Funderingen

Aardbevingen (Groningen) 

In de Provincie Groningen komen door gaswinning geïnduceerde aardbevingen voor die een grote invloed kunnen hebben op het functioneren van een fundering. Bodemlagen kunnen onder invloed van een aardbevingsbelasting verweken, waardoor de draagkracht afneemt of zelfs helemaal kan verdwijnen. Daarnaast kunnen bodemlagen onder invloed van trillingen verdichten en daardoor in dikte afnemen. 

Niet in alle situaties hoeft hiermee rekening te worden gehouden. Voor klei en veen mag worden aangenomen dat deze niet verweken. (Nederlandse Praktijkrichtlijn NPR 9998 paragraaf 10.2.) 

Indien de piekgrondversnelling agS op maaiveldniveau, bepaald volgens de NPR 9998-webtool voor een herhalingstijd van 475 jaar, groter is dan 0,05 g dan dient het effect van aardbevingsbelastingen op een fundering plaats te vinden. Het gebied waarin momenteel het effect van aardbevingsbelastingen beschouwd moet worden is in onderstaande afbeelding rood gemarkeerd. De webtool houdt rekening met de effecten van de afbouw van de gaswinning. Vanaf 1 oktober 2023 is het gebied waar het effect van aardbevingsbelastingen dient te worden beschouwd kleiner. 

• Nieuwbouw 

SOCOTEC kan voor nieuwbouw bij het funderingsadvies de aardbevingsbelastingen in beschouwing nemen. Door analyse van sonderingen wordt de wateroverspanning in zandlagen als gevolg van aardbevingen berekend en als gevolg daarvan de afname van de draagkracht van funderingspalen of van een fundering op staal. Een voorbeeld van een analyse is hieronder weergegeven. 

• Bestaande bouw

Wanneer schade aan panden in het aardbevingsgebied in Groningen is opgetreden kan niet in alle gevallen een oorzaak worden aangewezen. SOCOTEC wordt in dit soort gevallen regelmatig gevraagd te trachten de oorzaak van een schade vast te stellen. Hiervoor wordt ter plaatse een onderzoek uitgevoerd dat gebruikelijk bestaat uit een lintvoegwaterpassing, het vrij graven van de fundering op één of meer locaties en enkele boringen met handsonderingen. In aanvulling hierop wordt de onlinedatabase het Dinoloket van TNO geraadpleegd. Nagegaan wordt of zettingen en zettingsverschillen kunnen zijn opgetreden als gevolg van verschillen in aanlegniveaus, funderingsbelastingen en/of bodemopbouw. Daarnaast kan een verlaging van de grondwaterstand hebben geleid tot zettingen en zettingsverschillen. Veelal is er sprake van een combinatie van oorzaken. Indien gewenst wordt een oplossingsrichting gegeven voor het uitvoeren van funderingsherstel.

Bedrijfsbebouwing 

Een bedrijfsgebouw bestaat veelal uit een bedrijfshal en/of een kantoor, waarbij door grote overspanningen sprake kan zijn van grote belastingen voor de dragende constructie. Binnen een bedrijfshal wordt de begane grondvloer veelal constructief los gehouden van de dragende constructie. Als verdiepte elementen worden soms laad- en loskuilen gerealiseerd. 

Zowel voor de dragende constructie als voor de vloer wordt bepaald wat de beste manier van funderen is. Eventueel kan ook worden gekeken naar de fundering van de laad- en loskuilen. Voor de bedrijfshal kunnen de funderingselementen, naast een belasting op druk, ook op trek worden belast ten gevolge van wind. 

De beste manier om te funderen is afhankelijk van het ontwerp van het bedrijfsgebouw, van de grondopbouw en van de omgeving. Om de beste methode te bepalen wordt door SOCOTEC een grondonderzoek uitgevoerd en een funderingsadvies opgesteld. 

