Fundering op staal: begrippen, toepassingen en aandachtspunten bij uitvoering

Bij de constructie van een gebouw of bij een uitbreiding is de keuze van de juiste funderingssystematiek van essentieel belang. In Nederland wordt vaak gebruikgemaakt van een fundering op staal, ook wel een oppervlaktefundering genoemd. Deze methode is geschikt wanneer de ondergrond voldoende draagkracht heeft om het gewicht van het gebouw te dragen, zonder diepe palen nodig te hebben. In dit artikel wordt een overzicht gegeven van de theorie achter funderingen op staal, de toepassingsgebieden, de verschillende vormen en de aandachtspunten bij het ontwerp en de uitvoering. Alle informatie is gebaseerd op geverifieerde bronnen uit betrouwbare bouwkundige en constructieve websites.

Inleiding: wat is een fundering op staal?

Een fundering op staal is een constructieve methode waarbij het gewicht van een gebouw wordt overgedragen op de bovenliggende, stevige grondlaag via een betonplaat of strokenfundering. De term "op staal" heeft hier niets te maken met het materiaal staal, maar verwijst naar de oorspronkelijke betekenis van het woord: het rusten op een vaste grond. Deze fundering is ideaal voor lichte en kleinere constructies, zoals woningen of commerciële panden, zolang de ondergrond voldoende draagkracht en stabiliteit biedt.

In tegenstelling tot een paalfundering, die in diepere lagen van de bodem zoekt naar een stevige grond, werkt een fundering op staal met een directe, horizontale belastingoverdracht. Deze methode is technisch eenvoudiger en vaak kostenefficiënter, wat haar een populaire keuze maakt voor veel bouwprojecten in Nederland.

De oorsprong en betekenis van de term “op staal”

De term “fundering op staal” is in de loop der tijd ontstaan uit een oud-hollands begrip. Het woord “staal” verwijst niet naar het materiaal, maar naar de betekenis van “vaste grond” of “steun”. In de dijkenbouw was het gebruikelijk om te zeggen dat een constructie "op het staal" rustte, wat wil zeggen dat het op een stabiele grondlaag was geplaatst. Later is deze uitdrukking overgenomen in de bouwsector.

De term wordt ook soms geassocieerd met de Veluwe-regio, waar een harde oerlaag op beperkte diepte aanwezig is. In die regio's is het begrip “op staal” letterlijk toepasbaar, omdat de grond zo hard is als staal en dus geschikt is voor directe fundering.

Wanneer wordt een fundering op staal gebruikt?

Een fundering op staal is meestal geschikt wanneer de bovenliggende grondlaag voldoende draagkracht heeft en op een diepte van maximaal 3 meter gelegen is. In dat geval kan het gewicht van het gebouw gelijkmatig worden verdeeld over de ondergrond, zodat er geen diepe palen nodig zijn.

Deze methode is vooral toepasbaar in regio’s waar de bodemgesteldheid gunstig is, zoals in de oostelijke en zuidelijke delen van Nederland. In het westen en het noorden van het land, waar de grond vaak vochtrijk of weinig draagkrachtig is, wordt vaak gekozen voor een paalfundering of andere diepere funderingstechnieken. Dit is te verklaren door de weinig stevige grondsoorten zoals veen, klei of silt, die niet geschikt zijn voor directe fundering.

Ondergrondse voorwaarden

De keuze voor een fundering op staal hangt volledig af van de aard van de ondergrond. Belangrijke factoren zijn:

• Draagkracht van de grond: De grondlaag moet in staat zijn om de belasting van het gebouw te dragen zonder in te zakken of te verstrompelen.
• Voorzichtigheid tegen zetting: De grond mag geen neiging hebben tot zetten of samentrekken bij veranderingen in vochtgehalte.
• Grondwaterstand: De grondwaterstand moet op een voldoende diepte liggen, zodat de fundering niet wordt aangetast door waterdruk of vochttoetreding.
• Vorstvrije diepte: De fundering moet worden geplaatst beneden de vorstvrije diepte om vorstzetting te voorkomen.

Soorten funderingen op staal

Er zijn drie veelgebruikte vormen van funderingen op staal: plaatfundering, strookfundering en poerfundering. Elke vorm heeft zijn eigen toepassingsgebieden en is gekozen op basis van factoren zoals de belasting van het gebouw, de aard van de ondergrond en de wensen van de ontwerper of opdrachtgever.

