Funderingsvernieuwing

Transcriptie

1 Funderingsvernieuwing Ontwikkeling van een alternatieve fundering - BIJLAGEN - Daphne Dales

2 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 1

3 2

4 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 3 Inhoudsopgave I. Interviews en bezoeken Interview 1: A. van Wensen Interview 2: A.T.P.J. Opstal Interview 3: J. de Wit Interview 4 en bouwplaats bezoek: J.W. Boonstoppel Bouwplaats bezoek: J.W.A.A. Oome Interview 5: R. Lievaart 28 II. Problematiek Inleiding Funderingstypen Oorzaken en gevolgen van funderingsschade Onderzoek en beoordeling Maatschappelijk relevantie 41 III. Toegepaste oplossingen voor funderingszettingen Inleiding Grondwaterstand omhoog brengen Funderingsherstel Funderingsvernieuwing Palen gebruikt voor funderingsherstel en -vernieuwing Overzicht van de voor- en nadelen 65 IV. Referentieprojecten Referentieproject 1: Oudemanhuispoort 1A Referentieproject 2: Marthinus Steynstraat Referentieproject 3: Gerard Scholtenstraat Referentieproject 4: Westersingel V. Referentiemodel Situatie Fundering: houten palen Woning Gewichtsberekening Grondopbouw Zettingen Na de ingreep 107 VI. Funderingsmethoden Funderen op staal Grondverbetering Funderen op palen 110 VII. Schema s en figuren bij studies Constructief systeem; mechanica schema s Doorgaande ligger Ligger in delen Allen druk of trek Analyse van de geoptimaliseerde liggers C2, E en H Vloer verwijderen in vergelijking tot afgraven Vergelijking voorspanne en traditioneel wapenen Mechanica schema Materiaal gebruik Berekening voorspannen Grondvervanging 125

5 VIII. Karton Technische eigenschappen van karton Beargumentering keuze karton bekisting Benodigde wanddikte massief karton Modelleren van honingraatkarton Opzet van een iteratief model Bepalen van de Elasticiteitsmodulussen 140 IX. Proefresultaten 141 X. Wapeningsberekening Berekening gereduceerde dwarskracht Berekening verankeringslengte Invloedsfactoren verankeringslengte Bepaling staal massa voor verschillende uitvoeringsvormen 144 4

6 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5

7 I. Interviews en bezoeken 1.1 Interview 1: A. van Wensen Naam: A. van Wensen Datum: 20 oktober 2011 Plaats: Dordrecht Ontvangen documenten: BVFP Dordrecht: Nieuwsbrief 52 SPFN: stappenplan bij het vermoeden van problemen bij houten funderingen SPFN: Verbreed rioolplan in relatie met funderingsproblematiek SPFN: Waar let ik op bij het (ver)kopen van een woning? Ministerie van VROM: Het herkennen en aanpakken van eventuele funderingsproblemen bij koop of verkoop van een woning Manifest voor funderingsherstel CUR richtlijn funderingsherstel conceptversie mei 2011 Doel van het interview: Maatschappelijk Huidige wijze van uitvoering funderingsherstel Welke activiteiten de meeste overlast veroorzaken voor de eigenaren Wat zou er beter en goedkoper kunnen volgens de eigenaren Redenen dat men niet aan funderingsherstel begint Nieuw systeem Wat zou er volgens de betrokkenen beter kunnen. Hoe denken de betrokkenen over de toepassing van een ander systeem? Opmerking: veel van de verkregen informatie is toegespitst op de gemeente Dordrecht. Echter is dit ook breder te trekken over Nederland en zelfs daar buiten. Algemene vragen 1. Wat is uw rol binnen de toepassing van funderingsherstel? De heer A. van Wensen is in aanraking gekomen met funderingsherstel door dat hij met vele andere bewoners van Dordrecht een brief ontvingen met de mededeling dat de woningen van voor 1970 op een houten paalfundering staat die aan het rotten is. Vervolgens zijn werkgroepen opgericht welke uiteindelijk tot twee werkgroepen verenigd zijn. Ad van Wensen heeft een bouwkundige achtergrond en heeft plaats genomen in het bestuur van de Belangen Vereniging Funderings Problematiek Dordrecht. Deze vereniging komt op voor de woningeigenaren en heeft een rechtszaak aangespannen tegen de gemeente Dordrecht. De voornaamst oorzaak van de aantasting van de houtenpalen is de gedaalde grondwaterstand en dit is door de gemeente gedaan. Uiteindelijk heeft de gemeente deze zaak gewonnen maar is er toch een subsidie voor eigenaren gekomen en doet de gemeente onderzoek om te bepalen welke woningen dringend toe zijn aan funderingsherstel. Omdat het probleem van aantasting van houten paalfunderingen op meer plaatsen in Nederland speelt is de Stichting Platform Funderingen Nederland opgericht. Deze stichting komt op voor de belangen van woning eigenaren en is bezig met het opzetten van een kennisbank. Ook streeft men naar duidelijke wetgeving betreffende wateronderlast. Onder andere deze wetgeving moet bijdragen aan een grotere bekendheid van het probleem, zodat ook bij (ver)koop van woningen de fundering bekeken en besproken wordt. 6

8 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 2. Op uw website geeft u adviezen aan woning eigenaren die over moeten gaan tot funderingsherstel. Zijn er naast deze groep ook andere betrokkenen? Eigenaar Gemeente Woningbouworganisatie Huurder Anders: uitvoerder/aannemer, omwonenden, makelaars 3. Wilt u een afdruk van het eindverslag ontvangen? Graag, de heer van Wensen is benieuwd naar de bevindingen. Funderingsherstel 4. Wat zijn de oorzaken van aantasting van de fundering? Kunt u deze opnoemen beginnende bij de oorzaak die het meest voorkomt? Meest voorkomende oorzaak in de daling van de grondwaterstand, hieronder de redenen hiervan: De oorzaak hiervan is meestal te vinden bij openriolen. Doordat rioleringen oud zijn, zijn deze niet meer waterdicht, grondwater loopt in de riolen wat een daling van het grondwater tot gevolg heeft. Woningen die gefundeerd zijn op staal op een locatie waar de grond niet stijf genoeg is verzakken door de jaren heen. Om et voorkomen dat de kruipruimte van deze woningen onderwater komt te staan heeft de gemeente ingegrepen en het grondwater omlaag gebracht. figuur 1.1: Waterstand t.g.v. open riool 5. Wat zijn de methoden die worden toegepast voor funderingsherstel? Kunt u deze opnoemen beginnende bij de meest voorkomende toepassing? Funderingen op palen Injecteren van de houten palen; verschillende harsen zijn in laboratoria getest. Hier werkten zij goed, het hout rot niet verder en de draagcapaciteit blijft behouden. Echter in de praktijk blijken de injecties niet toepasbaar. Door de hoge vochtigheid van de houten palen hebben de harsen niet het gewenste effect. Optoppen; een deel van de houtenpaal wordt verwijderd. Zover als nodig is om weer onder de grondwaterstand te komen. Het verwijderde stuk wordt vervangen voor een betonnen blok. Deze methode wordt steeds minder toegepast om de volgende redenen: - Het draagvermogen van de palen neemt niet toe, wanneer dit onvoldoende was zal het na optoppen niet beter zijn. - Ongelijke zettingen worden met deze methode niet tegen gegaan. - Ook negatieve kleef blijft een neerwaartse kracht uit oefenen op de paal. - Grenen palen zijn vaak te sterk aangetast, waardoor alleen het verwijderen het bovenste gedeelte niet genoeg is. Het draagvermogen van de palen is zodanig aangetast dat de palen niet meer voldoen. Grenen hout heeft een grotere spintlaag, deze wordt aangetast door bacteriën. De belangrijkste reden voor het niet meer toepassen van deze methode is het blijvende dalende niveau van de grondwaterstand. Bij optoppen zal men de houtenpaal tot op het niveau van de onderkant van de riolering moeten vervangen. Hiervoor moet men zo ver afgraven dat het goed koper is een nieuwe fundering te plaatsen Stalen buispaaltjes aanbrengen onder de bestaande funderingsbalk. Een deel van het metselwerk wordt verwijderd, vervolgens wordt door de fundering heen een buispaal aangebracht. 7

9 Nadeel: Deze methode wordt weinig toegepast omdat trillingen blijven. Er is geen constructieve vloer aanwezig, waardoor geen extra stijfheid gecreëerd wordt. Nog steeds zal de woning trillen wanneer een auto door de straat rijdt. Grondwater ophogen; Lokaal ter plaatsen van de woningen wordt het water opgehoogd. Het opnieuw dalen van het grondwater door een open riool wordt voorkomen door het injecteren van de grond met waterglas. Hierdoor wordt een muurtje gevormd welke het grondwater onder de woning hoog houdt. Deze blokkade is niet te hoog aangelegd zodat het water niet te hoog komt en in de kruipruimte komt te staan. Deze methode is niet altijd mogelijk. Er moet ruimte in en boven de grond zijn, denk aan stoepen en leidingen. figuur 1.2: Regelen van het grondwater Met behulp van nagespannen voorgespannen betonbalken. Hiervoor worden palen aan de buitenzijde van de voor en achter gevel aangebracht. Hierop komen in situ betonnen balken, welke door middel van sparingen in de wand, de wand dragen. Na het storten van het beton worden deze balken voorgespannen. Bij dragen de wanden worden twee balken toegepast, bij scheidende wanden één. Voordeel: Balken worden onder de begane grondvloer aangebracht. Nadeel: Maximale lengte is 11 meter, bij grotere afstanden wordt een smalle buispaal in de woning in de grond gebracht. Daarbij komen de buispalen buiten de woning te staan, als dit in de tuin is gaat het redelijk makkelijk. Is het echter in openbaargebied dan liggen er leidingen in de grond die mogelijk om gelegd moeten worden. Omdat deze niet van één partij zijn geeft dit veel regel werk en hogere kosten, waardoor andere methodes goedkoper zijn. Daarbij moet de balk op een diepte 50 cm onder het trottoir aangebracht te worden om het scheef zakken van het trottoir te voorkomen. Herstel met de tafelconstructie; nieuwe palen in de vorm van stalen buispalen. Hierop een constructieve betonvloer welke middels inkepingen de wanden draagt. Nadeel: Ondanks dat dit beton getrild wordt blijkt na het weghalen van de bekisting aan de buitenzijde van de gevel dat de inkepingen niet altijd volledig gevuld zijn. Dit heeft grote gevolgen voor de constructieve draagweg. Om deze reden dient men nu maar tot tweederde van de hoogte van de sparing te storten zodat te zien is tot hoe ver het beton is aangebracht. Deze methode kan ook onder de begane grondvloer uitgevoerd worden. Er wordt een werkruimte gecreëerd door het afgraven van de grond tot een hoogte van minimaal 1,80 meter. De heimachine kan in deze ruimte werken. Voordeel: De bewoner heeft minder overlast, de begane grond blijft bewoonbaar. Nadeel: de kosten zijn hoger, echter wordt er bespaard op de bijkomende kosten (ontruimen, opslaan, en mogelijk nieuwe keuken). Afhankelijk van de situatie kan dit een goede methode zijn. 8

10 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Funderingen op staal Funderingen op staal zullen op ondergronden zoals deze in Dordrecht en Rotterdam te vinden zijn altijd blijven zakken. Door deze zakkingen komen de kruipruimtes onder het niveau van het grondwater te liggen, met wateroverlast tot gevolg. Er zijn zelfs woningen waarvan de begane grondvloer lager ligt dan het hoogste punt van de straat waar zij aanliggen. Soms besluiten bewoners de houten vloer, welke aangetast wordt door de hoge waterstand te vervangen voor een betonnen vloer. Echter is deze vloer zwaarder met grotere zakkingen tot gevolg. Grondverbetering: Deze toepassing heeft alleen nut bij een fundering op staal en bij een zandgrond. In de probleemgebieden vinden we met name kleigronden, waardoor deze methoden niet toe te passen is. Tafelconstructie; Wanneer deze woningen in een bouweenheid staan met allemaal woningen op staal, kunnen verder zettingen voorkomen worden door hier ook een paalfundering aan te brengen. Hierbij zal het nodig zijn de woning op te vijzelen, dit om de woning weer terug te brengen op het oorspronkelijke niveau en ze recht te zetten. Nadeel: dit is een kostbare ingreep, woningen op staal zijn vaak lage woningen (2 verdiepingen) met een lage waarde. De kosten van de ingreep zijn hoog vergeleken met de woningwaarde. Wanneer de woning aan een zijde op de fundering van het buurhuis staat, welke op palen is gefundeerd (scharnierwoning), zakt de woning scheef weg. Een oplossing is de andere zijde ook op palen zetten en de woning recht vijzelen. Een andere optie is de woning slopen en terugbouwen op een eigen fundering, de woning zal nog steeds zakken maar met gelijke zettingen en het buurpand wordt niet meegenomen. Vragen met betrekking tot de maatschappelijke relevantie 6. Kijkend naar deze methoden, kunt u aangeven welke activiteiten binnen het funderingsherstel de meeste overlast voor de eigenaren meebrengen? Voor de eigenaren is het belangrijk één prijs af te spreken met de uitvoerder. Uit ervaring blijkt eigenaren vertelt wordt dat de kosten zijn terwijl deze uiteindelijk op komen te liggen. Als er duidelijke afspraken zijn,zijn de kosten voor meerwerk voor de uitvoerder. Daarbij is het voor de bewoners gunstiger wanneer de herstelwerkzaamheden onder de begane grondvloer uitgevoerd worden. De overlast is dan beperkt dit weegt op tegen de extra kosten. 7. Kijkend naar deze methoden, heeft u een idee welke handelingen geoptimaliseerd kunnen worden? Denk hierbij aan een kortere doorlooptijd en lagere kosten. Door de uitvoer van meerdere woningen tegelijk kan de prijs lager zijn. De uitvoering wordt dan als een trein uitgevoerd, als bij de derde woning de vloer eruit gaat worden bij de eerste de palen aangebracht. 8. Wat zijn volgens u de grootste nadelen aan de wijze waarop het funderingsherstel nu wordt uitgevoerd? De kosten zijn hoog, daarbij brengt het grote overlast met zich mee. Nadelen aan de methodes die gebruikt worden zijn: Tafelconstructie: beton dat niet volledig in de sparingen zit. Ook zijn er projecten geweest waarbij de wapening boven de vloer uit kwam na storten. Stalen buisplaatjes door de bestaande fundering; onvoldoende stijfheid. 9. Naast het funderingsherstel zelf, vraagt ook het uit- en inruimen van de ruimte tijd. Hoe lang denkt u dat de ruimte niet bruikbaar is voor de eigenaar? 6 weken tot 2 maanden Wat zijn de voornaamste redenen dat eigenaren niet overgaan tot funderingsherstel? Denk hierbij aan; kosten, overlast, duur van het herstel, het niet inzien van de noodzaak

11 Funderingsherstel dient voor de hele bouweenheid tegelijk uitgevoerd te worden. Het bij elkaar brengen van de buren is het grootste probleem Het kan om meer dan 40 woningen gaan, om iedereen mee te laten doen is veel overtuigingskracht nodig. De meest voorkomende reden dat eigenaren net meedoen zijn de kosten. Het is een dure ingreep die niet iedereen zich kan veroorloven, er zijn eigenaren die grote schulden hebben overgehouden aan het herstel. Daarbij neemt de waarde van woningen of door de inflatie op de woningmarkt, het is moeilijker de investering terug te verdienen. Men moet op kosten van 1200 per m2 rekenen, afhankelijk van de paallengte/heidiepte. Daarbij zijn er bewoners met een hoge leeftijd die het niet meer uitmaakt, tegen de tijd dat de problemen te groot worden zijn zij er niet meer. Door de geringe informatie van de gemeente ziet niet iedere bewoner de noodzaak van funderingsherstel in en denkt dat het nog wel kan zoals het nu is. Ook bij het (ver)kopen van woningen is dit te merken, de funderingsproblemen worden verzwegen waardoor de nieuwe eigenaar met de problemen zit. Omdat deze zelf onderzoek uit moet laten voeren is het zijn eigen probleem en zal zelf moeten betalen. Samenwerking met derden (gemeente, woningbouworganisatie, uitvoerder) 1. Wat is de rol van de gemeente betreffende uitvoering van funderingsherstel. Stellen zij hier eisen voor op? Komen ze eigenaren financieel tegemoet? Dordrecht wordt als voorbeeld genomen. Hier heeft de gemeente de problematiek voor de bewoners verzwegen, waardoor er geen preventieve maatregelen (grondwater omhoog brengen) zijn genomen. Op het moment dat de bewoners ingelicht werden was het al te laat. Een rechtszaak is aangespannen tegen de gemeente, zij waren schuldig aan de verlaging van grondwater. Echter is de gemeente in zijn gelijk gesteld omdat zij anders failliet zou gaan. Op het moment doet de gemeente metingen en krijgen de woningen die binnen 5 jaar grote problemen krijgen een vergoeding. 2. Wordt de nieuwe constructie ook ter goedkeuring aan de gemeente gestuurd? Heeft u het idee dat de gemeente voldoende kennis heeft over funderingsherstel om deze keuring juist uit te voeren? In eerste instantie wist de gemeente niet wat te doen. Goedkeuring werd gegeven zonder alles goed te bekijken. Inmiddels is de gemeente Dordrecht van alles op de hoogte. Er zijn aannemers die funderingsherstel zien als een verbouwing en geen vergunning aanvragen. Deze projecten moeten onderschept worden, om fouten te voorkomen. 10

12 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 3. Wat is de rol van woningbouworganisaties betreffende uitvoering van funderingsherstel. Passen deze organisaties ook funderingsherstel toe? En wat is over het algemeen de aanpak van deze organisaties, hoe regelen zij dit met hun huurders? Woningbouworganisaties schrijven de woningen af. Wanneer deze niet meer bewoonbaar zijn zal een woningbouw eerder besluiten de woningen te slopen en nieuw te bouwen. Dit geeft vreemde situaties in de wijk. Ook zin er woningbouwverenigingen die de woningen aan hun huurders verkopen. In een bouweenheid bevinden zich woningen van eigenaren en van de coöperatie, dit heeft een negatieve invloed op de samenwerking voor funderingsherstel. Echter zal de coöperatie hier minder snel toe geneigd zijn dan de eigenaren, zie figuur. particulier woningbouw figuur 1.3: Bouweenheid met particuliere woningen en woningen van de woningbouw Vragen over het verbeteren van het systeem 4. Welke activiteiten of aspecten van het funderingsherstel ziet u graag verbeterd? Heeft u ook een idee hoe dit zou kunnen? De kwaliteit van het herstel werk moet beter zijn. Er wordt gewerkt aan een CUR-aanbeveling. Dit zal een keurmerk worden waaraan uitvoerders moeten voldoen, zo wordt de kwaliteit gegarandeerd. Extra informatie Bouweenheid Het aanbrengen van een nieuwe (paal)fundering dient per bouweenheid te gebeuren, anders is de invloed niet zoals gewenst. Wanneer slechts één woning of enkele woningen een nieuwe fundering krijgen zullen deze scheef getrokken worden door de woningen die niet een nieuwe fundering hebben. Ook woningen die later gebouwd zijn, maar wel op de fundering van de bestaande bebouwing, dienen meegenomen te worden in het herstel. Er zijn ook gevallen waar twee losse eenheden verbonden worden doordat hier een woning tussen geplaatst wordt. Zo kan een bouweenheid helemaal rondlopen behoort een heel bouwblok bij de bouweenheid. Wanneer en deel van het blok niet meedoet met het funderingsherstel is het mogelijk een dilatatie toe te passen. Deze dient dan wel door te lopen tot en met de funderingsbalk. De gehele woning blijft op de oude fundering staan, wanneer deze verder verzakt, neemt hij het buurhuis niet mee. Funderen op staal en palen in dezelfde straat Er zijn situatie waarin het voorkomt dat aan dezelfde straat zowel woningen op palen als woningen op staal staan. Dit is duidelijk te zien wanneer de woningen gaan verzakken, de woning op staal vertoont ongelijke zakkingen, de zijde welke op palen staat verzakt minder, met scheuren tot gevolg (scharnierpand). Een mooi voorbeeld is een straat waar aan een zijde woningen op palen staan en aan de andere zijde op staal. De woningen op staal zijn zover gezakt, dat de straat ook omlaag gebracht is, de stoep loopt op dit moment af naar de woningen. Deze woningen op staal hebben inmiddels de begane grondvloer op of onder het niveau van de straat liggen. Ondertussen hebben de woningen aan de overzijde een trap voor de woning aan moeten brengen om de voordeur bereikbaar te houden (zie foto s). 11

13 12

14 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 1.2 Interview 2: A.T.P.J. Opstal Naam: ing. A.T.P. J. Opstal Bedrijfsnaam: IGW Rotterdam Datum: 1 november 2011 Plaats: Rotterdam Ontvangen documenten: CUR Handboek funderingsherstel en vernieuwing Pudelko en DS Bouw rapport funderingsvernieuwing Amsterdam Doel van het interview: Doelgroep Hoe staat de gemeente in het proces van funderingsherstel? Welke taken en verantwoordingen heeft de gemeente? Wat kan er volgens deze groep verbeterd worden aan de huidige methoden Rol van de gemeente in constructief opzicht Uitvoering Huidige wijzen van uitvoering funderingsherstel Frequentie van uitvoering van herstelmethoden Voor- en nadelen van herstelmethoden Welke palen worden gebruikt voor funderingsherstel Praktisch Wat is de functie van werkvloer Is er tegendruk nodig voor de persopstelling? Nieuw systeem Hoe wordt er door de A. Opstal gedacht over de toepassing van een ander systeem? Algemene vragen 1. Kunt u uw dagelijkse werkzaamheden beschrijven? De heer Opstal is onder andere bezig met het schrijven van een handboek voor iedereen die moet funderingsherstel in aanmerking komt. Dit handboek wordt samen met betrokken partijen; aannemers, woningbouworganisaties, adviesbureaus gevormd. Daarbij voert het Ingenieursbureau Gemeente Werken Rotterdam onderzoek uit bij panden die kritiek zijn. Inwoners met mogelijke funderingsschade kunnen zich melden bij het funderingsloket Rotterdam, wanneer na het afnemen van enkele vragen blijkt dat deze mensen daadwerkelijk funderingsproblemen hebben, kan de gemeente hier metingen uitvoeren om de grote van de schade te bepalen. Daarbij zijn de risico gebieden in kaart gebracht zo dat men weet waar schade te verwachten is en wanneer een inwoner schade meld kan hier bepaald worden of de belendende panden mee genomen dienen te worden in herstel. 2. Wilt u een afdruk van het eindverslag ontvangen? Ja, graag, benieuwd of er een goede nieuwe manier is. Mocht ik eerder hulp nodig hebben, kan ik contact opnemen met de heer Opstal. Ik heb een aantal vragen over de methoden welke gebruikt worden voor funderingsherstel en de rol van de gemeente in het proces. Ik kan deze vragen stellen, maar misschien heeft u een voorbeeld project dat als verduidelijking kan dienen? Per mail zal een voorbeeld project met het gebruik van een persmachine en het vijzelen van een gebouw toe gestuurd worden. Daarbij is een conceptversie van het handboek voor funderingsherstel en vernieuwing ontvangen. De heer Opstal wijst er op dat er onderscheidt gemaakt wordt tussen funderingsherstel (waarbij de bestaande fundering zijn functie behoudt) en funderingsvernieuwing (waarbij een nieuwe fundering wordt toegepast en de bestaande fundering zijn functie verliest. 13

15 Funderingsherstel Sheet 3 3. Kunt u naast de genoemde oorzaken van aantasting van de fundering meer oorzaken noemen? De oorzaken genoemd in de presentaties zijn de oorzaken van funderingsschade, welke tot nu toe bekend zijn. Ja 4. Wordt herstel naast bij funderingen op palen ook voor funderingen op staal toegepast? Sheet 4 t/m Wat zijn de methoden die u toepast ziet voor funderingsherstel? Kunt u deze opnoemen beginnende bij de meest voorkomende toepassing? 6. Kunt naast de genoemde voor- en nadelen nog andere voor- en nadelen noemen? 7. Wat is op technisch vlak het grootste probleem waar tegen aangelopen wordt? Dit zijn de methode zoals genoemd in de presentatie. Bij enkele methode heeft de heer Opstal zijn kanttekeningen geplaatst. Palen bij plaatsen: Dit lijkt een goede methode waarbij de functie van de bestaande fundering in tact blijft. Echter is dit niet eenvoudig, doordat de nieuwe palen over het algemeen een grote stijfheid hebben dan de houtenpalen, zullen deze palen de belasting naar zich toe trekken. Het is niet te bepalen hoe groot het verschil in stijfheid is, ook de stijfheid van het bovenliggende metselwerk speelt een rol in de belasting verdeling. Om zeker van deze constructie te zijn dienen de nieuwe palen voldoende draagkracht te hebben om het hele bovenliggende casco te dragen. De heer Opstal is bezig met onderzoek naar het gedrag van een fundering bestaande uit houten palen en stijvere beton palen. Mogelijk kunnen de nieuwe palen slapper uitgevoerd worden, door het gebruik van een ander materiaal of door de diepte van in brengen, wanneer deze niet tot de draagkrachtige laag worden aangebracht, zullen ze zich minder stijf gedragen. Paalkopverlaging: (Optoppen is niet een woord dat hiervoor gebruikt wordt) Dit kan een oplossing zijn, maar doordat de toekomst onbekend is, kan het een oplossing zijn voor slechts enkele jaren. Door een zakking van de grondwaterstand of aantasting van de houten paal op een lagerniveau, welke nu niet bekend is, is het mogelijk dat na een aantal jaar opnieuw herstel nodig is. Ook wordt geen rekening gehouden met negatieve kleef, het is geen oplossing met een levensduur van 50 jaar. Daarbij blijft de draagkracht gelijk, waardoor uitbereidingen van de woning niet mogelijk zijn. Tafelmodel: Deze methode wordt het meest uitgevoerd. Het verwijderen van de houten begane grondvloer is niet zo een grote ingreep als dat het lijkt. Daarbij is deze methode goed toepasbaar wanneer het herstel voor een bouweenheid wordt uitgevoerd. De vloer hoeft slechts om de woning verwijderd te worden wat de overlast sterk beperkt. Bij de woningen waarde vloer niet verwijderd wordt, moeten alleen de voor- en achtergevel opnieuw gefundeerd te worden, middels een balk over de palen die bij de buren zijn aangebracht. Balken langs de dragende wanden: Deze methode welke minder overlast mee lijkt te brengen wordt minder toegepast. Dit omdat de woningen vaak geen voor- (of achter) tuin hebben. De palen zullen in gemeente grond aangebracht moeten worden, waar leidingen een probleem zijn. Daarbij is de grond niet van de eigenaar en kan de gemeente precariobelasting vragen voor het gebruik van de ruimte. Daarbij moeten er in situ balken gevormd worden waar bekisting voor nodig is, meer werkzaamheden zijn nodig. Bij het tafelmodel ligt er vaak al een werkvloer of wordt een EPS-vloer gelegd waarop gestort kan worden. Vijzelen: zie het verkregen document, over persdrukken en vijzelen. 14