• Grondonderzoek 

Om een beter beeld te krijgen van de grondopbouw wordt eerst een plan opgesteld met betrekking tot de het grondonderzoek. Dit plan wordt gebaseerd op het ontwerp van het bedrijfspand en de te verwachten grondopbouw. Het onderzoek bestaat over het algemeen uit sonderingen en handboringen. 

Op basis van de grondopbouw en het ontwerp van het bedrijfspand worden de mogelijkheden met betrekking tot de fundering bepaald. Anders dan bij lichte bebouwing zoals woningen, kan het bij grote kolomlasten voorkomen dat een fundering op palen aantrekkelijker is dan een fundering op staal. 

• Dragende constructie 

Voor de dragende constructie wordt in het funderingsadvies een fundering op staal of een fundering op palen uitgewerkt. 

Bij een fundering op staal wordt het pand gefundeerd op betonnen stroken en poeren, die worden aangelegd op een goed verdicht zandpakket. Veelal moet dit goed verdichte zandpakket worden aangebracht middels een grondverbetering, wat inhoudt dat lagen met een onvoldoende vaste pakking worden verwijderd en vervangen door schoon en goed verdicht zand. In het funderingsadvies wordt aangegeven tot welke diepte de grondverbetering moet worden uitgevoerd. Vervolgens wordt het draagvermogen van de poeren en stroken berekend voor diverse afmetingen en wordt een indicatie van de te verwachten zetting en beddingscoëfficiënt gegeven. 

Wanneer een diepe grondverbetering nodig zou zijn, en/of wanneer sprake is van hoge kolomlasten, kan het voordeliger zijn om een fundering op palen toe te passen. Bij een fundering op palen wordt de neerwaartse belasting vanuit de constructie via de funderingspalen overgebracht naar de dieper gelegen zandlagen. Het toe te passen paaltype is mede afhankelijk van de grondopbouw, de omgeving en de beschikbare werkruimte. Van het gekozen paaltype wordt bepaald tot welke diepte de funderingspalen moeten worden aangebracht. Voor diverse paalschachtafmetingen wordt het draagvermogen, de paalkopzakking en de veercoëfficiënt berekend. Wanneer nodig wordt ook het trekdraagvermogen van de funderingspalen berekend. 

Op basis van het funderingsadvies, zowel bij een fundering op staal of op palen, kan een constructeur het funderingsplan verder uitwerken in de vorm van een palenplan, of een plan voor de poeren en stroken.  

Hoogbouw

Bij hoogbouw kan sprake zijn van hoge belastingen die vanuit het gebouw moeten worden overgedragen naar de ondergrond. In een funderingsadvies wordt door SOCOTEC de best mogelijke funderingswijze geadviseerd. Op basis van het funderingsadvies, zowel bij een fundering op staal of op funderingspalen, kan een constructeur het funderingsplan verder uitwerken in de vorm van een palenplan, of een plan voor de poeren en stroken.

• Grondonderzoek

Voordat een funderingsadvies kan worden opgesteld, voeren wij een grondonderzoek uit. Dit onderzoek bestaat veelal uit sonderingen en boringen. Het benodigde aantal onderzoekspunten en de benodigde diepte wordt bepaald op basis van ervaringen in de omgeving en reeds beschikbare projectinformatie. Hierbij zijn vooral tekeningen met plattegronden en doorsneden van de nieuwbouw en een indicatie van de funderingsbelastingen van belang.

Op basis van de sonderingen en boringen kan de fundering van de hoogbouw verder worden uitgewerkt, waarbij zal worden ingegaan op een fundering op staal of een fundering op palen.

• Fundering op staal 

Bij een fundering op staal wordt het pand gefundeerd op betonnen stroken en poeren, die worden aangelegd op een goed verdicht zandpakket. Veelal moet dit goed verdichte zandpakket worden gerealiseerd middels een grondverbetering, wat inhoudt dat lagen met een onvoldoende vaste pakking worden verwijderd en vervangen door schoon en goed verdicht zand. In het funderingsadvies wordt aangegeven tot welke diepte de grondverbetering moet worden uitgevoerd. Vervolgens wordt het draagvermogen van de poeren en stroken berekend voor diverse afmetingen en wordt een indicatie van de te verwachten zetting en beddingscoëfficiënt gegeven. 