1. Plaatfundering

De plaatfundering is de meest directe vorm van fundering op staal. Hierbij wordt een grote, gewapende betonplaat onder het gehele bouwwerk geplaatst. Deze plaat fungeert als een massieve vloer die de belasting van het gebouw gelijkmatig over de ondergrond verdeelt.

De plaatfundering is vooral geschikt voor zware constructies of gebouwen met een asymmetrische belasting. Door de gelijkmatige verdeling van de belasting wordt het risico op verzakkingen verkleind. Bovendien beschermt de plaat de fundering tegen invloeden zoals vorst, zand en grondwater. Vaak wordt er een vorstrand aangebracht rond de plaat om deze extra te beschermen.

Voordelen van een plaatfundering:

• Gelijkmatige belastingverdeling
• Extra bescherming tegen grondwater en vorst
• Geschikt voor zware of asymmetrische constructies
• Lage onderhoudsbehoeften

Nadelen:

• Hoogere kosten ten opzichte van een strookfundering
• Meer materialen en arbeid vereist
• Niet altijd nodig voor lichte constructies

2. Strookfundering

De strookfundering bestaat uit smalle, lopende stroken van gewapend beton die onder de dragende muren van een gebouw worden aangebracht. Deze stroken dragen de belasting van het gebouw gelijkmatig over de ondergrond en voorkomen verzakkingen.

Deze vorm is vaak gekozen bij woningen of lichte constructies waarin het gewicht vooral gelijkmatig verdeeld is. De strookfundering is relatief eenvoudig te uitvoeren en vereist minder materialen dan een plaatfundering.

Voordelen van een strookfundering:

• Relatief goedkope oplossing
• Eenvoudige uitvoering
• Geschikt voor lichte en gelijkmatig belaste constructies
• Minder materiaalverbruik

Nadelen:

• Minder geschikt voor zware of asymmetrische belastingen
• Geringere bescherming tegen grondwater en vorst
• Hoger risico op verzakkingen bij onstabiele grond

3. Poerfundering

De poerfundering is een variant van de strookfundering, waarbij de dragende kolommen of muren van het gebouw worden ondersteund door afzonderlijke poeren. Deze poeren zijn brede, gewapende betonconstructies die direct op de ondergrond rusten.

Deze fundering is meestal gekozen bij gebouwen met kolomconstructies of bij zware belastingen. De poerfundering biedt extra stabiliteit en is geschikt voor ongelijkmatig belaste constructies.

Voordelen van een poerfundering:

• Extra stabiliteit bij kolomconstructies
• Geschikt voor ongelijkmatige belastingen
• Goede ondersteuning van zware dragende elementen

Nadelen:

• Meer complexe uitvoering
• Meer arbeid en materialen nodig
• Niet altijd nodig bij lichte constructies

Aandachtspunten bij het ontwerp en uitvoering

Hoewel een fundering op staal een eenvoudige en kostenefficiënte oplossing is, zijn er toch een aantal belangrijke aandachtspunten die bij het ontwerp en de uitvoering moeten worden nageleefd.

1. Grondonderzoek

Een grondonderzoek is een essentieel onderdeel van het bouwproces, vooral bij een fundering op staal. Het doel van dit onderzoek is om te bepalen of de ondergrond voldoende draagkracht heeft om de fundering te ondersteunen. In het kader van het grondonderzoek worden onder andere de volgende aspecten onderzocht:

• De soort en structuur van de grond
• De grondwaterstand
• De vrijheid van de grond
• De vastheid en stabiliteit van de ondergrond

Als blijkt dat de ondergrond niet geschikt is voor een fundering op staal, kan er gekozen worden voor een andere funderingstechniek, zoals een paalfundering of een combinatie van beide.

2. Grondverbetering

Wanneer de ondergrond niet voldoet aan de vereisten voor een fundering op staal, kan er gekozen worden voor grondverbetering. Dit is het proces waarbij de slecht dragende grondlaag wordt vervangen of verbeterd met materiaal dat beter geschikt is, zoals schoon zand of grof grind.

Deze techniek wordt vaak toegepast bij verbouwingen of aanbouwen, waarbij de fundering op staal niet in een geschikte grondlaag kan worden geplaatst. Door de grond te verbeteren, wordt de draagkracht van de bodem verhoogd en wordt het risico op zettingen of verzakkingen verkleind.