16 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Vragen met een praktische waarde Sheet Wanneer in de woning palen worden aan gebracht, heeft de machine dan een tegenwerkende kracht nodig. Moet de machine bijvoorbeeld verankerd worden? 9. Er zijn projecten waarbij een (werk)vloer wordt gestort, welke tegendruk levert aan de grond die omhoog komt bij het aanbrengen van de palen. In deze tegendruk nodig of is dit afhankelijk van het paaltype dat gebruikt wordt? 10. Wanneer de begane grondvloer tijdelijk verwijderd wordt, zou de werkvloer de stabiliteit verzorgen, echter wordt deze vloer niet altijd toegepast. Is er een vloer nodig voor de stabiliteit? In de meeste situaties wordt de werkvloer toegepast om een gunstige werkomgeving te creëren, deze vloer heeft geen constructieve functie. Met name bij werkzaamheden onder de begane grondvloer kan het grondwater omhoog komen, de grond waarin gewerkt wordt is drassig. Door het toepassen van een werkvloer wordt een betere werkomgeving gemaakt. Dit is een dunne betonvloer zonder wapening, eenvoudig te maken, maar verzorgt een ondergrond waarop de mini schroefmachine goed kan werken. Daarbij kan deze vloer dienen als bekisting voor de constructieve vloer. Bij het gebruik van een persmachine voor het aanbrengen van palen is de werkvloer nodig voor de verzorging van tegendruk aan de machine. In dit geval wordt eerste de vloer gestort, dit is direct de constructieve vloer. Middels openingen in de wand is de vloer verbonden met de dragende wanden. Ter plaatsen van de palen worden sparingen gemaakt. Ter plaatsten van de sparingen worden ankers mee gestort, hier kan vervolgens de persmachine aan bevestigd worden. Deze machine ondervindt tijdens het persen tegendruk van de constructieve vloer en het casco. Na aanbrengen van de palen, kan het gebouw recht gevijzeld worden, waarna de palen middels de ankers en/of wapening aan de vloer worden verbonden. De sparingen worden ten slotte dicht gestort. Vragen over de rol van de gemeente Sheet Op welke manier informeert de gemeente Rotterdam haar inwoners? Hoe zorgt zij dat de funderingsproblematiek bekend wordt? De gemeente heeft een loket waar eigenaren met mogelijke funderingsschade zich kunnen melden. Hier wordt doormiddel van een aantal vragen bepaald of de oorzaak van de scheuren en klemmede deuren schade aan de fundering is. Wanneer dit het geval is worden bewoners geadviseerd in de vervolg handelingen, zoals het inlichten van de buren. De gemeente Schiedam is actief bezig met het informeren van de bewoners. De gemeente doet door de jaren heen metingen aan panden, wanneer geconstateerd wordt dat de woningen ernstige schade hebben worden de eigenaren op de hoogte gebracht, wanneer het proces van herstel volgt. 12. Voert de gemeente zelf onderzoek uit om te bepalen of woningen funderingsschade hebben? Wanneer eigenaren dit wensen kan de gemeente onderzoek uitvoeren om de grote van de schade te bepalen. Vaak zijn het aannemers/uitvoerders die naast de uitvoerig ook metingen doen. In dit geval is het de vraag hoe objectief de waarnemingen zijn. De gemeente heeft geen financiële belangen bij de uitvoering van het herstel en zal het onderzoek objectiever uitvoeren. 13. Heeft de gemeente Rotterdam subsidies voor inwoners welke hun fundering laten herstellen? Wanneer vast gesteld is dat de fundering dermate aangetast is dat binnen nu en vijf jaar herstel toepast moet worden, biedt de gemeente de eigenaren een lening aan met een lage rente. Deze lening is alleen voor gevallen waarbij het herstel uitgevoerd moet worden. 14. Wanneer een bouweenheid hersteld dient te worden, maar er zijn eigenaren die niet mee kunnen of willen doen, heeft de gemeente dan regels of andere maatregelen om te kunnen ingrijpen? 15

17 De gemeente Rotterdam grijpt in wanneer een eigenaar niet mee kan of wil doen aan het herstel. Dit begint met het aanschrijven van de eigenaar en het uitleggen van de situatie. Per situatie wordt naar een passende oplossing gezocht. De gemeente kan de kosten van herstel betalen, in ruil hiervoor wordt een deel van de woning van de gemeente, wanneer de eigenaar de woning verkoopt moet de gemeente terug betaald worden. Dit kan een oplossing zijn voor eigenaren die nog maar kort wonen en een hoge hypotheek hebben, of voor oudere eigenaren die de waarde van de woning als hun pensioen beschouwen. Beide groepen kunnen de hoge kosten voor herstel niet betalen, een regeling met de gemeente kan een oplossing zijn. De gemeente doet er alles aan om het herstel door te kunnen laten gaan. 15. Kunnen eigenaren tot iedere diepte palen aanbrengen, of is er een maximale diepte onder de woning die van de eigenaar is. Het kavel heeft in de diepte geen grenzen, in theorie kunnen palen tot grote diepte aangebracht worden. Echter zal dit niet gebeuren, het is voldoende de palen tot de draagkrachtige laag aan te brengen. 16. Als het om de erfgrens gaat, zal een funderingsbalk hier precies opliggen. Hoe gaat de gemeente hier mee om wanneer één van de buren over wil gaan tot funderingsherstel? Wanneer een eigenaar over wil gaan tot herstel geeft de gemeente aan dat dit eerst besproken moet worden met de buren. In het geval van een bouwtechnisch eenheid heeft het herstel van één woning niet het gewenste effect. Doordat deze woning stijver gefundeerd is zal hij de aangrenzende woningen naar zich toe gaan trekken, waardoor scheuren ontstaan in de hertslede woning. De gemeente streeft erna bij het verlenen van de vergunning deze alleen te verstrekken als de gehele bouweenheid meedoet. Wanneer één eigenaar herstel toepast hebben de belendende panden hier profijt van. Het betreft hier mandeligheid, een vorm van gebonden mede-eigendom. De dragende wand en de fundering zijn van beide eigenaren zij zullen dan ook mee moeten betalen. 17. Vergunning aanvragen worden bij de gemeente gedaan, heeft u het idee dat de gemeente voldoende kennis heeft over funderingsherstel om deze keuring juist uit te voeren? Zoals aangegeven wil de gemeente alleen vergunningen verlenen wanneer de gehele bouweenheid meedoet. Echter worden de vergunningen nu verstrekt bij bouwtoezicht, terwijl de kennis en het onderzoek bij het IGW zijn ondergebracht. Hierdoor worden de vergunningen niet altijd juist verstrekt, bouwtoezicht kijkt naar de constructieve en bouwtechnische eisen; voldoende wapening, juist uitgevoerde aansluiting, maar niet naar de gevolgen voor de belendende panden. Funderingsherstel en vernieuwing zijn nieuwe fenomenen, slechts sinds vijf jaar wordt het uitgevoerd. Bouw en woningtoezicht om hier beter in geïnformeerd te zijn. 16

18 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Vragen over het verbeteren van het systeem 18. Welke activiteiten of aspecten van het funderingsherstel ziet u graag verbeterd? Heeft u ook een idee hoe dit zou kunnen? Zie opmerkingen over paalkop verlaging Bij het collectief uitvoeren van herstel/vernieuwing zijn er mogelijkheden in de uitvoering. Het is mogelijk het herstel om en om uit te voeren waardoor een deel van de bewoners minder hinder ondervindt. Naast het onderzoek van Suzanne de Lange kan meeronderzoek gedaan worden naar de mogelijkheden van partieel herstel of vernieuwing. Wanneer een bouweenheid zakkingen ondervindt kan de middelste woning gelijk zakken, waarbij geen gevolgen zichtbaar zijn, terwijl belendende woningen scheefzakken en woningen aan begin en eind van de eenheid niet onderhevig zijn aan zettingen. 19. Wanneer er een nieuwe systeem voor funderingsherstel ontwikkeld wordt, waar moet dit dan zeker aan voldoen? De kwaliteit van het metselwerk dient meegenomen te worden bij de nieuwe fundering of het herstel. De stijfheid van het metselwerk is van invloed op de verdeling van de belasting. Voor uitvoering van de nieuwe fundering dient de kwaliteit of in ieder geval het voldoen van het metselwerk aangetoond te worden. De heer Opstal geeft aan dat een wand vereenvoudigd kan worden tot een ligger op twee steunpunten. Deze wand heeft een bepaalde EA-waarde, axiale stijfheid. Door het aanbrengen van openingen wijzigt deze stijfheid. Hier kan onderzoek na gedaan worden, is de heer Opstal zelf ook mee bezig. Op deze manier kan een beeld gevormd worden van de invloed van de openingen: figuur 1.4: Invloed van openingen in het metselwerk 17

19 1.3 Interview 3: J. de Wit Naam: ing. J. de Wit Bedrijfsnaam: funderingswinkel Datum: 7 november 2011 Plaats: Capelle aan de IJssel Ontvangen documenten: Vulkan Research-and-production association Doel van het interview: Doelgroep Wat kan er volgens deze groep verbeterd worden aan de huidige methoden Uitvoering Huidige wijzen van uitvoering funderingsherstel Frequentie van uitvoering van herstelmethoden Voor- en nadelen van herstelmethoden Wat zijn de risico s van herstel Praktisch Inzicht in de paaltypes gebruikt voor herstel Nieuw systeem Hoe wordt er door de heer de Wit gedacht over de toepassing van een ander systeem? Algemene vragen 1. Kunt u uw dagelijkse werkzaamheden beschrijven? De heer de Wit is werkzaam bij de funderingswinkel. Deze organisatie doet onderzoek aan woningen welke onderhevig zijn aan zettingen. Daarbij geven zij de bewoner advies of de toe te passen oplossing. Het betreft een onafhankelijk advies, een methode wordt aangeraden, met meerdere uitvoerders. Daarbij zet de heer de Wit zich in voor het op zetten van een kenniscentrum, waar informatie over funderingsschade en herstel verzameld wordt. Op deze manier moet er meer kennis komen van het fenomeen en wordt er naar gestreefd de overheid de urgentie van de problematiek in te zien, waardoor geld en tijd vrijkomt voor onderzoek, hier zijn particulieren eigenaren en uitvoerders te klein voor. 2. Wilt u een afdruk van het eindverslag ontvangen? Graag en mocht ik vragen hebben tussentijds kan ik altijd bellen, de heer de Wit wil graag jongeren helpen die zich bezig houden met deze problematiek. Funderingsherstel Sheet 3 3. Kunt u naast de genoemde oorzaken van aantasting van de fundering meer oorzaken noemen. Kunt u deze oorzaken indelen van meest naar minst voorkomend? De oorzaken van de zakking van het grondwater kunnen verder gedefinieerd worden. 4. In welke frequentie wordt herstel, naast bij funderingen op palen, voor funderingen op staal toegepast? Deze gebouwen zullen vooral zettingen ondergaan wanneer in de nabije omgeving grote civiele projecten worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld het maken van een ondergrondse parkeergarage. De waterstand wordt omlaag gebracht, waardoor de grond gaat inklinken. En de fundering meeneemt, de grootste problemen ontstaan wanneer een van de gevels meer verzakt dan de ander (ongelijke zettingen). Over het algemeen wordt doormiddel van grondverbetering verdere zakkin voorkomen. Het op palen zetten van een woning op staal is niet aan te raden, het gebouw is immers op een gelijke ondersteuning ontworpen. sheet 5 18

20 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5. Kunt u naast de op genoemde palen andere paaltypen noemen welke worden gebruikt voor het funderingsherstel? Nee, zijn genoemd op de sheet Sheet 4 t/m Wat zijn de methoden die u toepast ziet voor funderingsherstel? Kunt u deze opnoemen beginnende bij de meest voorkomende toepassing? - Het tafel model wordt het meest toegepast, maar de heer de Wit heeft hier zijn kanttekening bij. De openingen in de wanden, waarin de vloer gestort wordt zijn slechts 2/3 van de dikte van de wand. Deze openingen zitten om en om in de wand met tot gevolg dat slechts 1/3 (= 2/3 x ½) van de bestaande constructie wordt gebruikt om de koppeling naar de nieuwe constructie te maken. Volgens de heer de Wit moet dan ook de gehele strook verwijderd worden, over de volle dikte en lengte van de wand (100%). Om de gehele bestaande constructie te gebruiken om de koppeling naar nieuw te maken. Hier toe wordt eerst om de 0,5 meter het metselwerk verwijderd en vervangen voor een vijzel, welke op spanning worden gebracht. Hierna wordt het overige metselwerk verwijderd en vervolgens wapening en de vloer aangebracht. - Deze methode is ook toe te passen om de fundering op staal te verstevigen. Of een stijvere balk aan te brengen boven de paalfundering i.s.m. nieuwe palen. Door de stijvere balk worden krachten gelijkmatiger over de palen/grond verdeeld. Een stijvere strook kan ook verkregen worden door een deel van de mortel weg te halen (6 cm) en hier roestvaste wapening of basaltstaven in aan te brengen welke trek op kunnen nemen. - Genoemd wordt de expandeerpaal (zoals Visser en Smit bouw). De heer de Wit noemt ook Allas Kopko, die deze techniek als paal gebruikt, dus niet voor grondverdichting. - Bij grondverbetering zoals bij funderingen op staal plaatsvindt. Zal er ook in de woning gewerkt moeten worden, vaak is er een inwendige dragende wand, deze staat ook op een fundering. Ook hieronder moet de hars aangebracht worden. Gebruikte methoden bij herstel van funderingen op staal: Uretek: PUR-schuim, tot op een diepte van 4 meter onder de balken aanbrengen, dit is grondverdringend. Getest bij Shell-laboratorium in Groningen. Schuimbeton, chemisch of organisch. In Nederland organisch toegepast wegens de kosten. Maar dit werkt niet zo goed, want de kwaliteit is niet overal even goed. De schuimbetonelemeneten mengen met de grond, maar dit gebeurd niet over al even goed. Chemische manier heeft een constante kwaliteit maar is duurder. PowerCem, Moerdijk: Nog in de laboratorium fase, wel een landweg mee gedaan. Samenstelling van beton op nano structuur wordt gemanipuleerd. Hiermee kan leem gemanipuleerd worden waardoor het water afstotend wordt. Zolang leem droog is, is het hard, maar in aanraking met water zak je er in weg. Na bewerking zal het niet meer mengen met water en heeft de leem laag een grotere draagkracht. Zo kan ook negatieve kleef weggenomen worden, wat het draagvermogen vergroot. Borax; Deens / Zweeds product. Voor het injecteren van de grond, de vraag is of dit middel effectief is. Wanneer er meer erkenning is kan er onderzoek gedaan worden naar dit soort methoden Smart-soils: deze laten de grondhard worden. Is onderzoek naar gedaan door Delft. Bij meer bewust wording, kan geïnvesteerd worden in onderzoek naar de mogelijkheden. - Bij het toepassen van vijzelen, wordt een deel van het gebouw recht omhoog (verticaal) gebracht. Terwijl de zakking om een rotatie punt gebeurd en een cirkelvorm beschrijft. Bij het recht vijzelen, wordt het gebouw korter gemaakt, dit geeft wringen en scheuren (zie tekening). 7. Kunt naast de genoemde voor- en nadelen nog andere voor- en nadelen noemen? Op het moment wordt de tafelmethode zo uitgevoerd dat eerste de palen worden aangebracht en daarna de vloer. Echter wordt hier onvoldoende rekening gehouden met de initiële zettingen van de paal. De paal verzakt wanneer de belasting er op aangebracht wordt, en de paal verkort. Doordat 19

21 hier geen rekening meegehouden wordt, zullen naar herstel nog zettingen optreden welke scheuren tot gevolg hebben. Men moet dan ook zeker een jaar wachten totdat scheuren hersteld kunnen worden. Bij de methode van de Wit, zie tekening, worden de drukpalen na het aanbrengen van de vloer aangebracht. De palen worden al belast tijdens het drukken met de uiteindelijke belasting, waardoor zettingen na oplevering minder zijn. Deze methode laat ook ruimte voor de lucht in het beton om naar buiten te kunnen. Daarbij wordt e nieuwe vloer op piepschuim gelegd, zodat tijdens het aanbrengen van de palen de extra belasting niet op de bestaande palen komt. Vragen over de uitvoering van funderingsherstel Sheet Werkvolgorde: Kunt u, voor de drie meest voorkomende toepassingen, in ongeveer tien stappen toelichten hoe het funderingsherstel wordt toegepast? 9. Tijdsverdeling: Kunt u voor elke van deze stappen de duur (uren of dagen) en de kosten (euro s of procentueel) aangeven, wanneer het funderingsherstel voor één woning betreft? 10. Ook kijkend naar de ingevulde schema s, welke handelingen kunnen na u idee geoptimaliseerd worden? Denk hierbij aan een kortere doorlooptijd en lagere kosten. De organisatie op de bouwplaats is cruciaal. Doordat de werkruimte klein is dient alles goed op elkaar afgestemd te zijn. De 11% faalkosten gaan bij funderingsherstel zeker op. Daarbij is het uitvoeren van palen en vloer door dezelfde firma gewenst. Het moet als één product gezien worden. 11. Hoe groot is het risico dat ontstaat bij het toepassen van funderingsherstel of vernieuwing Hoe groot is de kans op meer schade aan het casco t.g.v. de uitvoering? Wat is de gegarandeerde levensduur na herstel? Kunnen er na herstel nog zettingen optreden en hebben deze extra schade tot gevolg? Wordt dit risico door de aannemer of eigenaar gedragen? Zie gevolgen van initiële zettingen, schade hierdoor dient meegenomen te worden in de kosten van het casco herstel. De levensduur is 25 jaar, net als andere bouwwerken. De nieuwe fundering is te vergelijken met de fundering onder een nieuwbouw huis. Bij een verrekening bij brand wordt de fundering vaak niet mee verzekerd, om dat deze geen schade oploopt. De heer de Wit raad mensen aan de fundering wel te verzekeren voor gasexplosies, dit gaat op voor alle funderingen. 20

22 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Sheet Wat is uw rol als adviseur en onderzoeker in het proces? Naast de genoemde taken op de sheet, duidt de heer de Wit aan dat de juridische rol ook erg belangrijk is. Het is vaak onduidelijk wie schuldig is aan de funderingsschade, bij het omlaag brengen van grondwater door de gemeente kan deze schuld hebben, maar als dit is gedaan omdat oogsten en koeien in het water stonden was hier een goede reden voor. Het aanwijzen van de schuldige is soms lastig, de heer de Wit streeft erna hier meer duidelijkheid in te krijgen. Ook de rol van woningbouworganisaties en gemeente is hierin belangrijk. Zij kunnen projecten grootst aanpakken. Vragen over de constructieve aspecten van funderingsherstel voor funderingsherstel waarbij de bestaande fundering vervangen wordt door een nieuw systeem. Dit betekend meestal het aanbrengen van nieuwe palen, die naast de bestaande fundering komen te staan. 13. Wat is op technisch vlak het grootste probleem waar tegen aangelopen wordt? 14. Hoe wordt de aansluiting tussen het horizontale element (vloer) en de paal gemaakt. Wanneer er een moment opgenomen moet worden, wordt een stalen HEA ligger in het bovenste deel van de paal aangebracht. De aansluiting dient juist uitgevoerd te worden, vuil op de HEA mag niet hierdoor is de binding met het beton niet voldoende. 15. De nieuwe fundering wordt gekoppeld aan de bestaande constructie, dit kan door sparingen in de wand. Hoe worden deze gemaakt? Welke andere oplossingen zijn er, denkt u? Zie vraag Het horizontale element (vloer of stalen liggers) vormt de verbinding tussen de bestaande constructie en de nieuwe fundering. Enkele vragen over de aansluiting: Hoe wordt de constructieve aansluiting tussen dit element en de wand gemaakt? Worden hier vijzels toegepast, of wordt dit opgevuld? Is de verbinding momentvast? Is er een horizontale koppeling met de wand (wapeningsstaven) Zie vraag 7 Vragen over het verbeteren van het systeem 17. Welke activiteiten of aspecten van het funderingsherstel ziet u graag verbeterd? Heeft u ook een idee hoe dit zou kunnen? Heel belangrijk is de maatschappelijke bewust wording. Wanneer de urgentie van de problematiek wordt ingezien zal er van uit de overheid actie ondernomen worden. Zo kan er geld vrijkomen voor onderzoek naar betere methoden, zoals smartsoils. Van een goede, goedkopere methode is de Wit zeker ook voorstander. 18. Wanneer er een nieuwe systeem voor funderingsherstel ontwikkeld wordt, waar moet dit dan zeker aan voldoen? 19. Hoe denkt u over het gebruik van balken om de koppeling tussen nieuwe fundering en bestaande constructie te maken? Zoals dat zou kunnen met de B-smart. Zouden deze in beton (in situ/prefab), staal of een ander materiaal moeten worden uitgevoerd? 21

23 1.4 Interview 4 en bouwplaats bezoek: J.W. Boonstoppel Naam: J.W. Boonstoppel Bedrijfsnaam: P.&G. Hooghwerff Datum: 15 november 2011 Plaats: Rotterdam Ontvangen documenten: Informatie folder P.&G. Hooghwerff, aannemingsbedrijf Berekeningen en tekeningen Westersingel 25 Berekeningen en tekeningen Gerard Scholtenstraat Doel van het interview: Uitvoering Huidige wijzen van uitvoering funderingsherstel welke handelingen kosten de meeste tijd en geld -> waar kan bespaard worden Praktisch De hoeveelheid ruimte, waaruit maximale afmetingen van het element kunnen worden afgeleidt Constructief Eisen die aan de aansluiting bestaande constructie en nieuwe fundering worden gesteld. Eisen die aan de aansluitingen horizontaal element en paal worden gesteld Nieuw systeem Hoe wordt er door de uitvoerende sector gedacht over de toepassing van een ander systeem? Algemene vragen 1. Kunt u kort de werkzaamheden van Hooghwerff en uw dagelijkse werkzaamheden beschrijven? Onder andere kijkend naar: Bedrijfsgrootte Aantal projecten per jaar Hoeveel hiervan funderingsherstel Aannemingsbedrijf P. & G. Hooghwerff B.V. is een bedrijf wat vooral in de breedte van de markt georiënteerd is. De dagelijkse werkzaamheden zijn globaal te verdelen in: Burger- en utiliteitbouw Grond-, weg- en waterbouw Hei- en funderingstechniek Totaal zijn er momenteel 47 mensen in vaste dienst. De flexibele schil bestaat uit ongeveer 5 mensen als ZZP-er of als leerling. In het vernieuwen van funderingen zijn hiervan ongeveer 15 mensen actief. Het totaal aantal panden waarvan dit jaar de fundering door ons is vernieuwd bedraagt Mogen de onderzoeksresultaten van dit bedrijf gebruikt worden voor dit onderzoek naar een verbeterde methode voor funderingsherstel? Dat mag. 3. Wilt u een afdruk van het eindverslag ontvangen? Met belangstelling zie ik het verslag tegemoet. 22

24 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Vragen over de uitvoering van funderingsherstel en -vernieuwing In de meegestuurde presentatie wordt een overzicht gegeven van de methode welke op het moment worden toegepast voor funderingsherstel of vernieuwing. Hieronder enkele vragen behorend bij de presentatie, de antwoorden kunnen in de tabellen op de volgende pagina ingevuld worden: 4. Wat zijn de methoden die u toepast voor funderingsherstel? Kunt u deze opnoemen beginnende bij de meest voorkomende toepassing? 5. Werkvolgorde: Kunt u, voor deze methoden, in ongeveer tien stappen, toelichten hoe het funderingsherstel wordt toegepast? 6. Tijdsverdeling: Kunt u voor elke van deze stappen de duur (uren of dagen) en de kosten (euro s of procentueel) aangeven, wanneer het funderingsherstel voor één woning betreft? Uitgaande van een woning van ca. 50 m2 a. Methode voor funderingsherstel: Betonnen plaatvloerfunderingen: Activiteit Verwijderen b.g.g.-vloer of leeg graven kruipruimte Aanbrengen bemaling indien noodzakelijk Inbrengen fundatiepalen Realiseren inkassingen bouwmuren Aanbrengen werkvloer of vloerisolatie Vlechtwerk wapening vloer + inkassingen Storten betonnen constructievloer Eventueel aanbrengen zandcementafwerkvloer Duur: uren/dagen 2 of 5 dagen 1 dag 5 dagen 2 dagen 2 dagen 3 dagen 1 dag 1 dag Kosten: Totale doorlooptijd / kosten: 3-4 weken ,- 23