• Fundering op palen 

Wanneer een diepe grondverbetering nodig zou zijn, en/of wanneer sprake is van hoge kolomlasten, kan het voordeliger zijn om een fundering op palen toe te passen. Bij een fundering op palen wordt de neerwaartse belasting vanuit de constructie via de funderingspalen overgebracht naar de dieper gelegen zandlagen. Het toe te passen paaltype is mede afhankelijk van de grondopbouw, de omgeving en de beschikbare werkruimte. Van het gekozen paaltype wordt bepaald tot welke diepte de funderingspalen moeten worden aangebracht. Voor diverse paalschachtafmetingen wordt het draagvermogen, de paalkopzakking en de veercoëfficiënt berekend. Wanneer nodig wordt ook het trekdraagvermogen van de funderingspalen berekend. Wanneer de funderingspalen onderdeel uitmaken van een dikke en stijve funderingsbalk of -plaat, dan kan de fundering mogelijk als stijf worden beschouwd. In dat geval kan voor de betreffende funderingspalen worden gerekend met een lagere veiligheid, wat resulteert in een hoger geotechnisch draagvermogen per paal en dus een optimaler funderingsontwerp. 

Wanneer een hoogbouw wordt voorzien van een kelder, dan zijn soms aanvullende adviezen nodig om de kelder veilig, in den droge en met een minimaal risico voor de omgeving uit te kunnen voeren. De additionele adviezen kunnen betrekking hebben op een bemaling en een bouwput of de stabiliteit van een talud. 

Logistieke Centra 

SOCOTEC is betrokken geweest bij de realisatie van vele tientallen logistieke centra in Nederland maar ook in Denemarken, Duitsland en Groot Brittannië. Daarbij hebben we niet enkel de uitvoering van het geotechnische grondonderzoek en de geotechnische advisering verzorgd maar ook tijdens de realisatie de kwaliteitsbewaking voor onze rekening genomen. 

• Kostenbesparing als gevolg van een optimaal funderingsontwerp 

Logistieke centra beslaan vaak (zeer) grote oppervlaktes. Door een optimaal funderingsontwerp kunnen de kosten worden geminimaliseerd. Hier komt SOCOTEC in beeld. De grootste besparing is te realiseren door de vloer op staal te funderen. Het is dus van belang de te verwachten zettingen nauwkeurig in kaart te brengen, Door gericht onderzoek uit te voeren, bestaande uit het verzamelen van historische informatie, korte sonderingen in een dicht raster, boringen en laboratoriumonderzoek kunnen op basis van een gedetailleerd vloerbelastingsschema, gerichte zettingsberekeningen worden uitgevoerd. Voor een vloer zijn immers met name zettingsverschillen en relatieve rotaties van belang. Samen met de opdrachtgever en constructeur wordt dan gezocht naar een uitvoeringswijze waarbij de vloer uiteindelijk op staal kan worden gefundeerd. Indien nodig kan worden gedacht aan het (lokaal) toepassen van een voorbelasting, een dikkere grondverbetering, grindpalen, kalkstabilisatie of iets dergelijks. Indien het productieproces dit toelaat kan ook worden gedacht aan het in de toekomst lokaal liften van de vloer indien de vloerrotaties te groot worden. Dergelijke oplossingen kunnen financieel interessant zijn indien daarmee kan worden voorkomen dat een fundering op palen nodig is. Door de te verwachten zettingen en stijfheden van de ondergrond goed in kaart te brengen, kan mogelijk ook worden bespaard op de dikte van de vloer. Indien de dikte van de vloer met een centimeter kan worden gereduceerd, kan dat al forse besparingen opleveren (het zijn immers vaak zeer grote oppervlaktes). 

