Toelaatbare zetting bij funderingen: begrippen, risico’s en oplossingen

Bij de bouw of renovatie van een woning is een stabiele fundering van essentieel belang. De fundering vormt immers de basis waarop het hele gebouw rust, en bepaalt in grote mate de levensduur en veiligheid van de constructie. Een van de cruciale aspecten bij het ontwerp en de uitvoering van een fundering is de toelaatbare zetting. Zetting verwijst naar de neerslag van een fundering ten gevolge van de druk die het gebouw op de ondergrond uitoefent. De toelaatbare zetting is het maximum aan zetting dat technisch en functioneel geaccepteerd kan worden zonder schade aan het gebouw. In dit artikel bespreken we de relevante bouwkundige principes, mogelijke risico’s en mogelijke oplossingen, met steun op relevante informatie uit diverse bronnen.

Wat is zetting en waarom is het belangrijk?

Zetting is het fenomeen waarbij een fundering, en daarmee het gebouw, langzaam neergaat in de ondergrond. Dit kan gebeuren door diverse factoren, waaronder de aard van de grond, de belasting van het gebouw, de diepte van de fundering en de aanwezigheid van grondwater. Zetting kan homogeen (over het hele gebouw) of heterogeen (ongelijkmatig) verlopen. Terwijl homogene zetting meestal geen probleem veroorzaakt, kan ongelijke zetting leiden tot scheefstand, scheuren en andere structurele schade.

De toelaatbare zetting is dus de maximale hoeveelheid zetting die technisch en functioneel geaccepteerd kan worden. Deze grens is afhankelijk van diverse factoren, zoals de type fundering, de aard van de ondergrond en de belasting van het gebouw. In bouwkundige normen en regels worden vaak maximaal toelaatbare zettingen vastgelegd, bijvoorbeeld in de vorm van scheefstandsgrenzen.

Factoren die de toelaatbare zetting bepalen

De toelaatbare zetting is niet willekeurig vastgesteld, maar wordt bepaald op basis van een aantal technische en praktische factoren. De belangrijkste zijn:

1. Aard van de ondergrond

De draagvermogendheid en samendrukbaarheid van de grond bepalen in grote mate de mate van zetting. Grondsoorten zoals klei en veen zijn bijvoorbeeld zeer zettingsgevoelig, omdat deze materialen relatief veel water bevatten en makkelijk samenkrimmen. Daarentegen zijn zand- en leemlagen meestal beter draagkrachtig en minder zettingsgevoelig. De diepte waarin draagkrachtige lagen zich bevinden, is daarom een essentieel onderzoekspunt bij het bepalen van de toelaatbare zetting.

Bron: [1], [3]

2. Belasting van het gebouw

De zetting wordt ook beïnvloed door het gewicht dat het gebouw op de ondergrond uitoefent. Een zwaar gebouw met veel muren en dragende constructies zorgt voor een grotere belasting, wat op zijn beurt grotere zettingen kan veroorzaken. Daarom is het belangrijk om bij het ontwerp van de fundering rekening te houden met de aard van de belasting, inclusief eventuele toekomstige uitbreidingen.

Bron: [2], [5]

3. Type fundering

Verschillende funderingssystemen hebben verschillende zettingsgedragingen. Zo is een fundering op staal of palen vaak beter in staat om zettingen te beperken, omdat de belasting op een diepere, draagkrachtigere laag kan worden overgedragen. Een plaatfundering daarentegen kan zettingen en zettingsverschillen beperken door de belasting gelijkmatig te verdelen over de hele funderingsplaat.

Bron: [1], [2], [3], [5]

4. Ligging van het grondwater

De aanwezigheid van grondwater speelt ook een rol bij de zetting. Een hoog grondwaterpeil kan de samendrukbaarheid van de grond beïnvloeden en zetten bevorderen. Bovendien kan de capillaire opstijging van grondwater de grond verder verzadigen, wat tot meer zetting kan leiden. Daarom is het vaak noodzakelijk om bij het ontwerp van de fundering rekening te houden met de waternoodzakelijkheid en eventueel bemaling toe te passen.

Bron: [1], [3]

5. Snelheid van belastingtoepassing

De manier waarop de belasting op de fundering wordt uitgeoefend beïnvloedt ook de zetting. Een plotselinge toepassing van een zware belasting kan de grond sneller samendrukken dan bij geleidelijke belastingtoepassing. Dit is vooral van belang bij bouwprojecten waarbij de fundering direct belast wordt zonder dat de grond voldoende tijd heeft om zich aan te passen.

