berekenen van een palenfundering


Door: Jan Arians

Er is regelmatig onduidelijkheid hoe funderingen uitgevoerd moeten worden. Om een inzicht te geven in wat er komt kijken bij het afwegen, berekenen en tekenen van een fundering, heb ik dit blog geschreven. Omdat een fundering op palen complexer is dan een fundering op “staal” (= op goed verdichte grond) heb ik me hier op geconcentreerd.

Fundering op staal is op zich een vreemde benaming en is afkomstig uit het Oudgermaanse stal (staan op, rusten op) en van het Oudfranse estal (stand, vaste plaats, staan op, rusten op).

Keuze funderingstype

Op basis van gemaakte sonderingen wordt een keuze gemaakt voor een fundering op staal of een fundering op palen. Er wordt gekozen voor deze laatste optie indien een fundering op staal te grote zettingen en/of zettingsverschillen oplevert of een te diepe grondverbetering vereist. Hierdoor worden de kosten en bouwtijd te groot. Dit kan nog versterkt worden door een eventueel benodigde bemaling voor deze grondverbetering.

Op basis van de opbouw van de grond, aanwezigheid van zandlagen dan wel slappere lagen, en de aanwezigheid van bebouwing in de directe nabijheid, wordt een keuze gemaakt voor het toepassen van een al dan niet trillingsvrij paalsysteem. Een trillingsvrij paalsysteem is bijvoorbeeld een avegaar- of boorpaal, niet trillingsvrij paalsysteem is een prefab betonnen heipaal. Op de paalsystemen ga ik nu verder niet in.

Gewicht berekening

Door de hoofdconstructeur worden in de statische berekening de belastingen bepaald die op de fundering afdragen. Deze worden in een duidelijk overzicht weergegeven.

Inschatting maximaal optredende paallast

Op basis van de maatgevende punt- en lijnlasten uit de gewichtsberekening wordt indicatief een maximaal optredende paallast bepaald. Hierbij worden de volgende punten  in ogenschouw genomen (bij toepassing van boorpalen):

  • Paalafstanden bij voorkeur > 4*D of 2m, zodat palen direct na elkaar geboord kunnen worden. Indien nodig kan naar een paalafstand van 3D of minimaal 2.2D worden aangehouden. Hier dient dan wel rekening te worden gehouden met verminderde draagkracht van de palen, omdat deze in elkaars invloedsgebied komen te staan.
  • Bij grote geconcentreerde lasten kunnen eventueel meerpaals-poeren worden toegepast.

 

Bepaling maximaal opneembare paallast

Op basis van de NEN-EN 1997 kan door ons bureau een berekening worden gemaakt van de maximaal opneembare paallast op basis van de sonderingen. Dit gebeurt met een Excel sheet waarbij de afgelezen waarde uit de sondering bij een gekozen paalpuntniveau en paalafmeting worden ingevoerd.  Zeker bij grotere projecten wordt vaak door een geotechnisch adviseur een funderingsadvies gemaakt, waarin de opneembare paallasten worden bepaald. Omdat hierbij waarden direct uit de sonderingsgrafiek worden ingelezen, kunnen hierbij in de meeste gevallen grotere waarden worden behaald.

Bepaling veerconstante funderingspaal

Door de geotechnisch adviseur wordt een inschatting gemaakt van de veerconstante van de palen. Hierin zit de zakking van de grond verwerkt, maar ook indrukking van de paal zelf. Indien door ons bureau de palen zijn bepaald, zal op basis van ervaring een inschatting worden gemaakt.

 

Berekening funderingsbalken

Om de funderingsbalken te berekenen zijn over het algemeen 2 berekeningsmethoden voorhanden. De eerste is om afzonderlijke liggers te berekenen, waarbij reacties uit de ene ligger als belasting op de ander ligger wordt ingevoerd.

Omdat niet altijd duidelijk is welke ligger op welke ligger afdraagt, gaat mijn voorkeur uit naar een berekening met een “balkrooster”, waarbij alle balken in een horizontaal vlak worden ingevoerd en op elkaar aansluiten. Invloed van alle balken op elkaar, alsmede de ingevoerde veerconstante, worden zodoende altijd meegenomen.

De geometrie van de balken kunnen handmatig ingevoerd worden, maar er kunnen ook hartlijnen worden geïmporteerd uit een DXF of IFC, die door de tekenaar wordt aangeleverd.  Aan de balken worden afmetingen en stijfheid eigenschappen toegekend.  Voor de stijfheid worden de eigenschappen van gescheurd beton aangehouden, om een juiste krachtverdeling in combinatie met de aangehouden veerconstante te schematiseren.