25 b. Methode voor funderingsherstel: Betonnen balkenframe Activiteit Inbrengen fundatiepalen Vrijgraven werksleuf funderingsbalk Realiseren inkassingen bouwmuren Aanbrengen werkvloer Vlechtwerk wapening + inkassingen Aanbrengen balkbekisting Storten betonnen fundatiebalken Ontkisten + aanvullen fundering met grond Duur: uren/dagen 1. 5 dagen 2 dagen 2 dagen 2 dagen 3 dagen 3 dagen 1 dag 1 dag Kosten: Totale doorlooptijd / kosten: 4 weken ,- c. Methode voor funderingsherstel: Verlagen van paalkoppen: Activiteit Duur: uren/dagen Kosten: Vrijgraven werksleuf langs bouwmuren 10 dagen Realiseren inkassingen in bouwmuren 3 dagen Plaatsen pynfordstoelen of stempels in 3 dagen inkassingen Verwijderen overig tussenliggend metselwerk 3 dagen bouwmuur Aanbrengen buitenbekisting 3 dagen Aanbrengen balkwapening 4 dagen Aanbrengen binnenbekisting 4 dagen Storten betonnen balk in bouwmuur 1 dag Na gereed komen betonnen balk opzoeken 5 dagen houten palen Verdiept afzagen palen + aanstorten met 7 dagen beton tot onderkant fundatiebalk. Totale doorlooptijd / kosten: 9 weken ,- OPMERKING: In variant A bestaan de kosten grotendeels uit materialen. Variant B bevat ongeveer de helft arbeid. Variant C bestaat voor 80% uit arbeid. Vragen bij de ingevulde schema s 7. Kijkend naar de ingevulde schema s, welke handelingen kunnen na u idee geoptimaliseerd worden? Denk hierbij aan een kortere doorlooptijd en lagere kosten. Paalsysteem gebaseerd op stalen buispalen. Arbeidsintentief en relatief hoge materiaalkosten. 8. Wanneer het funderingsherstel voor meerdere woningen (rijtje huizen) te gelijk wordt uitgevoerd. Wat heeft dit voor invloed op: De wijze van uitvoeren De constructie 24

26 Bijlagen: Funderingsvernieuwing De uitvoeringstijd per woning De kosten per woning De kosten kunnen gereduceerd worden door bewerkingen in elkaar te schuiven. Tevens kunnen werkzaamheden gecombineerd worden. Een reductie van 10% is zondermeer mogelijk op de kosten. Vragen met een praktische waarde 1. In de presentatie wordt een aantal paaltypen en inbrengmethoden genoemd. Heeft u hier aanvulling op? En welk paaltype en inbrengmethode gebruikt u meestal voor het funderingsherstel? Stalen buispalen inwendig geheid vormen momenteel de standaard. 2. Voor het aanbrengen van de nieuwe palen wordt een kleine heimachine gebruikt. Hoeveel ruimte heeft deze machine nodig? Te rekenen op 70 cm doorgangsbreedte, ca. 2.5 m1 lengte, minimaal 2.10 m werkhoogte en ca m werkbreedte. Dit betreft de afmetingen voor de gemiddelde gebruikelijke machine. 3. Heeft deze heimachine een tegenwerkende kracht nodig? Moet de machine bijvoorbeeld verankerd worden? Niet van toepassing voor dit systeem. Alleen bij geschroefde palen van toepassing indien de machine over onvoldoende tegengewicht beschikt. 4. De werkzaamheden gebeuren in beperkte ruimte. Zijn er maximale afmetingen voor het materiaal en materieel? Denk hierbij aan; doorgangen, minimale hoogte en breedte (kunnen elementen gekeerd worden?) Zie vraag Hoe groot is het risico dat ontstaat bij het toepassen van funderingsherstel of vernieuwing Hoe groot is de kans op meer schade aan het casco t.g.v. de uitvoering? Wat is de gegarandeerde levensduur na herstel? Kunnen er na herstel nog zettingen optreden en hebben deze extra schade tot gevolg? Wordt dit risico door de aannemer of eigenaar gedragen? Schade is afhankelijk van: o.a. sterkte huidige metselwerk, opbouw grondstructuur, huidige staat fundering, type toe te passen funderingspaal. Wettelijk moet 10 jaar garantie gegeven worden op constructieve onderdelen. De praktijk is de levensduur vele malen langer is. Zettingen ten gevolge van ontstane spanningsverschillen tijdens de uitvoering zijn mogelijk tot ca. een half jaar na uitvoering. Wanneer het voorkomt zijn het meestal niet meer dan haarscheuren. Het risico op haarscheuren is voor de opdrachtgever. Dit is vooraf niet in te schatten. 25

27 Vragen over de constructieve aspecten van funderingsvernieuwing 1. Wat is op technisch vlak het grootste probleem waar tegen aangelopen wordt? Hoe om te gaan met partieel herstel. 1 woning repareren uit een blok van 5 kan gevolgen hebben voor de overige 4 panden. 2. Hoe wordt de aansluiting tussen het horizontale element (vloer) en de paal gemaakt. Doormiddel van wapening van betonstaal 3. De nieuwe fundering wordt gekoppeld aan de bestaande constructie, dit kan door sparingen in de wand. Hoe worden deze gemaakt? Welke andere oplossingen zijn er, denkt u? Wij zagen deze tegenwoordig uit. Dit voorkomt veel cascoschade. Niet momentvast. Vragen over het verbeteren van het systeem 1. Welke activiteiten of aspecten van het funderingsherstel ziet u graag verbeterd? Heeft u ook een idee hoe dit zou kunnen? Het werk vormt een zware belasting voor het personeel. Het verbeteren van de arbeidsomstandigheden verdient de aandacht. 2. Wanneer er een nieuwe systeem voor funderingsherstel ontwikkeld wordt, waar moet dit dan zeker aan voldoen? Weinig overlast voor eigenaar en belendende panden. Arbeidsvriendelijk. Bezochte projecten Westersingel 25 te Rotterdam Gerard Scholtenstraat te Rotterdam Deze projecten worden besproken in het M3-verslag Ten eerste: Door de heer Boonstoppel worden twee aspecten genoemd welke van grote invloed zijn bij funderingsherstel: Sociaal: Als uitvoerder wil je een goede indruk bij de klant maken en achterlaten. De firma Hooghwerff biedt een totaal prijs waartegen alles wordt gedaan van begin tot eind, eventuele meerkosten zijn voor de firma. Daarbij moet er goed over legt worden met de bewoners, willen en kunnen zij tijdelijk ergens anders wonen? Wanneer dit niet zo is kan het een goede optie zijn de werkzaamheden onder de begane grond uit te voeren. Ook de overlast tgv heien, drukken of draaien wordt besproken, niet alleen met de bewoners ook met de buren. Logistiek: De herstelwerkzaamheden vinden plaats onder een woning en in de binnenstad, de ruimte is beperkt. De aan en afvoer van materiaal (grond) en materieel verdient extra aandacht. Hooghwerff werkt samen met de dezelfde onderaannemer, op deze manier ontstaat vertrouwen en weten de partijen van elkaar hoe er gewerkt wordt. 26

28 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Aandachtspunten en opmerkingen: Bij het ontwikkelen van een nieuwe methode moet gelet worden op de kosten van uitvoering. Wanneer deze bijvoorbeeld bedragen en de woning is slechts waard, is de ingreep niet rendabel. Denk verder dan wat er nu in de CUR en F3O richtlijn genoemd wordt. Dit zijn vooral uiteenzettingen en herhalingen van wat er al is. Scheuren welke optreden tijdens het uitvoeren van herstel worden verweten aan de trillingen tijdens de uitvoering. Volgens Boonstoppel is dit niet de reden, maar ontstaan de scheuren door het maken van inkassingen in het metselwerk, hierdoor wordt de boogwerking aangetast. Ieder project is anders, je kunt allerlei verassingen tegen komen onder het pand. Omdat je werkt onder een bestaande bebouwing, zijn de omstandigheden moeilijker. Het oude metselwerk, vooral de eerste halve meter is vaak slecht. Omdat dit toch uit het zicht zit, is weinig aandacht besteed aan de uitvoering. Het zijn kleine gestapelde steentjes zonder veel samenhang. Vaak is het nodig de eerste halve meter metselwerk te vervangen. Blijf meneer de Wit betrekken bij wat je doet, is een goede. Ook leermeester geweest van Boonstoppel Zorg ervoor dat het geen HBO-project wordt. Mogelijk project De heer Boonstoppel heeft een project waarvan de uitvoering waarschijnlijk in maart van start gaat. Mogelijk kan ik deze als studie object gebruiken. He t betreft een pand in een rij. De scheidende wand met de rechter buurman zakt op het moment omlaag. Wanneer niet ingegrepen wordt zakt deze tussen de woningen uit. Probleem is dat de buurman niet mee wil doen met het herstel. 27

29 1.5 Bouwplaats bezoek: J.W.A.A. Oome Naam: J.W.A.A. Oome Bedrijfsnaam: Techniek& Methode Datum: 24 november 2011 Plaats: Dordrecht Ontvangen documenten: Informatie boekje betreffende methoden van T&M voor funderingsherstel en onderzoek Berekeningen en tekeningen Marthinus Steynstraat Doel van het bezoek: Uitvoering Huidige wijzen van uitvoering funderingsherstel Meer inzicht krijgen in de bezigheden op de bouwplaats Praktisch De hoeveelheid ruimte, waaruit maximale afmetingen van het element kunnen worden afgeleidt Constructief Eisen die aan de aansluiting bestaande constructie en nieuwe fundering worden gesteld. Eisen die aan de aansluitingen horizontaal element en paal worden gesteld Bezochte projecten Marthinus Steynstraat te Dordrecht Dit project wordt besproken in het M3-verslag 1.6 Interview 5: R. Lievaart Naam: Reimer Lievaart Bedrijfsnaam: Soil-ID Datum: 24 januari 2012 Plaats: Breda Ontvangen documenten: Horizontale waterglasinjecties als alternatief voor onderwaterbeton Grondstabilistaie voor veilig en voordelig bouwen Algemene vragen 1. Bedrijfsinformatie Bedrijfsgrootte (aantal medewerkers) Aantal projecten per jaar Hoeveel hiervan funderingsherstel Werkzaam in welke werkgebieden (woning-, utiliteitsbouw, civiele techniek, renovatie, funderingen) Onder het bedrijf SoilID valt Goorberg, welke zich ook bezig houdt het funderingsherstel en technieken. Echter is dit bedrijf gericht op het herstel of de vernieuwing middels nieuwe palen en dergelijken, zoals de eerder gesproken bedrijven ook doen. SoilID richt zich op constructieve bodeminjecties, om de grond te stabiliseren en funderingen te herstellen. 28

30 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Met betrekking tot jetgrouten. 1. Wat is de werkwijze die wordt doorlopen? Wordt de boorlans omhoog getrokken tijdens het injecteren van grout, of vormt deze de paal-kern en blijft in de grond? De paal met boorkop boord zich door de grond omlaag, hierbij kan water in de grond gespoten worden om de doorgang vrij te maken. Wanneer de kop het laagste punt heeft bereikt, wordt grout in de grond gespoten dat samen met de grond een paal vormt. 2. Tot welke diepte is deze techniek toe te passen? Kan er in de grond een paal gevormd worden welke de krachten naar de draagkrachtige grondlaag brengt? Dit is goed mogelijk, de paal kan tot op grote diepten gevormd worden. 3. Kan de in de grond gevormde paal als punt ondersteuning beschouwd worden? Jazeker, deze techniek wordt gebruikt voor het maken van palen, maar ook voor een hele wand of trap of ter opvulling tussen een damwand en een gebouw. 4. Wat is ongeveer het draagvermogen van zo een in de grond gevormde paal? Kan hier een uitspraak over gedaan worden of het afhankelijk van de grondsamenstelling? Is er bijvoorbeeld veel wrijving met de grond?, omdat de paal een grillig verloop heeft. Er is veel wrijving met de grond waardoor de paal een hoog draagvermogen heeft. Dit vermogen is ook afhankelijk van de diameter van de paal, welke varieert. 5. Hoe groot is de diameter van de in de grond gevormde paal? Deze is afhankelijk van de grote van de boorkop. 6. Kan de techniek van het Jetgrouten in iedere grondsoort gebruikt worden? Dit kan, de kop versnijd de grond, waardoor ruimte voor het grout ontstaat. Iedere grondsoort kan met dit grout vermengd worden. 7. Hoeveel werkruimte is nodig voor deze techniek? Veel ruimte is nodig voor de benodigde apparatuur. Daarbij zijn veiligheidsmaatregelen nodig omdat de kop alles versnijdt kan deze ook de medewerkers versnijden. Een afgesloten bouwterrein is nodig. Om tot diep in de grond te komen moet water onder hoge druk in de grond gesneden worden, hiervoor is grote apparatuur nodig. 8. Wat zijn de kosten van deze ingreep? (per vierkante meter of een woning) Door de vele apparatuur en de veiligheidsmaatregelen, zijn de kosten hoog. Jetgrouten wordt niet toegepast voor slechts één paal. Vaak voor bouwputten, meerdere palen naast elkaar vormen dan een wand. Bij jetgrouten bestaat het gevaar dat leidingen door boord worden, waardoor extra schade ontstaat. Met betrekking tot waterglasinjecties. 1. Waterglas (oplosbaar natrium zout) en een harder, wat zijn dit voor een stoffen? Dit zijn stoffen welke een chemisch proces onder gaan. Daarbij worden de stoffen geheel gebruikt. Zand, waterglas en de harder vormen samen een steenachtig materiaal. Hierbij blijven geen reststoffen over welke belasten kunnen zijn voor het milieu. 29

31 2. Wordt deze techniek alleen aan het grondoppervlak toegepast, of kan dit ook op grotere diepten? Een meer plastisch variant van de waterglas injectie wordt op grotere diepten toegepast om bouwputten water vrij te maken. Middels de injectiebuizen worden waterglas en harder tot grotere diepten gebracht (tot 10 meter) waar zij reageren met de grond. De bewerkte grond laat vervolgens geen water meer door. Hiervoor zou ook een dun folie gebruikt kunnen worden, echter kan deze niet tot zo een grote diepte gebracht worden. De bovenliggende grond dient wel voldoende massa te hebben om weerstand te bieden aan de opwaartse waterdruk. Vervolgens kan de bouwput watervrij worden afgegraven. 3. Is deze techniek te gebruiken onder woningen gefundeerd op palen? De techniek wordt gebruikt bij palen, wanneer de grond waarin de paalpunt staat dreigt weg te spoelen. Door de grond hier te injecteren, ontstaat een steenachtige materie welke niet wegspoelt. Dit kan mits het zandgrond betreft. 4. De techniek wordt in zandgronden (grotere korrelstructuur) onder woningen op staal toegepast, maar kan het tot grotere diepten en ook andere grondsoorten? Waterglasinjecties kunnen niet gedaan worden in andere gronden dan zandgronden. In kleigronden zijn de poriën te klein, waardoor het waterglas hier niet in komt. Organische gronden, zoals veen, hebben een opbouw bestaande uit lagen, waartussen bijna geen poriën zitten, hierdoor kunnen glaswaterinjecties bij deze grondden ook niet gebruikt worden. 5. Wat is de werkwijze die wordt doorlopen? Voordat de grond geïnjecteerd kan worden, wordt deze eerst onderzocht. Op deze manier wordt de opbouw vastgesteld en de hoeveelheid poriën, waaruit de hoeveelheid waterglas bepaald wordt. Een lans met een diameter van ongeveer 30mm wordt de grond ingebracht. Vervolgens wordt het mengsel in de grond gebracht, dit verdeeld zich zelf in de poriën tussen de korrels. Hierbij zoekt het de weg van de minste weerstand, waardoor het vanzelf omhoog komt. Het mengsel verkleefd met het zand waardoor een waterdicht materiaal ontstaat. Ongeveer vier uur na het injecteren vindt de reactie plaats, na twee dagen is 70% van de uiteindelijke sterkte bereikt. Na 7 dagen is dit 90% op dit moment kan de grond naast het geïnjecteerde gebied afgegraven worden. (net als bij beton verloopt het versterken als een hyperbool, in het begin gaat dit snel, waarna de snelheid afneemt.) Per dag kan er ongeveer 10 m 3 grond geïnjecteerd worden. 6. Is de kwaliteit aantoonbaar? Kan een getal gegeven worden aan het draagvermogen van de behandelde grond? Het is niet aantoonbaar waar de injectie effect heeft en of er geen on geïnjecteerde stukken zin. Zo kan er verontreiniging in de zandgrond zitten of een stuk met andere grond. Doordat de grondverbetering over gedimensioneerd is zal deze altijd voldoen. 7. Wat zijn de kosten van deze ingreep? (per vierkante meter of een woning) Deze zijn lager dan funderingsherstel, daarbij is de overlast beperkt. De dunnen lans kan vanuit de tuin in de grond onder de fundering gebracht worden, waar deze de grond injecteert. Door de kleine diameter kan de lans kan ook door de funderingsbalk heen. Naast de beperkte overlast, zal waterglas niet de leidingen rond de woning aantasten, de grondverbetering werkt hier omheen. 30

32 Bijlagen: Funderingsvernieuwing II. Problematiek 2.1 Inleiding Op het moment zijn er in Nederkand woningen waarbij de fundering niet meer voldoet en dit aantal blijft groeien. De oorzaken voor het niet voldoen van de fundering zijn afhankelijk van de regio, de grondgesteldheid, de grondwaterstand, het toegepaste funderingstype en de kwaliteit van uitvoering. Woningen van voor 1945 vormen een risicogroep, maar ook bij woningen van voor 1970 is er kans op funderingsschade [Lange, S. de, 2011] In figuur 2.1 is te zien dat de meeste meldingen van funderingsschade uit het westen en noorden van Nederland komen [Funderingsplatform, 2011]. De meeste woningen in Nederland zijn gebouwd op een fundering op staal of op palen. Het succes van beide type funderingen heeft te maken met de hiervoor genoemde aspecten, welke in paragraaf 2.3 worden toegelicht. Wanneer de bewoner opmerkt dat zijn woning zettingen ondervindt, bijvoorbeeld in de vorm van klemmende deuren of scheuren in de muren, wordt met behulp van metingen (paragraaf Figuur 2.1: Meldingen van funderingsschade in Nederland 2.4) bepaald hoe ernstig de funderingsschade is. Wanneer de fundering niet meer voldoet, en de veiligheid van de bewoners in gevaar komt, zullen maatregelen genomen worden. Welke mogelijkheden hier voor zijn wordt besproken in hoofdstuk 3. Ook de voor- en nadelen van deze methoden worden bekeken. Scharnierwoning De scheiding tussen woningen op palen of op staal is niet altijd duidelijk. Op de overgang van de twee funderingsmethoden vinden we een scharnierwoning. Deze woning is aan de ene zijde op de paalfundering van de buren geplaatst en met de andere gevel op de staalfundeirng van het andere buurhuis. Juist scharnierwoningen ondervinden veel schade ten gevolge van zettingsverschillen. Nu kan een nieuwe fundering op palen onder deze woning worden aangebracht, echter verplaatst het probleem zich dan naar het buurpand, deze wordt een scharnierwoning. Dit voorbeeld laat zien dat het vaak onmogelijk is funderingsherstel voor één woning toe te passen. Het proces dient voor de hele bouwtechnische eenheid tegelijk uitgevoerd te worden voor het beste resultaat. Wanneer het herstellen van de scharnierwoning en de woningen op staal niet rendabel is, kan een dilatatie toegepast worden. Naast de technische aspecten heeft de funderingsproblematiek een grote maatschappelijke relevantie. Deze wordt in de laaste paragraaf van dit hoofdstuk behandeld. 31

33 2.2 Funderingstypen Houten paalfundering Houten paalfunderingen zijn toegepast tussen 1860 en De meest toegepaste methode in Nederland zijn de Normale, Amsterdamse en Rotterdamse methode. Zoals in figuur 2.1 te zien is, lijken de methoden sterk op elkaar. De toegepaste palen zijn van grenen- of vurenhout, afhankelijk van het gebied en de diepte van de dragende laag werd gekozen voor een houtsoort. Zo zijn in Rotterdam veel lange vurenpalen toegepast omdat de draagkrachtige laag hier diep ligt. De korte grenenpalen zijn in Haarlem en Zaandam toegepast [Lange, S. de, 2011]. metselwerk schuifhout plaathout kesp houten palen a b c figuur 2.2: Houtenpaalfunderingen; a) Normale methode; b) Amsterdamse methode; c) Rotterdamse methode Normale- en Amsterdamse methode In het geval van de normale en Amsterdamse methode bestaat de fundering uit twee palen met daarover heen een houten kesp, een balk op zijn platte kant. Hier op ligt het langshout, dat gevormd wordt door het plaathout en het schuifhout. Hierop is het funderingsmetselwerk, met een ideale dikte van 44 centimeter, aangebracht, dat doorloopt in het gevelmetselwerk. De hart op hart afstand tussen de dubbele palen in langsrichting bedraagt 0,9 tot 1,2 meter. Het figuur 2.3: Amsterdamse methode draagvermogen van één houten paal is ongeveer 80 kn, wat een vermogen van 160 kn per kesp geeft. Door de kleine hart op hart afstand wordt in het geval van de meeste woningen niet de volledige draagkracht van de palen gebruikt. 32

34 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Rotterdamse methode De Rotterdamse methode benut het draagvermogen efficiënter. Bij deze funderingsmethode wordt ter plaatsen van de ondersteuning slechts één paal toegepast, waardoor de kesp komt te vervallen. Over de palen ligt het langshout, dit is breder dan de paaldiameter om misstanden mee te kunnen nemen. Omdat het draagvermogen (bijna) volledig wordt benut is methode ook buiten Rotterdam toegepast. Echter dient rekening gehouden te worden met de opname van zijwaartse krachten, hiervoor is deze methode niet geschikt. Betonnen balk op een enkele rij houten palen Vanaf de jaren 20 van de 20 e eeuw werd beton als bouwmateriaal geïntroduceerd. Een van de eerste toepassingen is de betonbalk geweest. Deze doorgaande betonnen balk ligt over een enkele rij houten palen. Het draagvermogen van deze fundering is niet groter dan de Rotterdamse methode, immers worden dezelfde palen toegepast. Wel is het eigen gewicht van de betonblak hoger dan het langshout waardoor de belasting van het casco niet te hoog mag zijn. Houtenpaalfunderingen behouden hun draagkrachtcapaciteit alleen wanneer zij niet aangetast worden. Omdat schimmel aantastingen ontstaan in een vochtig en zuurstofrijk milieu, moeten de houten delen van de fundering altijd dieper aangebracht worden dan de laagst voorkomende waterstand. Tussen 1920 en 1940 werden betonnen elementen op de houten palen geplaatst, om het onderwater staan van de palen te waarborgen Funderingen op staal Funderingen op staal zijn toegepast op plaatsen waar de bovenste grondlagen voldoende stijf zijn of door middel van grondverbetering voldoende stijf zijn gemaakt om de bebouwing te dragen. De fundering bestaat uit een verbrede voet van metselwerk of gewapend beton onder de dragende muur, zie figuur 2.4. Draagkrachtige laag figuur 2.4: Soorten funderingen op staal; a) metselwerk; b) stampbeton; c) strokenfundering 33

35 2.2.3 Constructieve ontwikkeling van de fundering Uit het onderzoek van S. de Lange komt onderstaand schema. Het geeft een overzicht van de ontwikkeling van funderingen in Nederland in de 19 e en 20 e eeuw. Het onderzoek is gericht op bouwvormen waarbij scharnierwoningen kunnen ontstaan, hierbij zijn vrijstaande woningen en hoogbouw uitgesloten, Voor een uitgebreid overzicht wordt verwezen naar het afstudeerverslag en de bijlagen van S. de Lange. figuur 2.5: Overzicht van de ontwikkeling van de funderingen in Nederland in de 19 e en 20 e eeuw In het overzicht zijn in de linker kolom aspecten weergegeven welke van invloed zijn op de kwaliteit van de fundering. Daarnaast is af te lezen in welke frequentie zij werden toegepast in de 19 e en 20 e eeuw. Aan het einde van de 19 e eeuw en de eerste helft van de 20 e eeuw wordt veel gebouwd, mensen trekken naar de stad, steden worden uitgebreid. Hierbij zijn funderingen op staal en houten palen met langshout en funderingsmetselwerk in grote frequentie toegepast, zonder berekeningen maar op grond van ervaring werden de palen tot een bepaalde diepte aangebracht. Het effect van negatieve kleef was onbekend. Met de invoering van de woningwet aan het begin van 1900 werd frisse lucht in ieder vertrek een eis. Beton als constructief materiaal komt op, rond 1920 werden betonnen oplangers op de houten palen gebruikt, ook betonnen funderingsbalken worden toegepast. Tussen de Wereld Oorlogen in worden veel woningen nieuw gebouwd, deze zijn van goede kwaliteit. Vanaf 1925 wordt gerekend aan de fundering. Vanaf deze periode wordt de houten vloer steeds minder toegepast, in plaats van hout worden steenachtige vloeren gebruikt. Na de tweede wereldoorlog wordt de betonvloer steeds meer toegepast, net als de betonnen palen. De eerste sonderingen worden gedaan, het verband tussen de grondopbouw en het draagvermogen van de paal is nog niet gelegd. Vanaf de jaren 50 gaat het funderen op staal op zijn retour. 34

