DPA-paal
Definitie
Een in de grond gevormde, grondverdringende betonnen funderingspaal die trillingsvrij wordt ingeschroefd met behulp van een stalen hulpbuis en een verloren boorpunt.
Omschrijving
Uitvoering en procesgang
De installatie vangt aan met het exact opstellen van de boormotor boven het vooraf uitgezette piket. Een dikwandige stalen hulpbuis vormt hierbij het centrale instrument. Aan de onderzijde van deze buis wordt een losse, gietijzeren of stalen boorpunt geplaatst die de schacht tijdens de neerwaartse beweging volledig afsluit. De machine oefent een combinatie van verticale druk en een hoog koppel uit. De buis schroeft zich de bodem in. De grond wijkt. Door de specifieke vormgeving van de boorkop worden de omliggende grondlagen zijdelings weggeperst en gecomprimeerd, wat de dichtheid van de bodem rondom de toekomstige paalschacht vergroot.
Zodra de vereiste diepte is bereikt, vindt er vaak een controle plaats van de holle buis op de aanwezigheid van water of grondresten. De wapening wordt vervolgens aangebracht. Afhankelijk van de projectspecificaties en de lengte van de paal wordt de wapeningskorf direct in de lege buis gehangen of na het storten in de vloeibare betonmortel gedrukt. Het betonneren geschiedt door de buis te vullen met betonmortel, vaak via een betonpomp die direct op de boorkop is aangesloten.
Tijdens het gecontroleerd omhoog trekken van de hulpbuis blijft de verloren boorpunt als voet op de bodem van het boorgat achter. De buis wordt meestal traag en soms oscillerend of roterend teruggetrokken. De hydrostatische druk van de betonkolom zorgt ervoor dat de ruimte die de buis achterlaat direct wordt opgevuld, waardoor een continue betonnen paal in de verdichte grond ontstaat. Dit proces waarborgt een optimale aansluiting tussen de paalwand en de omliggende grondlagen.
Classificaties op basis van verdringingskracht
Variaties in bodemcompactie
Niet elke DPA-paal wordt op exact dezelfde wijze gefabriceerd, aangezien de bodemgesteldheid de mate van verdringing dicteert. Men spreekt in de praktijk vaak over de standaard DPA-paal versus de zwaardere Double Displacement (DDB) varianten. Bij de standaard uitvoering wordt de grond hoofdzakelijk door de conische vorm van de boorkop opzij geduwd. De DDB-paal gaat een stap verder door gebruik te maken van een boorlichaam dat de grond zowel tijdens de neerwaartse als de opwaartse beweging extra comprimeert. Maximale verdichting. Dat is de essentie. Voor de constructeur betekent dit dat de paalfactor in de berekeningen gunstiger uitvalt dan bij niet-verdringende systemen.
| Type variant | Mechanisme | Primair voordeel |
|---|---|---|
| Standaard DPA | Enkelvoudige verdringing bij indringen | Trillingsvrij, geen grondafvoer |
| DDB (Double Displacement) | Dubbele mechanische verdichting | Hogere schachtwrijving in slappe lagen |
| Verzwaarde punt | Grotere verloren boorpunt | Verhoogde puntweerstand in zandlagen |
Onderscheid met de mortelschroefpaal en Fundex-systemen
Verwarring ligt vaak op de loer bij de vergelijking met de reguliere mortelschroefpaal, ook wel de CFA-paal genoemd. Het fundamentele verschil? Grondtransport. Terwijl de mortelschroefpaal met een doorgaande avegaar de grond naar het maaiveld transporteert, komt er bij de DPA-paal geen korrel zand naar boven. Het systeem is volledig grondverdringend. Geen boorslib, geen afvoerkosten. Dit maakt de DPA-paal bij uitstek geschikt voor locaties met vervuilde grond waarbij men de ondergrond niet wil roeren of naar de oppervlakte wil brengen.
Ten opzichte van de Fundex-paal, die eveneens grondverdringend en trillingsvrij werkt, is de DPA-paal vaak sneller te installeren door de specifieke schroefbeweging en de lichtere materieelinzet. De Fundex-paal wordt echter vaker gekozen wanneer extreem hoge paalbelastingen en zeer grote lengtes vereist zijn. De DPA-paal vormt hierbij de gulden middenweg tussen snelheid, kosten-efficiëntie en het behoud van de bodemintegriteit. Een specialistische keuze. Vaak bepaald door de sonderingen en de nabijheid van belendingen.
Wapeningstypen en betonvariaties
De afwerking van de paal kent verschillende uitvoeringsvormen die afhankelijk zijn van de trekbelasting en de momentkrachten. In de meeste gevallen volstaat een kopwapening die na het storten in de vloeibare betonmortel wordt gedrukt. Eenvoudig en effectief. Maar bij infrastructurele projecten of kantoorgebouwen met hoge windbelasting kan een volledige wapeningskorf noodzakelijk zijn. Deze korf wordt dan voor het betonneren in de lege hulpbuis afgehangen. Het beton zelf varieert doorgaans in sterkteklasse, waarbij C25/30 de standaard is, maar bij specifieke milieuomstandigheden kan de betonsamenstelling worden aangepast om de duurzaamheid van de paal in agressief grondwater te waarborgen.