Vervolgens kunnen de belastingen uit de gewichtsberekening worden ingevoerd. Deze kunnen worden onderverdeeld in verschillende belastinggevallen. Om de uitvoer te verduidelijken, splits ik vaak de permanente belasting op in “PB eigen gewicht en BGG” en “PB uit bovenbouw” en de veranderlijke belasting in “VB BGG” en “VB uit bovenbouw”.  Indien wind ook een bepalend aandeel kan hebben t.p.v. de stabiliteitswanden, worden ook belastinggevallen ten behoeve van wind uit de diverse richtingen ingevoerd. Hierna kunnen de belastingcombinaties gegenereerd worden, afhankelijk van de voorgeschreven gevolgklasse.

Op basis van de belastingen uit de gewichtsberekening en de opneembare paallast, wordt een inschatting gemaakt van de benodigde paalafstanden onder een lijnlast, of het aantal palen nabij een puntlast. Op deze plaatsen wordt een ondersteuning met de juiste veerconstante in het balkrooster ingevoerd.

Een eerste berekening wordt nu gemaakt, waarbij de invloed van torsie in de balken geminimaliseerd

waarbij de invloed van torsie in de balken geminimaliseerd wordt (eind van de balken worden niet ingeklemd in de dwarsbalken). De optredende paallasten worden gecontroleerd en getoetst aan de maximaal opneembare en er wordt gecontroleerd of de momenten in de balken opneembaar zijn met een redelijke balkwapening.


Waar nodig worden nu palen verschoven of bijgeplaatst/verwijdert, totdat alle paallasten voldoen.


Nadat de paalposities bepaald zijn, worden de funderingsbalken gewapend. Er wordt een basiskorf gekozen en daar waar nodig bijlegwapening gekozen. Voor woningbouw wordt voor de basiswapening veelal 4ø12 onder en boven en beugels ø8-300 gekozen.

Voor de statische berekening wordt een uitvoer gegenereerd waarin belastingen, combinaties, reacties en balkwapening worden opgenomen.

Voor de wapeningstekeningen wordt ook een DXF geëxporteerd, die door de tekenaar als onderlegger  kan worden gebruikt. Doordat alle balken in een bestand worden gewapend, wordt de kans op fouten sterk verminderd.

Deel dit

6 gedachten over “berekenen van een palenfundering

  1. Sandor Beantwoorden

    Ik heb vroeger wel palen van 42 vierkant om de 60 cm geslagen en dan om en om 20:1 voorover en 20:1 achter over zodat de punten iets uit elkaar staan. Als palen dicht op elkaar staan altijd eerst de langste heien.

  2. Peter Beantwoorden

    Mogen prefab funderingspalen 0.10 m uit elkaar staan ook met een diepte verschil dus de korte paal op paalpunt niveau van-10 m en de lange paal op -11.50 m.

    • Jan Bericht auteurBeantwoorden

      Dat is een goede vraag, wat is de minimale maat tussen twee heipalen. In ieder geval moet dit ruim meer zijn dan de voorgestelde 0,10m. Het lijkt ons dat dit meer een praktische afstand is zodat bij het heien van de laatste paal de eerste niet kapot wordt geslagen. Veelal wordt hier 2.2*D voor aangehouden (h.o.h. afstand).

      Als palen direct naast elkaar worden geslagen moeten de paalpunten op hetzelfde niveau hebben, omdat anders de belasting van een paal aan de ander paal gaat “hangen”. Als palen op een verschillende diepte worden aangezet dient dus voldoende afstand te worden aangehouden.

      Een en ander is natuurlijk afhankelijk van de sonderingen en het bijbehorende advies, het lijkt ons raadzaam deze voor uitvoering te raadplegen,

  3. Peter Beantwoorden

    Hartelijk dank voor de heldere uitleg, wat ik me nog afvroeg. Je laat een sonderings rapport maken en aan de hand daarvan wordt de palenfundering berekend.

    Kun je aan de hand van jouw voorbeeld aangeven hoeveel sonderingen je zou meten laten maken, of is er een stel regel hoeveel sonderingen je bv per/m2 laat maken.

    • Jan Bericht auteurBeantwoorden

      Als stelregel moeten sonderingen dichter dan 25 meter uit elkaar worden gepositioneerd.
      Maar een en ander is sterk afhankelijk van de vorm van het gebouw, hierdoor zou het mogelijk zijn dat er meer uitgevoerd moeten worden.
      Dit moet per project afzonderlijk worden beoordeeld.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *