Fundering op staal: Technieken, toepassingen en bouwmaterialen

Bij de constructie van een gebouw speelt de fundering een essentiële rol in de stabiliteit en duurzaamheid van de structuur. Een veelvoorkomende methode is funderen op staal. Deze vorm van fundering wordt vaak toegepast op zandgrond of mergelgrond, waarbij de ondergrond voldoende draagkracht heeft om direct op gefundeerd te kunnen worden. In dit artikel bespreken we de technieken, bouwmaterialen, toepassingen en voordelen van funderingen op staal, gebaseerd op relevante informatie uit betrouwbare bronnen.

Wat is fundering op staal?

Fundering op staal betekent dat een gebouw op een ondergrond staat die sterk genoeg is om direct op gefundeerd te worden, vaak op een diepte van ongeveer 1 tot 2 meter onder het maaiveld. Het woord staal in dit verband verwijst naar een vaste grondslag of draagkrachtige ondergrond, en heeft niets te maken met het bouwmateriaal staal (ijzer). Deze grondslag kan bijvoorbeeld bestaan uit zand of mergel die voldoende hard en stabiel is om de belasting van het gebouw te dragen zonder verdere grondversterking.

Volgens de module Geotechniek van KIVI wordt fundering op staal gedefinieerd als een constructie die op relatief geringe diepte op een draagkrachtige ondergrond wordt gefundeerd, vaak met behulp van een verbrede voet. Deze verbrede voet zorgt ervoor dat de druk van de constructie over een groter oppervlak wordt verspreid, waardoor het risico op zettingen of bezwijken wordt verkleind.

Toepassing en technieken van fundering op staal

Er zijn verschillende manieren om een fundering op staal aan te brengen, afhankelijk van de belasting en de grondvoorwaarden. De meest gebruikte technieken zijn:

  • Strokenfundering: Dit is een fundering in de vorm van een strook gewapend beton. Deze techniek wordt vaak gebruikt wanneer de belasting van het gebouw gelijkmatig verdeeld moet worden. Door de strookbreedte aan te passen, kunnen verschillen in belasting gecompenseerd worden. Verstijvingsribben kunnen worden toegevoegd om extra stabiliteit te bieden.

  • Plaatfundering: Bij een plaatfundering wordt een doorlopende gewapende betonplaat gebruikt als fundering. Deze methode is handig wanneer het murenverloop grillig is of wanneer geen kruipruimte nodig is. Onder de plaat kan isolatiemateriaal aangebracht worden om de thermische isolatie te verbeteren.

  • Poerenfundering: Deze fundering bestaat uit losse funderingsblokken of -platen die onder de kolommen of muren worden geplaatst. Het is een goedkope en snelle methode, maar alleen geschikt voor lichte gebouwen op stabiele ondergrond.

Nebelijken constructies of historische gebouwen kunnen soms ook funderingen van hout gebruiken, zoals een roosterfundering. Deze bestaat uit horizontaal aangebrachte houten roosters onder het grondwaterpeil. In de middeleeuwen was dit een veelgebruikte methode, maar tegenwoordig is het zelden van toepassing.

Bouwmaterialen en bouwtechnieken voor fundering op staal

Voor funderingen op staal worden verschillende bouwmaterialen en technieken gebruikt, afhankelijk van de belasting, de grondsoort en de ontwerpeisen.

Geïsoleerde funderingen

Een geïsoleerde fundering is een fundering die extra thermische isolatie bevat. Bijvoorbeeld de PowerKist-Duo is een bekistingssysteem dat speciaal ontworpen is voor funderingen op staal. Deze kist combineert XPS en EPS-isolatie, wat leidt tot een hoge druksterkte van 130 kPa. Hierdoor is de kist in staat om de permanente belasting van het gebouw te dragen zonder vervorming of instorting. De combinatie van XPS (extra sterk) en EPS (vormgevend) zorgt voor een duurzame, arbo-vriendelijke en kostenefficiënte oplossing.

De PowerKist-Duo is snel verwerkbaar en biedt logistieke voordelen door de losse bouwplaat en zijwanden. Daarnaast is het systeem bestand tegen hoge betonbelastingen, waardoor het geschikt is voor zowel lichte als zware constructies.

Beton en armering

Funderingen op staal worden vaak uitgevoerd in gewapend beton. De armering bestaat uit wapeningsstaven en beugels die de fundering extra sterk maken. In de praktijk worden diverse armeringssystemen gebruikt, zoals:

  • Wapeningsstaven van een voetplaat
  • Stijgbeugels, staven en staafrooster
  • Deuvels, wapeningsstaven en beugels

Deze armering zorgt ervoor dat de fundering niet breekt onder de druk van het gebouw. De betonkwaliteit moet voldoen aan de eisen van de bouwnormen en de gewenste duurzaamheid. In de praktijk worden betonklassen zoals C25/30 of C30/37 gebruikt, afhankelijk van de belasting en de grondvoorwaarden.

Technische uitvoering en CAD-tekeningen

Voor het ontwerpen en uitvoeren van funderingen op staal zijn gedetailleerde CAD-tekeningen essentieel. Deze tekeningen helpen bij het plannen van de fundering, inclusief de afmetingen, armering en aansluitingen met andere bouwelementen.

De pro clima database biedt bijvoorbeeld talloze CAD-tekeningen van detailoplossingen voor funderingen op staal, inclusief aansluitingen met houtskeletconstructies en massieve houtbouw. Deze tekeningen zijn beschikbaar als DWG-, DXF- en PDF-bestanden en kunnen gratis gedownload worden. Ze zijn gecategoriseerd op bouwmethode en type detailoplossing, zoals aansluitingen op funderingen, overgangen tussen bouwelementen, hellende daken en platte daken.

