Spaarboogfundering: Toepassing, Problemen en Oplossingen in de Praktijk

Inleiding

Een spaarboogfundering is een specifieke vorm van fundering die vaak wordt ingezet om lasten over zwakkere zones in de ondergrond te verdelen. Deze funderingstechniek maakt gebruik van gemetselde bogen of grondbogen, die onder het maaiveld worden aangebracht. Zo’n fundering kan worden toegepast in situaties waarin de ondergrond niet homogeen is, bijvoorbeeld in de buurt van ingezakte beerputten of bij diepe funderingen waar materiaalbesparing gewenst is. In dit artikel wordt ingegaan op de toepassing van spaarboogfunderingen, mogelijke problemen die kunnen ontstaan bij hun gebruik, en mogelijke oplossingen.

Het artikel is opgebouwd in vier hoofdstukken: eerst wordt de definitie en toepassing van de spaarboogfundering uiteengezet, daarna volgt een analyse van mogelijke problemen bij deze funderingstechniek, met name in het licht van concentratie van belastingen. Vervolgens worden herstelmogelijkheden besproken, zoals het gebruik van vijzels en MHF-methoden. Tenslotte wordt een samenvatting gegeven van de belangrijkste conclusies.

Wat is een spaarboogfundering?

Een spaarboogfundering is een funderingstechniek waarbij gemetselde bogen, ook wel grondbogen of spaarbogen genoemd, worden gebruikt om de belasting van een gebouw over de ondergrond te verdelen. Deze bogen worden meestal onder het maaiveld aangebracht en vormen een onderdeel van een grotere funderingsconstructie. De term "spaarboog" verwijst naar het feit dat deze bogen vaak dienen om materiaal te besparen bij diepe funderingen, waarbij de bogen de afstand tussen poeren overbruggen.

Toepassingsgebieden

Deze funderingstechniek wordt vaak ingezet in situaties waarin de ondergrond niet homogeen is. Typische toepassingen zijn:

  • Overspanning van zwakke plekken in de ondergrond, zoals ingezakte beerputten of gebieden met slechte dragende grondlagen. Door een boog over deze zwakkere zones aan te brengen, worden deze zones niet belast en kan verzakking of scheuren in het gebouw worden voorkomen.
  • Materiaalbesparing bij diepe funderingen. In dit geval worden de spaarbogen gebruikt om de afstand tussen funderingspoeren te overbruggen, waardoor minder materiaal nodig is voor de fundering.
  • Overspanning van bestaande funderingen. Soms worden boogfunderingen gebruikt om oude funderingen die niet langer functioneel zijn, te omzeilen.

De toepassing van spaarboogfunderingen vereist een zorgvuldige analyse van de belastingverdeling en de stabiliteit van de ondergrond. De bogen moeten zowel mechanisch sterk genoeg zijn om de belastingen te dragen, als goed afgestemd op de eigenschappen van de grond. Dit is van groot belang om problemen als verzakking of scheurvorming te voorkomen.

Problemen bij spaarboogfunderingen

Hoewel spaarboogfunderingen een bruikbare oplossing zijn in bepaalde situaties, kunnen er ook problemen ontstaan, met name wanneer de belastingverdeling niet goed is uitgevoerd of de ondergrond niet voldoende stabiel is. Een van de bekendere problemen is het concentreren van lasten op de zwakkere punten van de spaarboogfundering, met als gevolg dat scheurvorming en verzakking optreden in de bovenbouw.

Concentreren van lasten op zwakkere punten

In een praktijkgeval werd een spaarboogfundering gebruikt in een situatie waarbij geconcentreerde lasten, zoals die van kolommen en tussenmuren, op de zwakkere punten van de fundering belasten. Deze zwakkere punten bevonden zich tussen de kolommen van de spaarboog. Het gevolg was dat scheuren ontstonden in de bovenbouw van het gebouw, met behoorlijke verzakkingen als gevolg. Deze situatie benadrukt de belangrijkheid van een zorgvuldige belastinganalyse en de noodzaak om de spaarboogfundering correct te ontwerpen.