Bron: [1]

6. Wrijvingseigenschappen en samendrukbaarheid van de grond

De wrijving tussen de grond en de fundering beïnvloedt ook de mate van zetting. In sommige gevallen kan de wrijving ervoor zorgen dat de zetting gelijkmatiger verloopt. Bovendien speelt de samendrukbaarheid van de grond een rol; grond die makkelijk samendrukt, zet meer in. De samendrukbaarheid hangt onder meer af van de korrelgrootte, de vochtigheid en de compactie van de grond.

Bron: [1]

7. Voorzieningen en stabiliteitsmaatregelen

In sommige gevallen zijn er specifieke maatregelen nodig om zettingen te beperken. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij een stijve funderingsplaat, waarbij de constructie is ontworpen om zettingsverschillen te beperken. Ook kunnen schroeffunderingen of paalfunderingen worden ingezet om de belasting op diepere, draagkrachtigere lagen te overbrengen.

Bron: [2], [4]

Toelaatbare zetting in de praktijk

In de praktijk is de toelaatbare zetting meestal beperkt tot een bepaalde waarde, die afhankelijk is van de specifieke omstandigheden van het bouwproject. Bijvoorbeeld wordt vaak aangehouden dat een zetting van meer dan 10 cm te veel is voor een gemiddelde woning, terwijl een zetting van 3 cm al kan leiden tot zichtbare schade als de zetting ongelijkmatig verloopt.

Voorbeeld: funderingsplaat en zetting

Een voorbeeld uit een reële situatie laat zien hoe de toelaatbare zetting in de praktijk wordt bepaald. In een project waar een funderingsplaat werd aangeraden, bleek de ondergrond zettingsgevoelig te zijn tussen de 1,5 m en 5 m diepte. De ingenieur berekende dat de theoretische zetting maximaal 11 cm zou kunnen zijn, met een zettingsverschil van maximaal 3 cm tussen de voorgevel van een garage en de achtergevel van de woning. Deze zettingsverschillen bleken echter binnen de toelaatbare scheefstand te vallen, die volgens de norm maximaal 2 mm per meter is. Voor een gevelhoogte van 6 m zou dit een maximaal toelaatbare scheefstand van 9 mm betekenen.

Bron: [2]

Zettingen tijdens de bouw

Het is ook belangrijk om rekening te houden met de timing van de zetting. In het bovenstaande voorbeeld werd verwacht dat minstens een derde van de zetting al tijdens de ruwbouw zou optreden. Dit betekent dat de fundering en het gebouw al vroeg in de bouwperiode zettingen kunnen ervaren. Het is daarom essentieel om tijdens de bouw te controleren of de zettingen in lijn zijn met de verwachtingen en of eventuele afwijkingen kunnen worden opgemerkt en gecorrigeerd.

Bron: [2]

Toelaatbare zetting en bouwnormen

De toelaatbare zetting wordt vaak bepaald op basis van bouwnormen en standaarden, zoals Eurocode 7. Deze normen leggen vast hoe funderingen moeten worden ontworpen en uitgevoerd, inclusief de toelaatbare zettingen. In de praktijk kan de ingenieur of funderingsadviseur deze normen gebruiken om een verantwoord ontwerp te maken.

Bron: [3]

Oplossingen bij te grote zettingen of zettingsrisico’s

Als de toelaatbare zetting niet voldoende is om het gewenste bouwproject veilig te realiseren, zijn er verschillende oplossingen beschikbaar. Deze variëren van technische maatregelen tot veranderingen in het ontwerp van de fundering.

1. Schroeffunderingen

Schroeffunderingen zijn een technische oplossing die speciaal ontworpen is voor gebieden met een zwakke of zettingsgevoelige ondergrond. Bij deze methode worden schroefpalen in de grond gedraaid, waardoor de belasting van het gebouw kan worden overgedragen op diepere, draagkrachtigere lagen. Schroeffunderingen hebben het voordeel dat ze snel worden geplaatst, geen zware machines vereisen en weinig of geen trillingen veroorzaken.

