Funderingen

De fundering vormt de onzichtbare basis van elk bouwwerk en bevindt zich vrijwel altijd onder het maaiveld. Bodemgesteldheid dicteert de methode. In de kern gaat het om het spreiden van de krachten uit de bovenbouw, zodat de grondspanning nergens de toelaatbare grenzen overschrijdt. Zonder een adequaat ontwerp treden er ongelijkmatige zettingen op. Dat leidt tot scheuren in het metselwerk of, in extreme gevallen, tot het volledig bezwijken van de constructie. In Nederland is de bodem vaak een complexe puzzel van zand, klei en veen, wat de funderingskeuze tot een kritiek onderdeel van het voortraject maakt. Het is het raakvlak tussen civiele techniek en architectuur waar geen ruimte is voor gokwerk.

Sonderingen bepalen de koers. Deze mechanische weerstandsmetingen leggen de exacte diepte van de draagkrachtige zandlagen bloot. Bij een fundering op staal vindt ontgraving van funderingssleuven plaats tot op de vaste bank. Men stort hierin beton direct op de ongeroerde grond. Vaak gebeurt dit in combinatie met wapeningskorven die de trekspanningen in het materiaal opvangen.

Is de bovenste bodemlaag te slap? Dan verschuift de uitvoering naar diep funderen. Heistellingen drijven prefab betonpalen de grond in, of boorinstallaties vormen in de bodem gestorte palen die de slappe toplagen penetreren. De koppen van deze palen worden na installatie vrijgemaakt en opgenomen in een netwerk van funderingsbalken of een monolithische vloerplaat. Deze rigide schijf verdeelt de puntlasten van de kolommen en muren over de totale funderingsstructuur. De interactie tussen de paalpunt en de zandlaag, gecombineerd met de kleef langs de paalschacht, waarborgt de stabiliteit van de gehele bouwmassa.

Fundering op staal

Verwarring ontstaat vaak bij de term 'op staal'. Dit heeft niets met het materiaal metaal te maken, maar verwijst naar de 'stalige' of vaste ondergrond waarop men direct bouwt. Geen staal te zien. Hierbij wordt de belasting via verbrede betonnen stroken of poeren rechtstreeks op de draagkrachtige zandlaag overgebracht. Strokenfunderingen volgen de lijnen van de dragende muren, terwijl poeren als solitaire blokken onder kolommen fungeren. Voor lichtere bouwwerken of bij een zeer sterke toplaag volstaat soms een gewapende betonplaat die als een vlot op de bodem ligt, ook wel een plaatfundering genoemd.

Paalfunderingen

Soms is de grond simpelweg te slap. In grote delen van Nederland is de draagkrachtige laag pas meters diep te vinden, wat een diepe fundering noodzakelijk maakt. Prefab betonpalen worden met grof geweld de grond in geheid, een proces dat trillingen veroorzaakt maar direct zekerheid biedt over de draagkracht. Als trillingen een risico vormen voor de omgeving, kiest de aannemer voor in de grond gevormde palen. Een avegaarboor draait dan de grond in, waarna tijdens het trekken van de boor beton wordt geïnjecteerd. Dit is stiller. Het is precisiewerk.

Naast de standaardmethoden bestaan er hybride vormen. Denk aan de schroefinjectiepaal. Deze variant is ideaal voor locaties met beperkte werkruimte, zoals bij renovaties in binnensteden waar een grote heistelling niet kan komen. De paal wordt de grond in gedraaid terwijl cementmortel de omliggende grond verstevigt.

Kijk ook naar de historische houten paalfundering. In oude stadscentra staan duizenden panden op vurenhouten of grenen palen. Zolang deze volledig onder het grondwaterpeil blijven, gaan ze eeuwen mee. Zodra het waterpeil zakt, treedt paalrot op. Een moderne tegenhanger voor lichte uitbouwen is de schroeffundering, een stalen buis met schroefblad die handmatig of met licht materieel de grond in gaat. Geen beton nodig. Snel en droog.

Bij kelders wordt vaak gesproken over een gecompenseerde fundering. De massa van de weggegraven grond is dan ongeveer gelijk aan het gewicht van het gebouw, waardoor de nettodruk op de diepere lagen nauwelijks toeneemt. Een slim samenspel tussen gewicht en opwaartse druk van het grondwater.

Een klassieke situatie: de bouw van een vrijstaande woning op de Veluwe. Het sonderingsrapport toont een draagkrachtige zandlaag direct onder de zwarte grond. De aannemer graaft sleuven tot op de vorstvrije diepte van 80 centimeter onder het maaiveld. Hier worden stroken van gewapend beton gestort. De bakstenen muren rusten direct op deze brede basis. Geen paal nodig. Efficiënt en kosteneffectief.