Praktijksituaties en toepassingen
In de Amsterdamse grachtengordel moeten nieuwe funderingspalen de grond in, direct naast een kwetsbaar rijksmonument. Trillingen zijn hier een doodzonde. Een traditionele heimachine zou scheuren in de gevels veroorzaken, maar de DPA-methode schroeft zich vrijwel geruisloos de diepte in. De trillingsvrije installatie behoedt de omgeving voor schade. Geen onrust in de buurt.
Denk ook aan de transformatie van een oud haventerrein. De grond is zwaar verontreinigd met zware metalen en olie. Bij het boren van gewone palen zou er giftig boorslib naar boven komen, wat leidt tot torenhoge saneringskosten en complexe afvoerprocedures. Met de DPA-paal blijft de grond beneden. De boorkop verdringt de aarde enkel zijwaarts. Besparing op de afvoerkosten? Gigantisch. Geen korrel zand op het maaiveld.
Langs een drukke spoorlijn wordt een nieuw perrongebouw gerealiseerd. De ruimte is beperkt. Omdat er geen grond vrijkomt, blijft de bouwplaats schoon en overzichtelijk. Er hoeven geen vrachtwagens af en aan te rijden om boorresten te verwijderen. De machine perst, de bodem wijkt, het beton volgt. In slappe kleilagen zorgt de verdringing bovendien voor een compacte schil rondom de paal, wat de stabiliteit van de constructie direct ten goede komt. Efficiëntie op een vierkante meter.
Constructieve normering en draagkracht
De berekening van het draagvermogen van een DPA-paal geschiedt strikt conform de vigerende Eurocode 7, in de Nederlandse context nader gespecificeerd in NEN 9997-1. Draagkracht is geen toeval. De constructeur hanteert bij de berekening specifieke paalklassefactoren voor de puntweerstand en schachtwrijving die kenmerkend zijn voor grondverdringende schroefpalen. Omdat de grond wordt gecomprimeerd en niet verwijderd, vallen de rekenwaarden vaak gunstiger uit dan bij niet-verdringende systemen. Dit vereist een nauwkeurige interpretatie van de sonderingsgegevens. De veiligheidsfilosofie van de Eurocode dwingt hierbij tot het hanteren van de juiste partiële factoren voor zowel de belasting als de materiaaleigenschappen van het beton en het staal.
Uitvoeringseisen en omgevingskaders
NEN-EN 12699 en het BBL
Voor de technische realisatie van de DPA-paal is de Europese uitvoeringsnorm NEN-EN 12699 (Verdringingspalen) het leidende document. Hierin staan de eisen geformuleerd met betrekking tot de materiaalkwaliteit, installatieprocedures en de toelaatbare afwijkingen in de positionering van de paal. Binnen het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) vormt deze techniek vaak de oplossing om te voldoen aan de grenswaarden voor geluidshinder en trillingen. De SBR-richtlijnen voor trillingsmetingen dienen hierbij vaak als referentiekader om schade aan belendingen te voorkomen. In het kader van de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen (Wkb) is een sluitende dossiervorming noodzakelijk. Registraties van het boormoment, de betonhoeveelheid en de pull-out snelheid zijn onmisbaar bewijs voor de conformiteit van het geleverde werk.
De opkomst van trillingsvrij funderen
Heien was decennialang de onbetwiste standaard in de Nederlandse funderingstechniek. Totdat de stedelijke verdichting en strengere milieueisen de bouwsector dwongen tot innovatie. In de tweede helft van de 20e eeuw ontstond een groeiende behoefte aan systemen die de draagkracht van een traditionele prefab betonpaal combineerden met de overlastvrije installatie van een boorpaal. De techniek achter de DPA-paal vond zijn oorsprong in de ontwikkeling van grondverdringende schroefpalen in de jaren 70 en 80. Ingenieurs zochten naar een methode om de bodemstructuur mechanisch te verbeteren tijdens het boorproces zelf, in plaats van grond te verwijderen en daarmee de stabiliteit van de omgeving te riskeren.
De vroege voorlopers kampten vaak met een gebrek aan motorvermogen. De mechanische weerstand van het zijdelings wegpersen van grondlagen vereist immers een enorm koppel. Met de komst van krachtige, hydraulische boorkasten in de jaren 90 werd het pas echt mogelijk om buizen met een grote diameter trillingsvrij de grond in te schroeven. De term 'Drilling Push Aside' werd gaandeweg de internationale standaard voor dit specifieke proces. Het markeerde een verschuiving in de regelgeving: van puur kijken naar puntweerstand naar het waarderen van de verbeterde schachtwrijving door compactie. Tegenwoordig is de DPA-techniek volledig geïntegreerd in de Eurocode-normering, ondersteund door geavanceerde computerregistraties die elke omwenteling en de exacte betoninstroom monitoren.
Meer over grondwerk en funderingen
Ontdek meer termen en definities gerelateerd aan grondwerk en funderingen