Ook indien voor de vloer (en de dragende constructie) toch moet worden teruggevallen op een scenario met funderingspalen, kunnen verregaande optimalisaties mogelijk zijn door gericht onderzoek uit te voeren en slimme keuzes te maken. Zo kan de hart op hart-afstand van de funderingspalen in relatie tot de vloerdikte worden geoptimaliseerd. Dit is een samenspel met de constructeur. Als hierdoor een besparing kan worden bereikt op het aantal palen, de paallengte of de vloerdikte, ook al is het maar 5% of 10%, gaat het vaak over serieuze bedragen. 

Ook het te gebruiken type funderingspaal dient goed te worden afgewogen. Meestal is het zinvol voor de dragende constructie een ander paaltype te gebruiken dan voor de vloer. Weliswaar moeten dan twee stellingen worden aangevoerd, de kosten hiervan vallen vaak in het niet met de besparingen die te bereiken zijn door het toepassen van slankere, kortere funderingspalen voor de vloer. Voor de vloer zijn vaak HSP-palen een goede optie, maar ook grindpalen kunnen in bepaalde delen van Nederland technisch/financieel aantrekkelijk zijn. 

Trillingen en Geluid 

• Trillingen 

Bij het heien van funderingspalen of intrillen van damwanden kunnen, afhankelijk van de gekozen uitvoeringswijze, trillingen worden opgewekt in de ondergrond. Objecten in de vorm van bebouwing en grondlichamen (aardebanen, waterkeringen of ophogingen) die zich binnen het invloedsgebied van deze werkzaamheden bevinden zullen als gevolg hiervan ook een zekere trilling ondergaan waarbij de kans bestaat dat schade optreedt. Dit kan zich bij bebouwing manifesteren in esthetische of constructieve schade. Bij grondlichamen kan deze schade tot uitdrukking komen door instabiliteit van het grondlichaam. 

            SOCOTEC kan trillingsprognoses voor u opstellen voor : 

• Heiwerkzaamheden 
• Intrillen damwanden 

Voor bebouwing worden de uitkomsten van de trillingsprognoses vervolgens getoetst aan de meet- en beoordelingsrichtlijnen van SBR Trillingsrichtlijn deel A “Schade aan gebouwen”. Tevens kunnen trillingen worden getoetst aan SBR deel B (Hinder voor personen in gebouwen) en SBR deel C (Storing van apparatuur). 

Bij grondlichamen worden de uitkomsten van de trillingsprognoses verwerkt in stabiliteitsanalyses. Aan de hand van de resultaten van deze analyses kan de invloed van de trillingen op de stabiliteit van het grondlichaam worden vastgesteld en kan worden getoetst onder trillingscondities het grondlichaam nog steeds aan het gestelde/geldende stabiliteitscriterium voldoet.

Geluid

Als gevolg van het heien van funderingspalen of intrillen van damwanden wordt geluid geproduceerd hetgeen tot overlast in de omgeving kan leiden.

SOCOTEC kan hiervoor voor u geluidsprognoses opstellen.

Monitoring

SOCOTEC heeft tevens de expertise om tijdens de uitvoering van hei- of trilwerkzaamheden volgens een vooropgezet monitoringsplan deze werkzaamheden te bewaken, waarbij de gemeten trillingen en geluid worden getoetst aan de eventueel gestelde interventiewaarde en aan de gestelde grenswaarde.

Het bewaken/monitoren van trillingen vindt plaats door :

• Het plaatsen van trillingsmeters aan of in de bebouwing
• Bij grondlichamen geofoons in de ondergrond te installeren

Het opstellen van het monitoringsplan en het vaststellen van grenswaarden kan SOCOTEC ook voor u verzorgen.

Windturbines 

SOCOTEC is al enige decennia betrokken bij de ontwikkeling van windparken. Daarbij worden onderzoeken en adviezen verstrekt voor de installatie van de windturbines en voor de aanleg van de kraanopstelplaatsen en bouwwegen hiervoor. 

