Paal-plaatfunderingen in de bouwpraktijk: toepassing, voor- en nadelen en ontwerpmethoden

Published by Redactie on juli 27, 2025 | Category fundering

In de bouwsector zijn funderingen een essentieel onderdeel van elk bouwproject. Zij vormen de basis waarop de structuur rust en bepalen de stabiliteit en duurzaamheid van een gebouw. Eén van de meest gebruikte funderingsmethoden in Nederland is de zogenaamde paal-plaatfundering. Deze constructie combineert het gebruik van funderingspalen en een plaatfundering, waardoor zowel de belastingverdeling als de stabiliteit van het gebouw verbeterd kan worden. In dit artikel worden de toepassingsmogelijkheden, voor- en nadelen, en ontwerpmethoden van paal-plaatfunderingen besproken, op basis van relevante informatie uit geotechnische en bouwkundige bronnen.

Wat is een paal-plaatfundering?

Een paal-plaatfundering is een hybride funderingsconstructie die bestaat uit een zwaargewapende betonplaat die versterkt wordt door een aantal funderingspalen. Deze palen zijn verticaal in de grond aangebracht en dragen de belasting van het gebouw verder door naar een sterkere, diepere laag in de bodem. De betonplaat fungeert tegelijk als een dragend element en als een gelijkmatige drukverdeling over de funderingspalen.

Deze methode wordt vaak toegepast wanneer de bovenliggende grondlagen ongeschikt zijn om alleen te functioneren als funderingslaag. Paal-plaatfunderingen zijn dan ook geschikt voor gebouwen op onstabilere grond, zoals zandige of kleiige grondlagen, of in geografische gebieden waar de grond zich ongelijk gedraagt bij belasting.

Toepassing van paal-plaatfunderingen

Paal-plaatfunderingen vinden hun toepassing in zowel woningbouwprojecten als in utiliteitsbouw. In het bijzonder worden deze funderingen vaak gekozen bij grotere gebouwen of bij projecten waarbij het ontwerp van de fundering beïnvloed wordt door de bodemgeometrie of -eigenschappen. Zo is bijvoorbeeld het hoogste gebouw in Europa, de Messeturm in Frankfurt, gefundeerd met een paal-plaatconstructie. Dit duidt op de toepasbaarheid van deze methode in zowel Nederlandse als internationale bouwcontexten.

In Nederland is er een groeiend belangstelling voor paal-plaatfunderingen, mede doordat deze constructie in bepaalde situaties gunstiger kan zijn dan een klassieke fundering op staal of op palen. In een onderzoek dat is uitgevoerd door ingenieursbureau De Weger in samenwerking met Grondmechanica Delft, is aangetoond dat paal-plaatfunderingen ook in Nederlandse omstandigheden toepasbaar zijn, bijvoorbeeld in de regio Amsterdam. Hierbij is een prototype-gebouw met een grondoppervlak van 50 x 50 m² en een hoogte van ongeveer 150 meter beschouwd. Het project betrof een woning- en utiliteitsbouwcomplex met drie kelderverdiepingen. De kelder was geplaatst op een zandlaag op NAP -14 meter, waarbij de gemiddelde belasting op de fundering 234 kPa bedroeg.

In vergelijking met een klassieke fundering op palen, waarvoor 961 palen nodig zijn, is het aantal benodigde palen bij een paal-plaatfundering met 100 palen aanzienlijk lager. Dit betekent dat deze methode efficiënter kan zijn in termen van tijd, arbeid en materialen. Bovendien blijkt uit berekeningen dat de zettingen bij een paal-plaatfundering aanzienlijk geringer zijn, wat gunstig is voor de bruikbaarheid van het gebouw.

Voor- en nadelen van paal-plaatfunderingen

De keuze voor een paal-plaatfundering hangt af van diverse factoren, zoals de bodemgeometrie, de belasting, de constructie van het gebouw en de bouwtechnische eisen. Hieronder worden de belangrijkste voor- en nadelen van deze funderingsmethode toegelicht.

Voordelen

Reductie van zettingen: Een van de grootste voordelen van een paal-plaatfundering is de geringere mate van zettingen in vergelijking met een klassieke fundering op palen. De paal-plaatconstructie zorgt ervoor dat de belasting gelijkmatig over de paalgracht wordt verdeeld, waardoor de kans op ongelijke zettingen verlaagd wordt. Dit is van groot belang voor de stabiliteit en bruikbaarheid van het gebouw.
Efficiënter gebruik van materialen: Bij een paal-plaatfundering is het aantal benodigde palen aanzienlijk lager dan bij een traditionele paalfundering. In het eerder genoemde voorbeeld is het aantal palen met circa 90% verlaagd. Dit leidt tot een aanzienlijke besparing op materialen en het funderingsoppervlak. In het geval van het prototype-gebouw in Amsterdam is bijvoorbeeld een funderingsoppervlak van 4500 m² benodigd bij een fundering op palen, terwijl dit bij een paal-plaatfundering aanzienlijk lager ligt.
Geeft flexibiliteit in het ontwerp: Een paal-plaatfundering biedt meer flexibiliteit bij het ontwerp van het gebouw. Het is bijvoorbeeld mogelijk om het gewicht van het gebouw gelijkmatiger te verdelen over een groter oppervlak, wat gunstig is voor de constructie van kelders of zware constructieelementen. Bovendien is het mogelijk om de paalgracht aan te passen aan de specifieke belastingverdeling van het gebouw.

Nadelen

Complexer ontwerp en berekening: Een paal-plaatfundering vereist een gedetailleerde geotechnische berekening en een zorgvuldig ontwerp. Het is niet zomaar mogelijk om deze funderingsmethode toe te passen zonder uitgebreid geotechnisch onderzoek. Dit kan leiden tot hogere kosten in de voorbereidingsfase van het project.
Beperkte toepassing in zachte gronden: Hoewel paal-plaatfunderingen in veel situaties toepasbaar zijn, zijn er ook gevallen waarin deze methode niet ideaal is. Bijvoorbeeld in zeer zachte of ongelijkmatig gedragende gronden kan het risico op ongelijke zettingen toch aanwezig zijn. In dergelijke gevallen kan een andere funderingsmethode beter geschikt zijn.
Technische eisen: Het plaatsen van een paal-plaatfundering vereist ervaren aannemers en gespecialiseerde bouwtechnieken. Het betreft immers een complexere constructie dan een klassieke fundering op staal of op palen. Dit betekent dat het project technisch gezien iets hogere eisen stelt aan het bouwteam.

Ontwerpmethoden voor paal-plaatfunderingen

Bij het ontwerp van een paal-plaatfundering worden twee principiële benaderingen gehanteerd: de conventionele benadering en de methode met bezwijkende palen.

De conventionele benadering

De conventionele benadering is een analytische methode waarbij de zettingen en de belastingverdeling binnen de paal-plaatfundering worden bepaald. Deze methode is onder andere beschreven door Randolph en is uitgebreid in de literatuur terug te vinden. Het voordeel van deze methode is dat het een duidelijke theoretische basis biedt en eenvoudig toe te passen is bij meeste bouwprojecten. De nadelen liggen vooral in de vereisten aan geotechnische data en berekeningstechniek.

De methode met bezwijkende palen

Bij de methode met bezwijkende palen wordt ervan uitgegaan dat de maximale draagkracht van de palen volledig kan worden benut. Deze benadering is beschreven door Hansbo en wordt vaak gebruikt bij projecten waarbij de belasting van het gebouw groter is dan de draagkracht van de grondlaag. Het nadeel van deze methode is dat de paal onderhevig is aan grotere spanningen, wat het risico op schade of bezwijken verhoogt. Daarom is het van belang om deze methode zorgvuldig te beoordelen en te combineren met een gedetailleerde berekening van de paalgracht.

Geotechnische eisen en controle

De geotechnische eisen voor een paal-plaatfundering zijn aanzienlijk. Het is essentieel dat de bodemopbouw goed is gekend en dat er voldoende informatie beschikbaar is over de drukverdeling, zettingsverwachtingen en de draagkracht van de grondlaag. In het voorbeeldproject in Amsterdam is bijvoorbeeld een sondering uitgevoerd om de drukverdeling te bepalen. De korrelspanningsverhoging door schachtwrijving is maximaal op het diepstgelegen niveau van NAP -31 m, waarbij een controle is uitgevoerd op basis van drie componenten:

De schachtwrijving over 17 m paallengte.
Het effectieve volumieke gewicht van de grond tussen NAP -14 m en NAP -31 m.
De repre-sentatieve waarde van de gemiddelde draagkracht van de paalgracht.

Deze geotechnische controle is essentieel om ervoor te zorgen dat de fundering voldoet aan zowel de eisen in de bruikbaarheidsgrenstoestand als in de uiterste grenstoestand.

Toepassing in Nederlandse bouwpraktijk

In Nederland zijn paal-plaatfunderingen relatief nieuw in de bouwpraktijk. Tot voor kort werden funderingen op staal of op palen de voorkeur genoten. Echter, door de groeiende behoefte aan efficiëntere en duurzaamere funderingsmethoden is er een toegenomen interesse voor paal-plaatconstructies. In het bijzonder bij utiliteitsbouwprojecten en bij woningbouwprojecten op minder stabiele grondlagen worden deze funderingen steeds vaker overwogen.

De toepassing van paal-plaatfunderingen in Nederland is echter niet zonder uitdagingen. De bodemgeometrie en de bodemgeologie kunnen variëren per regio, wat leidt tot verschillen in de toepasbaarheid van de methode. Bovendien is het noodzakelijk om een gedetailleerde constructieberekening te maken, aangezien de belastingverdeling en de zettingsverwachtingen cruciale parameters zijn in het ontwerp.

Conclusie

Paal-plaatfunderingen vormen een interessante alternatieve funderingsmethode die in bepaalde situaties gunstiger kan zijn dan traditionele funderingsmethoden. Door de combinatie van een zwaargewapende betonplaat en een paalgracht kan een hogere stabiliteit en een lagere mate van zettingen bereikt worden. Deze methode is vooral geschikt voor grotere bouwprojecten of projecten op onstabilere grondlagen. Echter, het ontwerp en de toepassing vereisen een uitgebreide geotechnische berekening en een zorgvuldige planning.

In de huidige bouwpraktijk in Nederland wordt er steeds meer aandacht besteed aan innovatieve funderingsmethoden, zoals paal-plaatfunderingen. Deze constructies kunnen een waardevolle aanvulling vormen op de traditionele funderingsoplossingen en kunnen bijdragen aan een efficiëntere en duurzamere bouwpraktijk. Het is echter van groot belang om deze methode zorgvuldig te beoordelen en te ontwerpen, aangezien de technische eisen en geotechnische voorwaarden cruciale rol spelen in de toepasbaarheid en het succes van het project.