Heiregistratie

Geen fundering wordt blind geplaatst. Heiregistratie vormt het feitelijke bewijslast-dossier van elke paal die de grond in gaat. Het is de enige manier om na te gaan of de theoretische berekeningen van de constructeur overeenkomen met de weerbarstige praktijk van de ondergrond. Tijdens het heiproces worden variabelen zoals de kalenderwaarden — de indringing per aantal slagen — nauwgezet bijgehouden. Gaat de paal te snel? Dan is de draagkrachtige laag wellicht niet bereikt. Stagneert de voortgang? Dan dreigt paalbreuk. De machinist of een gespecialiseerde toezichthouder ziet toe op de energie-instellingen van de hamer en de valhoogte van het blok. Moderne sensoren op de heistelling digitaliseren dit proces tegenwoordig grotendeels, waardoor real-time monitoring mogelijk is. Data is hierbij de garantie voor veiligheid. Zonder sluitende registratie is een paal constructief gezien waardeloos.

De uitvoering van de registratie start op het moment dat de paalpunt de bodem raakt en het heiblok de eerste slagen afgeeft. Gedurende het gehele proces wordt de voortgang nauwgezet gevolgd, waarbij de focus ligt op de relatie tussen de toegevoegde energie en de indringing van de paal in de bodemlagen. De registratie vindt plaats in vaste intervallen. Meestal per 25 centimeter indringing. Soms per 10 centimeter bij een zeer hoge bodemweerstand.

De kalenderwaarde vormt de kern van de verzamelde data. Terwijl het heiblok ritmisch neerkomt op de paalkop, moet de registratie-eenheid — of dit nu een toezichthouder met een heistaat is of een geavanceerd digitaal systeem met sensoren — elke verandering in de indringingssnelheid relateren aan de diepte die de paalpunt op dat exacte moment bereikt. Hierbij wordt niet alleen gekeken naar het aantal slagen, maar ook naar de variabelen van de heistelling zelf. De valhoogte van het blok. De drukinstellingen van de hamer. Het type mutsvulling dat de klappen opvangt.

Tijdens de laatste fase van het heien, wanneer de paalpunt de berekende draagkrachtige laag nadert, intensiveert de meting. Men spreekt dan van het 'kalenderen' of het bepalen van de stuit. Dit zijn de laatste series slagen waarbij de indringing minimaal is. In de praktijk ziet dit er als volgt uit:

• Vastleggen van basisgegevens: Identificatie van de paal, starttijd en de gebruikte apparatuur.
• Monitoring van de tussenlagen: Noteren van de kalenderwaarden tijdens de passage door minder draagkrachtige grond.
• Bepaling van het eindniveau: De definitieve controle waarbij de indringing per slag (of per 10 slagen) wordt vergeleken met de vooraf gestelde eisen.

Bij moderne systemen worden deze gegevens real-time verwerkt en vergeleken met de beschikbare sonderingen van het terrein. Eventuele afwijkingen tussen de theoretische bodemopbouw en de werkelijke weerstand die de paal ondervindt, worden direct zichtbaar in de datastroom. De resulterende dataset vormt na voltooiing de heistaat, die als bewijslast dient voor de constructieve integriteit van de fundering.

Vormen van vastlegging

In de praktijk maken we onderscheid tussen de traditionele handmatige registratie en de moderne, volautomatische systemen. De handmatige heistaat berust op de scherpe blik van de toezichthouder of machinist. Pen en papier. Een stopwatch. Het tellen van slagen per kwartmeter. Dit is foutgevoelig werk, zeker bij een hoog tempo. Digitale registratie daarentegen vertrouwt op sensoren die direct op het heiblok of de makelaar zijn gemonteerd. Deze systemen loggen elke klap. Ze meten de exacte valhoogte, de druk in de hydraulische slangen en de energieoverdracht zonder menselijke tussenkomst. Data liegt niet. Vaak wordt de term heidagboek gebruikt voor het ruwe logboek van de dag, terwijl de heistaat het officiële, gecontroleerde einddocument per paal is.

Kalenderen versus continue registratie

Niet elk project vereist dezelfde diepgang. Bij een globale controle volstaat soms alleen de stuitmeting aan het einde van de rit. Dit noemen we kalenderen. Men meet dan uitsluitend de indringing van de laatste tien of dertig slagen om te zien of de paalpunt op de zandlaag 'staat'. Contrastrijk hiermee is de integrale heiregistratie. Hierbij wordt de paal van de eerste tot de laatste decimeter gevolgd. Dit is essentieel bij heterogene bodems waar slappe lagen en harde banken elkaar afwisselen. Een paal die 'door zijn stuit' gaat, wordt hiermee direct gedetecteerd.

Verwarring met aanverwante metingen

Heiregistratie wordt vaak verward met de akoestische doormeting (ook wel Pieter-meting of PIT-test genoemd). Het verschil is fundamenteel. De registratie vindt plaats tijdens het heien en zegt iets over de bodemweerstand en de installatie-energie. De akoestische doormeting gebeurt achteraf. Met een hamer en een versnellingsmeter controleert men dan of de paal nog heel is. Geen scheuren. Geen breukvlakken. Ook de PDA-meting (Pile Driving Analysis) is een overtreffende trap; dit is een dynamische proefbelasting met rekstrookjes op de paal zelf om het werkelijke draagvermogen wetenschappelijk vast te stellen, wat veel verder gaat dan de standaard heiregistratie.

