Druksterkte en Veiligheid van Funderingsconstructies in Relatie tot het Metselwerk en Eurocode 7

In de bouwsector speelt de draagkracht en de veiligheid van funderingsconstructies een cruciale rol, vooral in relatie tot het metselwerk dat erop rust. Voor zowel nieuwbouw als renovatieprojecten is het belangrijk om voldoende rekening te houden met de huidige normen en richtlijnen, zoals die zijn vastgelegd in de Eurocode 7. Deze norm legt de basis voor het ontwerp en de toetsing van funderingsconstructies. In deze artikel zullen we dieper ingaan op de relevante aspecten van de druksterkte in funderingen, met een focus op houtconstructies, betonfunderingen en de rol van de Eurocode 7.

Daarnaast zullen we kijken naar praktijkuitdagingen bij het herstel en de beoordeling van bestaande funderingen. Dit betreft zowel houten als betonnen funderingen, waarbij de aantasting en veroudering van materialen een rol kunnen spelen in de beoordeling van de draagkracht. We zullen ook aandacht besteden aan juridische en praktische kwesties rondom funderingsherstel, zoals schadevoorzorg, veiligheidsfactoren en toepassing van de Regeling Bouwbesluit 2003.

Deze informatie is opgebouwd uit gegevens uit een handboek over funderingen, zoals verschenen in de Kennisbank van CROW. We zullen uitsluitend op deze gegevens terugkomen en geen aannames doen buiten wat expliciet in de bronnen is vermeld.

Druksterkte in houtconstructies

Een van de centrale aandachtspunten bij funderingsconstructies is de druksterkte van het hout, vooral bij houten funderingen. Hierbij dient rekening te worden gehouden met de richting van de vezel, aangezien de druksterkte loodrecht op de vezelrichting aanzienlijk lager is dan evenwijdig daaraan. In de Eurocode 1995, die betrekking heeft op het ontwerp en de berekening van houtconstructies, worden deze waarden expliciet genoemd.

Voor Europees naaldhout onder water en bij langdurige belasting bedragen de maximale rekenwaarden van de druksterkte loodrecht op de vezelrichting en evenwijdig daaraan respectievelijk 2,5 N/mm² en 10,8 N/mm². Deze waarden zijn van toepassing op verschillende delen van de funderingsconstructie. De waarde van 2,5 N/mm² wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het contactvlak tussen kespen en langshout boven de paalkoppen. De waarde van 10,8 N/mm² is daarentegen van toepassing op de doorsnede van de paalschacht ter plaatse van de bovenkant van de draagkrachtige zandlaag. Deze doorsnede is relatief klein en de negatieve kleefbelasting is hier maximaal.

Een belangrijk punt is dat de buitenste schil van 10 mm van de paalschacht niet mag worden meegenomen in de toetsing. Hierdoor wordt de draagkracht effectief lager geschat. Deze aanpak heeft gevolgen voor de toetsing van bestaande funderingen, aangezien deze destijds vaak zijn gebouwd zonder enige aantasting en dus niet voldoen aan de huidige norm NEN-EN 1995.

De grenswaarde voor de druksterkte loodrecht op de vezel is beperkt tot 2,5 N/mm² om vervormingen te beperken tot enkele millimeters. Bij betere onderbouwing en een juiste belastingopbouw is echter een verhogingsmogelijkheid tot 3 à 4 N/mm² toegestaan. Deze waarde is echter alleen geldig in het geval van UGT type B volgens NEN 9997-1.

De combinatie van deze rekenwaarden leidt vaak tot unity checks tussen 1,5 en 2. Dit betekent dat de rekenwaarde van de belasting 1,5 tot 2 keer groter is dan de rekenwaarde van de sterkte. In praktijktermen is dit merkwaardig en oneconomisch, omdat funderingen die jarenlang zonder problemen hebben gefunctioneerd nu worden afgekeurd. In dergelijke gevallen wordt vaak gekozen voor het niet uitvoeren van de controles, aangezien de resultaten in de meeste gevallen negatief zijn.