De tekeningen zijn vertaald van het Duits naar het Engels, maar zijn gebaseerd op productaanbevelingen voor de Duitse markt. Sommige producten zijn mogelijk niet beschikbaar in Nederland. In dat geval is het verstandig om contact op te nemen met een lokaal distributeur voor alternatieven.

Risico’s en voorzorgsmaatregelen

Hoewel funderen op staal een betrouwbare en kostenefficiënte methode is, zijn er ook potentiële risico’s die in overweging genomen moeten worden. Deze risico’s zijn vooral relevant bij belendingen (buurgebouwen) of wanneer de grondwaterstand of grondstructuur verandert.

Risico’s bij belendingen

Bij het aanleggen van een nieuwe fundering op staal kan het risico op bezwijkingsgevaar voor buurgebouwen bestaan. Dit kan gebeuren wanneer de ondergrond door de fundering wordt verstoord of wanneer de grond wordt weggegraven voor de nieuwe fundering. In zulke gevallen kunnen veranderingen in de gronddruk leiden tot zettingen of vervormingen van buurgebouwen.

Om dit risico te beperken, is het verstandig om een grondtechnische onderzoek uit te voeren en eventueel een stabilisatiemaatregel toe te passen, zoals het aanbrengen van een plaatfundering van schuimbeton onder de gehele woning. Deze maatregel helpt om eventuele zettingen te beheersen.

Grondwaterstand

Een andere factor die invloed kan hebben op de stabiliteit van een fundering op staal is de grondwaterstand. Wanneer de grondwaterspiegel tijdelijk wordt verlaagd, kan dit leiden tot zettingen van de ondergrond. Dit kan vooral voorkomen bij zandgrond, waarbij de grond snel kan krimpen bij droging.

Om dit te voorkomen, is het belangrijk om tijdens de bouwfase de grondwaterstand continu te monitoren en eventueel maatregelen te nemen om de grond te stabiliseren, zoals het aanbrengen van een draineeringsysteem of het verharden van de grond.

Voor- en nadelen van fundering op staal

Voordelen

  • Kostenefficiënt: Fundering op staal is vaak goedkoper dan andere funderingsmethoden, zoals funderingen op palen, omdat minder materialen en aandacht voor diepte nodig zijn.
  • Snelle uitvoering: Omdat de fundering op een stabiele ondergrond wordt aangebracht, is de constructie vaak sneller uit te voeren.
  • Duurzaam: Een goed ontworpen fundering op staal kan lang meegaan en weinig onderhoud nodig hebben.
  • Flexibel: Er zijn verschillende funderingstypen beschikbaar (stroken, plaat, poeren) die afgestemd kunnen worden op de belasting en de grondvoorwaarden.

Nadelen

  • Afhankelijk van de grond: Fundering op staal is alleen mogelijk op een ondergrond met voldoende draagkracht. Bij zachte of onstabiele grond is een andere funderingsmethode vereist.
  • Risico op zettingen: Wanneer de ondergrond verandert door veranderingen in de grondwaterstand of grondstructuur, kunnen zettingen optreden.
  • Bezwijkgevaar bij belendingen: Het aanbrengen van een nieuwe fundering kan invloed hebben op de stabiliteit van buurgebouwen, met het risico op zettingen of vervormingen.

Samenwerking met geo-ingenieurs en funderingsontwerp

Het ontwerp van funderingen op staal en op palen is een complex proces dat vaak wordt uitgevoerd door geo-ingenieurs. Deze specialisten voeren berekeningen uit met software zoals D-Foundations, Plaxis of Mathcad, en controleren of de fundering voldoet aan de eisen van de bouwnormen. Ze nemen ook aandacht voor horizontaal belaste palen en funderingen onder aardbevingsbelastingen, wat een van de specialiteiten van geo-ingenieurs is.

Bij fundering op staal is het belangrijk dat de ondergrond voldoende draagkracht heeft. Geo-ingenieurs voeren grondonderzoeken uit om te bepalen of fundering op staal mogelijk is, en berekenen de vereiste afmetingen en armering van de fundering. Zij kunnen ook adviseren over eventuele maatregelen om de stabiliteit van de fundering te verbeteren, zoals het aanbrengen van een plaatfundering of het verharden van de grond.

Conclusie

Fundering op staal is een veelgebruikte en betrouwbare methode om een gebouw op een stabiele ondergrond te construeren. Deze methode is vooral geschikt op zandgrond of mergelgrond, waarbij de ondergrond voldoende draagkracht heeft. Het gebruik van geïsoleerde funderingen, zoals de PowerKist-Duo, helpt bij het verbeteren van de thermische isolatie en verhoogt de duurzaamheid van het gebouw.

De uitvoering van funderingen op staal vereist gedetailleerde CAD-tekeningen en een zorgvuldige analyse van de grondvoorwaarden. Geo-ingenieurs spelen een belangrijke rol bij het ontwerp en de toetsing van funderingen op staal, en adviseren over eventuele maatregelen om de stabiliteit van het gebouw en de buurgebouwen te waarborgen.

Zowel voor professionals als voor eigenaars is het belangrijk om goed te begrijpen hoe fundering op staal werkt, welke technieken er zijn en welke risico’s er kunnen zijn. Door dit te doen, kunnen er bewuste keuzes gemaakt worden die leiden tot een stabiele, duurzame en kostenefficiënte constructie.

Bronnen

  1. Geïsoleerde funderingen – dwg-lab
  2. Fundering op staal – Joost de Vree
  3. Funderingen op palen en op staal – Geo-Ingenieurs
  4. CAD-tekeningen van detailoplossingen – pro clima
  5. PowerKist-Duo vorstrandbekisting – IsoBouw

Related Posts