3. Belendingen

Bij het uitvoeren van een fundering op staal moet er ook rekening worden gehouden met belendingen, d.w.z. de invloed van het nieuwe bouwproject op de funderingen van buurgebouwen. Het weggraven van grond voor een nieuwe fundering op staal kan namelijk leiden tot instabiliteit van de funderingen van aangrenzende woningen of panden.

Om dit risico te beperken, is het vaak noodzakelijk om extra maatregelen te nemen, zoals het aanbrengen van een plaatfundering van schuimbeton onder de gehele woning. Deze plaat helpt om de funderingszetting te stabiliseren en het risico op scheuren in de muren of vloeren te verkleinen.

4. Grondwaterstand

De grondwaterstand speelt een belangrijke rol bij de uitvoering van een fundering op staal. Als de grondwaterstand te hoog ligt, kan dit leiden tot waterdruk op de fundering, wat op zijn beurt kan resulteren in zettingen of verzakkingen.

Daarom is het essentieel om de grondwaterstand tijdens het ontwerp en de uitvoering van de fundering in kaart te brengen. In sommige gevallen kan het tijdelijk verlagen van de grondwaterspiegel nodig zijn om de fundering veilig te kunnen uitvoeren. Dit kan bijvoorbeeld gedaan worden via dewatering of door het aanbrengen van drenssystemen.

Risico’s en mogelijke problemen

Ondanks de voordelen van een fundering op staal, zijn er ook een aantal risico’s en problemen die kunnen optreden. Deze problemen kunnen zowel tijdens de uitvoering als na de bouw optreden.

1. Verzakking

De grootste drempel bij een fundering op staal is de mogelijkheid van verzakking. Dit kan gebeuren als de ondergrond niet voldoende draagkracht heeft om het gewicht van het gebouw te dragen. Als de grond samenperst onder het gewicht van het gebouw, kan dit leiden tot zettingen of zelfs tot instorting van de fundering.

2. Grondbewegingen

Veranderingen in de vochtigheid of temperatuur kunnen ook leiden tot grondbewegingen, zoals verschuivingen of scheuren in de fundering. Dit is vooral van toepassing op grondsoorten met een hoge zettingsneiging, zoals veen of veengruis.

3. Instabiliteit door funderingsovergangen

Bij een verbouwing of aanbouw kan het voorkomen dat het hoofdgebouw op een paalfundering staat, terwijl de aanbouw op een fundering op staal is geplaatst. Als de fundering op staal uiteindelijk niet in een geschikte grondlaag is geplaatst, kan dit leiden tot het doorzakken van de aanbouw, terwijl het hoofdgebouw blijft staan. Het gevolg is dat de muren gaan scheuren en de vloer van de aanbouw lager ligt dan die van het hoofdgebouw.

Conclusie

Een fundering op staal is een veelgebruikte en kostenefficiënte methode in de bouw, vooral wanneer de ondergrond voldoende draagkracht heeft. Deze methode is geschikt voor lichte en kleinere constructies en is technisch eenvoudiger dan een paalfundering. De keuze voor een fundering op staal hangt echter sterk af van de bodemgesteldheid, de belasting van het gebouw en andere bouwkundige factoren.

Bij het ontwerp en uitvoering van een fundering op staal zijn er een aantal belangrijke aandachtspunten, zoals het uitvoeren van een grondonderzoek, eventuele grondverbetering, het rekenen op belendingen en het beheersen van de grondwaterstand. Door deze aandachtspunten goed in acht te nemen, kan een fundering op staal een stevige en betrouwbare basis bieden voor het gebouw.

Hoewel een fundering op staal voordelen biedt, zijn er ook risico’s, zoals verzakking en grondbewegingen. Het is daarom essentieel om het bouwproject goed te plannen en uit te voeren, met steeds de veiligheid en stabiliteit van het gebouw voor ogen.

Bronnen

1. Fundering op staal
2. Do-it-yourself kennisbank: fundering op staal
3. Soorten en toepassingen van funderingen op staal
4. Staal fundering op staal
5. Fundering op staal: toepassingen en voordelen
6. Constructieshop: fundering op staal
7. Bouwadvies Shop: fundering op staal