Bron: [4]

2. Paalfunderingen

Paalfunderingen zijn een klassieke oplossing voor problemen met zettingen. Hierbij worden palen in de grond geboord of gedreven, waardoor de belasting op een diepere, draagkrachtigere laag kan worden overgedragen. Paalfunderingen zijn vooral geschikt voor gebieden met zwakke bovengrondlagen. Ze zijn echter kostbaar en vereisen vaak uitgebreide voorbereiding, zoals bemaling en grondboringen.

Bron: [2], [5]

3. Versterkte funderingsplaten

Een versterkte funderingsplaat kan worden gebruikt om zettingsverschillen te beperken. Deze plaat fungeert als een soort ‘buffer’ die de zettingen en zettingsverschillen gelijkmatiger verdeelt. Het is een goedkoper alternatief voor paalfunderingen, maar vereist wel dat de ondergrond voldoende draagkracht heeft om de plaat te ondersteunen.

Bron: [2]

4. Zandkoffers en grondverbetering

Bij een fundering op staal kan de bovengrond worden verbeterd door het aanbrengen van zandkoffers. Een zandkoffer is een laag zand dat onder de fundering wordt geplaatst om de belasting gelijkmatiger te verdelen en de zettingen te beperken. Ook kan grond worden verbeterd door het verdichten of injecteren van grout om de draagkracht te verhogen.

Bron: [5]

5. Evaluatie en herstelmaatregelen

Als zettingen al zijn opgetreden en schade is ontstaan, zijn er ook herstelmaatregelen beschikbaar. Deze kunnen variëren van het injecteren van mortel in scheuren tot het aanbrengen van nieuwe funderingen of het gebruiken van schroefpalen om het gebouw opnieuw te ondersteunen.

Bron: [4]

Toepassing van zettingsberekening in het ontwerp

Bij het ontwerp van een fundering is het essentieel om rekening te houden met de verwachte zettingen. Dit vereist een grondige analyse van de ondergrond, inclusief grondboringen en sonderingen. Op basis van deze gegevens kan een ingenieur of funderingsadviseur een zettingsberekening uitvoeren, die aangeeft hoeveel zetting de fundering en het gebouw kunnen verwachten. Deze berekening helpt om te bepalen of de toelaatbare zetting wordt gehaald en of er aanvullende maatregelen nodig zijn.

Voorbeeld: sondering en funderingsadvies

In een praktijkvoorbeeld werd een sondering uitgevoerd om de ondergrond te analyseren. De conclusie was dat een algemene funderingsplaat het aangewezen funderingssysteem was, maar dat er wel rekening moest worden gehouden met grote zettingen. De berekening van de ingenieur liet zien dat de theoretische zetting maximaal 11 cm zou kunnen zijn, met een zettingsverschil van maximaal 3 cm. Deze waarden werden geaccepteerd, aangezien ze binnen de toelaatbare scheefstand vallen.

Bron: [2]

Zettingen in stedelijke en renovatieprojecten

Zettingen zijn niet alleen relevant bij nieuwbouw, maar ook bij renovatieprojecten en uitbreidingen. In stedelijke gebieden kan het risico op zettingen worden verergerd door de aanwezigheid van bestaande gebouwen, infrastructuur en ondergrondse constructies. Daarom is het vaak verstandig om bij renovatieprojecten ook rekening te houden met de zetting van het bestaande gebouw en de ondergrond.

Bron: [4]

Conclusie

De toelaatbare zetting bij funderingen is een belangrijk bouwkundig criterium dat bepalend is voor de stabiliteit en levensduur van een gebouw. De toelaatbare zetting hangt af van diverse factoren, waaronder de aard van de ondergrond, de belasting van het gebouw, het type fundering en de aanwezigheid van grondwater. In de praktijk wordt de toelaatbare zetting vaak bepaald met behulp van bouwnormen, zettingsberekeningen en funderingsadviezen. Als de zettingen te groot zijn of het risico op zettingen te hoog, zijn er diverse oplossingen beschikbaar, zoals schroeffunderingen, paalfunderingen en versterkte funderingsplaten. Het is belangrijk om bij het ontwerp en uitvoering van een fundering rekening te houden met de verwachte zettingen om schade aan het gebouw te voorkomen.

Bronnen

1. Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper: grondmechanische aspecten
2. Algemene stijve funderingsplaat – theorie en praktijk
3. Handboek funderingen – Deel A (Eurocode 7)
4. Schroeffunderingen en zettingen
5. Fundering: soorten en eigenschappen