36 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Rond 1960 wordt het verband tussen de grondopbouw en het draagvermogen gelegd, vanaf dit moment wordt het effect van negatieve kleef meegenomen in berekeningen. Deze berekeningen worden met de jaren nauwkeuriger. Pas in 1980 worden dilatatievoegen uitgevoerd, een ingreep welke scheurvorming voorkomt, doordat het metselwerk de mogelijkheid tot zetten krijgt. In de laatste regel is te zien dat over een grote periode van de 20 e eeuw rioleringen slecht zijn uitgevoerd, met daling van het grondwater en schimmelvorming tot gevolg (zie paragraaf 2.3). We kunnen concluderen dat woningen gebouwd voor 1945 een grote kans op funderingschade hebben. Woningen gebouwd na 1970 hebben een geringe kans op funderingschade. 2.3 Oorzaken en gevolgen van funderingsschade Voordat er wat gezegd kan worden over de term schade, dient deze eerst gedefinieerd te zijn: Schade is de (waarneembare) vertoning van een gebrek of mankement leidend tot een verminderde vertoning en/of een minder functioneren (in deze context van een woning) [Vent de, 2011]. De mate waarin de schade optreedt is in drie categorieën in te delen: esthetische schade; functionele schade; constructieve schade. Voor een uitgebreide uitleg wordt verwezen naar de bijlage van het M3 project [Dales, D. 2011; Problematiek en en huidige oplossingen voor fundeirngszettingen]. Oorzaken van funderingsschade zijn uiteenlopend, toch kunnen zij voor houten paalfunderingen in twee groepen in gedeeld worden. Deze eerste betreft oorzaken welke een negatieve invloed hebben op de draagkracht van de paal. De twee betreft oorzaken welke aantasting van het hout tot gevolg hebben, meestal leidt dit uiteindelijk ook tot een verminderd draagvermogen Draagkrachtprobleem bij houten paalfundering Veel oorzaken die leiden tot draagkrachtproblemen hebben te maken met de bodemgesteldheid. Over het algemeen vinden we in het noorden en westen van Nederland samendrukbare klei- en veenlagen, terwijl in het oosten en zuiden de stevige zandlagen voorkomen. Hier onder een overzicht van de hoofdredenen van het draagkrachtprobleem, voor een uitgebreidere omschrijving wordt naar bijlage van het M3 project [Dales, D. 2011] verwezen: Onjuiste paallengte Op het monent dat houten paalfunderingen werden toegepast, eind 19 e en begin 20 e eeuw, was de kennis over de bodemgesteldheid nog niet voldoende om juiste aannames te doen. Hierdoor zijn de palen soms niet lang genoeg. Waardoor de krachten niet naar de stijve draagkrachtige laag worden gebracht Ongelijke draagkrachtige laag Doordat er tot aan de jaren 40 geen grondonderzoek werd gedaan voordat funderingen gemaakt werden, had men onvoldoende informatie om het gehele gebouw op een even stijve ondergrond te heien. Men beschikte niet over informatie over de dikte van de draagkrachtige laag. 35

37 Negatieve kleef De neerwaartse kracht langs de schacht van de paal, die ontstaat ten gevolge van bijvoorbeeld inklinkende grond door ophoging of verlaging van het grondwater, noemen we negatieve kleef. Wanneer negatieve kleef optreedt, neemt het draagvermogen van de paal af. Rond 1900 kende men dit verschijnsel nog niet en zijn de houtenpalen niet berekend op kleef Toepassing van onvoldoende materiaal Aan het einde van de 19 e eeuw wilde men besparen op bouwprojecten. Om dit te bereiken werd zo min mogelijk materiaal gebruikt. Met tot dat de fundering niet het draagvermogen heeft waarop de constructie berekend is Toename van de belasting De fundering is berekend op een belasting, deze kan in de loop van de tijd wijzigen. Wanneer bijvoorbeeld de houtenvloer vervangen wordt door een betonvloer, neemt de belasting toe. Wanneer de belasting groter is dan het draagvermogen treden zettingen op Ophoging van naast gelegen gebied Wanneer een gebied naast de bebouwing wordt opgehoogd, bijvoorbeeld de straat, veroorzaakt dit een horizontale kracht op de funderingsbalken. Daarbij zal de grond ook inklinken ten gevolge van grondwater dat wegstroomt Houtaantasting bij houten paalfundering Een typische oorzaak van funderingsschade bij houtenpaalfunderingen is de aantasting van de houten delen. Door deze aantasting neemt het doorsnede oppervlak en zo het draagvermogen van het hout af. De oorzaken van houtaantasting worden hierna besproken Zakking van het grondwaterpeil - schimmel Houten funderingen zijn onder het niveau van de laagste grondwaterstand aangebracht en behoren 30 tot 50 centimeter onder het waterpeil te blijven. Over het algemeen kunnen we stellen dat het grondwater nu lager staat dan op het moment van construeren. Zakking van het grondwater heeft de volgende hoofdoorzaken (van meest naar minst voorkomend); o Open riolen; Oudere rioleringen zijn ten gevolge van zakkingen niet meer waterdicht en onttrekken grondwater uit de bodem. De grondwaterstand daalt en komt gelijk te staan met de onderzijde van de riolering (zie figuur 2.6). o Na zakking van woningen gefundeerd op staal is de grondwaterstand omlaag gebracht om overlast tegen te gaan. In de omgeving staan woningen gefundeerd op houtenpalen welke hierdoor boven water komen te staan. o Grondbemaling; om wateroverlast tegen te gaan wordt water weggepompt met een dalend waterpeil tot gevolg. figuur 2.6: Grondwaterzakking t.g.v. open riool o Grote bouwprojecten; Bij het uitvoeren van een ondergrondse parkeergarages wordt de grondwaterstand omlaag gebracht met inklinken van de grond tot gevolg. De fluctuerende waterstand zorgt voor zuurstof bij de natte houtenconstructies wat leidt tot schimmelaantasting. Bij te veel aantasting neemt het doorsnede oppervlakte af en zo ook het draagvermogen. 36

38 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Aantasting door bacteriën (palenpest) Bacteriën tasten de houtenpalen van binnen uit aan. De bacteriën zitten in het spinthout, dit is ook waarom grenenpalen meer aangetast worden dan vurenpalen Gevolgen van funderingsschade bij houtenpaalfunderingen Wanneer de houtenpalen aangetast zijn, neemt het doorsnede oppervlakte af. Dit heeft (ongelijke) zettingen tot gevolg. Met de bekende gevolgen voor het casco; klemmende deuren, scheuren in de wanden, scheefstand. Wanneer in het geval van een Amsterdamse fundering het schuifhout wordt aangetast, bezwijkt deze plotseling met een verzakking van het metselwerk tot gevolg Oorzaken van funderingsschade bij funderingen op staal Naast funderingen op palen onder vinden ook woningen gefundeerd op staal funderingsschade. Oorzaken van zettingen bij funderingen op staal moeten gezocht worden in de uitvoering van de fundering en de kennis op het moment van uitvoeren Afwijkende bodemopbouw Bij het toepassen van een fundering op staal, is de stijfheid van een ondiepte grondlaag het uitgangspunt. Meestal is dit een draagkrachtige zandlaag, maar een stijve leem of harde kleilaag voldoet ook. Op het moment van aanbrengen van de fundering was de kennis van de grondopbouw niet altijd voldoende, met zettingen tot gevolg. Wanneer de draagkrachtige laag niet onder het gehele gebouw ligt of erg dun is, zal deze niet zo stijf reageren als aangenomen. Met tot gevolg zakkingen van de fundering, gelijkmatig of niet Slecht uitgevoerde grondverbetering Grondverbetering wordt toegepast door het afgraven van de slappe grond en deze te vervangen door een stijver zandpakket. Wanneer deze verbetering niet juist is uitgevoerd bestaat de mogelijkheid dat delen van de bebouwing wel op stijvere grond staan en delen niet, met ongelijke zettingen tot gevolg Te smalle fundering Een derde oorzaak wordt gevonden in de onjuiste uitvoering van de fundering. De belastingen uit het casco worden middels de fundering aan de grond overgebracht. Hoe breder de funderingsvoet, hoe groter de spreiding van belastingen in de grond, hoe lager de spanningen. Is de fundering te smal uitgevoerd, dan kunnen de spanningen in de grond te hoog worden, met bezwijken van de grond tot gevolg Verlaagde grondwaterstand Wanneer de fundering op staal goed is uitgevoerd kan schade door zettingen als nog optreden door de uitvoering van grote civiele projecten in de nabije omgeving. De waterstand wordt omlaag gebracht, waardoor de grond inklinkt en de fundering meeneemt. De grootste problemen ontstaan wanneer één van de gevels meer verzakt dan de ander (ongelijke zettingen). 37

39 2.3.5 Gevolgen van funderingsschade bij funderingen op staal De hiervoor genoemde oorzaken hebben zettingen tot gevolg. Afhankelijk van de situatie kunnen deze gelijkmatig of ongelijk zijn. In het geval van gelijke zettingen zullen er geen scheuren ontstaan in het casco. De bewoner zal weinig hinder ondervinden aan deze zakkingen. Bij grote verplaatsingen zal de entree van de woning onder het niveau van de stoep komen te liggen. Daarbij komt de onderkant van de kruipruimte onder het grondwaterniveau te liggen met wateroverlast tot gevolg. Bij ongelijke zettingen zullen de gevolgen merkbaar zijn in de vorm van scheuren en klemmende deuren. figuur 2.7: Oplossing voor een verzakte open stootvoeg 2.4 Onderzoek en beoordeling Wanneer klemmende deuren, scheefstand van de woning of scheuren in het metselwerk worden geconstateerd, kan dit wijzen op funderingsschade. Om vervolgens te bepalen of er daadwerkelijk schade is, wordt funderingsonderzoek uitgevoerd. In de F 3 O richtlijn: Onderzoek en beoordeling van houten paalfunderingen onder gebouwen wordt beschreven hoe dit onderzoek dient te verlopen. De Organisatie Onafhankelijk Onderzoek Funderingen (F 3 O) heeft deze richtlijn geschreven om in heel Nederland gelijkwaardig onderzoek uit te voeren. Doel van het onderzoek is een vergelijking tussen de theoretische en de huidige situatie. De theoretische situatie is de situatie zonder optreden van het schademechanisme Onderzoek Het vastleggen van de huidige situatie gebeurt aan de hand van metingen. Voor deze metingen zijn verschillende technieken beschikbaar. De metingen dienen objectief te verlopen, in de richtlijn zijn criteria opgenomen om in heel Nederland tot uniforme benaming en kwaliteitsbeoordelingen te komen. Deze beoordeling wordt op basis van zeven aspecten gedaan, hier onder worden dezen genoemd, net als de onderzoeksmethoden waarmee ze verkregen worden. Voor een uitgebreider overzicht van onderzoeksmethoden wordt verwezen naar de bijlage van het masterproject 3 [D. Dales 2011] en de F 3 O richtlijn. Scheurvorming Bij een eerste visuele inspectie van de woning kunnen scheuren al geconstateerd worden. De F 3 O richtlijn: Onderzoek en beoordeling van houten paalfunderingen onder gebouwen houdt de breedte van de scheur aan voor de beoordeling van de scheurvorming. Of dit de juiste aanname is, wordt betwijfelen, in ander onderzoek wordt naar de combinatie van de breedte, de lengte van de scheur en het aantal scheuren gekeken. Daarbij heeft de temperatuur ook invloed op de breedte van de scheur [Lange, S. de, 2011]. Wanneer scheuren geconstateerd zijn kan dit wijzen op schade aan de fundering, Dit kan niet met zekerheid gezegd worden, omdat scheurvorming meerdere oorzaken heeft. 38

40 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Zakkingen Dit aspect is onder te verdelen in twee grootheden, de absolute zakking en de snelheid van de zakking. De absolute zakking is het verschil tussen het historisch aanleg peil en de huidige hoogte van de begane grondvloer. De zakking wordt bepaald met een peilmaat meting, de afstand van de begane grondvoer tot het NAP wordt vast gesteld. Is het historische aanlegpeil bekend, dan kan de absolute zakking bepaald worden. Om de snelheid van de zakking te bepalen dienen meetpunten aan de gevel bevestigd te worden. Ten opzichte van een vast punt wordt een nulmeting uitgevoerd, waarna de meting met regelmaat herhaald wordt, waardoor de zakkingsnelheid bepaald kan worden. Een andere methode is de lintvoeg meting. De hoogte van een lintvoeg wordt gemeten, er van uitgaande dat deze bij de bouw horizontaal en op een vaste hoogte is aangebracht kan de zakkingsnelheid over de verlopen periode worden berekend. De snelheid waarmee de woning zakt is een goede maat om de urgentie van funderingsherstel te bepalen. Rotaties Rotaties worden ook met de lintvoeg meting bepaald. De hoogte van een lintvoeg wordt rondom de woning gemeten. Er van uitgaande dat deze voeg bij aanbrengen horizontaal liep kan de rotatie bepaald worden. Deze meting geeft slechts een beeld van de rotatie op het moment van meten ten opzichte van de theoretische situatie. Naast esthetische schade kan de rotatie ook wijzen op constructieve schade. Scheefstand Mogelijk is dat de woning geen rotatie heeft ondervonden, maar wel scheef is gaan staan. Hier kunnen we twee situaties onderscheiden; de eerste is scheefstand ten opzichte van de horizontaal. Door middel van een vloer waterpassing kan bepaald worden of zakkingen zijn opgetreden. Scheefstand kan ook bepaald worden door metingen bij beide dragende wanden. Een andere vorm van scheefstand is het hellen van de voor- en/of achtergevel. Met een loodmeting kan de scheefstand van de gevel bepaald worden. Is de scheefstand te groot, dan kan het pand onbewoonbaar worden. Aantasting Bepaald dient te worden hoe sterk de fundering is aangetast en of deze aantasting door zal zetten of tot een halt is gekomen. Door het meten van de grondwaterstand kan een voorspelling gedaan worden van de mate van aantasting door schimmels. Wanneer het grondwater onder het bovenste niveau van de houten fundering staat, is de kans op schimmel aantasting groot. Aantastingen in de vorm van schimmel en bacteriën worden bekeken met behulp van een monster name. Dit monster laat de doorsnede opbouw van de houten paal en de mate van aantasting zien. Door microscopisch onderzoek kan het type aantasting en de snelheid waarmee de aantasting plaats vindt vastgesteld worden. Stabiliteit Bij dit aspect wordt nagegaan of de constructie nog in voldoende mate aanwezig is om de belastingen van de bovenbouw naar de fundering te brengen. Ten gevolge van aantasting of bouwfouten kan materiaal ontbreken of zich op de verkeerde plaatst bevinden. Door het visueel inspecteren van de fundering, waarbij onderdelen worden ingemeten en aantekeningen worden gemaakt van de gebreken, ontstaat een goed beeld van de huidige staat van de fundering. Wanneer te veel materiaal ontbreekt, is het mogelijk dat de constructie niet meer in staat is de belastingen af te dragen, met het gevaar van instorting tot gevolg. 39

41 Voldoende draagkracht Door een visuele inpandige- of gevelinspectie van de woning kunnen aanwijzingen gevonden worden voor schade aan de fundering. Scheuren in de wand en het bol staan van het metselwerk zijn aspecten die duiden op esthetische schade. Dit wil niet zeggen dat de woning ook constructieve schade heeft. Een beter inzicht in de constructieve schade wordt verkregen door funderingsinspectie. Met behulp van een inslaghamer kan de dikte van de zachte schil van het hout bepaald worden, vervolgens kan de resterende dragende diameter berekend worden. Een andere mogelijkheid is het proef belasten van een representatieve paal. Bij beide methoden wordt het draagvermogen van de paal bepaald en vervolgens getest aan de optredende belasting: σ c ; d < f c ; d Naast de paal dient ook de draagkracht van het lanshout en, indien aanwezig de kesp getoetst te worden. Deze onderdelen worden loodrecht op de vezel belast waarbij, als er geen aantasting is, een drukspanning aangehouden mag worden van 4,5 N/mm 2. Een ander aspect dat hierbij komt kijken is de geologische opbouw van de grond, deze heeft invloed op het draagvermogen van de paal. Met de gemeten zettingen en rotaties kan een aanname van de draagkracht van de grond worden gedaan. Mogelijk is een sondering nodig Beoordeling Wanneer bovenstaande aspecten zijn onderzocht en beoordeeld, kan de fundering geclassificeerd worden met behulp van tabel 2.1. Hieruit volgt hoe lang de fundering nog zal voldoen en hoeveel haast er is bij funderingsherstel. Tabel 2.1: Classificatie funderingen Wanneer de fundering onvoldoende scoort zullen er maatregelen genomen moeten worden. Een mogelijkheid is het toepassen van funderingsherstel. De oplossingen die worden gebruikt bij funderingszettingen worden in de volgende paragraaf beschreven. Voordat over wordt gegaan tot funderingsherstel is het verstandig ook de kwaliteit van de boven constructie en het casco te bepalen. Wanneer deze kwaliteit onvoldoende is, kan het mogelijk beter zijn de woning te slopen en nieuw te bouwen. 40

42 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 2.5 Maatschappelijk relevantie In dit hoofdstuk wordt de maatschappelijke relevantie van funderingsherstel uiteengezet. Deze maatschappelijke aspecten spelen de grootste rol bij de overweging tot overgang naar funderingsherstel of vernieuwing Problematiek Voordat woningeigenaren over gaan tot funderingsherstel zijn al verschillende overwegingen gedaan en processen doorlopen. Het begint met het erkennen van het funderingsprobleem, woningbezitters en kopers hebben te weinig kennis om het probleem te herkennen. Het is de taak van gemeenten, makelaars en woningbouworganisaties om de bewoners op de hoogte te brengen van de problemen. Om verschillende redenen wordt niet altijd voldoende informatie aan de bewoners verstrekt. Bijvoorbeeld wanneer de gemeenten zelf schuldig is aan de verlaging van het grondwater, waardoor de schade ontstaat. Door het gebrek aan informatie wordt bij de verkoop van een woning, geen informatie verstrekt over funderingsschade. De controle van gebreken is de verantwoording aan de koper, deze kan achteraf niets verhalen op de verkoper. Wanneer bewoners op de hoogte zijn gebracht van de funderingsschade, wordt door metingen en onderzoek de mate van schade bepaald. Als hieruit volgt dat funderingsherstel toegepast moet worden begint het volgende traject. Voor het uitvoeren van funderingsherstel moet rekening gehouden worden met kosten van ,- tot ,- ( 1200 per vierkante meter) [Wensen, A., 2011]. Het betreft een ingreep die geen meerwaarde voor de woning oplevert. Daarbij daalt op dit moment, door inflatie op de woningmarkt, de waarde van woningen. Eigenaren weten niet of zij de investering nog terug gaan verdienen. Heeft een eigenaar de financiële middelen dan kan het funderingsherstel aan zijn woning uitgevoerd worden. Maar het gewenste effect wordt alleen behaald wanneer het herstel voor de hele bouweenheid uitgevoerd wordt. Buren zullen geïnformeerd en overgehaald moeten worden om ook deel te nemen aan de herstelwerkzaamheden. Naast de kosten en de duur van de werkzaamheden is ook de overlast, een aspect dat invloed heeft op het wel of niet mee willen/kunnen doen van de eigenaren. Daarbij heeft niet iedere bewoner inzicht in de noodzaak van de ingreep, veel overredingskracht is nodig om alle eigenaren de noodzaak van de ingreep in te laten zien. Vaak wordt een externe partij ingeschakeld om alle partijen samen te brengen. Het uitvoeren van het herstel voor een gehele bouweenheid heeft ook voordelen, kosten worden bespaard doordat de uitvoering in treinvorm wordt uitgevoerd. Wanneer bij de eerste woning de palen de grond ingaan wordt bij de buren de vloer verwijderd, terwijl het huis daarnaast ontruimt wordt. Voordat de herstelwerkzaamheden uitgevoerd worden, moet de gemeente de plannen goedkeuren. Hier kan de gemeente eigenaren inlichten over de voordelen van gezamenlijk herstel. Helaas heeft zijn niet altijd voldoende kennis om een goed oordeel te geven. Daarbij wordt niet altijd een vergunning aangevraagd, uitvoerders geven het funderingsherstel op als een verbouwing, waarvoor geen vergunning nodig is Oplossingen voor problematiek Een belangrijke stap in het oplossen van de verschillende problemen die horen bij funderingsherstel is het onder de aandacht brengen van het probleem. Doordat bewoners niet weten hoe het met hun fundering gesteld is, ondernemen zij geen actie. Wanneer de gemeente eerder overgaat tot het informeren van de eigenaren, is de aantasting mogelijk nog beperkt en zijn slechts kleine preventieve ingrepen nodig voor het behoudt van de fundering. Door goede afspraken met de uitvoerder te maken, kan de eigenaar zichzelf behoeden voor hoge kosten. Bij duidelijke afspraken weet de eigenaar voor de start van de werkzaamheden wat gaat gebeuren en hoe veel het hem gaat kosten. Omdat eigenaren vaak te weinig kennis van zaken hebben, is het verstandig met de gehele bouweenheid een externe partij bij het project te betrekken die de communicatie met de uitvoerder doet. 41

43 Een goedkopere wijze van funderingsherstel draagt er aan bij dat meer mensen overgaan tot herstel. Dit kan verwezenlijkt worden door het collectief uitvoeren van de werkzaamheden en/of door de ontwikkeling van een efficiëntere methode. Door het centraal verzamelen en ontwikkelen van kennis wordt het proces overzichtelijker ontstaan nieuwe inzichten. Daarbij is het taak aan de gemeente zich goed te laten informeren zodat het juiste advies met betrekking tot vergunning voor funderingsherstel wordt gegeven. Projecten waarbij de vergunning niet aangevraagd wordt moeten worden onderschept. De algemene kwaliteit van funderingsherstel moet verbeterd worden, een algemene richtlijn moet leiden tot een gelijke kwaliteit overal in Nederland. Gewerkt wordt aan een CUR-aanbeveling met richtlijnen voor funderingsherstel. Dit moet bijdragen aan een maatschappelijke bewust wording, de overheid moet de noodzaak van onderzoek naar nieuwe methoden inzien en hier in investeren Belanghebbenden Bij de uitvoering van funderingsherstel of vernieuwing zijn verschillende belanghebbenden betrokken. Allen met hun eigen wensen, eisen en visie op het proces. Hieronder worden zij uiteengezet Particuliere eigenaren Wanneer de woning het bezit van een particulier is, is het funderingsherstel een grote ingreep. De kosten zijn hoog, terwijl geen meerwaarde gecreëerd wordt. Wanneer de woning tot een bouwkundige eenheid behoort zal de eigenaar eerst met buren moeten overleggen. Het herstel moet voor de hele eenheid tegelijk gebeuren, wil het effect hebben, echter ziet niet iedere bewoner de noodzaak in of heeft het geld, nodig is voor de ingreep, niet. Particulieren kunnen zich verenigen in een vereniging van eigenaren, op deze manier kunnen zij als één partij in het proces staan. Door het gebrek aan kennis wordt door deze partij vaak een adviseur ingeschakeld Woningbouworganisatie Zijn de woningen in het bezit van de woningbouworganisatie, dan komt het herstel voor rekening van de organisatie. Doordat deze organisaties de woningen door de jaren heen afschrijven, zullen zij zelden overgaan tot funderingsherstel. Voor woningbouworganisatie is het economischer de onbewoonbare woning geheel af te schrijven, te slopen en vervolgens nieuw te bouwen. Ook zijn er woningbouwverenigingen die de woningen aan hun huurders verkopen. Met woningen van eigenaren en van de coöperatie in één bouweenheid tot gevolg. Dit heeft een negatieve invloed op de samenwerking voor funderingsherstel, de coöperatie zal hier minder snel toe geneigd zijn dan de eigenaren. 42

