standaard voor funderingen op staal gekozen, vooral bij woningbouwprojecten.
Technische normen en richtlijnen
NEN 6744: maximale diepte in verhouding tot afmeting
De Nederlandse bouwnorm NEN 6744 legt vast dat een fundering op staal niet dieper mag zijn dan vijf maal de kleinste dwarsafmeting van de fundering. Deze regel is bedoeld om de veiligheid en stabiliteit van de fundering te waarborgen. De norm is uitgewerkt in samenwerking met bouwkundige experts en is een essentieel onderdeel bij het ontwerpen van funderingen.
De formule die in de norm wordt gebruikt is als volgt:
- F = belasting in kN/m
- pgr = gronddruk in N/mm²
- b = breedte voet (funderingsbreedte)
- a = breedte metselwerk
Deze formule helpt bij het bepalen van de benodigde funderingsbreedte en kan worden gebruikt in combinatie met de aanlegdiepte om de stabiliteit van het bouwwerk te garanderen.
Grondverkenning en sondering
Voor het bepalen van de juiste aanlegdiepte is een grondverkenning en eventueel sonderingen nodig. Deze onderzoeksmethoden helpen bij het bepalen van het draagvermogen van de ondergrond en de diepte waarop een draagkrachtige laag aangetroffen kan worden. In zandige gronden is het vaak mogelijk om direct op een diepte van 1 tot 2 meter te funderen, terwijl in klei- of veenachtige gronden een fundering op staal vaak niet haalbaar is vanwege de risico’s op zetting.
Invloed van zettingen
Zettingen kunnen optreden als gevolg van vochtverliezen in de ondergrond, vorst of het gewicht van het gebouw. Een fundering op staal kan hierin een rol spelen, omdat de funderingsvoet breder is dan de opgaande muur. Hierdoor wordt de belasting van het bouwwerk op een groter oppervlak verdeeld, wat het risico op lokale zettingen vermindert.
In geval van zandgronden is het mogelijk om de fundering op een relatief geringe diepte aan te leggen, maar in zandige gronden met een hoog grondwaterstand is het verstandig om zowel de aanlegdiepte als de funderingsbreedte extra te controleren.
Praktijkuitvoering van fundering op staal
Bouwput en voorbereiding
Bij de uitvoering van een fundering op staal wordt eerst een bouwput uitgegraven tot de vorstvrije diepte. Deze diepte ligt meestal rond 80 cm beneden het maaiveld. De bouwput wordt meestal uitgevoerd met kantplanken, waarin de wapening wordt geplaatst. Vervolgens wordt beton gestort en afgewerkt tot de bovenkant van de kantplanken.
Na het stollen en harden van het beton kunnen de funderingsmuren worden opgemetseld tot aan de onderkant van de vloer. Het opmetselen kan worden uitgevoerd met kalkzandsteen of gevelsteen, afhankelijk van het bouwtype en de gewenste gevelafwerking.
Modernere technieken
Moderne technieken maken gebruik van funderingselementen van piepschuim. Deze elementen worden geplaatst op de juiste breedte, volgens de berekening van belasting en gronddruk, en worden daarna volgestort met beton. Het piepschuim zorgt voor directe isolatie van de fundering en de kruipruimte, wat warmteverlies voorkomt en het comfort van het bouwwerk vergroot.
Funderingsvoeten en berekening
De breedte van de funderingsvoet hangt af van de belasting die de muur uitoefent op de ondergrond. De formule om de breedte te bepalen is:
$$ b = \frac{F}{pgr \times 1000} $$
Waarbij:
- b = breedte van de funderingsvoet in meter
- F = belasting in kN/m
- pgr = gronddruk in N/mm² (omgezet naar kN/m² door met 1000 te vermenigvuldigen)
Een voorbeeldberekening:
Een muur van 20 cm dikte oefent een belasting uit van 50 kN/m. De gronddruk is 0,2 N/mm².
$$ b = \frac{50}{0,2 \times 1000} = \frac{50}{200} = 0,25 \, \text{meter} $$
De funderingsvoet moet dus minimaal 25 cm breed zijn, afgerond naar 30 cm als maatvoering.
De aanlegbreedte van de fundering wordt vaak bepaald door de regel dat de breedte 2 à 3 keer de dikte van de draagmuren moet zijn. Deze richtlijn is afkomstig uit oude bouwtechnieken, maar wordt nog steeds vaak gebruikt in praktijk.
Voorbeelden van aanlegdiepte in verschillende situaties
1. Kleinere woning in zandige grond
- Belasting: 30 kN/m
- Grond: Zand, draagvermogen 0,15 N/mm²
- Aanlegdiepte: 80 cm beneden maaiveld
- Funderingsbreedte:
$$ b = \frac{30}{0,15 \times 1000} = 0,2 \, \text{meter} $$
Afgewerkt tot 25 cm breed. - Uitvoering: Bouwput, wapening, betonstorting en opmetselen.
