Welke conusweerstand is nodig voor een fundering op staal?

Published by Redactie on augustus 2, 2025 | Category fundering

Wanneer het gaat om het kiezen van de juiste fundering voor een bouwproject, zijn de grondkenmerken van cruciaal belang. In Nederland varieert de ondergrond sterk per regio, wat heeft gevolgen voor de keuze van een geschikte fundering. Een fundering op staal is een veelvoorkomende oplossing in regio’s waar de dragende grond dichtbij de oppervlakte ligt. Voor het bepalen of een fundering op staal haalbaar is, is de conusweerstand een van de sleutelparameters. In dit artikel wordt uitgebreid ingegaan op de vraag: welke conusweerstand is nodig voor een fundering op staal, op basis van technische en geotechnische richtlijnen en praktijkvoorbeelden.

Inleiding

Een fundering op staal is een constructie die gebruikt wordt wanneer de dragende grond dichtbij de oppervlakte ligt. De term ‘staal’ heeft niets te maken met het bouwmateriaal staal, maar stamt historisch vanuit het Oudgermaans en Oudfrans en verwijst naar ‘ondergrond’ of ‘harde bodem’. Voor een fundering op staal is het essentieel dat de ondergrond voldoende draagkracht heeft om de belasting van het gebouw te kunnen opnemen. Hierbij speelt de conusweerstand (qc) een belangrijke rol.

De conusweerstand wordt bepaald door middel van een sonderingsonderzoek, waarbij een geotechnisch adviseur met behulp van een sondeerconus de mechanische weerstand van de ondergrond meet. Deze metingen geven informatie over de draagkracht, de grondsoort en de eventuele verontreiniging van de bodem. Voor een fundering op staal is een minimale conusweerstand vereist om ervoor te zorgen dat de ondergrond voldoende stevig is en dat zettingsverschillen beperkt worden.

In dit artikel worden de relevante technische specificaties, richtlijnen en praktijkvoorbeelden besproken, met aandacht voor de vereisten, de invloed van de ondergrond en de rol van het sonderingsonderzoek in het bepalen van de geschiktheid van een fundering op staal.

De rol van conusweerstand in funderingskeuze

De keuze van een funderingssysteem wordt bepaald door verschillende geotechnische parameters, waaronder de conusweerstand. Deze weerspiegelt de weerstand van de grond tegen een indrukking en is een maat voor de draagkracht van de ondergrond. In de context van funderingen op staal is de conusweerstand een essentiële parameter die aangeeft of de ondergrond voldoende stevig is om een fundering van deze aard te ondersteunen.

Volgens de bronnen is een minimale conusweerstand van 5 MPa (megapascal) vereist om een fundering op staal uit te voeren. Dit geldt onder de voorwaarde dat er een laag van meer dan 2 meter dikte met deze conusweerstand aanwezig is. Bovendien mag deze dragende laag in de diepte niet worden opgevolgd door een dikke zwakke klei- of veenlaag, omdat dit kan leiden tot grotere zettingen en dus instabiliteit van het gebouw.

De 4D-8D methode wordt vaak gebruikt om het paaldraagvermogen te bepalen in gevallen waarin een fundering op staal niet haalbaar is en dus een paalfundering nodig is. Deze methode berekent het draagvermogen van de paal door de verhouding tussen de paaldiameter en de draagkracht in rekening te brengen.

Het is daarom belangrijk om in het begin van een bouwproject een grondmechanisch onderzoek uit te voeren, zodat de meest geschikte funderingsmethode kan worden bepaald. Dit proces vereist samenwerking tussen de constructeur, die de lasten van het gebouw berekent, en het Bouw- en Woning Toezicht, dat aanvullende toestemming moet verlenen voor de bouw.

Sonderingsonderzoek en conusweerstand

Een sonderingsonderzoek is een geotechnisch onderzoek dat wordt uitgevoerd om de ondergrond te analyseren en een beeld te krijgen van de dragende vermogens. Tijdens dit onderzoek wordt een sondeerconus met een tophoek van 60 graden met constante snelheid in de grond gedreven. Hierbij worden verschillende parameters gemeten, zoals de conusweerstand, de frictie en in sommige gevallen ook de elektrische geleidbaarheid, grondtemperatuur en grondwaterstand.

De conusweerstand wordt uitgedrukt in MPa en geeft een maat voor de mechanische weerstand van de grond. Een hogere conusweerstand duidt op een steviger grondtype, zoals zand of kiezels, terwijl een lagere waarde duidt op een zachtere ondergrond zoals klei of veen. De resultaten van een sondering worden meestal weergegeven in een grafiek, waarin de diepte op de linkerzijde staat en de conusweerstand in de vorm van een lijn is afgebeeld.

In de praktijk wordt een constructeur deze sonderingsgrafiek gebruikt om te bepalen waar de dragende laag zich bevindt. In het westen van Nederland, waar de dragende zandlagen dieper liggen, is een fundering op staal niet haalbaar en wordt daarom vaak een paalfundering gebruikt. Een voorbeeld van dit soort sondering is te vinden in de bronnen, waarin de dragende laag op ongeveer 12 meter diepte ligt, wat duidt op een locatie in het westen van Nederland.

De constructeur gebruikt het sonderingsrapport om de lengte en dikte van de funderingspalen te bepalen. Ook wordt hierbij gekeken naar de aanwezige zandlagen, want deze bepalen de draagkracht van de ondergrond. De pieken in de sonderingsgrafiek geven aan dat er meerdere zandlagen aanwezig zijn, wat betekent dat de ondergrond voldoende draagvermogen heeft om een fundering te ondersteunen.

Fundering op staal: wanneer is het geschikt?

Een fundering op staal is een geschikte keuze wanneer de dragende laag van de ondergrond voldoende dichtbij de oppervlakte ligt en voldoende draagkracht heeft. In de praktijk betekent dit dat een vaste zandlaag binnen een bepaalde afstand van het grondoppervlak moet zijn aanwezig. In het oosten van Nederland is dit vaak het geval, waardoor een fundering op staal hier vaak mogelijk is.

Een belangrijke voorwaarde voor een fundering op staal is dat er geen dikke zwakke klei- of veenlaag boven de dragende laag ligt. Zo’n laag heeft namelijk een te lage draagkracht en kan leiden tot grotere zettingen, wat schade aan het gebouw kan veroorzaken. Daarom wordt in dergelijke gevallen vaak gekozen voor een grondverbetering, waarbij de zwakke ondergrond wordt vervangen door een verdicht zandpakket.

Een grondverbetering via grondvervanging is een effectieve methode wanneer de dragende laag te diep ligt en er niet direct een fundering op staal kan worden aangelegd. Hierbij wordt de slechte grond (bijvoorbeeld klei, veen of slibhoudend zand) verwijderd en vervangen door een verdicht zandpakket. Het zand moet goed gegradeerd zijn, schoon en in lagen van 300 mm verdicht worden. In de praktijk blijkt dat een goed resultaat wordt verkregen wanneer de verdichting met een trilslede van 500-1000 kg kruislings wordt uitgevoerd, waarbij elk punt ten minste driemaal wordt gepasseerd.

De breedte en hoogte van de funderingsvoet worden berekend op basis van de belasting (F in kN/m) en de gronddruk (pgr in N/mm²). De Eurocode 7 legt vast dat een fundering op staal niet dieper mag liggen dan vijf maal de kleinste dwarsafmeting. Dit zorgt ervoor dat de fundering voldoende stabiliteit heeft en het risico op opvriezen wordt beperkt.

Invloed van de ondergrond op de funderingskeuze

De ondergrond bepaalt niet alleen of een fundering op staal haalbaar is, maar ook de constructie en stabiliteit van het gebouw. In regio’s waar de dragende zandlagen dieper liggen, zoals in het westen van Nederland, is het vaak noodzakelijk om een paalfundering te gebruiken. De lengte van de funderingspalen hangt af van de diepte van de dragende laag. In West-Nederland zijn paallengtes van 18 tot 25 meter typisch, aangezien de zandlagen hier ver onder de oppervlakte liggen.

Bij paalfunderingen is het belangrijk om rekening te houden met de negatieve kleefbelasting, die optreedt wanneer de paal door zachte grondlagen wordt omgeven. Deze belasting kan leiden tot extra druk op de paal en moet daarom in het ontwerp worden meegenomen. In dergelijke situaties is het vaak economisch aantrekkelijker om een funderingssysteem te kiezen met weinig, maar zware en lange palen met een hoge draagkracht.

In regio’s waar de dragende zandlagen in de bovenste meters liggen, is het vaak efficiënt om te werken met kortere funderingspalen en licht belaste elementen. Dit is voordelig vanuit kostentechnisch oogpunt, omdat minder materiaal en minder tijd nodig zijn voor de uitvoering van de fundering.

Wanneer de dragende grondlagen in diepte sterk variëren, kan het toepassen van in de grond vervaardigde funderingselementen efficiënt zijn. Deze elementen zijn ontworpen om aanpassingen in de ondergrond te kunnen maken en zorgen voor een betere grip op de dragende laag.

Praktische voorbeelden en toepassingen

Voorbeeld 1: Bouw in het oosten van Nederland

In een wijk in het oosten van Nederland wordt een woning gebouwd. Een sonderingsonderzoek toont aan dat er een dragende zandlaag is van ongeveer 3 meter dikte met een conusweerstand van 6 MPa. Bovendien is er geen dikke zwakke klei- of veenlaag boven deze zandlaag aanwezig. De constructeur concludeert dat een fundering op staal haalbaar is en ontwerpt een funderingsconstructie die voldoet aan de eisen van de Eurocode 7. De funderingsvoet wordt berekend op basis van de belasting van het gebouw en heeft een breedte van 0,6 meter en een hoogte van 0,8 meter.

Voorbeeld 2: Bouw in het westen van Nederland

In een wijk in het westen van Nederland wordt een woning gebouwd. Het sonderingsonderzoek toont aan dat de dragende zandlaag zich op 14 meter diepte bevindt. De conusweerstand van deze laag is 7 MPa, maar er is een dikke veenlaag boven deze zandlaag aanwezig. Omdat deze veenlaag geen draagvermogen heeft, is een fundering op staal niet haalbaar. De constructeur besluit om een paalfundering te gebruiken met palen van 22 meter lengte. De paalfundering wordt ontworpen met rekening houdend met de negatieve kleefbelasting, die in dit geval aanzienlijk is vanwege de dikte van de veenlaag.

Voorbeeld 3: Grondverbetering via grondvervanging

In een wijk waar de dragende zandlaag zich op 4 meter diepte bevindt, maar boven deze laag een dikke kleilaag aanwezig is, wordt gekozen voor een grondverbetering. De kleilaag wordt verwijderd en vervangen door een verdicht zandpakket van 1 meter dikte. Hierbij wordt gebruikgemaakt van goed gegradeerd zand, dat in lagen van 300 mm wordt aangebracht en verdicht. De funderingsconstructie kan nu op staal worden aangelegd, omdat de dragende zandlaag direct onder het grondoppervlak ligt en niet langer wordt overbrugd door een zwakke kleilaag.

Invloed van horizontale en excentrische belastingen

Ook horizontale belastingen en excentrische oplegdrukken moeten in het ontwerp van de fundering worden meegenomen. Deze krachten kunnen optreden door gronddruk, windbelastingen of onnauwkeurigheden bij de plaatsing van de fundering. In dergelijke gevallen kan het nodig zijn om doorgaande wapening toe te passen in de funderingsconstructie, zodat deze krachten kunnen worden opgenomen.

De Eurocode 7 legt vast dat een fundering op staal in staat moet zijn om momenten op te nemen, bijvoorbeeld bij excentrisch aangrijpende belastingen. In het bouwstadium, waarbij de verticaalkrachten nog niet volledig aanwezig zijn, kan dit extra aandacht vereisen, vooral bij funderingen op staal zonder hoge verticaal belasting.

Samenwerking en toezicht bij funderingsprojecten

Het ontwerpen en uitvoeren van een funderingsproject vereist een nauwe samenwerking tussen verschillende partijen. De constructeur is verantwoordelijk voor het berekenen van de belastingen van het gebouw en het kiezen van de juiste funderingsmethode. De geotechnisch adviseur voert het sonderingsonderzoek uit en interpreteert de resultaten. De bouwbediende is verantwoordelijk voor de uitvoering van de fundering volgens de ontwerprequisities.

Bovendien is het Bouw- en Woning Toezicht verantwoordelijk voor het verlenen van aanvullende toestemming voor de bouw, op basis van het funderingsontwerp en de sonderingsrapporten. Het is daarom belangrijk dat de partijen elkaar goed informeren en dat de keuze van de funderingsmethode en de berekening van de draagkracht voldoen aan de geldende normen en regelgeving.

In sommige gevallen wordt het advies van een ingenieursbureau ingezet om het funderingsontwerp te valideren en eventuele risico’s te beoordelen. Dit is vooral relevant in complexe situaties, waarbij de ondergrond niet homogeen is of waarbij horizontale belastingen een rol spelen.

Conclusie

Een fundering op staal is een geschikte keuze wanneer de dragende grond dichtbij de oppervlakte ligt en voldoende draagkracht heeft. Voor een fundering op staal is een minimale conusweerstand van 5 MPa vereist, mits er een laag van meer dan 2 meter dikte aanwezig is. Bovendien mag deze dragende laag in de diepte niet worden opgevolgd door een dikke zwakke klei- of veenlaag, omdat dit kan leiden tot grotere zettingen en dus instabiliteit van het gebouw.

Het sonderingsonderzoek speelt een centrale rol in het bepalen van de geschiktheid van een fundering op staal. Met behulp van de sondeerconus wordt de conusweerstand gemeten, die een maat is voor de draagkracht van de ondergrond. In regio’s waar de dragende zandlagen dieper liggen, is een paalfundering vaak de betere keuze. In dergelijke gevallen is het belangrijk om de negatieve kleefbelasting in het ontwerp mee te nemen en de paalfundering zorgvuldig te berekenen.

Wanneer de dragende zandlaag te diep ligt en er geen fundering op staal kan worden aangelegd, kan een grondverbetering via grondvervanging een oplossing bieden. Hierbij wordt de zwakke ondergrond vervangen door een verdicht zandpakket, waardoor de ondergrond voldoende draagvermogen krijgt om een fundering op staal te ondersteunen.

Bij funderingsprojecten is het belangrijk om rekening te houden met horizontale belastingen en excentrische oplegdrukken, die in sommige gevallen extra aandacht vereisen. Dit kan het toevoegen van doorgaande wapening in de funderingsconstructie nodig maken.

Tenslotte is samenwerking tussen de constructeur, geotechnisch adviseur, bouwbediende en Bouw- en Woning Toezicht essentieel voor het uitvoeren van een succesvol funderingsproject. Het is aan te raden om bij complexe situaties het advies van een ingenieursbureau in te schakelen om eventuele risico’s te beoordelen en het funderingsontwerp te valideren.

Bronnen

staal
nodig