De oorzaak van dergelijke problemen kan meestal worden teruggevoerd tot een niet-optimaal funderingsontwerp. In dit geval was het funderingsontwerp gebaseerd op ervaring, terwijl de daadwerkelijke ondergrond niet voldeed aan de aannames. Bovendien was er een probleem met het grondwater, wat extra druk uitoefende op de fundering en het risico op verzakking verder verhief.

Verzakkingen en scheurvorming

Scheurvorming en verzakking zijn duidelijke tekenen dat er iets mis is met de fundering. Bij een spaarboogfundering kunnen deze problemen voorkomen als de belasting niet uniform is verdeeld over de bogen of als de ondergrond niet voldoende stevig is. In het geval van concentratie van lasten op bepaalde punten kan dit leiden tot lokale instabiliteit, waarbij delen van de fundering gaan zakken en de bovenbouw hieraan meegesleurd wordt.

Bij dergelijke problemen is het belangrijk om de oorzaak van de funderingsgebreken te achterhalen vóórdat herstelmaatregelen worden genomen. De keuze voor herstel of sloop hangt sterk af van de oorzaak van het probleem. Bijvoorbeeld: als er nog zakkingen van eindige omvang te verwachten zijn, kan het verstandig zijn om herstelwerkzaamheden uit te stellen tot deze zakkingen zijn gestabiliseerd.

Herstelmogelijkheden voor spaarboogfunderingen

Als een spaarboogfundering problemen vertoont, zoals scheurvorming of verzakking, zijn er verschillende herstelmogelijkheden. De keuze voor een specifieke methode hangt af van de aard van het probleem, de toegankelijkheid van de fundering en de financiële voorwaarden.

Vijzelen en MHF-methode

Een veelgebruikte methode om funderingsproblemen op te lossen is het gebruik van vijzels. Vijzelen zijn hydraulische toestellen die een bepaalde druk kunnen uitoefenen op de fundering, waardoor het gebouw kan worden opgelift. Bij een scheefgezakt gebouw kan het met behulp van vijzels weer in het lood worden gezet. In sommige gevallen is het nodig om de bestaande fundering eerst te verstijven voordat deze kan worden opgevijzeld. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door een horizontale zone in de fundering onder drukspanning te brengen, zodat deze als een voorgespannen balk kan fungeren en buigbelastingen kan opnemen.

Een variant op het vijzelen is de zogenaamde MHF-methode (Modified Horizontal Frame). Deze methode maakt gebruik van horizontale zones die onder druk worden gebracht. Deze zones kunnen fungeren als een voorgespannen balk, waardoor het gestabiliseerde gedeelte van de muur kan worden opgelift zonder het risico op scheuren of vervormen. Deze methode is relatief eenvoudig en goedkoop uit te voeren en kan in veel gevallen een geschikte oplossing bieden voor funderingsproblemen.

Verstijven van de fundering

In sommige gevallen is het nodig om de bestaande fundering te verstijven voordat herstelmaatregelen kunnen worden genomen. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door consoles aan te brengen die met spanbouten of ingelijmde ankers aan de oude fundering worden vastgemaakt. Deze consoles worden vaak per geval op maat gemaakt en aangepast aan de bestaande fundering.

Een andere methode is het gebruik van een zogenaamde platte vijzel of Freyssinet-vijzel. Deze vijzel bestaat uit twee schotelvormige staalplaten en kan krachten tot maximaal 10.000 kN uitoefenen. Het gebruik van deze vijzel is geschikt in gevallen waarin een grote kracht nodig is om het gebouw op te liften of het in het lood te zetten.

Funderingsinspectie en beoordeling van schade

Een essentieel onderdeel van het oplossen van funderingsproblemen is een grondige funderingsinspectie. Deze inspectie levert meestal de meest concrete informatie over de kwaliteit van de fundering van een bouwwerk. Voor het uitvoeren van een funderingsinspectie moet een inspectieput worden gegraven om de funderingsconstructie bloot te leggen. De diepte van deze put kan variëren van ongeveer 0,8 meter voor een fundering op staal in droog materiaal tot 3,5 meter voor een paalfundering die bij een lage polderstand is aangelegd en later is verhoogd.