2. Gebouw met kelder in kleiachtige grond
- Belasting: 40 kN/m
- Grond: Klei, draagvermogen 0,1 N/mm²
- Aanlegdiepte: 1,20 m beneden maaiveld
- Funderingsbreedte:
$$ b = \frac{40}{0,1 \times 1000} = 0,4 \, \text{meter} $$
Afgewerkt tot 45 cm breed. - Uitvoering: Bouwput met extra afvoermaatregelen, eventueel grondverbetering, wapening, betonstorting en opmetselen.
3. Garage in droge zandgrond
- Belasting: 20 kN/m
- Grond: Droog zand, draagvermogen 0,25 N/mm²
- Aanlegdiepte: 70 cm beneden maaiveld
- Funderingsbreedte:
$$ b = \frac{20}{0,25 \times 1000} = 0,08 \, \text{meter} $$
Afgewerkt tot 10 cm breed. - Uitvoering: Kleine bouwput, betonstorting en eventueel met betonblokken of prefab-elementen.
Invloed van extreme weersomstandigheden
Hoewel de aanlegdiepte meestal op 600-800 mm beneden het maaiveld ligt, is het verstandig om rekening te houden met extreme weersomstandigheden zoals lange winters of droge zomers. Deze situaties kunnen leiden tot zettingsverschillen, vooral bij zand- en kleigronden.
Bij vorst kan de grond opvriezen en uitzetten, wat tot zettingsscheuren in de fundering kan leiden. Bij droge zomers kan de grond uitdrogen en zinken, wat vooral in veen- of kleigronden voorkomt. Om deze risico’s te beheersen, wordt vaak een stijvere fundering aangelegd of wordt er gekozen voor extra stabilisatietechnieken.
Funderingsherstel en versterking
In gevallen waarin de fundering op staal niet meer voldoet aan de eisen van stabiliteit en veiligheid, kan funderingsherstel worden uitgevoerd. Deze hersteltechnieken kunnen variëren per situatie, maar zijn vaak gebaseerd op combinaties van versterking en stabilisatie. Voorbeelden zijn het aanbrengen van extra wapening, het injecteren van grondverbeteringsmaterialen of het aanleggen van een nieuwe funderingsplaat.
De keuze voor hersteltechnieken hangt af van de oorzaak van de problemen, zoals verzakkingen, scheuren of verlies van draagvermogen. Een technische inspectie is daarom altijd aan te raden om de juiste maatregelen te nemen.
Conclusie
De aanlegdiepte bij een fundering op staal speelt een cruciale rol in de stabiliteit en duurzaamheid van een bouwwerk. In de praktijk wordt vaak rekening gehouden met een minimum aanlegdiepte van 600 mm beneden maaiveld om vorst op de grond te voorkomen. Deze diepte kan variëren afhankelijk van de ondergrond, de belasting van het gebouw en de klimatologische omstandigheden.
De berekening van de aanlegdiepte en de funderingsbreedte hangt af van factoren zoals gronddruk, belasting en draagvermogen van de ondergrond. Met behulp van formules zoals die uit de NEN 6744 is het mogelijk om de juiste afmetingen van de fundering te bepalen. Modernere technieken zoals het gebruik van piepschuim-elementen maken de uitvoering efficiënter en duurzamer.
Een zorgvuldige uitvoering, een goed ontwerp en een grondige grondverkenning zijn essentieel om problemen met funderingen te voorkomen. Bij problemen met bestaande funderingen is het mogelijk om herstel- en versterkingsmaatregelen toe te passen om de stabiliteit en veiligheid van het bouwwerk te herstellen.
Een fundering op staal is een veelgebruikte en betrouwbare methode in de bouw, vooral bij kleinere en lichtere constructies. Door de aanlegdiepte zorgvuldig te bepalen en de richtlijnen te volgen, kan men ervoor zorgen dat het bouwwerk langdurig en veilig blijft.
Bronnen
- Nieuwe fundering: fundering op staal
- Bouwbestel: fundering op staal maken - voorbereiding en berekening
- Demargaretha: fundering op staal - uitleg, toepassing en bouwtechniek
- Berkela: fundering op staal - uitwerking en techniek
- Demargaretha: fundering op staal - technieken, toepassingen en uitvoering in de praktijk
Related Posts
-
Funderingsproblematiek in kaart gebracht: Risico’s, herkenning en actie
-
Funderingsproblematiek in Nederland: Aanpak, oorzaken en maatschappelijke impact
-
Funderingsproblemen bij grote verbouwingen: Oorzaken, gevolgen en oplossingen
-
Funderingsproblemen in Nederland: Oorzaken, Risico’s en Oplossingen
-
Funderingsproblemen en vastgoedwaarden op Prinses Margrietlaan in Rotterdam
-
Fundering en bouw van woning Prinses Amaliaplantsoen 17 in Alkmaar: Analyse en context
-
Fundering en bouwkenmerken van woningen aan de Prinses Amaliaplantsoen 17 in Alkmaar
-
De kosten van een fundering per vierkante meter: Factoren, methoden en budgettips