Types of Building Foundations & How They Distribute Loads
Wanneer de gemiddelde persoon aan een fundering denkt, komen waarschijnlijk de keldermuren van hun huis in gedachten. Of ze denken aan die persoon die hen elk jaar op hetzelfde tijdstip opbelt om om een donatie te vragen… Een keldermuur, of funderingsmuur, is het deel van een constructie dat weerstand biedt aan de belasting door zijdelingse gronddruk die wordt veroorzaakt door de grond die ertegenaan wordt opgebouwd, maar het brengt ook de belasting van de constructie erboven over op de aarde eronder. Er zijn twee categorieën funderingen die worden gebruikt om de belasting van het gebouw op de grond over te brengen: ondiepe en diepe funderingen. Het bodemtype en de bodemgesteldheid helpen bouwkundig ingenieurs te bepalen welk type fundering het meest geschikt is voor een bepaalde constructie.
Ondiepe funderingen worden vaak aangetroffen onder licht belaste constructies, zoals een huis of een schuur, en bevinden zich dicht onder het aardoppervlak. Een voorbeeld van een ondiepe fundering is een betonnen voet. Betonnen funderingspalen bevinden zich onder funderingsmuren en binnenkolommen en worden gebruikt om de belasting van de bovenliggende constructie over een voldoende groot oppervlak te verdelen, zodat de beweging in de ondergrond eronder wordt beperkt. De grootte van een voetstuk is afhankelijk van de grondsoort die eronder ligt. Als een fundering op klei wordt geplaatst, moet zij veel groter zijn dan wanneer zij op vast gesteente wordt geplaatst, omdat vast gesteente een veel groter draagvermogen heeft.
Ondiepe funderingen zijn gevoelig voor beweging, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden en de grondsoort waarop zij steunen. In Winnipeg bijvoorbeeld, waar ik woon, zijn de meeste funderingen van huizen gebouwd op klei, die opzwelt als hij vocht absorbeert. Het opzwellen van de grond veroorzaakt een deining die de fundering kan optillen en een differentiële zetting van het huis kan veroorzaken. Als het verschil in zetting minimaal is, is het meestal geen structureel probleem en meer een esthetisch probleem. Soms kan de beweging zo ernstig zijn dat de structurele integriteit van het funderingssysteem in gevaar komt en reparatie of vervanging nodig is. Bekijk dit bericht voor enkele andere oorzaken van ondiepe funderingsbeweging en -fouten.
Vlakke platen en platen op de fundering zijn twee andere soorten ondiepe funderingen die worden gebruikt in de bouw en kunnen veel zuiniger zijn dan diepe funderingen als de belastingen niet te groot zijn en de structuur differentiële beweging kan tolereren. Er zijn risico’s verbonden aan een fundering op de begane grond, omdat de grond eronder kan krimpen en uitzetten, wat beweging in de fundering kan veroorzaken. Als de eigenaar zich comfortabel voelt met de beweging van de vloer, dan is dit type vloerplaat de meest economische optie. Als de afwerkingen en apparatuur die op de vloer worden geplaatst geen beweging kunnen verdragen, dan wordt vaak een structurele vloerplaat aanbevolen. Een structurele vloerplaat heeft een lege ruimte aan de onderkant, zodat het zwellen en krimpen van de grond eronder geen invloed heeft op de vloerplaat. Wanneer de bodemgesteldheid niet ideaal is voor ondiepe funderingen, moeten diepe funderingen worden overwogen.
Diepe funderingen worden vaak aangetroffen onder grotere gebouwen waar het gewicht van de constructie zeer hoog is en waar beweging van de constructie niet gewenst is. Deze funderingen dragen de belasting over op de grond ver onder het aardoppervlak. Het meest voorkomende type van diepe funderingen zijn palen. Palen zijn lang en slank en dragen de belasting van een gebouw over door wrijving tussen de zijkant van de paal en de omringende grond, en door lagering tussen de onderkant van de paal en de onderliggende grondlagen. Palen kunnen worden vervaardigd van staal, hout of beton. Stalen palen zijn vaak warmgewalste I-profielen of schroefpalen. Houten palen zijn vaak grote houten delen die onder druk zijn behandeld en worden gebruikt voor tijdelijke of permanente constructies. Betonnen palen zijn ofwel massief zeshoekig of cirkelvormig versterkt met stalen wapening.
Sommigen denken misschien dat de diepte van de fundering correleert met de omvang van de belasting die in de bodem wordt overgebracht, maar dat is meestal niet het geval. Als de belastingen zeer groot zijn, worden diepe funderingen onder het aardoppervlak aangebracht totdat een sterke/dichte bodemlaag wordt aangetroffen, zoals vast gesteente of glaciale grond. Deze hebben beide een zeer hoog draagvermogen dat bodems zoals klei en grind niet kunnen bieden. Palen die zich uitstrekken tot in sterke/dichte bodemlagen worden einddraagpalen genoemd. De locatie van deze grondlagen kan nogal variëren. Op een groot bouwterrein is het mogelijk dat een paal aan het ene uiteinde van het terrein op 50 voet onder het maaiveld terechtkomt, terwijl een paal aan het andere uiteinde van het terrein op 100 voet onder het maaiveld kan stuiten!
Wanneer een paal wordt gebruikt om door middel van wrijving belastingen over te brengen op de omringende grond, worden ze wrijvingspalen genoemd. Een langere paallengte betekent een groter vermogen om belastingen op de omringende grond over te brengen. Wrijvingspalen worden gebruikt wanneer er lichtere belastingen moeten worden overgebracht op de grond en wanneer het niet economisch of haalbaar is de paal helemaal door te trekken tot in een dichte grondlaag. Tegenwoordig worden betonnen wrijvingspalen vaak gebruikt voor de fundering van nieuwe woningen, omdat ze veel stabieler zijn dan funderingspalen.
Funderingen zijn een van de belangrijkste onderdelen van de structuur van een gebouw. Het is jammer dat de grond waarop de bouwbelasting wordt overgebracht, van plaats tot plaats zo kan verschillen. Om de risico’s van funderingen te beperken, is het altijd aan te bevelen een geotechnisch ingenieur een bodemonderzoek te laten uitvoeren. Deze kan aan de hand van de aard van de aangetroffen grond een goed advies geven over de te gebruiken fundering. Voor de meeste nieuwe gebouwen, afhankelijk van uw jurisdictie zult u niet in staat zijn om een bouwvergunning te krijgen zonder een geotechnisch rapport of aanbeveling op basis van ingenieurs ervaring.
Hopelijk geeft dit u enige basiskennis over de funderingen die worden gebruikt om de gebouwen te ondersteunen die u bewoont en ziet in uw dagelijks leven. Als u meer wilt weten over funderingen en andere dingen die te maken hebben met bouwkunde, schrijf u dan in voor onze cursus over de basis van bouwkunde! Heeft u nog vragen over funderingen? Voel je vrij om hieronder een reactie achter te laten.
Als je meer informatie wilt over de grondbeginselen van bouwkunde, voel je vrij om onze Ultimate Guide hier te downloaden.