44 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Huurder De huurder woont in een woning van de woningbouworganisatie. Wanneer de organisatie besluit funderingsherstel uit te voeren zullen de bewoners tijdelijk (een deel van) hun huis niet kunnen gebruiken. De woningbouworganisatie komt met een oplossing voor de bewoner. Zoals hiervoor beschreven gaat de woningbouworganisatie, in het geval van funderingsschade, over tot sloop en nieuwbouw. De huurders krijgen een andere woning toegewezen Gemeente Een doelgroep met een grote invloed is de gemeente. Het is mogelijk dat dit orgaan schuldig is aan de paalrot, doordat zij het grondwater heeft verlaagd in het openbaargebied. Dit is niet altijd hard te maken, wanneer de grondwaterstand ten gunste van de landbouw omlaag is gebracht had de gemeente hier goede rede toe. Daarbij is de eigenaar volgens de wet zelf verantwoordelijk voor het grondwater aan zijn kant van de erfgrens. Ook heeft de gemeente zijn inbreng betreffende juridische aspecten zoals de erfscheiding. Ook goedkeuring voor de uitvoering van de herstelwerkzaamheden wordt door de gemeente gegeven. De gemeente kan herstel stimuleren door het treffen van financiële regelingen. Informeren Gemeenten gaan verschillend om met het informeren van de inwoners. De gemeente Rotterdam heeft een funderingsloket, hier kunnen eigenaren met klachten terecht. Zijn klemmende deuren toe te schrijven zijn aan funderingsschade, dan wordt de eigenaar ingelicht over de vervolg stappen. In de gemeente Schiedam is men actief bezig met het inlichten van de bewoners. De gemeente doet metingen aan panden. Wordt ernstige schade geconstateerd, dan worden de eigenaren op de hoogte gebracht, waarna het proces van herstel volgt. Onderzoek: De afdeling Ingenieurswerken van de gemeente Rotterdam voert onderzoek uit aan panden met funderingsschade. Het is aan de eigenaar zelf om in het geval van schade onderzoek uit te laten voeren. Dit kan door een aannemer gedaan worden of onafhankelijk door gemeente. Juridisch: In het geval van een bouwkundige eenheid zijn de funderingen onder de woningscheidende wanden gelegen. Funderingsherstel moet gebeuren in overleg met de buurman, het herstel heeft alleen het gewenste resultaat als de hele bouweenheid meedoet. Wanneer slechts één partij herstel uitgevoerd heeft dit gevolgen hebben voor de zettingen van de buurman. Daarbij is de scheidende wand en de onderliggende fundering van beide eigenaren, het betreft mandeligheid. Omdat beide eigenaren profijt hebben van de ingreep zullen zij beiden moeten betalen. Een ander punt, is de diepte onder de woning, tot welke diepte heeft een eigenaar het recht een paal onder zijn woning aan te brengen. Aan de diepte van de grond zit geen maximum, de eigenaar kan de paal tot grote diepte aanbrengen, echter is het aanbrengen tot in de draagkrachtig laag het meest efficiënt. Financieel Het mogelijk dat de gemeente mee betaald aan het funderingsherstel van woningen in de gemeente. Gemeenten kunnen dit uit zichzelf doen om de waarde van de gebouwen te waarborgen, maar de financiële bijdrage kan ook middels een rechtszaak geëist worden. De gemeente Rotterdam biedt een lening aan met lage rente aan voor eigenaren met een fundering die binnen vijf jaar hersteld moet worden. Bemiddeling De gemeente Rotterdam grijpt in wanneer particulieren niet mee willen of kunnen doen aan het collectief verbeteren van de fundering. In eerste instantie wordt de bewoner aangeschreven, vervolgens wordt gezocht naar een passende oplossing. In ruil voor een deel van de woning, kan de gemeente de kosten van herstel betalen. Wanneer de eigenaar de woning verkoopt moet de gemeente terug betaald worden. Dit kan een oplossing zijn voor 43

45 eigenaren die nog maar kort wonen en een hoge hypotheek hebben, of voor oudere eigenaren die de waarde van de woning als hun pensioen beschouwen en geen spaargeld hebben. De gemeente doet er alles aan om het herstel door te kunnen laten gaan. Constructieve goedkeuring Net als voor nieuwbouw, moet ook voor funderingherstel een vergunning verleend worden door de gemeente. Het probleem is dat de gemeente niet altijd voldoende inzicht heeft in de problematiek en oplossingsmethoden om deze aanvragen juist te behandelen. Daarbij worden niet alle ingrepen van funderingsherstel gemeld bij de gemeente. Bij het verlenen van de bouwvergunning wordt de nieuwe constructie op constructieve en bouwtechnische aspecten, zoals voldoende wapening, juist uitgevoerde aansluitingen, beoordeeld. De gevolgen voor de belendende panden worden niet meegenomen, hierdoor worden vergunningen verleend zonder dat de buren op de hoogte zijn gebracht. De eigenaar wordt ook niet op de hoogte gebracht van de gevolgen van het individueel uitvoeren van herstel. Funderingsherstel en -vernieuwing zijn nieuwe fenomenen, slechts vijf jaar worden zij toegepast. Bouw en woningtoezicht zal beter geïnformeerd moeten worden, om fouten in de toekomst te voorkomen. [Opstal, ing. A.T.P.J., IGW Rotterdam] Uitvoerder: Ook met de uitvoerende partij dient rekening gehouden te worden. Door de gebruikte methoden zo ver mogelijk te optimaliseren kunnen de doorlooptijd en kosten van het funderingsherstel beperkt worden. Dit kan onder anderen door de handelingen op de bouwplaats zo ver mogelijk te vereenvoudigen en de omstandigheden zo gunstig mogelijk te maken. Op deze manier kan er zo prettig mogelijk gewerkt worden wat de efficiëntie ten goede komt. Hier onder enkele aspecten waarmee de uitvoerder te maken heeft. Sociaal De uitvoerder wil een goede indruk bij de klant maken en achterlaten. De firma P.&G. Hooghwerff biedt een totaal prijs waartegen alles wordt gedaan van begin tot eind, eventuele meerkosten zijn voor de firma. Op deze manier weer de klant waar hij aan toe is voordat de werkzaamheden beginnen. Ook het overleggen met de bewoners is een taak van de uitvoerder. Willen en kunnen zij tijdelijk ergens anders wonen? Wanneer dit niet zo is kan het een goede optie zijn de werkzaamheden onder de begane grond uit te voeren. Ook de overlast ten gevolge van heien, drukken of draaien van de palen wordt besproken, niet alleen met de bewoners ook met de buren. [Boonstoppel, J.W., P.&G. Hoogwerff] Logistiek De herstelwerkzaamheden vinden plaats onder een woning en meestal in de binnenstad, de ruimte is beperkt. De aan en afvoer van materiaal (grond) en materieel verdient extra aandacht. P.&G. Hooghwerff werkt vaak samen met de dezelfde onderaannemer, op deze manier ontstaat vertrouwen en weten de partijen van elkaar hoe gewerkt wordt. Bouwplaats Werkzaamheden worden onder de bebouwing uitgevoerd, hiertoe moet eerst een werkhoogte van minimaal 1,80 meter middels ontgraven gemaakt worden. Daarbij dient extra aandacht besteed te worden aan de ventilatie. De brandstof voor het materieel (graaf en heimachines) vervuilt de lucht terwijl de toevoer van schone lucht beperkt is. Het soort werk en de omstandigheden vormen een zware belasting voor het uitvoerende personeel. Risico Door de aanpak van de firma P.&G. Hoogwerff zal meer werk en schade ten gevolge van de uitvoering voor eigen rekening komen. Schade kan onder andere ontstaan door trillingen, volgens de heer Boonstoppel heeft het maken van inkassingen in de wand ook invloed op de scheurvorming. [Boonstoppel, J.W., P.&G. Hoogwerff] 44

46 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Adviseur of projectmanager Wanneer het funderingsherstel voor de gehele bouwtechnische eenheid wordt uitgevoerd kan het wenselijk zijn een externe partij erbij te betrekken. De Adviseur zorgt voor een goed verloop van het proces, bemiddeld met de verschillende eigenaren en onderhandeld met de uitvoerder. Hieronder de vaardigheden van de adviseur. Onderzoek Een adviseur kan ingeschakeld worden om onderzoek te verrichten aan de fundering. Net als de gemeente verricht de adviseur, mits niet verbonden aan een uitvoerder, een objectief onderzoek. Adviseren Na uitvoering van het onderzoek zal de adviseur een advies geven van de beste oplossing voor het specifieke schade geval. Daarbij kunnen meerdere bedrijven aangeraden worden. Ook geeft de adviseur advies betreffende verzekeringen welk afgesloten moeten worden tijdens de uitvoering en daarna. Aangeraden wordt de fundering te verzekeren voor gasexplosies, maar niet voor brand, in dit geval zal de schade aan de fundering minimaal zijn. Begeleiding De adviseur kan tijdens de uitvoering betrokken blijven om de eigenaren van de benodigde vakinformatie te voorzien. Daarbij kan de adviseur een rol spelen in het samenbrengen van en de bemiddeling tussen de verschillende eigenaren in een bouweenheid. De adviseur in de rol van projectmanager gaat met de uitvoerder in gesprek. Juridisch In het geval ven schade ten gevolge van een te lage grondwaterstand waarbij niet duidelijk is wie de schuldige is, heeft de adviseur een juridische rol in het verkrijgen van duidelijkheid over deze kwestie. [Wit, J. de, funderingswinkel] 45

47 III. Toegepaste oplossingen voor funderingszettingen 3.1 Inleiding In dit hoofdstuk worden verschillende methoden besproken welke momenteel worden toegepast wanneer funderingszettingen optreden. Vooraf aan een ingreep wordt een nulmeting of bouwkundige vooropname verricht aan de omliggende panden, om vast te stellen of de omliggende panden schade ondervinden ten gevolge van het herstel en latere misverstanden te voorkomen. Deze panden worden onderworpen aan een interne en externe inspectie om visuele gebreken, zoals scheuren en naadvorming vast te stellen. Daarbij kunnen ook hoogte, scheurwijdte en grondwaterstand metingen gedaan worden. Funderingsherstel en funderingsvernieuwing Bij het verhelpen van funderingsschade wordt onderscheidt gemaakt tussen de methoden waarbij de functie van de bestaande fundering behouden blijft, funderingsherstel, en methoden waarbij een nieuwe fundering wordt aangebracht, funderingsvernieuwing. Welke methode ook wordt toegepast, het aanbrengen van een nieuwe (paal)fundering dient per bouweenheid te gebeuren voor het gewenste effect. Wanneer slechts één woning of enkele woningen een nieuwe fundering krijgen zullen deze scheef getrokken worden door de woningen die niet een nieuwe fundering hebben. De grootste schade ondervindt de eerste woning naast de woningen op een herstelde fundering, het scharnierpand, zie figuur 3.1. Ook later gebouwde woningen op de fundering van de bestaande bebouwing, dienen meegenomen te worden in het herstel. Zo kan een bouweenheid helemaal rondlopen en behoort een heel bouwblok tot de bouweenheid. Wanneer een deel van het blok niet meedoet met het funderingsherstel kan een dilatatie toe gepast worden, deze dient dan door te lopen tot en met de funderingsbalk. De buurwoning blijft op de oude fundering staan, wanneer deze verder verzakt neemt hij het buurhuis niet mee (figuur 3.1). scharnierpand dilatatie funderingsherstel geen funderingsherstel funderingsherstel geen funderingsherstel figuur 3.1: Partieel funderingsherstel zonder dilatatie: scharnierpand; Partieel funderingsherstel met dilatatie Funderingen op staal In het geval van funderingen op staal, moet eerste nagegaan worden of funderingsherstel rendabel is. Het betreft meestal lagere woningen met slechts twee woonlagen in tegenstelling tot woningen op palen met minimaal driewoonlagen en hogere verdiepingen. De (ver)koopprijs van woningen op staal ligt lager waardoor de kosten voor funderingsherstel in verhouding hoger zijn. Mogelijk is het slopen en nieuw bouwen van de woning een betere optie. 46

48 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Bodemonderzoek Voorafgaande aan het herstel of de vernieuwing wordt de bodem onderzocht. Middels een geotechnisch onderzoek, wat onder andere bestaat uit sonderingen, wordt de bodemgesteldheid bepaald. Aan de hand van deze gegevens kan het soort fundering bepaald worden en de lengte van de palen. Wanneer een gedetailleerder beeld nodig is van de grondopbouw worden boringen gedaan. Hierbij worden monsters van de grond in het laboratorium onderzocht, dit is onder andere nodig bij het toepassen van grondinjecties. Ook de stand van het grondwater wordt over een periode geregistreerd. Het fluctueren van de stand heeft invloed op het ontwerp van de fundering, houten delen zullen onder de laagste grondwaterstand aangebracht moeten worden. Naast geotechnisch onderzoek wordt ook een milieukundig onderzoek uitgevoerd. Bij het toepassen van bodeminjecties is kennis van de grond vereist, verontreinigingen hebben een negatieve invloed op de kwaliteit van de injecties. 3.2 Grondwaterstand omhoog brengen Werkwijze De woningen waarvan de houten paalfundering beperkt is aangetast en het draagkracht nog voldoende is, is te redden door de grondwaterstand omhoog te brengen. Op deze manier wordt het rottingsproces stop gezet. Wel dient rekening gehouden te worden met andere gebouwen in de omgeving. Verhoging van de grondwaterstand heeft gevolgen voor funderingen op staal en kelderbakken, deze komen onder water te staan. Vaak is de waterstand juist omlaag gebracht om wateroverlast in woningen op staal te voorkomen. Toepassing van een muurtje tussen de woningen op palen en het openbaargebied waar de riolering ligt, kan het waterniveau over de doorsnede regelen (zie figuur 3.3). Het opnieuw dalen van het grondwater door bijvoorbeeld een open riool wordt voorkomen door het injecteren van de grond met waterglas. Hierdoor wordt een muurtje gevormd welke het grondwater onder de woning hoog houdt. Deze blokkade is niet te hoog aangelegd om te voorkomen dat het water in de kruipruimte komt te staan. De methode kan voor een bouweenheid tegelijk worden figuur 3.2: Verhogen van het grondwater figuur 3.3: Regelen van het grondwater middels een muurtje uitgevoerd, aan het einde van de eenheid wordt de blokkade een stuk de hoek om gezet, zodat het grondwater niet om het muurtje heen kan stromen. Om de waterstand onder de woningen op peil te houden kan de hemelwaterafvoer zo gekoppeld worden dat het regenwater bij de fundering de grond in gaat. 47

49 Constructieve eisen De bestaande constructie dient ondanks de aantasting nog voldoende draagvermogen te hebben. Door het omhoog brengen van het grondwater blijft de bestaande constructie behouden en wordt niet verder aangetast, extra draagvermogen wordt niet gecreëerd. Het grondwater dient op een niveau hoger dan 0,1 meter boven het bovenste funderingshout gebracht te worden en te blijven. Voor- en nadelen Deze methode is niet altijd mogelijk. Voor de toepassing dient er voldoende ruimte boven en in de grond te zijn. Het is mogelijk dat het injecteren van de grond plaatst vindt in de openbare grond, in dit geval zijn er stoepen en leidingen die een obstakel kunnen zijn en kan de gemeente precariobelasting vragen. 3.3 Funderingsherstel Wanneer de resterende draagkracht van de houtenpalen voldoende is, kan de bestaande fundering behouden blijven. Hieronder methoden om verdere zettingen te voorkomen Nieuwe palen onder bestaande funderingsbalk Palen vanuit de bouwmuur drukken Werkwijze De manier van uitvoeren van deze techniek variëren per uitvoerder, toch komt iedere wijze op het volgende neer; In de dragende muur wordt een nis gemaakt, vanuit deze nis wordt een gat geboord in het hard van de funderingsbalk of kesp. In de nis wordt een stalenframe met perstoestel geplaatst welke stalenbuizen met een diameter van 70 millimeter in stukken van 500 mm de grond in drukt. Tegendruk ondervindt het toestel van de bovenliggende muur. In de buizen wordt grout gestort, waarna de paal verankerd wordt in de muur, dit verkort de kniklengte. Wanneer de houten palen nog voldoende capaciteit hebben zal de belasting zich spreiden over de bestaande en nieuwe palen, deze verdeling is niet gelijkmatig. De nieuwe palen zijn stijver dan de bestaande palen, waardoor zij meer belasting na zicht toetrekken. De bestaande palen gaan als het ware aan de stijvere palen hangen. Wanneer gestreefd wordt naar het functie behoudt van de houtenpalen zal een stijve balk boven de palen gecreëerd moeten worden voor een gelijke belasting afdracht. Dit kan met een betonnen balk of door trekelementen in het metselwerk aan te brengen. Onderzoek wordt gedaan naar de samenwerking tussen bestaande en nieuwe palen waarbij de nieuwe palen minder stijf uigevoerd worden. Dit kan door een andere materiaal te gebruiken of de palen niet in de draagkrachtige laag te zetten, waardoor zij minder steun krijgen van de grond. [Opstal, ing. A.T.P.J.] Door de nieuwe palen bij het bereiken van de gewenste diepte een figuur 3.4: Nieuwe palen bij plaatsen figuur 3.5: Drukken van de palen vanuit de bouwmuur extra drukkracht te geven, worden de bestaande palen ontlast en dragen alleen de nieuwe palen de constructie. Vanwege de kleine diameter van de stalen buispalen zijn er meerdere palen nodig om het draagvermogen over te nemen. 48

50 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Bij de aanwezigheid van een kruipruimte of kelder kan deze methode onder de begane grondvloer toegepast worden, dit beperkt de overlast. Daarbij kan deze techniek ook lokaal toegepast worden om het gebouw recht te zetten of lokale hoge belastingen op te vangen. Ook een combinatie met een fundering op staal is mogelijk, wel zijn extra constructieve voorzieningen nodig omdat constructie niet berekend is op een fundering op palen. Constructieve eisen Per nieuwe paal wordt de belasting bepaald, dit is een combinatie van de belasting uit het bovenliggende gebouw en de negatieve kleef die langs de paalschacht werkt. Uit de rekenwaarde van deze belastingen volgt het vereiste draagvermogen van de paal. De benodigde vijzelkracht is gelijk aan dit draagvermogen. Waarbij andere methode het paalpuntniveau als uitgangspunt wordt genomen is dat hier de vijzelkracht. Door de paal te drukken tot de gewenste vijzelkracht is bereikt, is het draagvermogen van de paal gewaarborgd. De afstand tussen twee palen heeft een maximum, in het metselwerk treedt een boogwerking bij de afdracht van de belastingen. De boogvorming kan het beste gevormd worden wanneer de hoogte van het metselwerk onder de vloer (a) groter is dan de paalafstanden (b), zie figuur 3.6. Belangrijk hierbij is de kwaliteit van het metselwerk, deze dient dan ook gecontroleerd te zijn. Aandachtspunt is de locatie van de palen ten opzichte van de hartlijn van de bouwmuur. De paal dient centrisch geplaatst te zijn om excentriciteit, met een moment en wringing, tot gevolg te a voorkomen. Door de slankheid van de palen is de knikbelasting laag, het inklemmen van de paal in het metselwerk draagt bij aan het verhogen van de knikkracht. Daarbij wordt aangeraden de paal te b controleren op uitknikken door het aanbrengen van een vijzelbelasting groter dan de optredende belasting. figuur 3.6: Boogwerking in metselwerk Voor- en nadelen Voordeel van deze methode is het gebruik van de bestaande fundering. Daarbij is de ingreep relatief klein, bewoners kunnen blijven wonen. Deze methode is zowel toepasbaar voor funderingen op palen als op staal. Daarbij is deze techniek ook te gebruiken voor het rechtzetten van scheefgezakte panden. Door de geringe afmetingen van het perstoestel is de overlast beperkt. De kleine diameter van de nieuwe palen is juist een nadeel, meer palen zijn nodig voor het vereiste draagvermogen. Doordat per paal een opening in het metselwerk gemaakt wordt, verzwakt het metselwerk. Deze methode is alleen uit te voeren is als het metselwerk sterk genoeg is. Trillingen van het verkeer worden, doordat geen nieuwe constructieve vloer wordt aangebracht die de stijfheid van de woning vergroot, met deze methode niet weggenomen. 49

51 Jetgroutpalen Werkwijze Ronde gaten met een beperkte diameter (ongeveer 9 cm), waar de stalenbuis, de boorlans, doorheen kan, worden in de bestaande funderingsbalk gemaakt. De boorlans wordt tot op de gewenste diepte gebracht. Bij het draaiend omhoog halen van de buis wordt grout onder druk in de grond gespoten. Het grout en de grond gaan een reactie aan en de paal wordt gevormd. Bij herbestemming van de Lichttoren in Eindhoven is deze techniek door Wareco toegepast om het draagvermogen van het gebouw te vergroten.[lichttoren Eindhoven, Wareco]. Constructieve eisen De paal wordt in de grond gevormd, waardoor de kwaliteit moeilijk te controleren is. Proefbelastingen dienen uitgevoerd te worden om de kwaliteit te toetsen. Daarbij dient extra aandacht besteed te worden aan de aansluiting van de nieuwe paal met de funderingsbalk/poer. Voor- en nadelen Nadeel van deze methode is dat de paal in de grond gevormd wordt, de kwaliteit is niet te controleren. Een tweede punt van aandacht is de toepassing van deze paal, op het moment wordt de techniek alleen gebruikt bij het herstel van grotere gebouwen. Voordeel van de jetgroutpalen ten opzichte van het drukken van palen vanuit de bouwmuur, is de diameter van de jetgroutpaal. Doordat de paal in de grond gevormd wordt, kan deze een grote diameter krijgen terwijl de doorgang in de funderingsbalk klein blijft. figuur 3.7: Inbrengen van jetgroutpalen 50

52 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Paalkop verlaging Werkwijze Houtenpalen onder een betonbalk Palen waarvan de draagkracht nog voldoende is worden op een niveau minimaal 500 millimeter onder de laagste grondwaterstand afgezaagd. Hiervoor worden de palen met een aantal tegelijk ontgraven, zowel vanaf de buiten als binnenzijde van de woning. Vervolgens wordt de grondwaterstand tijdelijk omlaag gebracht. Het bovenste deel wordt afgezaagd en getest op draagkracht. Op de resterende houtenpaal wordt een instortvijzel, de spindel, geplaatst om de fundering op te vangen en de gewenste voorspandruk te realiseren. Vervolgens wordt op de paalkop wapening en bekisting aangebracht en het beton gestort. Na het uitharden wordt de paal aangewerkt zodat de belastingafdracht weer via de paal verloopt. Deze methode wordt incidenteel toegepast. figuur 3.8: Paalkop verlaging Klassieke houten paalfundering Deze methode verloopt op gelijke wijze als in de situatie met een betonbalk. Nu wordt ook het langshout verwijderd en vervangen door een betonbalk. Over de paalkoppen wordt wapeningen en bekisting aangebracht om zo de nieuwe balk te vormen. Deze balk loopt tot de onderkant van het metselwerk. Constructieve eisen De draagkracht van de houtenpalen dient nog voldoende te zijn, deze dienen getoetst te worden. Voor- en nadelen Voordeel bij paalkop verlaging zijn de relatief lage koste, en het behoudt van draagvermogen. Dit is ook een nadeel, ondanks het aanbrengen van een nieuwe fundering is het niet mogelijk zwaardere vloeren of een extra verdieping toe te passen. De werkzaamheden vinden onder de begane grondvloer plaats, waardoor de overlast beperkt is. Een nadeel aan deze methode is dat de houten palen nog voldoende draagvermogen moeten hebben. Op het moment van aanbrengen van de houten palen werd het effect van negatieve kleef niet weggenomen, wat vaak de reden is van overbelasting van de paal, dit wordt niet verholpen. Ook zettingen worden niet verholpen, de palen blijven hetzelfde net als de bodemgesteldheid, wanneer zakkingen voor het herstellen plaats vonden zullen deze na de ingreep ook aanwezig zijn. In het geval van een klassieke houten paalfundering moet naast het stuk beton op de paal ook een betonbalk, ter vervanging van het langshout, gevormd worden boven de palen. Daarbij dienen de houten paaldelen onder water te blijven staan. Mocht de grondwaterstand weer dalen, heeft deze oplossing niet het gewenste effect. Omdat grenenpalen gevoeliger zijn voor aantasting, kan deze methode niet gebruikt worden in het geval van grenenpalen. 51

53 3.3.3 Injecteren van de houtenpalen Werkwijze Wanneer de draagkracht van de houtenpalen nog voldoende is, ondanks de aantasting, is het mogelijk deze te injecteren met een hars. Op deze manier zal de houtenpaal niet verder aantasten en blijft het resterende draagvermogen in tact. De gebruikte harsen zijn uitgebreid getest in laboratoria, waar zij uitstekend werkten. Echter in de praktijk blijken de injecties niet toepasbaar. Door de hoge vochtigheid van de houten palen hebben de harsen niet het gewenste effect. Constructieve eisen Het resterende draagvermogen van de aangetaste palen moet nog voldoende zijn. Voor- en nadelen Hoewel dit een goed oplossing lijkt, welke weinig overlast veroorzaakt is de methode (nog) niet goed toepasbaar Recht vijzelen Werkwijze Verschillende vormen van funderingsherstel en vernieuwing kunnen gecombineerd worden met het recht vijzelen van de woning. Wanneer de zettingen esthetische- en/of gebruiksschade veroorzaken kunnen de zettingen verholpen worden door het (deels) opvijzelen van het gebouw. Constructieve eisen Wanneer geen nieuwe fundering toegepast wordt dient het draagvermogen van de bestaande fundering voldoende te zijn. Het gebouw wordt recht gevijzeld, maar niet hersteld, de bestaande fundering blijft het gebouw dragen. Voor- en nadelen Voordeel van deze methode is dat met een relatief kleine ingreep de woning rechtgezet kan worden. Nadeel is dat wanneer geen verdere maatregelen worden getroffen de woning na rechtzetten weer zal zakken en de handeling na enkele jaren opnieuw uitgevoerd moet worden. Door het recht vijzelen te combineren met een nieuwe fundering verbeterd het resultaat. Wanneer een gebouw ongelijk verzakt draait het om één punt, het punt dat zakt beschrijft een deel van een cirkelboog. Bij het opvijzelen wordt het laagste punt recht (verticaal) omhoog gebracht, hierdoor wordt de woning korter wat scheuren tot gevolg heeft. (zie figuur 3.9). δ Zakking volgens een cirkelboog Verticaal omhoog vijzelen figuur 3.9: Korter worden van de woning t.g.v. vijzelen 52