Een prefab betonpaal zakt met verdachte snelheid de grond in. Waar de sondering een stevige zandlaag voorspelde, noteert de toezichthouder nu slechts drie slagen per kwartmeter. De kalenderwaarden wijken gevaarlijk af van het ontwerp. Direct overleg met de constructeur volgt. De paal moet waarschijnlijk dieper om de berekende draagkracht te halen.

Het ritme van de heistelling verandert plotseling. De klappen klinken korter en feller. De paal weigert bijna nog te zakken. De laatste stuitmeting geeft een indringing van slechts 8 millimeter per 10 slagen aan. In de heistaat wordt dit 'vaststaan' nauwgezet vastgelegd. Het is het onomstotelijke bewijs dat de draagkrachtige laag definitief is bereikt.

Soms faalt de techniek. Een hydraulische hamer die niet op vol vermogen slaat, zorgt voor verwarring op de bouwplaats. De registratieapparatuur detecteert echter dat de valhoogte inconsistent is. Dit resulteert direct in vertekende kalenderwaarden. Zonder deze real-time monitoring zou men onterecht concluderen dat de grond zwaarder is dan in werkelijkheid. De fundering loopt dan gevaar.

Denk aan een drukke stadskern waar trillingsvrij werken vereist is. De heiregistratie koppelt hier de slagenergie aan de trillingsmeters in de omgeving. Men ziet direct de correlatie. Te hard slaan betekent te veel trilling; de data dwingt de machinist tot een fijngevoeligere aanpak. De grafiek op het scherm in de cabine is leidend voor elke volgende beweging van de hamer.

Een paal die uit het zicht verdwijnt, blijft juridisch op de radar staan. Zonder deugdelijke heiregistratie voldoet een bouwwerk simpelweg niet aan het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL). De wet eist namelijk een aantoonbare constructieve veiligheid van de hoofddraagconstructie. NEN 9997-1, de Nederlandse invulling van Eurocode 7, vormt hierbij de technische kapstok. Deze norm verplicht de verzameling van installatiegegevens om te verifiëren of de werkelijkheid in de bodem overeenkomt met de aannames uit het geotechnisch ontwerpmodel.

Met de komst van de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen (Wkb) is de status van de heistaat verschoven. Het is niet langer een intern lijstje van de heibaas. Het is een cruciaal bewijsstuk in het dossier voor het bevoegd gezag. De kwaliteitsborger toetst of de registratie consistent is. Ontbreken de kalenderwaarden of wijken ze onverklaarbaar af van het sonderingsonderzoek? Dan volgt er geen verklaring van conformiteit. Geen verklaring betekent geen ingebruikname van het pand. Een administratieve plicht met fundamentele gevolgen.

Daarnaast stelt de NEN-EN 12699 (Uitvoering van bijzonder geotechnisch werk - Verdringende palen) specifieke eisen aan de monitoring tijdens de installatie. Het gaat hierbij niet alleen om de diepte. Ook de energieoverdracht en de integriteit van de paal tijdens het heiproces moeten traceerbaar zijn. Voor projecten nabij belendingen gelden vaak aanvullende beperkingen uit de SBR-richtlijnen voor trillingen, waarbij de heiregistratie dient als bewijs dat de gehanteerde slagenergie binnen de vergunde grenzen is gebleven.

Het begon met de stopwatch en het potlood. Voordat digitale sensoren de overhand namen, rustte de volledige bewijslast van een fundering op de schouders van een toezichthouder die met een beduimelde heistaat de vorderingen bijhield. De geschiedenis van heiregistratie is nauw verweven met de transitie van houten naar prefab betonnen palen in de vroege twintigste eeuw. Bij hout was de 'stuit' vaak een kwestie van intuïtie en ambachtelijk gevoel; het materiaal gaf zelf aan wanneer de weerstand maximaal was. Beton vereiste echter hardere cijfers.

De term 'kalenderen' stamt uit deze analoge periode. Het verwees naar het ritmisch vastleggen van de indringing per tijdseenheid of slagserie, vergelijkbaar met hoe een kalender de tijd markeert. Tijdens de naoorlogse wederopbouw werd de heiregistratie geprofessionaliseerd. De introductie van de diepsondering (CPT) maakte het noodzakelijk om de theoretische bodemlagen te matchen met de werkelijke heistatistieken. Men telde handmatig de slagen per 25 centimeter. Foutgevoelig werk. Een moment van onoplettendheid betekende een gat in het funderingsdossier.

In de jaren tachtig vond de technologische omslag plaats. De komst van elektronische sensoren en de toepassing van de 'stress wave theory' tilde registratie van een administratieve handeling naar een wetenschappelijke analyse. Men ging verder dan alleen slagen tellen; de energieoverdracht in de paal werd meetbaar. De moderne heiregistratie is nu volledig gedigitaliseerd, waarbij GPS-coördinaten en real-time data-acquisitie de subjectiviteit van de menselijke waarneming volledig hebben geëlimineerd. Wat ooit een simpel lijstje was, is nu een complex databestand geworden.

• https://www.joostdevree.nl/shtmls/heiregister.shtml
• https://www.joostdevree.nl/bouwkunde2/jpgp/pdf_133_richtlijnen_onderzoek_funderingen_onder_gebouwen.pdf
• https://goedgefundeerd.nl/downloads/algemeen/funderingsonderzoek?download=25:15-02-26-richtlijn-f3o-onderzoek-beoordeling-houtenpaalfunderingen-gebouwen
• https://openresearch.amsterdam/image/2024/7/3/arb_2_0_amsterdamse_risicoscan_bruggen.pdf