• Fundering Windturbines 

Het specifieke van deze onderzoeken is dat bij de turbines de ondergrond tot op diepte van 35 m of dieper moet worden onderzocht om een ontwerp voor de fundering van de windturbines te kunnen uitwerken. Daarbij wordt gewerkt volgens de specificaties van veelal buitenlandse windturbine leveranciers. De onderzoeken die SOCOTEC verricht, geschieden overwegend in Nederland, België en Duitsland. De voertaal is Engels. Het merendeel van de turbines wordt op palen gefundeerd. Incidenteel, bij een goed draagkrachtige ondergrond relatief kort onder maaiveld, kan op staal worden gefundeerd. 

Bij het ontwerp van de fundering wordt conform de NEN/ABN  de draagkracht (druk- en trek) en vervorming van de fundering bepaald, waarbij rekening wordt gehouden met de paalconfiguratie. Tevens wordt bij een paalfundering de totale vervorming van de fundering met de palen beschouwd en daarnaast de mogelijk vervormingen en momenten ten gevolge van horizontale belastingen op de palen. 

• Kraanopstelplaatsen 

Bij de aanleg van de kraanopstelplaatsen wordt gestreefd naar een eenvoudige fundering (zogenaamde fundering op staal). Hierbij kan met een minder diepe verkenning van de ondergrond worden volstaan; vooral de eigenschappen van de toplagen van de ondergrond en het grondwaterniveau zijn van belang voor het ontwerp. Bij de kraanopstelplaatsen is sprake van relatief hoge belastingen, die kort durend optreden en vaak worden ze op een slappe ondergrond aangelegd. Bij de adviezen worden de Stowa handreiking 02 2019  “Kraanopstelplaatsen bij de bouw van windturbines” en de richtlijnen van de turbineleveranciers gevolgd. 

Over het algemeen kunnen we stellen dat voor deze kraanopstelplaatsen een ontwerp met een laag menggranulaat op verdicht zand, al dan niet met grondwapening,  wordt geadviseerd om de door de leverancier vereist draagkracht te behalen. Tevens worden de afmetingen van de schotten bepaald, afhankelijk van de aangeleverde belastingen van de stempel of rupskraan. Hierbij wordt volgens NEN997-1 getoetst op zowel de geotechnische draagkracht (gedraineerd en ongedraineerd) als op doorponsen. Zo nodig worden ook maatregelen uitgewerkt om de zettingen te reduceren door b.v. voorbelasten, etc. en wordt de macro-stabiliteit gecontroleerd als er sprake is van sloten of taluds naast de kraanopstelplaatsen. 

Incidenteel worden in samenwerking met de project-constructeur ontwerpen met een paalfundering uitgewerkt. Daarbij wordt tevens rekening gehouden met horizontale krachten op de palen. 

• Bouwwegen 

Vanaf de openbare weg en/of tussen de turbines worden toegangswegen aangelegd. Ook hiervoor worden door de leveranciers specificaties verstrekt. Tijdens de bouw worden deze wegen relatief zwaar belast door het bouwverkeer. In deze periode worden aslasten verwacht in de orde van 12 tot 16 ton. Na de bouw zijn de belastingen beduidend geringer. Het merendeel van deze wegen is een onverharde weg, bestaande uit een laag menggranulaat op verdicht zand, al dan niet met grondwapening. Voor de bouwwegen wordt door ons gebruik gemaakt van de CROW-publicaties en NEN997-1 om de draagkracht en stabiliteit te toetsen. 

Aanvullende specialistische adviezen 

Daarnaast zijn voor de aanleg nog vaak aanvullende specialistische onderzoeken en adviezen gewenst zijn zoals b.v.:

• Bemaling van de bouwputten
• Trillingspredicties
• Stabiliteitscontroles bijvoorbeeld bij bouwen nabij waterkeringen, watergangen en/of op ophogingen, etc
• Zettingsanalyses voor ophogingen
• Advies voor aanleg van heiplateaus

Ook bij voornoemde specialistische adviezen kunnen wij u van dienst zijn. 