54 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Fundatiestabilisatie Deze methode wordt toegepast bij funderingen op staal. Wanneer het draagvermogen van de stijve laag niet voldoet kan deze door grondstabilisatie verbeterd worden. Naast het stop zetten van de zettingen, is het mogelijk de woning omhoog te brengen. Stabilisatie kan met verschillende materialen en methoden. Expansieharsen (uretek) Werkwijze Direct naast de buitenmuur worden met behulp van een boormachine gaten met een doorsnede van 15 millimeter gemaakt. Hierin worden injectielansen aangebracht die een twee componenten expansiehars, welke tot de familie van polyurethaan hoort, in de grond injecteren. Het injecteren gebeurd met een constante snelheid, druk en menging van hoeveelheden. De hars reageert met de grond en zet uit tot een massief eindproduct. De grondkorrels waarmee de hars reageert worden aan elkaar gelijmd terwijl korrels om het product heen samen worden gedrukt tot een hogere dichtheid. De constructieve eigenschappen van de grond onder de fundering worden verbeterd. Ongeveer 45 minuten na uitvoeren is de geïnjecteerde bodem voor 75% verhard (zie ook figuur 3.10). Constructieve eisen De fundering kan op normalen wijze berekend worden, dimensies worden bepaald uit de berekening. Deze afmetingen geven informatie over de grote van het te injecteren gebied. Voordat wordt over gegaan tot uitvoeren, zijn sonderingen nodig om de grondopbouw te bepalen. Door een proefinjectie in het laboratorium kan de druksterkte van de geïnjecteerde grond bepaald worden. Voor- en nadelen Groot voordeel van deze methode is het bewoonbaar blijven van de woning, de bewoners ondervinden weinig overlast van de ingreep. De toepassingsmogelijkheid van het injecteren met de expansiehars is afhankelijk van de samenstelling van de bodemlagen. De methode kan toegepast worden in zandgronden en veenlagen mits deze een maximale dikte van 0,5 meter hebben. Bij dikkere pakketten en andere grondlagen kan deze methode niet gebruikt worden. Daarbij kan de stabilisatie tot op een maximale diepte van zes meter uitgevoerd worden. a b figuur 3.10: Fundatiestabilisatie; a) expansie harsen; b) expandeerpaal 53

55 Waterglasinjecties Werkwijze Vooraf aan de ingreep moet langs de fundering over een met een breedte van 2 meter worden afgegraven, de onderzijde van de fundering moet zichtbaar zijn. Vervolgens wordt via slangen de injectievloeistof in de grond geïnjecteerd. Deze vloeistof bestaat uit waterglas (een silicaat), een harder (organische verbinding)en water, en moet zich gelijkmatig tussen de zandkorrel verspreiden. De techniek is alleen toepasbaar in een zandgrond, met een goede doorlatendheid. In deze grond mag geen fijn materiaal zoals silt en klei aanwezig zijn, hierdoor zitten poriën vol en wordt een homogene spreiding verhinderd. Daarbij mogen er op het moment van injecteren geen natuurlijke waterstromen zijn. Doordat de vloeistof zich tussen de korrels bevindt, ontstaat er geen verticale of horizontale vervormingen in de grond. De korrelstructuur blijft gelijk, alleen de poriën worden opgevuld. Constructieve eisen De fundering kan op normalen wijze berekend worden, dimensies worden bepaald uit de berekening. Middels zeefkromme en grondmonsters wordt de dichtheid van de grond bepaald. Uit sondeergrafieken blijkt de pakkingdichtheid van het zandpakket. Voor- en nadelen Groot voordeel van deze methode is het bewoonbaar blijven van de woning, de bewoners ondervinden weinig overlast van de ingreep. Daarbij zal de woning geen verplaatsingen ondervinden, omdat de korrelstructuur niet wijzigt. Nadeel is het beperkte toepassingsgebied van deze methode, alleen in zandgronden wordt het gewenste effect verkregen. Expandeerpaal Werkwijze Wanneer de woning op een veenlaag of een slappe kleigrond staat, kan de expandeerpaal gebruikt worden. Hiervoor hoeft de fundering niet ontgraven te worden, boorgaten met een diameter van 40 millimeter naast de buitenmuur volstaan. Hierin wordt een geotextiel aangebracht welke uit kan zetten tot een diameter van 400 millimeter. Deze wordt middels een injectielans geïnjecteerd met een expansiehars, waardoor het textiel uitzet. Ten gevolge van deze uitzetting worden de gronddeeltjes op elkaar gedrukt, de grond verdicht waardoor het draagvermogen toeneemt (zie figuur 3.10). Constructieve eisen De fundering kan op normalen wijze berekend worden, dimensies worden bepaald uit de berekening. Deze afmetingen geven informatie over de grote van het te injecteren gebied. Voordat wordt over gegaan tot uitvoeren, zijn sonderingen nodig om de grondopbouw en de hoogte van de grondwaterstand te bepalen. Voor- en nadelen Groot voordeel van deze methode is dat de woning bewoonbaar blijft, de bewoners ondervinden weinig overlast van de ingreep. De uitvoering verloopt trillingsvrij. Nadeel is dat het toepassingsmogelijkheid van deze injectietechniek afhankelijk is van de samenstelling van de grond. De maximale diepte die bereikt kan worden is zes meter. 54

56 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Schuimbeton Werkwijze Een mogelijkheid voor het wegnemen van de funderingszetting bij een fundering op staal is het aanbrengen van een plaatfundering van schuimbeton onder de gehele woning. Constructieve eisen Schuimbeton kan chemische of organische uitgevoerd worden. Vanwege de hogere kosten van de chemische uitvoering wordt schuimbeton in Nederland organisch uitgevoerd. Dit heeft nadelen, deze oplossing gaat een reactie aan met de grond, het is niet te controleren is of deze reactie overal even goed verloopt. Met de chemische variant wordt een constantere kwaliteit verkregen. Voor- en nadelen Het schuimbeton kan door middel van de slang ook op moeilijk bereikbare plekken aangebracht worden, ook onder de bestaande fundering. Ander voordeel is de beperkte overlast voor de bewoners. Het gewenste draagvermogen kan verkregen worden door het aanpassen van de samenstelling. Een bijkomend voordeel is dat de fundering na uitvoering een hogere isolatiewaarde heeft. [van Dijk Maasland] Nieuwe technieken Naast de hiervoor genoemde injectietechnieken, zijn er meer producten waar op het moment nog onderzoek naar gedaan wordt. Of technieken welke in het buitenland worden toegepast maar in Nederland nog niet van (of eigenlijk in) de grond willen komen. Hieronder een kort overzicht. RoadCem De firma PowerCem heeft een techniek ontwikkeld waarmee de nano-structuur van een materiaal wordt gemanipuleerd. Leem kan op deze manier gemanipuleerd worden waardoor het water afstotend wordt. Zolang leem droog is, is het hard, maar in aanraking met water zak je er in weg. Na bewerking zal de grond niet meer mengen met water en heeft de leem laag een grotere draagkracht. Op het moment is deze techniek nog in de laboratoriumfase, maar een landweg is al behandeld met RoadCem en het beoogde effect werd behaald. Borax Dit middel wordt in Denemarken en Zweden toegepast. In Nederland s deze techniek nog niet toegepast. Wanneer er meer erkenning komt voor de problematiek rondom funderingsschade en geld vrijkomt voor onderzoek zou deze techniek een toekomst kunnen hebben. [J. de Wit, de funderingswinkel] Smartsoils In het geval van smartsoils wordt gestreefd naar het aanpassen van de fysische en mechanische eigenschappen van de grond, hierdoor kan het draagvermogen vergroot worden. Deltares in Delft doet onderzoek naar de aanpassingen die gedaan kunnen worden met behulp van de microorganismen van de grond zelf. Wanneer deze methode uitvoerbaar is kunnen de grondeigenschappen op bestelling aangepast worden. 55

57 3.4 Funderingsvernieuwing Wanneer het resterende draagvermogen van de bestaande fundering onvoldoende is, zal een nieuwe fundering aangebracht moeten worden. De bestaande houten paalfundering of fundering op staal verliest hierbij zijn functie. Hieronder een overzicht van verschillende methoden: Versterken fundering op staal Werkwijze Wanneer de bestaande fundering ongelijk verzakt, kan deze vervangen worden voor een nieuwe stijvere fundering waardoor de spanningen gelijkmatiger in grond verspreidt worden. Hiertoe wordt de fundering eerste vrij gegraven, waarna het bestaande funderingsmetselwerk met een hoogte van een halve meter wordt weggehaald. Om de halve meter wordt een instortvijzel geplaatst om de bovenliggende constructie op te vangen. Door het voorspannen van de vijzel kan het gebouw recht gezet worden. Vervolgens wordt langs en om de vijzels wapening aangebracht waarna beton wordt gestort, een nieuwe funderingsbalk is gemaakt. Ook kan gekozen worden voor het verbeteren van de kwaliteit van het metselwerk, waardoor een stijve strook ontstaat. In dit geval wordt een deel van de mortel weggehaald (6 cm) en hier roestvaste wapening of basaltstaven in aangebracht, welke trek op kunnen nemen. Constructieve eisen Aandachtspunt zijn de vijzels, deze moeten juist geplaatst worden. Het metselwerk boven de funderingsbalk moet van voldoende kwaliteit zijn, want de belastingen moeten zich kunnen herverdelen over de vijzels. Voor- en nadelen Een stijve funderingsbalk is gemaakt, waardoor ongelijke zettingen worden voorkomen, ook scheuren zullen niet optreden doordat krachten gelijkmatig worden verdeeld. Een nadeel zijn de zakkingen welke niet tegen gegaan worden, want de grondopbouw blijft hetzelfde. 56

58 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Nieuwe palen naast de bestaande fundering, buitenzijde Werkwijze Voor deze methode worden voorgespannen balken gebruikt. Aan de buitenzijde van de voor- en achtergevel worden per dragende wand minimaal twee nieuwe palen aangebracht. Zowel aan de buiten- als binnenzijden van de dragende buitenwand wordt over deze palen een balk gestort. Bij dragende binnenwanden en de voor- en achtergevel wordt slechts één balk toegepast, vanwege de lagere belasting. Tijdens het storten worden voorzieningen mee gestort waardoor de balk na uitharden na gespannen kan worden. Nadat het beton voldoende uitgehard is worden de voorspankabels aangespannen waardoor de balk op spanning komt. Deze balken liggen onder het niveau van de begane grond en kunnen maximaal 11 meter overspannen. Doormiddel van sparingen in de wand worden de balken aan elkaar gekoppeld en de dragende wand opgevangen. Deze methode is ook te gebruiken om plaatselijk de fundering te versterken. Waar de versterking nodig is, wordt een paal dicht bij de fundering aangebracht met daarop in dwarsrichting een stalenligger welke de fundering plaatselijk ondersteund. Na voorspannen tegen de bestaande funderingsbalk worden de paalkop en ligger ingestort met beton. Figuur 3.11: Funderingsvernieuwing middels balken, palen buiten de woning Constructieve eisen De nagespannen balken worden excentrisch van de constructieve wand aangebracht, met tot gevolg, naast de verticale belasting, ook een buigend moment op de paalkop. Hier kan de paal op gedimensioneerd worden door over het bovenste deel van de paal een stalen HEA mee in te storten. Voor het storten dienen alle elementen schoon te zijn zodat een goede hechting met het beton ontstaat. Voor- en nadelen Voordeel van deze methode is dat een deel van de bestaande fundering hergebruikt wordt, alleen de palen verliezen hun functie. Een tweede voordeel komt door het aan de buiten- en onderzijde aanbrengen van de palen, de overlast in de woning is beperkt. Het aanbrengen van de palen buiten de woning heeft ook nadelen. Wanneer de palen in de voor of achtertuin worden aangebracht is het nadeel beperkt, wanneer het openbaar gebied betreft, zijn in de grond leidingen te vinden. Omdat deze niet van één partij zijn is het verkrijgen van informatie over de positionering moeilijk, daarbij kan de gemeente precariobelasting vragen voor het gebruik van haar grond. Dit geeft meer regelwerk en hogere kosten, waardoor andere methodes goedkoper zijn. Daarbij moet de balk op een diepte 50 cm onder het trottoir aangebracht te worden om het scheef zakken van het trottoir te voorkomen. Een ander nadeel is de lengte van de balken, omdat ze nagespannen worden kan een maximale lengte van 11 meter gerealiseerd worden. Bij grotere overspanningen moeten extra palen in de woning aangebracht worden, de vloer moet deels verwijderd worden. Daarbij moet een bekisting aangebracht worden voordat de balk gestort kan worden, dit geeft meer werk dan het storten van een vloer waar vaak al een werkvloer ligt. De tafelmethode wordt vaak verkozen voor deze methode. Nadeel van deze maar ook andere funderingsvernieuwing methoden is de beperkte werkruimte. Wanneer de werkzaamheden vertraging oplopen, kunnen deze niet opgevangen worden door het inzetten van meer werknemers, hier is de werkruimte te beperkt voor. 57

59 3.4.3 Nieuwe palen naast de bestaande fundering, binnen- en buitenzijde Werkwijze Deze methode lijkt op de methode met voorgespannen balken, alleen is de overspanninglengte korter omdat de balken niet voorgespannen zijn. Meer palen zijn nodig, zowel aan de binnen- als aan de buitenzijde van de woning. Voor het aanbrengen van de palen aan de binnenzijde moet de begane grondvloer tot een meter vanaf de wanden open gemaakt worden. De palen aan de binnenzijden van de woning kunnen niet met een grote heistelling aangebracht worden, hier worden stalen buispalen gebruikt, deze worden in segmenten met kleine heistelling ingebracht. Ook nu worden de balken gekoppeld door sparingen in de wand. In geval van voldoende ruimte, kan de constructie onder de bestaande vloer aangebracht worden. [Funderingsherstel Leerbroek, Goorbergh] Een andere manier voor de toepassing van deze methode is, na het aanbrengen van de palen, het in één geheel storten van een vloer in de woning en een balk aan de buitenzijde. Ook deze elementen zijn door de wand heen gekoppeld. Hiertoe moet eerst de bestaande vloer gesloopt worden, waarna de palen aangebracht worden en de nieuwe vloer gestort, tot slot wordt een nieuwe houtenvloer aangebracht. Constructieve eisen Ook bij deze methode worden de balken excentrisch van de constructieve wand aangebracht, waardoor naast de verticale belasting ook een buigend moment op de paalkop werkt. Deze kan opgenomen worden door over het bovenste deel van de paal een stalen HEA mee in te storten. Voor het storten dienen alle elementen schoon te zijn zodat een goede hechting met het beton ontstaat. Voor- en nadelen Net als bij voorgaande methode is het hergebruik van een deel van de bestaande fundering een voordeel. Voor het aanbrengen van de palen en balken moet slechts een deel van de begane grondvloer verwijderd te worden, dit is een voordeel op andere methoden. De bekisting moet ter plaatsen gemaakt worden, dit is een nadeel in de uitvoering waardoor de tafelmethode voor deze methode wordt gekozen. Ook de beperkte werkruimte is hier een nadeel. Wanneer de werkzaamheden vertraging oplopen, kunnen deze niet opgevangen worden door het inzetten van meer werknemers, hier is de werkruimte te beperkt voor. Tot slot staat een deel van de palen in gemeente grond, waarvoor precariobelasting gevraagd wordt. Figuur 3.12: Funderingsvernieuwing middels balken, palen buitenen binnen de woning Figuur 3.13: Balk aan de buitenzijde, met sparingen door de bouwmuur 58

60 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Tafelmodel: Nieuwe palen naast de bestaande fundering, alleen aan de binnenzijde met constructieve vloer Werkwijze Deze methode wordt op het moment het meest toegepast wanneer men over gaat tot funderingsvernieuwing. De methode is op te splitsen in vier manieren van uitvoeren. a. Na verwijderen begane grondvloer, eerst de stalen buis palen inbrengen daarna de door de constructieve vloer aanbrengen. b. Na verwijderen begane grondvloer, eerst de constructieve vloer aanbrengen, vervolgens de stalen buis palen inbrengen door sparingen in de vloer c. Onder de begane grondvloer (deze blijft behouden), eerst de stalen buis palen inbrengen daarna de constructieve vloer aanbrengen d. Onder de begane grondvloer (deze blijft behouden), eerst de constructieve vloer aanbrengen, vervolgens de stalen buis palen inbrengen door sparingen in de vloer. Bij werkwijze a en b wordt eerst gehele begane grondvloer ontruimt waarna deze wordt verwijderd. Vervolgens wordt bij werkwijze a, om de werkomstandigheden te verbeteren een werkvloer gestort, waarna alleen aan de binnenzijde van de woning schroef- of stalen buispalen in segmenten en trillingsvrij worden aangebracht. Dit in verband met de geringe ruimte en eventuele verdere zakkingen. De machine die de palen aanbrengt heeft beperkte afmetingen waardoor deze door de voordeur naar binnen kan. In de dragende wanden worden inkassingen gemaakt, dit kan middels het weg hakken van de wand, maar steeds meer wordt een diamantzaag gebruikt. Gelet moet worden op de plaatst van de inkassing, deze mag niet boven de houten paal zitten. Vervolgens wordt de wapening in de stalen buispaal en ten behoeve van de vloer aangebracht waarna het beton gestort kan worden. Boven de constructieve vloer kan vervolgens de begane grondvloer terug aangebracht worden. Aandachtspunt bij deze methode zijn koudebruggen, tussen de constructieve vloer en de begane grondvloer moet geïsoleerd worden. Werkwijze c wijkt niet veel af van wijze a. Het uitvoeren van de werkzaamheden onder de begane grondvloer is het grootste verschil. Om voldoende werkhoogte (1,80 meter) te hebben wordt de grond onder de begane grondvloer afgegraven. De afvoer van grond en de aanvoer van materieel en materiaal gaat door een opening in de gevel. Vervolgens kan de uitvoering beginnen welke op gelijke wijze verloopt als werkwijze a. Figuur 3.14: Tafelmethode Nadeel van de methoden a en c is het optreden initiële zettingen op het moment dat de vloer aangebracht wordt. De palen zakken verder verkorten door het aanbrengen van de belasting. Door de initiële zettingen zullen na herstel zettingen optreden, welke scheuren tot gevolg hebben. Pas een jaar na de herstelwerkzaamheden kunnen de scheuren hersteld worden. Om deze zettingen te voorkomen wordt werkwijze b of d gebruikt. De constructieve vloer wordt eerst aangebracht, met sparingen waar de palen komen. De palen worden gedrukt, ter plaatsen van de openingen worden ankers mee gestort waaraan de persmachine wordt bevestigd. Tijdens het drukken van de stalen buispalen geven de vloer en het bovenliggende casco een tegendruk aan de persmachine. Wanneer de stalen buispaal tot de gewenste diepte is aangebracht, wordt deze ontlast, als de paal volledig is teruggeveerd wordt deze afgeperst; op nieuw onder spanning gebracht. Dit wordt minimaal twee keer gedaan om initiële zettingen weg te nemen. Na aanbrengen van de palen, kan het gebouw recht gevijzeld worden, waarna de palen middels de ankers en/of wapening aan de vloer worden verbonden en de sparingen dicht worden gestort. 59

61 Ten behoeven van de koppeling van de constructieve vloer met de wanden worden sparingen aangebracht in de wanden. De vloer wordt verankerd in de wand en vormt de constructieve verbinding tussen de bestaande bebouwing en de nieuwe fundering. Ondanks dat dit beton getrild wordt, blijkt na het weghalen van de bekisting aan de buitenzijde van de gevel dat de inkepingen niet altijd volledig gevuld zijn. Dit heeft grote gevolgen voor de constructieve draagweg. Om deze reden dient men nu maar tot tweederde van de hoogte van de sparing te storten zodat te zien is tot hoe ver het beton is aangebracht. Een tweede opmerking bij het gebruik van sparingen is geplaatst door de heer de Wit; De openingen in de wanden, waarin de vloer gestort wordt zijn slechts 2/3 van de dikte van de wand. Deze openingen zitten om en om in de wand met tot gevolg dat slechts 2/3 x ½ = 1/3 van de bestaande constructie wordt gebruikt om de koppeling naar de nieuwe constructie te maken. Volgens de heer de Wit moet de gehele strook verwijderd worden, om de hele bestaande constructie (100%) te kunnen gebruiken. Hiertoe wordt om de 0,5 meter het metselwerk verwijderd en vervangen door een vijzels, welke op spanning worden gebracht. Hierna wordt het overige metselwerk verwijderd, waarna de wapening en de vloer aangebracht kunnen worden. Constructieve eisen Bij het gebruik van een persvoorziening (geen heimachine) wordt eerst de vloer aangebracht. Deze dient voldoende stijf te zijn om een tegendruk te leveren aan de persmachine. De tegendruk wordt uit de bovenliggende constructie gehaald, hoe stijver de werkvloer, dit kan bereikt worden middels de wapening en de dikte van de vloer, hoe groter de bijdrage van de bovenliggende belasting. In deze vloer dienen ankers aangebracht te zijn om de persvoorziening te koppelen. De stalen buispalen dienen tot de juiste diepte, de stijve zandlaag, gedrukt te worden. Deze diepte volgt uit bodemonderzoek en sonderingen hierbij moet een materiaalfactor van t 1, 2 worden. γ = meegenomen In het geval van gedrukte palen dient de uitgeoefende druk voldoende te zijn om de gewenste diepte te bereiken, ofwel gelijk te zijn aan de som van de puntweerstand en de positieve kleef: F = V + F persdruk d nk ; rep F persdruk =persdruk waarmee de paal wordt gedrukt (kn) V =rekenwaarde van de paalbelasting (kn) d F nk ; rep =representatieve waarde van de negatieve kleef (kn) Figuur 3.15:Betonvloer met sparing en trekwapening In dit geval mag een materiaalfactor van γ t = 1,15 aangehouden worden. De stalen buispaal mag over het laatste stuk, wanneer de stijve grondlaag is bereikt, maximaal met een snelheid van 20 mm/s worden ingebracht. Dit om te voorkomen dat de drukkracht groter is dan de bezwijkbelasting van de constructie. De vloer moet ter plaatsen van de palen getoetst worden op pons, de wapening bij het oplegpunt wordt getoetst als zijnde een console, hier is extra wapening in de vorm van staven, haarspelden en beugels nodig. Voor- en nadelen Voordeel voor de bewoners bij het toepassen van deze methode is het gebruik van stalen buispalen gedrukt of geschroefd, deze worden aangebracht zonder trillingen. Wanneer de palen geheid worden vervalt dit voordeel. Grote installaties zijn niet nodig voor het aanbrengen van de palen. Uitvoering vindt binnen de woning plaatst, waardoor de overlast aan buitenzijde van de woning beperkt blijft. 60

62 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Nadeel werkwijze a en b is de grote overlast en extra kosten die ze mee brengen doordat de vloer verwijderd wordt. Extra kosten ontstaan door het tijdelijk opslaan van meubels, maar ook door het opnieuw aanbrengen van de vloer en herstel van werkzaamheden aan het casco. Omdat de werkzaamheden bij werkwijze c en d onder de vloer plaatsvinden, zijn de uitvoerende kosten hoger, maar de bijkomende kosten lager (opslag van meubelen, tijdelijke andere woonruimte, herstel van het casco na funderingsvernieuwing). Hierdoor is deze methode niet veel duurder dan de toepassing waarbij de voer verwijderd wordt. Een nadeel van methode b en d is dat gedrukte palen niet toepasbaar bij een hoge grondweerstanden. De vloer aangebracht voor de palen geeft een vergrote belasting op de bestaande fundering, welke daar niet op berekend is, met mogelijke zakkingen tot gevolg. Nadeel van elke werkwijze, maar ook van andere funderingsvernieuwing methoden is de beperkte werkruimte. Wanneer de werkzaamheden vertraging oplopen, kunnen deze niet opgevangen worden door het inzetten van meer werknemers, hier is de werkruimte te beperkt voor. Deze methode is goed toepasbaar in het geval van een bouweenheid, slechts bij de helft van de woningen moet een nieuwe vloer aangebracht worden. Dit gebeurd om en om, de woning waar geen ingreep plaatsvindt krijgt alleen nieuwe balken onder de voor- en achtergevel: Figuur 3.16: Mechanicaschema bij het om de woning toepassen van vernieuwing 61

63 3.4.5 Nieuwe palen naast de bestaande fundering, alleen aan de binnenzijde met balken Werkwijze Bij deze methode is te vergelijken met de tafelmethode, in plaats van de constructieve vloer worden balken toegepast. Ook nu bestaat de mogelijkheid de nieuwe constructie net onder de begane grondvloer toe te passen of eerst af te graven en de constructie dieper aan te brengen waardoor de begane grondvloer gespaard blijft. Wanneer gekozen wordt voor de eerste optie, hoeft niet de hele vloer verwijderd te worden. Daar waar de balken komen wordt de vloer deels verwijderd, vervolgens worden aan de binnenzijde van de woning stalen buispalen, middels heien of draaien, in delen aangebracht. In de wanden worden sparingen aangebracht, waarna stalen of betonnen balken aangebracht worden. Deze zijn zowel aan de palen als aan de wand verankerd en vormen de constructieve verbinding tussen de bestaande een nieuwe constructie. Toepassing onder de begane grondvloer is ook mogelijk, in dit geval dient de grond eerst afgegraven te worden, net als bij de tafelmethode. Vervolgens kan de nieuwe draagconstructie gemaakt worden. [Concertgebouw Amsterdam] Constructieve eisen Aandacht dient besteedt te worden aan de aansluiting met de wanden en de palen. Ook hier kan de oplegging van de balk in de inkassing berekend worden als zijnde een console. Middels wapening wordt de balk aan de paal gekoppeld. Voor- en nadelen Bij toepassing van de balken in plaats van een constructieve vloer, wordt de hoeveelheid vloer die gesloopt dient te worden beperkt. Bij uitvoering onder de begane grondvloer hoeft de vloer helemaal niet verwijderd te worden, dezelfde voordelen en nadelen als aangegeven voor de tafelconstructie gaan ook hier op. Voordeel voor de bewoners bij het toepassen van deze methode is het gebruik van geschroefde stalen buispalen, deze worden aangebracht zonder trillingen. Wanneer de palen geheid worden vervalt dit voordeel. Grote installaties zijn niet nodig voor het aanbrengen van de palen. Uitvoering vindt binnen de woning plaatst, waardoor de overlast aan buitenzijde van de woning beperkt blijft. Ook hier is de beperkte werkruimte een nadeel. Vertraging kunnen niet opgevangen worden door het inzetten van meer werknemers, hier is de werkruimte te beperkt voor. 62