Houtsoort en aantasting

De keuze van de houtsoort speelt een rol bij de beoordeling van de funderingsconstructie. Verschillende houtsoorten hebben verschillende eigenschappen qua sterkte, duurzaamheid en weerstand tegen aantasting. Bovendien is het type en de mate van aantasting van het hout van belang. Bijvoorbeeld, als de aantasting nog actief is, kan dit een negatieve invloed hebben op de levensverwachting van de paal. De reststerkte van de paalkop is een ander belangrijk criterium. Een paalkop met aanzienlijke aantasting heeft een lager draagvermogen en kan mogelijk gevolgen hebben voor de veiligheid van de gehele funderingsconstructie.

Op basis van gegevens uit studies (Klaassen & Voslamber 2002, Klaassen 2005a en 2005b) is een model ontwikkeld om de druksterktegradiënt over de heipaalkop te schatten. Hiermee kan een inschatting worden gemaakt van de levensverwachting van de paal. Dit is van belang bij inspecties en het uitvoeren van inspectieprotocollen, zoals beschreven in A 4630, paragraaf 2.

Veroudering en aantasting van betonfunderingen

Hoewel houten funderingen vaak in het vooruitzicht komen, zijn betonnen funderingen ook niet vrij van problemen. Bij betonnen funderingen kan aantasting van het beton optreden, waardoor het wapeningsstaal bloot komt te liggen en gecorrodeerd raakt. Dit kan het gevolg zijn van een te geringe betondekking op het staal, maar ook van een agressief grondwatermilieu of van de samenstelling van het beton zelf, zoals het gebruik van vertragers of versnellers.

Wanneer het wapeningsstaal is gecorrodeerd, kan dit leiden tot een afname van het draagvermogen van de fundering. Dit is vooral van invloed op de levensverwachting en veiligheid van de constructie. Het is daarom belangrijk om bij inspecties ook aandacht te besteden aan de toestand van het beton en de wapening.

Funderingsherstel en herstelmethoden

Bij het herstellen van funderingen zijn verschillende technieken beschikbaar, afhankelijk van de aard van de schade en de omstandigheden ter plaatse. Een aantal van deze methoden zijn:

• Schroefinjectiepaal: Deze paal wordt gebruikt bij funderingsherstel en is geschikt voor zowel lage als hoge paalbelastingen. De uitvoering vindt plaats via aannemers die gespecialiseerd zijn in funderingsherstel.
• Gekoppelde injectiepaal/renovatiepaal: Ook deze methode is geschikt voor herstel en renovatie van funderingen. Het betreft een combinatie van injectie en renovatie.
• Groutankerpaal/GEWI-paal/Micropaal: Deze paal wordt vaak toegepast bij het verbeteren van de draagkracht van funderingen. Ook hier geldt dat de uitvoering door gespecialiseerde aannemers moet plaatsvinden.

Daarnaast is het gebruik van stalen buispalen een bewezen methode bij het herstellen van funderingsschade of het bijbrengen van draagvermogen bij renovaties. Deze paalen kunnen zowel naast als onder bestaande funderingen worden aangebracht, afhankelijk van de bereikbaarheid en beperkingen door hoog grondwater.

Schade en aansprakelijkheid bij funderingsherstel

Bij funderingsherstel is het van groot belang om schade in de directe omgeving van het werk te voorkomen. Juridische aspecten zoals vooronderzoek, aansprakelijkheid en verzekeringen spelen hierbij een rol. Het is belangrijk om vooraf een grondige inspectie te doen en eventuele risico's in kaart te brengen.

Een van de centrale aandachtspunten bij funderingsherstel is het grondwater en de grondwaterbeheersing. Een ongecontroleerd grondwaterpeil kan leiden tot verplaatsingen en vervormingen van de fundering. Daarnaast is het burenrecht een juridisch aspect dat moet worden meegenomen in het herstelproces. Het is belangrijk om afspraken te maken met buren en eventuele schade te voorkomen.

Veiligheidsfactoren en levensduur

In de toetsing van bestaande funderingen zijn reducties in veiligheidsfactoren van toepassing. Dit betreft vooral de levensverwachting van de fundering. Er mag worden uitgegaan van een kortere (rest)levensduur, mits dit met de opdrachtgever of de gemeente is gecommuniceerd. Deze aanpak maakt het mogelijk om realistisch in te schatten of herstel nodig is of dat de fundering nog voldoende draagvermogen heeft.