Heel anders gaat het eraan toe bij een nieuwbouwproject in een Noord-Hollandse polder. De grond bestaat hier uit metersdikke lagen slappe klei en veen. Een zware heimachine slaat prefab betonpalen met een lengte van 18 meter de grond in. Pas wanneer de paalpunt de vaste zandlaag raakt, is er voldoende weerstand. De koppen van de palen worden naderhand 'gesneld' — het beton wordt weggehakt tot de wapening blootligt — om ze te koppelen aan de betonnen funderingsbalken.

Denk ook aan de realisatie van een dakterras of een lichte houten uitbouw in een achtertuin met beperkte toegang. Een zware machine kan de poort niet door. Hier biedt de schroeffundering uitkomst. Met handbediende machines worden stalen buizen met een schroefblad de grond in gedraaid. Direct belastbaar. Geen droogtijd van beton. De houten constructie wordt met stelringen direct op de stalen koppen gemonteerd.

Bij funderingsherstel van een verzakkend monumentaal pand in Amsterdam zie je vaak de 'trillingsarme' methode. In de krappe kelderruimte worden stalen buispalen in korte segmenten de grond in geperst, gebruikmakend van het gewicht van het pand zelf als tegenwicht. Elk segment wordt aan het vorige gelast. Na het bereiken van de zandlaag vult de specialist de buizen met beton en wapening. Het pand krijgt als het ware nieuwe benen zonder dat de buren last hebben van trillingen of scheurvorming.

Kaders en Eurocodes

Constructieve veiligheid is niet onderhandelbaar. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) vormt de wettelijke basis en stelt dwingende eisen aan de sterkte en stabiliteit van bouwwerken. Een fundering mag niet bezwijken. Punt. Voor de technische invulling van deze eisen verwijst het BBL naar de Eurocodes. NEN 9997-1, de geotechnische norm beter bekend als Eurocode 7, is hierbij leidend. Deze norm dicteert hoe geotechnisch onderzoek, zoals sonderingen, moet worden uitgevoerd en hoe de rekenwaarden voor de draagkracht van de grond bepaald worden. Geen nattevingerwerk, maar pure wiskunde toegepast op de grillen van de bodem.

Het ontwerp van de betonconstructie zelf moet voldoen aan NEN-EN 1992 (Eurocode 2). Hierin staan de regels voor wapening en betonkwaliteit. De belastingen die de fundering moet opvangen? Die volgen uit NEN-EN 1991 (Eurocode 1). Eigen gewicht, veranderlijke belastingen en winddruk komen hier samen in een funderingsadvies.

Omgeving en waterhuishouding

Heien veroorzaakt trillingen. De SBR-richtlijnen, specifiek Richtlijn A voor schade aan gebouwen, bepalen de grenswaarden voor deze trillingen om schade aan de omgeving te voorkomen. Overschrijding betekent direct stilleggen van het werk. Daarnaast speelt de Waterwet een cruciale rol bij diepe funderingen of kelders. Voor bronbemaling — het tijdelijk verlagen van het grondwaterpeil tijdens de bouw — is vrijwel altijd een melding of vergunning bij het waterschap nodig. Men kijkt streng naar de effecten op de omgeving. Niemand wil dat de houten palen van de buren droog komen te staan en gaan rotten door jouw nieuwbouwproject. De regelgeving is een web van technische voorschriften en omgevingsrecht.

Funderen begon simpel. Grote keien onder de muren. Spread footing avant la lettre. Maar in de drassige Lage Landen zakte alles weg. De Romeinen gebruikten al houten palen voor hun legerplaatsen en bruggen. Zij begrepen de noodzaak van de diepgelegen draagkrachtige laag. Eeuwenlang bleef de houten paal de norm. Handmatig geheid met een handhei. Zwaar werk. Amsterdam rust op miljoenen stammen vurenhout en grenen. Zolang ze onder de grondwaterspiegel blijven, is er niets aan de hand. Geen zuurstof betekent geen schimmel.

De 19e eeuw bracht stoomkracht. Grotere heimachines. Diepere bereikbaarheid. Tegelijkertijd ontstond de moderne cementindustrie. De introductie van gewapend beton aan het begin van de 20e eeuw markeerde het einde van de absolute dominantie van hout. Beton rot niet. Het draagt meer. De mechanisering zette door en de geotechniek werd een wetenschap. Karl von Terzaghi legde de basis voor de moderne grondmechanica. Sonderen werd de standaard. Tegenwoordig regeert de Eurocode 7. Alles is berekend. Van de trillingsarme schroefpaal in de binnenstad tot de gigantische diepwanden voor parkeerkelders. De geschiedenis van de fundering is de geschiedenis van het beheersen van de ondergrond.

• https://nl.wikipedia.org/wiki/Fundering
• https://keurzeker.nl/fundering-de-verschillende-type-en-eigenschappen/