Visuele beoordeling en houtonderzoek

Tijdens een funderingsinspectie wordt de kwaliteit van de fundering visueel beoordeeld. In sommige gevallen wordt ook houtonderzoek uitgevoerd, bijvoorbeeld met behulp van een Pilodyn-hamer of aanwasboren. Het doel van dit onderzoek is om de houtsoort, het type en mate van aantasting, de reststerkte van de paalkop en of de aantasting nog actief is, te bepalen. Deze gegevens kunnen vervolgens worden gebruikt om een inschatting te maken van de levensverwachting van de paal.

In een praktijkgeval is bij drie inspectieputten schade door droogstand aangetroffen, terwijl in één put de fundering in goede conditie was. De visuele beoordeling van de funderingsconstructies varieerde van goed tot slecht. De houtsoorten die werden onderzocht, waren voornamelijk grenen en vuren, en de aantastingen die werden vastgesteld, gingen voornamelijk over bacteriële en schimmelvorming. De mate van aantasting werd beoordeeld aan de hand van de indringing van een Pilodyn-hamer in het hout. De resultaten werden vervolgens vergeleken met een beoordelingsmatrix die is opgesteld in overleg met de gemeente Haarlem.

Kosten en uitvoering

De kosten van een funderingsinspectie kunnen relatief hoog zijn ten opzichte van andere onderdelen van funderingsonderzoek, met name als een paalfundering wordt geïnspecteerd. De werkzaamheden kunnen variëren van het vaststellen van de aanlegdiepte en breedte van een fundering op staal tot het minutieus inmeten en fotograferen van houten paalfunderingen. In sommige gevallen kan zelfs een proefbelasting op een paal worden uitgevoerd.

De kosten van een funderingsinspectie hangen sterk af van de omvang van de werkzaamheden en de toegankelijkheid van de fundering. In gevallen waarin een zandophoging is aangebracht, is een bronbemaling vaak nodig om de inspectieput droog te houden. Dit kan de kosten verder verhogen, maar is vaak noodzakelijk om een accuraat beeld van de fundering te verkrijgen.

Conclusie

Een spaarboogfundering is een waardevolle oplossing in situaties waarin de ondergrond niet homogeen is of waar materiaalbesparing gewenst is. Door het gebruik van gemetselde bogen kan de belasting van een gebouw worden verdeeld over de ondergrond, waardoor zwakkere zones worden omzeild. Echter, bij de toepassing van deze funderingstechniek is het van groot belang om zorgvuldig te werken aan de belastingverdeling en de stabiliteit van de ondergrond. Als de belasting niet uniform wordt verdeeld of als de ondergrond niet voldoende stevig is, kunnen problemen zoals scheurvorming en verzakking ontstaan.

Bij het oplossen van funderingsproblemen zijn er verschillende herstelmogelijkheden beschikbaar, zoals vijzelen en de MHF-methode. Deze methoden kunnen helpen om een gebouw op te liften of het in het lood te zetten. Een grondige funderingsinspectie is essentieel om de oorzaak van funderingsgebreken te achterhalen en om te bepalen welke herstelmaatregelen het meest geschikt zijn. De kosten van een inspectie kunnen relatief hoog zijn, maar het is een belangrijk onderdeel van het herstelproces.

In het kader van renovatie en constructie is het daarom van groot belang om een zorgvuldige analyse van de fundering uit te voeren en eventuele problemen op tijd op te sporen. Door de juiste maatregelen te nemen kan worden voorkomen dat funderingsproblemen zich verdiepen en dat er schade ontstaat aan het gebouw.

Bronnen

  1. Boogfundering
  2. Handboek Funderingen – Deel A (Eurocode 7)

Related Posts