Vervormingen van de funderingsconstructie zijn alleen van belang in verband met UGT type B volgens NEN 9997-1. Wanneer vervormingen niet beperkt hoeven te blijven tot enkele millimeters en de palen goed onder het metselwerk zijn geplaatst, zijn rekenwaarden van 3 à 4 N/mm² loodrecht op de vezel acceptabel. Dit betekent dat bij juiste onderbouwing en toepassing van de normen, hogere rekenwaarden mogelijk zijn.

Negatieve kleef hoeft niet in rekening te worden gebracht als kan worden aangetoond dat het achterliggende zettingsproces is uitgewerkt en consolidatie heeft plaatsgevonden. Dit is van belang bij het bepalen van de draagkracht en de stabiliteit van de funderingsconstructie.

Proefbelasting en inspectie

Een uitwendige visuele inspectie op zetting en scheurvorming kan als onderdeel van een gelijkwaardige beoordeling worden beschouwd, als proefbelasting. In dat geval zijn echter aanvullende berekeningen of beschouwingen nodig, zoals beschreven in hoofdstuk 4. De uitvoering van een lintvoeg- en vloerwaterpassing is in sommige gevallen noodzakelijk. De resultaten van een dergelijke meting kunnen worden beschouwd als een langdurige proefbelasting.

Bij aanzienlijke deformatieverschillen moet worden geconcludeerd dat de draagkracht (veiligheid) minimaal is en moeten wijzigingen in belasting worden ontraden. In dergelijke gevallen kan worden overwogen om de fundering te verbeteren door het aanlegniveau te verlagen en/of de fundering te verbreden. Hierdoor neemt het draagvermogen toe, wat kan leiden tot een stabielere constructie.

Toepassing van het Bouwbesluit 2003

Het Bouwbesluit 2003 en de Regeling Bouwbesluit 2003 spelen een rol bij de beoordeling van bestaande funderingen. Volgens het Bouwbesluit zijn de huidige normbladen van toepassing, met toepassing van de nadere voorschriften uit de regeling. Voor bestaande constructies zijn reducties in veiligheidsfactoren van toepassing, wat betekent dat minder strikte eisen kunnen worden gesteld bij de toetsing van de draagkracht.

Het Bouwbesluit 2003 biedt mogelijkheden om uitkomst te vinden uit de impasse bij het beoordelen van bestaande funderingen. Dit betreft vooral de mogelijkheid om rekenwaarden aan te passen, reducties in veiligheidsfactoren toe te passen en de levensverwachting van de fundering realistisch in te schatten. Deze aanpak maakt het mogelijk om funderingen die al lang tot volle tevredenheid hebben gefunctioneerd, niet automatisch af te keuren.

Conclusie

De beoordeling van de druksterkte van funderingsconstructies is een complexe aangelegenheid die aandacht vraagt voor zowel technische als juridische aspecten. Voor houten funderingen is het van belang om de rekenwaarden voor de druksterkte in de Eurocode 1995 te volgen, inclusief de beperkingen rondom de buitenste schil en de negatieve kleef. Bij betonnen funderingen is de aantasting van het beton en het wapeningsstaal een cruciale factor in de beoordeling van de draagkracht.

Het herstellen van funderingen vereist een zorgvuldige inspectie en toepassing van bewezen methoden zoals schroefinjectiepalen en stalen buispalen. Schadevoorzorg en aansprakelijkheid zijn essentieel bij funderingsherstel, met een nadruk op de rol van grondwater en het burenrecht. De toepassing van het Bouwbesluit 2003 biedt mogelijkheden om bestaande funderingen realistisch in te schatten en eventueel te herstellen.

Zowel bouwprofessionals als eigenaren van woningen en bedrijven zouden er goed aan doen om bij funderingswerkzaamheden gebruik te maken van gespecialiseerde aannemers en de huidige normen en richtlijnen nauwlettend te volgen. Dit zorgt voor een veilige en duurzame funderingsconstructie die voldoet aan de eisen van de huidige bouwpraktijk.

Bronnen

1. Handboek Funderingen – Deel A (Eurocode 7)