64 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 3.5 Palen gebruikt voor funderingsherstel en -vernieuwing In het overgrote deel van de projecten van funderingsherstel of vernieuwing worden stalen buispalen gebruikt. De manier van inbrengen verschilt per uitvoerend bedrijf of toegepaste methode. In onderstaande tabel zijn de inbrengmethoden in de eerste verticale kolom neergezet, in de bovenste regel zijn aspecten van uitvoering genoemd en beoordeeld per inbrengmethode. Tabel 3.1:Eigenschappen van palen gebruikt voor funderingsherstel en -vernieuwing Inbrengmethode Trillingen Geluids- Risico * Omvang Belasting op Opmerkingen hinder machine metselwerk Drukken/persen /-- Eventueel bolvoet uitheien Tegendruk is nodig Drukken en vibratie /-- Tegendruk is nodig Schroeven n.v.t. Eventueel groutinjectie t.b.v. installatie en vergroting draagkracht Inwendig heien n.v.t. Eventueel bolvoet uitheien Uitwendig heien n.v.t. * Ten aanzien van het bereiken van het gewenste paalpuntniveau ++ zeer gunstig + gunstig 0 neutraal - ongunstig -- zeer ongunstig Toelichting bij de tabel: Het drukken of persen van palen wordt toegepast bij het aanbrengen van nieuwe palen vanuit de bestaande muur en bij de tafelmethode, in dit geval dient de vloer gestort te zijn voordat de palen worden aangebracht (zie ook paragraaf 3.3.4). Stalen buispalen worden in segmenten aangebracht, de lengte van een segment is afhankelijk van de werkhoogte. De drukinstallaties welke de palen de grond indrukken zijn erg compact, het betreft een vijzel en een stelling welke de verbinding met de nieuwe vloer en de bestaande constructie maakt. Na het grondverdringend inbrengen van de stalen buispaal, wordt de wapening aangebracht en de paal volgestort. Hierbij blijft de gehele paal in de grond achter. Het is mogelijk een vergrote paalvoet toe te passen, door wanneer de paalpunt het juiste niveau heeft bereikt, met stampbeton een voet gemaakt welke breder is dan de paaldiameter. Deze voet brengt risico s mee, bij het vormen van de voet kan grondwater in de stalen buis komen. Daarbij zijn de vorm en grootte van de voet niet vast te stellen, het is dan ook van belang een proefbelasting op de paal te plaatsen om de draagkracht te bepalen. Ook beton drukpalen kunnen middels drukken in segmenten aangebracht worden. Ook hier wordt na inbrengen de wapening en vervolgens beton aangebracht. Verschil is de mantel bestaat van beton in plaats van staal. Dit paaltype wordt steeds minder gebruikt. In het geval van drukken en vibratie verloopt het aanbrengen van de stalen buispalen op gelijke wijze als hiervoor beschreven. Na het aanbrengen van de wapeningen en het beton wordt de stalen buispaal omhoog getrokken, door de trillende werking op het beton verdicht dit zich verder. In het geval van schroeven worden stalen buispalen met een schroefpunt de grond in gedraaid. Op de palen wordt een axiale druk en een draaimoment aangebracht waardoor de paal de grond zijdelings wegdrukt tijdens het doordringen van de grond. Wanneer het draaimoment te hoog is, wordt de paal weer omhoog gehaald, waarna het draaien wordt vervolgt [Boonstoppel, J.W. P.&G. Hooghwerff]. Ook nu wordt na het bereiken van de gewenste diepte wapening en beton aangebracht. Het is mogelijk tijdens het schroeven een cementgrout te injecteren. Dit grout werkt als een smeermiddel tussen de paalschacht en de grond, de benodigde krachten zijn minder. Na uitharden draagt het grout een deel van de belasting, het totale draagvermogen van de paal wordt vergroot, men spreekt van een schroefinjectie paal. 63

65 Groot nadeel van in- en uitwendig heien zijn de trilling die ontstaan bij het inbrengen van de paal. Deze trilling veroorzaken schade aan het casco en mogelijk aan de omliggende bebouwing. Bij deze techniek is het mogelijk de paal in segmenten aan te brengen, waardoor de techniek in lage ruimtes toe te passen is. 64

66 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 3.6 Overzicht van de voor- en nadelen Onderstaand is een tabel te zien met op de horizontale as de verschillende methode voor funderingsherstel of vernieuwing en in de eerste kolom verschillende aspecten die een rol spelen bij de ingreep. De aspecten zijn beoordeeld met een cijfer tussen de -5 en 5, waarbij een -5 zeer ongunstig is en een 5 zeer gunstig. Wanneer een aspect niet van toepassing is op een bepaalde methoden is deze beoordeeld met een 0. Aan de hand van deze tabel wordt een oordeel van de verschillende technieken gevormd. Op het moment zijn er geen duidelijke richtlijnen voor het niveau waaraan een herstelde of vernieuwde fundering moet voldoen. De eisen welke aan nieuwbouw worden gesteld zijn economisch niet haalbaar, maar het aanhouden van de kwaliteit welke aanwezig is bij de nulmeting brengt een te groot veiligheidsrisico met zich mee. Met het Handboek Funderingsherstel op palen en op staal - is een overzicht gegeven van de methoden voor herstel en vernieuwing, een kwalitatieve beoordeling blijft uit. Tabel 3.2:Vergelijking methoden voor funderingsherstel en -vernieuwing Funderingsherstel Funderingsvernieuwing Nieuwe palen onder bestaande funderings balk: vanuit bouwmuur drukken Nieuwe palen onder bestaande funderings balk: jetgroutpaal Paalkop verlaging 1 overlast geluidshinder trillingen bewoonbaarheid werk in gemeente grond Fundatiestabilisatie Versterken fundering op staal Nieuwe balken en palen aan de buitenzijde Nieuwe balken en palen aan de binnen- en buitenzijde Tafelmodel: tpv begane grondvloer, eerst palen Tafelmodel: tpv begane grondvloer: eerst vloer Tafelmodel: onder begane grondvloer: eerst palen Tafelmodel: onder begane grondvloer: eerst vloer 2 constructief inbrengmethode na spannen (wegnemen initiele zettingen) garantie draagvermogen controleerbare kwaliteit vergroten draagvermogen wegnemen ongelijke zettingen wegnemen zettingen rechtzetten toepasbaar bij iedere bodemgesteldheid invloed op kwaliteit metselwerk Totaal frequentie toepassingen Door de beoordelingen per aspect bij elkaar op te tellen krijgt iedere methode een beoordeling in de vorm van een cijfer. Te zien is dat bijna alle methoden voor funderingsherstel een positieve beoordeling krijgen, met name het aanbrengen van nieuwe palen vanuit de bouwmuur scoort goed. Dit komt vooral door het gebruik van gedrukte stalen buispalen, welke een gegarandeerd draagvermogen hebben en initiële zettingen wegnemen. Dit is ook waarom de tafelmethode waarbij eerst de vloer wordt aangebracht en daarna de gedrukte stalen buispalen hoog scoort. Deze gedrukte palen hebben een reactiekracht nodig op het moment van aanbrengen, waarvoor eerst de vloer aangebracht dient te zijn. 65

67 De beste optie is de tafelmethode waarbij de werkzaamheden onder de begane grondvloer plaats vinden en de vloer eerst wordt gestort. Door het bewoonbaar blijven van de woning en het wegnemen van (ongelijke) zettingen scoort deze methode goed. In de onderste regel is de frequentie van toepassing aangegeven op een schaal van 0 tot 5. Hier uit blijkt dat de hoog scorende methoden het meest worden toegepast. Ondanks de lage score van de methoden met palen en balken langs de dragende wanden worden deze regelmatig toegepast. Wanneer het werken in gemeentegrond minder problemen geeft dan verwacht kan deze methode beter uitgevoerd worden. Wanneer trillingen toegestaan zijn en geluidsoverlast voor lief wordt genomen zijn de grootste negatieve factoren voor deze methoden weggenomen. Zoals aangegeven in paragraaf 3.1 is de uitvoering van een bouweenheid in zijn geheel, niet alleen vereist om het gewenste effect te verkrijgen, ook heeft het uitvoeringstechnische voordelen. Door het om en om uitvoeren van de werkzaamheden wordt de overlast beperkt, bij de helft van de woningen kan de begane grondvloer gespaard worden. Daarbij kunnen de werkzaamheden in treinvorm uitgevoerd worden wat de totale doorlooptijd terug brengt. Vanwege de beperkte werkruimte leiden kleine verstoringen van het proces al tot vertraging, 11% faalkosten is een goed uitgangspunt voor deze werkzaamheden. Het is gewenst dat de uitvoering van de palen en horizontale koppeling door dezelfde partij worden uitgevoerd. Het funderingsherstel moet als één product gezien worden. Voor bijna alle methoden is naast de overlast voor de bewoner ook de werkbelasting voor het uitvoerende personeel een aandachtspunt. De uitvoering vindt vaak plaats in slecht geventileerde lage ruimte onder de begane grondvloer. 66

68 Bijlagen: Funderingsvernieuwing IV. Referentieprojecten In dit hoofdstuk worden een aantal projecten uitgewerkt. De projecten verschillen in eigenschappen. Zo is er een project betreffende een vrijstaande woning in een rij van woningen, een bouweenheid en een monumentaal pand. De meeste uitvoeringen zijn middels de tafelmethode gedaan, maar met verschil in volgorde van het aanbrengen van de palen en de vloer. Een van de projecten betreft de tafelmethode welke onder de begane grondvloer is aangebracht. De projecten worden constructief geanalyseerd en zullen als referenties gebruikt worden voor de nieuw te ontwikkelen methode. 4.1 Referentieproject 1: Oudemanhuispoort 1A Naam: Funderingsvernieuwing Oudemanhuispoort 1A te Amsterdam Uitgevoerd: zomer 2011 Uitvoerder: DS BOUW met Pudelko vijzelsysteem Constructeur: EversPartner Ingenieurs BV In samenwerking met: IGW Rotterdam Eigenschappen: Monumentaal pand, vrijstaand Methode: Tafelmethode met gedrukte Pudelko-palen figuur 4.1:Oudemanhuispoort 1A Dit project kan als een vrijstaande woning beschouwd worden. Aan een zijde is de woning gesitueerd aan de Oudemanhuispoort. Aan de andere zijde staat een belendend pand, echter heeft deze zijn eigen fundering en loopt de figuur 4.2:Oudemanhuispoort 1A dilatatie verticaal door, waardoor de woning als losstaand beschouwd kan worden. Door de aanwezigheid van het belendende pand en de monumentale status van het te herstellen pand dienen de trillingen tijdens de uitvoering beperkt te zijn. De uitvoering is gedaan met drukpalen, hiertoe is eerste de begane grond verwijderd, een werkvloer is gestort. Hier op is de wapening aangebracht en de benodigdheden om sparingen te maken, waarna het beton voor de constructieve vloer is gestort. Bij iedere sparing ten behoeve van de paal zijn ankers ingestort om de persstelling vast te kunnen zetten. In de wanden zijn inkassingen gemaakt ten behoeven van de aansluiting van de vloer met de bestaande wand. 67

69 4.1.1 Uitvoering De stalen buispalen zijn in segmenten van 950 millimeter met een constante snelheid van 0,2 m/minuut aangebracht. Het vijzelsysteem is verplaatsing gestuurd (strain-controlled) waardoor per aangebrachte paal een diagram met de benodigde kracht over de diepte gemaakt kan worden. Deze diagram geeft een weergave van de grondopbouw (figuur 4.3). Doordat een overzicht van de grondopbouw wordt gegeven, is per aangebrachte paal de juiste inbrengdiepte te bepalen. De paal is zeker op de stijve grondlaag gefundeerd. De reactiekracht wordt uit de vier ankers verkregen welke gekoppeld zijn aan de nieuwe vloer en zo aan de bovenliggende constructie (figuur 4.4). Het gehele pand verzorgt de tegendruk aan welke het vijzelsysteem nodig heeft. De paalsegmenten moeten aan één stuk door gedrukt worden, wanneer de druk van de paal wordt gehaald is bij het vervolgen van het drukproces een grote druk nodig om de paal weer in beweging te brengen. figuur 4.3:Diagram van de wegdrukkracht tegen de diepte figuur 4.4:Ankers t.b.v. het vijzelsysteem figuur 4.5:Bekisting t.b.v. sparing voor de paal figuur 4.6: Gestorte vloer met sparing voor de paal 68

70 Bijlagen: Funderingsvernieuwing SADT-schema In onderstaand SADT-schema zijn de stappen welke voor dit project doorlopen zijn weergegeven. Naast iedere handeling is weergeven welke input in de zin van materiaal, materiaal en informatie nodig is. Bij dit project was het door de koppeling met het buurpand niet mogelijk het gebouw recht te vijzelen. Dit is wel mogelijk met deze vijzeltechniek, de optie is meegenomen in het schema. figuur 4.7:SADT-schema Oudemanhuispoort 1A 69

71 4.1.2 Constructief De belastingen zijn berekend middels een gewichtsberekening, Voor iedere dragende wand kan vervolgens bepaald worden hoe groot de lijnlast is. Op figuur 4.8 is de locatie van de bestaande fundering aangegeven. Veiligheidsklasse: 3 winkel en kantoor Referentieperiode: 50 jaar ψ t = 1, 00 Materialen: beton C20/25 voor de palen C28/35 voor overige constructies figuur 4.8: Bestaande fundering figuur 4.9: Paal locaties Omdat de vloer de verbinding moet vormen tussen de nieuwe en de bestaande constructie is voor de vloer een beter betonkwaliteit gebruikt dan voor de palen. De dikte van de vloer is 350 mm, omdat de vloer de reactiekracht moet leven bij het inbrengen van palen. Zowel boven als onder in de vloer zijn wapeningsnetten #ø gelegd. Ter plaatsen van de palen is zo wel boven als onder in beide richtingen 4ø12 bijgelegd, dit ten behoeven van de sparingen Aansluiting vloer en wand. In de wand zijn ten behoeven van de vloer om de halve meter inkassingen gemaakt. Voor de controle van de vloer zijn de inkassing beschouwd als consoles waar de vloer op ligt. Het volgende schema ontstaat: h = 350mm b = 500mm d = 330mm e = 160mm a = L + L = = 120mm z = 0, 4a + 0,4h 1,6a z = 0, , = 188 1,6 120 = 192 z = 188mm figuur 4.10: Aansluiting vloer en wand Vervolgens kunnen de optredende trekkracht en dwarskracht bepaald en getoetst worden. 70

72 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Voor de belasting op de vloer wordt de grootste optredende lijnlast genomen, in dit geval q2 met een rekenwaarde van 74,8 kn/m. De trek- en dwarskracht welke de vloer op dient te nemen bedragen: Trekkracht N = q l e / z N N t; d t; d t; d d = 74, /188 = 64kN Dwarskracht V = q l V d d d = 74,8kN Buigtrekwapening: A = N f A A s; ben t; d s s; ben s; ben = = 147mm 2 Dwarskrachtwapening: τ = V ( b h) d d 1 d τ = 3 74,8 10 ( ) τ = 0,43 N / mm d τ = 0,4 f b 2 As ; aanw = 4 12 = 314mm τ1 = 0,4 1,4 2 voldoet τ1 = 0,56 N / mm τ d τ1 voldoet Ponscontrole De vloer is ook gecontroleerd op pons. De hoogste puntlast zal optreden bij paal 1 en bedraagt 212 kn, hierop is de vloer gecontroleerd. De maximale schuifspanning in het beton bedraagt 0,42 N/mm 2. De toelaatbare schuifspanning heeft een waarde van 1,12 N/mm 2. Volgens de unity check zal de vloer voldoen en zijn geen maatregelen nodig betreffende pons, dit is te verklaren met de grote dikte van de vloer. τ u. c. = d 1 τ 1 u. c. = 0,42 = 0,38 1 1,

73 4.2 Referentieproject 2: Marthinus Steynstraat Naam: Herfundering Marthinus Steynstraat 1-47 te Dordrecht Uitgevoerd: najaar en winter 2011 Uitvoerder: Bresser funderings- en vijzeltechnieken Constructeur: Techniek & Methode Eigenschappen: Bouweenheid met beneden- en bovenwoningen Methode: Tafelmethode met geheide stalen buispalen na aanbrengen vloer figuur 4.11: Marthinus Steynstraat Het gaat hier om de collectieve uitvoer van een funderingsvernieuwing. Het betreft panden met beneden- en bovenwoningen, waardoor het aantal betrokken hoog is. Gekozen is voor de tafelmethode, waarbij eerst de begane grondvloer wordt verwijderd figuur 4.12: Eindwoning Marthinus Steynstraat waarna de werkvloer gevolgd door de constructieve vloer worden gestort. In de vloer zijn sparingen ten behoeven van de palen aangebracht. Hierdoor worden vervolgens de stalen buispalen geheid. Omdat de uitvoering in serie vorm verloopt, kan bij enkele woningen de vloer (deels) gespaard worden, in de tekening in figuur 4.18 is te zien bij welke woningen een constructieve vloer wordt gemaakt en waar alleen balken onder de gevels worden aangebracht. Door het aanbrengen van de vloer voor de palen, blijft de overlast door trillingen ten gevolge van het heien beperkt. Gekozen is de panden niet recht te vijzelen, bewoners zijn gewend aan het scheef staan van hun woning, bovendien zijn bijvoorbeeld keukens waterpas aangebracht, deze zullen na het rechtzetten scheef staan. Aandachtspunt bij de uitvoering van deze bouweenheid zijn de kopwoningen. De woning aan de linkerkant van het rijtje (as 1 t/m 4) lijkt al een herstelde fundering te hebben of heeft een bestaande fundering met een hogere kwaliteit. Besloten is deze woning niet mee te nemen in het herstel, de aangrenzende woning, welke de bouwmuur op as 4 deelt met de kopwoning zal alleen balken onder de voor en achtergevel krijgen. Welke op gedrukte palen staan, voor deze palen is een relatief kleine drukstelling nodig waardoor de begane grondvloer grotendeels bespaard blijft. De andere bouwmuur op as 7 van deze woning zal op de nieuwe fundering welke in het belendende pand wordt aangebracht komen te staan. De kopwoning aan de rechterzijde is een duidelijke scharnierwoning (zie figuur 4.12). Het belendende pand aan de rechterzijde (Paul Krugerstraat) is stijver gefundeerd dan de te herstellen bouweenheid. Onder het scharnierpand wordt een nieuwe fundering aangebracht, om te voorkomen dat dit pand weer onderhevig is aan ongelijke zettingen wordt een dilatatie toegepast. Hiertoe wordt op de nieuwe constructieve vloer een nieuwe bouwmuur opgetrokken waarop de vloeren van het pand komen te liggen. De woning aan de Paul Krugerstraat blijft op zijn eigen fundering staan en het scharnierpand krijgt een eigen nieuwe fundering. 72

74 Bijlagen: Funderingsvernieuwing a b c figuur 4.13: a) verwijderde vloer; b) Stempel t.b.v. opvangen metselwerk; c) Balk onder buurpand gestort; d) Aanvullen inkassingen d 73

75 4.2.1 Uitvoering Zoals aangeven worden deze woning opnieuw gefundeerd middels de tafelmethode en balken onder de gevels. Door de uitvoering van de gehele bouweenheid in één keer kunnen delen van de begane grond gespaard worden. Allereerst wordt in de woningen waar de constructieve vloer komt de houten vloer gesloopt en sparingen voor het opvangen van de bouwmuren aangebracht (zie figuur13.4a). Vervolgens wordt een werkvloer gestort waarin de sparingen voor de palen mee worden genomen. In figuur 4.13b is een doorgaande sparing te zien, een stempel is geplaatst om het slechte metselwerk op te vangen. Nu kan de wapening aangebracht worden, vanwege de complexheid van dit project wordt overal dezelfde vloerwapening toegepast, om fouten te voorkomen. Bij de palen wordt extra wapening bijgelegd om het steunpuntmoment op te kunnen nemen. Vanuit de woning waar de constructieve vloer wordt aangebracht gaat men onder het belendende pand om de wapening en bekisting voor de balken welke de gevels dragen aan te brengen. In de gevels worden sparingen gemaakt ten behoeve van de tandoplegging. De diepte van de sparingen is gelijk aan 2/3 van de gevel. De werkruimte onder de woning is beperkt, maar door deze werkwijze kunnen de eigenaren blijven wonen. De balk kan gestort worden (figuur 4.13c) gevolgd door de constructieve vloer. Door de grilligheid van de uitgehakte inkassingen zijn deze niet volledig gevuld na het storten, om de inkassing volledig vol te krijgen, worden zij na uitharden aangevuld met een krimparme mortel, zie figuur 4.13d. figuur 4.14: Spiraalvormige wapening figuur 4.15: Sparingen t.b.v. de palen Palen Ten behoeve van de palen worden conus-vormige sparingen in de constructieve vloer gemaakt, hier omheen wordt spiraalvormige wapening aangebracht om het afscheuren van beton, vooral bij de randen en hoeken, te voorkomen (zie figuur 4.14). Ook wordt extra wapening voor het opnemen van het steunpuntmoment aangebracht. Na het storten van de vloer wordt de bekisting uit de sparing gehaald, waarna de stalen buispalen met een diameter van 219mm en een voetplaat van Ø230 mm geheid kan worden. De constructieve vloer is extra dik uitgevoerd (300mm) om de trillingen ten gevolge van het heien te dempen, wegens de slechte staat van de woningen is dit vereist. Deze stalen buispalen worden in segmenten aangebracht, waarna de wapening wordt aangebracht en de palen volgestort. De sparingen worden vervolgens aangevuld met krimparme mortel, door de belastingen op de vloer en de conusvorm van de sparing drukt de paal zichzelf vast in de vloer. 74

76 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Wapening Naast het wapeningsnet in de vloer worden andere type wapening gebruikt. Zoals aangegeven wordt rond de comussen ten behoeve van de palen spiraal wapening aangebracht (figuur 4.16a). Bij het doorvoeren van de constructieve vloer door de inkassing in de wanden naar het belendende pand worden wapeningsstekken gebruikt zoals in figuur 4.16b te zien is. De beugels komen hierbij onder de dragende wand te liggen. Tot slot zijn op figuur 4.16c de stekeinde te zien welke bij de inkassingen in de gevel worden gebruikt. Deze zijn gelijk aan de eindwapening die aan de rand van de vloer wordt toegepast, maar door deze stekken is het mogelijk de inkassing ook van wapening te voorzien. De afmetingen van het materiaal is een aandachtspunt bij dit project, maar ook bij andere projecten betreffende funderingsherstel. Door de beperkte werkruimte kan het materiaal niet te groot zijn. In de Marthinus Steynstraat waren wapeningselementen getekend welke niet aangebracht konden worden, door de smalle ruimtes. De collectieve uitvoer draagt bij aan een efficiëntere manier van werken, de uitvoering verloopt in trein vorm. De eerste woningen zijn klaar voor het aanbrengen van de palen, terwijl verder op in de straat de wapening gelegd wordt en nog een paar huizen verder de vloer verwijderd wordt. figuur 4.16:a) Spiraal wapening; b) Stekken voor doorgaande de inkassing; c) Stekken voor niet doorgaande de inkassing a b c 75

77 SADT-schema Voor dit project is ook een SADT-schema gemaakt. Omdat het hier de uitvoering van meerdere panden in treinvorm betreft zijn de handelingen te verdelen in 5 fases welke elkaar opvolgen. Wanneer bij de eerste huizen over gegaan wordt tot fase 2 kan bij de volgende woningen aan fase 1 begonnen worden enzovoorts. Op deze manier wordt zo veel mogelijk vertraging voorkomen. figuur 4.17:SADT-schema Marthinus Steynstraat 76

78 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Constructief De bepaling van de belastingen en de locatie van de constructieve elementen is afgeleidt van de archieftekeningen en foto s van de panden. De belastingen zijn berekend middels een gewichtsberekening, voor iedere cijfer-as is de grote van de lijnlast bepaald. Op deze manier is de belasting die op de constructieve vloer rust bepaald. Voor de assen A, C en D is ook een berekening van de lijnlast gedaan. Deze belastingen worden afhankelijk van de locatie ook naar de constructieve vloer gebracht of naar de blaken welke onder de gevels liggen. Zie ook de tekening in bijlage 4. Veiligheidsklasse: 2 Materialen: Betonkwaliteit C20/25 (palen) C28/35 (vloer en balken) Wapeningsstaal FeB500 Constructiestaal S235 Zowel voor de vloer als de balken is een hogere betonkwaliteit gebruikt dan voor de palen. De vloer heeft een dikte van 300mm, welke vooral nodig is om de trillingen ten gevolge van het heien te dempen. Boven in de vloer zijn in de lengte richting van de woningen boven staven ø gelegd en onder ø In de dwarsrichting zijn zowel boven als onder staven ø aangebracht. Ten hoogte van de palen rijen is ø bijgelegd. De wapening is getoetst op wat minimaal aanwezig dient te zijn en voldoet Balken Onder enkele gevels worden balken aangebracht, hiervoor zijn twee balk afmetingen aangehouden: 550x850 en 500x600. Aan de hand van de grootste optredende belastingen (dwarskracht, buigend moment en wringend moment) is de wapening voor de balken bepaald en getoetst. De onderstaande toetsen zijn uitgevoerd: τ τ + τ τ 1,0 τ d ; T 1; T d ; V 1; V τ d ; T ;max 1; T ( d T d V ) 1,0 τ + τ τ 1,0 ; ; 2 γ = 1, 2 g γ = 1,3 q 77