UItvoeringsbegeleiding 

Verder zijn we ook betrokken bij de begeleiding van de uitvoering. De werkzaamheden hiervoor bestaan o.a. uit: 

• Begeleiding van het boor- en/of heiwerk van de turbines
• Controle van hei- of boorstaten in relatie tot het ontwerp
• Controle van de draagkracht van de bouwputbodem
• Controle van de verdichting van de funderingslagen middels statische, dynamische plaatdrukproeven en sonderingen
• Ondersteuning en advies bij problemen in de bouwput, tijdens heiwerk of bij instabiele kraanopstelplaatsen
• Monitoring van zettingen en vervormingen bij de aanleg 

Woningen 

De fundering van een woning is het deel dat je niet ziet, maar waarvan je wel de effecten ziet als het niet goed is uitgevoerd. De beste manier om een fundering uit te voeren is afhankelijk van het ontwerp van de woning, van de grondopbouw ter plaatse van de bouwlocatie en van de omgeving. Om dit te bepalen wordt door SOCOTEC een grondonderzoek uitgevoerd en een funderingsadvies opgesteld. Een funderingsadvies kan worden opgesteld voor één woning, een bouwblok, een volledige wijk, of juist voor een aanbouw of verbouwing van een bestaande woning. 

• Grondonderzoek 

Op basis van het ontwerp en de plattegrond van de woning en onze ervaringen in de omgeving doen wij een onderzoeksvoorstel voor het grondonderzoek. In dit voorstel staat het benodigde aantal en diepte van de sonderingen en handboringen, die op de bouwlocatie worden uitgevoerd. De sonderingen en boringen zijn de basis om meer inzicht te krijgen in de grondopbouw ter plaatse. 

Op basis van de grondopbouw en het ontwerp van de woning worden de mogelijkheden met betrekking tot de fundering bepaald. Ons doel is altijd om te komen tot een kwalitatief goede en economisch optimale fundering. 

In het funderingsadvies wordt een fundering op staal of een fundering op palen uitgewerkt. 

• Fundering op staal 

Bij een fundering op staal wordt de woning gefundeerd op betonnen stroken en poeren, die worden aangelegd op een goed verdicht zandpakket. Wanneer de aanwezige grond direct beneden de fundering niet voldoende vast gepakt is, dan wordt een grondverbetering uitgevoerd. Dit betekent dat dieper wordt gegraven om de weinig vaste lagen te verwijderen en te vervangen door schoon en vast gepakt zand. In het funderingsadvies wordt aangegeven tot welke diepte de grondverbetering moet worden uitgevoerd. Vervolgens wordt het draagvermogen van de poeren en stroken berekend voor diverse afmetingen en wordt een indicatie van de te verwachten zetting en beddingscoëfficiënt gegeven. 

• Fundering op palen 

Wanneer de grondverbetering tot grote diepte moet worden uitgevoerd om te komen tot een goede fundering, dan wordt het voordeliger om een fundering op palen toe te passen. De neerwaartse belastingen vanuit de woning worden dan via palen overgebracht op dieper gelegen zandlagen. Hierbij hoeft geen diepe grondverbetering te worden uitgevoerd. In het funderingsadvies wordt dan ingegaan op het paaltype, wat mede afhankelijk is van de grondopbouw, de omgeving en de beschikbare werkruimte. Van het gekozen paaltype wordt vervolgens bepaald tot welke diepte de funderingspalen moeten worden aangebracht. Voor diverse paalschachtafmetingen wordt het draagvermogen, de zakking en de veercoëfficiënt berekend. 

Op basis van het funderingsadvies, zowel bij een fundering op staal of op palen, kan een constructeur het funderingsplan verder uitwerken in de vorm van een palenplan, of een plan voor de poeren en stroken. 

Wanneer een woning wordt voorzien van een kelder, dan zijn soms aanvullende adviezen nodig om de kelder veilig, in den droge en met een minimaal risico voor de omgeving uit te kunnen voeren. De additionele adviezen kunnen betrekking hebben op een bemaling en een grondkering of de stabiliteit van een talud.