79 Aansluiting vloer en gevel. De gevels vormen het einde van het vloerveld, de vloer is hier bevestigd in de wanden middels tandopleggingen. De tanden hebben een breedte van 0,5 meter en zijn iedere meter aangebracht. De oplegging van de vloer moeten berekend zijn op het buigend moment en op de optredende dwarskracht. h = 300mm b = 500mm d = 330mm a = 215mm z = 0, 2L + 0, 4h ov z = 0, , = 206 q = 124, 22 kn / m V d ;max d = 124, 22kN figuur 4.18: Aansluiting vloer en gevel Ten eerste wordt bepaald of deze oplegging bekend kan worden als een gedrongen ligger [NEN 6720 art 8.1.4]. Lov 2,0 h L = 2a ov Waarin a de afstand is van de resultante van de belasting tot de binnenrand van de oplegging, aangehouden is: a = 1 2 b + 50 Lov = = 230 a = geeft: Lov 230 = 2,0 a = 215mm h 300 De opleggingen mogen berekend worden als een gedrongen ligger. Het opneembare moment is gelijk aan: M u = As f s z Voor het optredend moment wordt de grootst optredende lijnlast gebruikt, dit is op as 4. Vervolgens kan de benodigde wapening bepaald worden zodat het opneembare moment voldoende is. M d = qd;max a As > M u ( fs z) 6 M d = 124, 22 0, 215 -> As > 26,7 10 ( ) -> toegepast: 4φ10 2 M d = 26,7kNm 2 A > 298mm Ast = 314mm s Voor de optredende dwarskracht wordt ook de grootste lijnlast aangehouden, tand opleggingen zijn 0,5 meter breed en zijn om de meter aangebracht, waardoor een lijnlast met een lengte van 1 meter op een tand werkt. 78

80 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Vd = 124, 22kN d = h c 1 2 φ d = = 265mm 1 2 Optredende Opneembare Schuifspanning opneembaar Schuifspanning schuifspanning beton door staal V τ s = τ d τ1 d τ d = 2 b d τ 3 1 = 0,4 f τ s = 0,94 0,56 = 0,38 N / mm b 124, τ d = τ1 = 0,4 1,4 τ s b d Asv = z fs 2 τ1 = 0,56 N / mm τ d = 0,94 N / mm 0, Asv = = 0,56mm Toegepast: beugels φ8 150 Asv = 0,671mm Ponscontrole De vloer is ook gecontroleerd op pons, de hoogste optredende puntlast is 362 kn. Boven de paal is bijlegwapening 4Ø12 in twee richtingen aangebracht. Om de palen wordt de spiraal wapening geplaatst waardoor in de eerste ponskegel extra wapening aanwezig is: 2x4Ø10. De Unity Check wordt uitgevoerd voor de eerste periferie: 2 Nuttige hoogte d = h c φ d = d = 260mm Opneembare schuifspanning τ = τ + τ u; d 1 2 τ u; d = 1,12 + 0,03 = 1,15 N / mm Unity check τ d ;max u. c. = 1 τ u; d u. c. = 0,93 = 0,81 1 1,15 2 Perimeter ( paal ) p = D + d π ( ) p = + π p = 1505mm Optredende schuifspanning τ τ τ d ;max d ;max d ;max F = p d d ;max = = 0,93 N / mm 2 79

81 figuur 4.18: Uitvoeringstekening Marthinus Steynstraat 80

82 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 4.3 Referentieproject 3: Gerard Scholtenstraat Naam: Herfundering Gerard Scholtenstraat te Rotterdam Uitgevoerd: midden 2011 tot begin 2012 Uitvoerder: P.&G. Hooghwerff Constructeur: P.&G. Hooghwerff Eigenschappen: Bouweenheid uitgevoerd in 3 fases, onder de begane grondvloer Methode: Tafelmethode met geheide stalen buispalen, voor aanbrengen vloer figuur 4.19: Gerard Scholtenstraat Dit project betreft een rij van 22 woningen welke allemaal een nieuwe fundering krijgen. Op het moment zijn de woningen van de gemeente. Deze wilde de woningen in eerste instantie slopen echter de bewoners wilden graag blijven wonen en hebben de gemeente gevraagd of zij de woningen konden kopen. De gemeente heeft hiermee ingestemd, maar voordat zij de woningen kunnen verkopen dienen ze deze eerst te herstellen. Het funderingsherstel wordt uitgevoerd in opdracht en op kosten van de gemeente Schade Tijdens het uitgraven van de werkruimte is de bestaande constructie bloot komente liggen. Op figuur 4.20 is goed te zien hoe slecht de kwaliteit van het langshout is, de paal is hier dwars doorheen gegaan en het metselwerk is langs de paal ongeveer 20 centimeter omlaag gezakt. Op anders plaatsen zijn zelfs delen aan getroffen zonder langshout. In figuur 4.21 is de trapsgewijze scheurvorming te zien, welke ontstaat door het verzakken van het metselwerk. Hoe de verzakking aan de buitenzijde van de woning waarneembaar is, is in figuur 4.22 te zien. Door het verzakken van de gevel is de open stootvoeg onder het niveau van het trottoir komen te liggen. Om de ventilatie van de spouw te waarborgen is een opening in het trottoir gemaakt. figuur 4.20: Verzakt metselwerk figuur 4.21: Scheuren in het metselwerk figuur 4.22: Verzakte gevel 81

83 4.3.2 Uitvoering b a figuur 4.23: a)muren na buren doorgebroken; b)verwijderende begane grondvloer; c)stempels en ligger onder muur; d) Opstaande wand t.b.v. kelder c d Bij aanvang van dit project bestond het idee de begane grondvloer om de woning te verwijderen en middels de tafelconstructie de nieuwe fundering te vormen. In gesprek met de bewoners bleek al snel dat dit moeilijk ging worden. De een had geen idee waar hij moest gaan wonen, de volgende wilde dat zijn dure stoelen heel bleven tijdens opslag, een ander had geen idee wat er ging gebeuren. Om grote problemen te voorkomen is besloten de vernieuwing onder de begane grondvloer uit te voeren. Hiertoe wordt bij de woningen die behoren tot één bouwfase slecht bij één woning de begane grondvloer verwijderd. Bijkomend voordeel van het behoudt van de begane grondvloer is de beperking van de kniklengte van de wanden. De wanden van deze woningen zijn dun en slap, waardoor het wenselijk is de kniklengte kort te houden. De uitvoering gebeurd in drie fases, in twee van de drie fases is één woning nog onbewoond, bij de derde eenheid heeft een bewoner een tweede woonruimte en kon hier de vloer verwijderd worden. Onder deze woningen wordt de grond afgegraven tot een werkhoogte van 1,80 meter. Vervolgens wordt de muur richting het belendende pand doorgebroken, waar vervolgens ook de grond afgegraven wordt. Dit proces verspreidt zich onder de gehele fase (figuur 4.23 a en b). Door het afgraven komt grondwater boven de grond te staan, dit moet weg gepompt worden. Middels een drain wordt verzorgt dat het water weg is en blijft. Vervolgens worden om en om de woning stalen buispalen geheid. Ook nu gebeurd dit ondanks de grotere werkhoogte in segmenten. De woningen bestaan uit een kleine en grote beuk, het plan was de palen aan te brengen in de kleine beuk, maar deze doorgang is te smal voor het materieel. Besloten is de tussen muur te slopen en op te vangen met een ligger en stempels, waardoor palen langs deze muur kunnen worden ingeheid (zie figuur 4.23c). Het was mogelijk de tussenwanden te verwijderen omdat de vloerbalken bij deze woningen door lopen van de rechter naar de linker gevel, over een afstand van 8 meter. Dit is uniek, gewoonlijk overspannen de balken de kleine en grote beuk apart. Vervolgens worden de inkassingen in de wand gemaakt en met EPS een werkvloer gemaakt. De wapening wordt hierop aangebracht en vervolgens wordt het beton gestort. Bewoners hebben de mogelijkheid om tegen meer prijs een opstaande wand te laten plaatsen waardoor de kelder waterdicht is en gebruikt kan worden voor opslag (figuur 4.23d). Door het werken onder een bestaande woning kom je van alle tegen, zo moest een aantal keer de riolering en leidingen omgelegd worden. Ook de toevoer van schone lucht is een aandachtspunt wanneer onder bebouwing wordt gewerkt met machines. 82

84 Bijlagen: Funderingsvernieuwing SADT-schema Voor dit project is ook een SADT-schema gemaakt. Te zien zijn twee handelingen welke meerdere keren worden herhaald. Zowel het doorbreken van de wanden en ontgraven tot werkhoogte als het heien van de palen zijn herhalende handelingen. Het aanbrengen van de opstaande wand is als een aparte handeling toegepast, dit omdat dit optioneel is. Iedere bewoner heeft zelf de keuze dit wel of niet toe te passen, per woning is de aanpak anders. De handelingen tussen de rode gestreepte lijnen vinden onder de woningen plaats. figuur 4.24: SADT-schema Gerard Scholtenstraat 83

85 figuur 4.25: Langshout van de gevel ligt op het langshout van de dragende muur figuur 4.26: Ingepakte houten palen Constructief De uitgangspunten voor dit project zijn als volgt: Veiligheidsklasse: 2 γ = 1, 2 γ = 1,3 Referentieperiode: 50 jaar Materialen: Betonkwaliteit C20/25 Wapeningsstaal FeB500 g q Het oude metselwerk, vooral de eerste halve meter is vaak slecht, doordat dit niet zichtbaar is, is weinig aandacht besteed aan de uitvoering. Het zijn kleine gestapelde steentjes zonder veel samenhang, waardoor het bij dit project vaak nodig is de eerste halve meter metselwerk te vervangen. In figuur 4.25 is te zien hoe het langshout van de voor en achter gevel op het langshout van de dragende gevels ligt. Vaak werd onder de voor- en achter gevel nauwelijks gefundeerd, waardoor hier de grootste zakkingen ontstaan. Om dit op te vangen is eerder onder de voorgevel van deze woningen aan de Gerard Scholtenstraat een betonbalk aangebracht, op deze manier ligt het hout weer onder de waterspiegel. In bijlage 4 is het palenplan van fase 1 van dit project terug te vinden. Te zien is dat slechts in één woning de vloer verwijderd wordt. Door het gebruik van de tafelmethode is het niet nodig onder iedere woning palen aan te brengen, de woning tussen as 21 en 22 wordt na uitvoering gedragen op de nieuwe palen welke in de buurpanden zijn aangebracht. Middels de sonderingen is het draagvermogen van de palen bepaald, welke inwendig worden geheid. Voor de bouweenheid is een gewichtsberekening gedaan, waarna deze ingevoerd zijn in een rekenprogramma waarmee de benodigde wapening is bepaald. Voor het storten van de constructieve vloer zijn de houten palen ingepakt, zie figuur 4.26, dit is gedaan om te voorkomen dat de nieuwe vloer aan de houten palen gaat hangen. Deze palen zijn niet op deze zware belasting berekend en zullen gaan zakken en het metselwerk meenemen. Daarbij is het de bedoeling dat de woning staat op de nieuwe fundering en niet ook nog op de bestaande houten fundering. Ook nu zijn berekeningen ten behoeve van pons en scheurvorming gedaan. Aan de minimale wapeningseis wordt voldaan. 84

86 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Ponscontrole Voor pons is de volgende berekening gedaan De vloer is ook gecontroleerd op pons, de hoogste optredende puntlast is 243 kn. De hoogte van de vloer bedraagt 250 mm, wat een nuttige hoogte van 210 mm geeft. De diameter van de paal bedraagt 250 mm. De perimeter van de paal gevolgt door de optredende schuifspanning kunnen bepaald worden. Vervolgens kan de Unity Check voor de eerste periferie gedaan worden: Perimeter ( paal ) p = D + d π ( ) p = + π p = 1445mm Optredende schuifspanning τ τ τ d ;max d ;max d ;max F = p d d ;max = = 0,80 N / mm 2 Opneembare schuifspanning τ = τ u; d 1 τ u; d = 1,12 N / mm Unity check u c τ d ;max.. = 1 τ u; d u. c. = 0,80 = 0,71 1 1, Aansluiting vloer en gevel. Ook de wapening nodig in de inkassing voor het opnemen van de dwarskracht is berekend, de optredende dwarskracht bedraagt 73 kn/m. V = 73kN d b = 500mm d = 210mm Optredende Opneembare Schuifspanning opneembaar Schuifspanning schuifspanning beton door staal Vd τ d = b d τ 3 1 = 0,4 f b τ s = τ d τ1 τ d = τ1 = 0,4 1, τ 2 s = 0, 69 0,56 = 0,13 N / mm 2 τ1 = 0,56 N / mm τ d = 0,69 N / mm Toegepast: beugels φ8 150 τ sv = 0,52 N / mm 2 85

87 figuur 4.26: Uitvoeringstekening Gerard Scholtenstraat 86

88 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 4.4 Referentieproject 4: Westersingel 25 Naam: Funderingsvernieuwing Westersingel 25 te Rotterdam Uitgevoerd: najaar 2011 Uitvoerder: P.&G. Hooghwerff Constructeur: P.&G. Hooghwerff Eigenschappen: Individueel pand in een rij van meerdere, buurpanden worden niet opnieuw gefundeerd, terwijl de fundering wel gedeeld is. Methode: Tafelmethode met geïntegreerde liggers en geschroefde stalen buispalen, voor aanbrengen vloer Aan dit herenhuis is sinds het midden van de 20 e eeuw niets meer gedaan. Het is recentelijk verkocht voor een niet te hoge prijs. De koper was op de hoogt van de funderingsschade en de gevolgen dat dit heeft gehad voor het casco. Het is een redelijk uniek project, het betreft funderingsvernieuwing met de tafelmethode, voor een individueel pand. Vanaf de voorzijde gezien is de rechter dragende wand de buitenwand van het buurpand. Aan deze zijde staat de woning op de fundeirng van het buurpand. Het linker pand is later gebouwd en staat op zijn eigen figuur 4.27:Westersingel 25: voor- en achtergevel fundering, hoogst waarschijnlijk is de buitenmuur van nummer 25 wel gebruikt. Door deze bouwkundige verwevenheid zullen de buurpanden ook zettingen ondervinden. Het zou verstandig zijn als deze panden ook funderingsvernieuwing lieten uitvoeren. Wanneer de fundering van nummer 25 straks vernieuwd is, zullen de belendende panden hier aan gaan hangen, afhankelijk van de staat van de funderingen in de rest van de straat het zullen de buurpanden scharnierpanden worden Schade figuur 4.28: Schade aan Westersingel 25 a b c Ten gevolge van de funderingsschade heeft deze woning veel schade opgelopen. In de figuren 4.26 b en c zijn scheuren te zien welke in de wanden evenwijdig aan de voor- en achtergevel zijn opgetreden. Deze wanden ondergaan de grootste vervormingen door het verschil in zakking van de rechter en linker bouwmuur. Een kleine ongelijke zetting van de fundering leidt tot scheuren welke, 87

89 door de hoekverdraaiing, naar boven toe steeds groter worden. Op figuur 4.26b is te zien dat de achtergevel is vastgezet aan de vloer, dit omdat de scheuren zo groot zijn dat de kans bestaat dat de gevel er uit valt. Op figuur 4.26a is de schade aan de fundering te zien, de houten paal is door het langshout heen geponst. Doordat het langshout hoger ligt, is deze het meest aangetast ten gevolge van daling van het grondwater. a b c d figuur 4.29:a) schroefmachine; b) Schroeven van de paal; c) Paal met wapening; d) Stalen buispaal met schroefeind en strip Uitvoering Onder de woning zit een souterrain wat mogelijkheden biedt voor de uitvoering. De bestaande tegelvloer is verwijderd, waarna grond is afgegraven om de werkhoogte te vergroten. Hierbij werd loodvervuiling in de grond aangetroffen, waardoor de bouw werd vertraagd. Behalve onder de wanden zijn ook houten palen in het vloerveld aangetroffen, op deze palen heeft de tegelvloer gelegen. Nadat de vloer verwijderd is zijn de stalen buispalen aan gebracht, vanwege de eis dat dit trillingsvrij moet gebeuren, zijn de palen de grond in gedraaid. Boven aan ieder segment zit een strip welke de machine grip geeft op de paal (figuur 4.27d). Tijdens het draaien wordt grout in de paal gespoten. De paal wordt na inbrengen van enkele decimeters omhoog gehaald, om het draaimoment niet te groot te laten worden. De kop van de machine, welke de palen aanbrengt, heeft een hoogte van 1,3 meter, een groot deel van de werkhoogte gaat verloren (figuur 4.27a). Ondanks de grote werkhoogte in dit pand, hebben de in te brengen palen een maximale lengte van 2 meter. Na inbrengen wordt de wapening geplaatst. In de wanden worden inkassingen gemaakt, hiervoor wordt eerst de locatie van de houten palen bepaald, de openingen mogen niet boven een paal zitten. Eerder werden deze openingen in de wand gehakt, nu worden met een diamantzaak openingen gemaakt. Hierdoor zijn de kosten hoger, maar de openingen netter afgewerkt en kunnen ook prefab elementen gebruikt worden. Vervolgens kan de vloerwapening aangebracht worden en de vloer gestort. In deze vloer zijn inwendig balken opgenomen, zo als in de tekening in bijlage 4 te zien is. 88

90 Bijlagen: Funderingsvernieuwing SADT-schema Het SADT-schema voor de woning aan de Westersingel is hieronder te zien. Omdat het slechts een woning betreft is het aantal handelingen minder dan bij het de Gerard Scholtenstraat of de Marthinus Steynstraat. Toch is op te merken dat het aantal handelingen niet opzienbarend minder is. Ondanks dat het maar een woning betreft in plaats van 20, is het aantal handelingen niet met de factor 20 afgenomen. Vertragingen in het proces zijn minder goed op te vangen, omdat alles op dezelfde plaats gebeurd. figuur 4.30: SADT-schema Westersingel Constructief In het geval van dit pand, zijn relatief weinig palen toegepast. De heer Boonstoppel past het liefst zo veel mogelijk palen toe met een kleinere diameter. Op deze manier verspreiden de krachten zich beter over de nieuwe constructie. Paalmisstanden vormen op deze manier een minder groot probleem. Bij dit project kwam het voor dat een van de palen niet verder de grond in kon. De houten paal in de buurt van deze paal stond scheef in de grond, waardoor de nieuwe paal op deze houten paal kwam te staan. Het boren is direct gestopt, om te voorkomen dat de houten paal verder de grond in zijn geduwd en de bovenliggende constructie mee neemt. Een nieuwe stalen buis is een stukje verder op aangebracht. 89

91 figuur 4.31: Uitvoeringstekening Westersingel 25 90

92 Bijlagen: Funderingsvernieuwing V. Referentiemodel 5.1 Situatie Als uitgangspunt voor het referentiemodel wordt het referentieproject van de Marthinus Steynstraat genomen. Enkele aanpassingen worden gedaan om het referentiemodel een goede afspiegeling van de werkelijkheid te laten zijn, en tegelijk het aantal variabelen te beperken. eindwoning eindwoning bouweenheid figuur V.1 Bouweenheid bouweenheid Uit het literatuuronderzoek en gesprekken met uitvoerders en andere betrokkenen blijkt dat funderingsherstel het meest wordt toegepast bij een bouweenheid. Funderingsingrepen aan een vrijstaande woning komen zelden voor, in de meeste gevallen staat de woning in een bouweenheid en is deze constructief gekoppeld aan de belendende panden. Om de ingreep een succes te laten zijn is het vereist dit voor de gehele bouweenheid uit te voeren. De eenheid van het referentiemodel bestaat uit negen woningen. Omdat monumenten in het geval van een bouweenheid sporadisch voorkomen, zijn de woningen in deze referentie bouweenheid geen monumenten Eindwoningen: vrijstaand In de bouweenheid vormen de eindwoningen een uitzondering. In het geval van de Marthinus Steynstraat zijn de eindwoningen constructief gekoppeld aan de belendende panden. Waarbij de bouwmuur van de rechter eindwoning op een gedeelde fundering staat welke voldoet. Bij de linker eindwoning wordt een dilatatie toegepast om de bouweenheid los te koppelen. In het referentiemodel wordt voor beide eindwoningen één situatie gekozen zoals de rechter woning in de Marthinus Steynstraat. Echter wordt niet een dilatatie gebruikt, maar worden de woningen als hoekwoningen beschouwd. Op deze manier worden de eindwoningen gelijk aan de tussenwoningen, en heeft de gehele bouweenheid een fundering die niet voldoet en worden de onwaarschijnlijkheden van een onbekende funderingskwaliteit weggenomen. In bijlage G van het afstudeerrapport van S. de Lange is een uiteenzetting te zien van de gevolgen van het toepassen van een dilatatie bij partieel herstel [Lange, S. de, 2011]. De gevolgen van een nieuwe fundering voor slechts een deel van de woningen wordt beschreven. Daar dit een studie op zich is, wordt deze variabele niet meegenomen in het hier beschreven referentie model, alle woningen krijgen een nieuwe fundering. 91

93 5.2 Fundering: houten palen In het verslag zijn zowel funderingen op houten palen als funderingen op staal genoemd als zijnde funderingen met schade. Omdat het grootste aantal woningen met schade, woningen op houten palen betreft, is voor de het referentie model ook gekozen voor woningen op houten palen. Daar komt bij dat woningen op staal over het algemeen kleinere woningen zijn, waarbij de funderingsherstel of vernieuwing niet altijd rendabel is. Door de lagere waarde van de woning, zijn de kosten voor herstel in verhouding zo hoog, dat slopen met nieuwbouw een betere optie is. Voor het referentiemodel is gekozen voor een fundering middels de Rotterdamse methode (figuur V.2), met een enkele paal. Voor het gekozen type referentie woning, is dit de meest gebruikte methode, dit blijkt uit de bezochte projecten welke gedragen worden door een enkele palen rij. Daarbij zijn de afmetingen van de referentie woning beperkt en daardoor de paalbelastingen ook. Uit het literatuuronderzoek volgt dat bij lagere belastingen de Rotterdamse methode toegepast wordt om materiaal te besparen (zie paragraaf 2.2). figuur V.2 Houten paal metselwerk langshout houten palen paaldiameter: 225mm h.o.h. afstand van de palen: 1200 mm Deze aannames zijn gedaan aan de hand van foto s van bezochte projecten en na het doen van enkele berekeningen aan de spanningen in de drukboog in het metselwerk en de spanningen in en net boven de paalkop. Uit deze berekeningen blijk dat bij het aanhouden van deze afmetingen, spanningen op treden welke te verantwoorden zijn. Wanneer de veiligheidsfactoren buiten beschouwing worden gelaten, wordt de representatieve waarde van de druksterkte van het metselwerk niet overschreden. 92

94 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5.3 Woning figuur V.3 Referentiemodel: foto s figuur V.4 Referentiemodel: plattegronden en doorsneden 93

95 figuur V.5 Plattegrond 94

96 Bijlagen: Funderingsvernieuwing figuur V.6 aanzicht en doorsnede 95

97 5.3.1 Plattegronden en doorsneden In figuur V.5 en figuur V.6 zijn plattegronden en doorsneden te zien van twee woningen in de Marthinus Steynstraat. Deze tekeningen worden als uitgangspunt genomen voor de woningen in het referentiemodel. Het zijn woningen met een begane grondvloer, één volledige verdieping en daarop een zolder. Voor de belasting worden drie vloeren in rekening gebracht. De woningen hebben geen kelder en in de nieuwe situatie zullen deze in eerste instantie ook niet toegepast worden. In de aanzichten is door de dubbele voordeur te zien dat het een beneden- boven woning betreft, het referentie model houdt een gelijke gevel indeling aan. Op deze manier worden de gevel openingen meegenomen, waarbij een tweede deur een negatieve invloed heeft op de stijfheid van het metselwerk. Uit de plattegrond in figuur V.5 is te halen dat de woningen twee beuken hebben, een smalle beuk met een breedte van 2015mm en een brede beuk van 3485mm, de breedte van de woning (h.o.h.) bedraagt 5500mm. Deze veel voorkomende indeling wordt aangehouden voor alle woningen in het referentiemodel. In figuur V.5 en figuur V.6 zijn plattegronden, aanzichten en doorsneden van het referentiemodel te vinden. Op deze tekeningen zijn de hoogte maten weergegeven, net als de afstanden tussen de vloeren. Dit zijn houten vloeren welke in dwars richting, evenwijdig aan de voorgevel, overspannen. Een belangrijke maat is de afstand tussen de onderkant van de begane grond vloer en de boven kant van de huidige paalkoppen. Onder andere uit archieftekeningen van de bezochte referentie projecten is afgeleid dat een maat van 1700 mm voor deze afstand een goede aanname is. Deze afstand is van invloed op de werkruimte en op de materiaal afmetingen. 96

98 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5.4 Gewichtsberekening Bij de berekening is het mogelijk draagvermogen dat de houten palen nog hebben niet meegenomen. De gehele belasting wordt na de ingreep door de nieuwe palen gedragen, mochten de houten palen toch bijdragen aan de belastingafdracht zal de capaciteit van nieuwe palen niet volledig worden benut. Bij het verzakken van de houten palen, ten gevolgen van negatieve kleef bijvoorbeeld, wordt uitgegaan dat deze houten palen niet aan de constructie gaan hangen. Doordat het langshout op de palen is gelegd, zal bij het zakken van de paal, deze los komen van de constructie. Om te voorkomen dat de houten palen enige vorm van belasting creëren kunnen deze ook los gezaagd worden. De nieuwe palen worden niet berekend op de belasting van de houten palen Uitgangspunten gewichtsberekening Voor de wanden worden de volgende maten aangehouden: Funderingsmuur: 330mm Bouwmuur: steensmetselwerk 220mm Buitenmuur: steensmetselwerk 220mm Binnenmuur: ½-steensmetselwerk 110mm Voor de vloeren gaat het volgende op: Begane grondvloer: houtenvloerdelen op balklaag Eerste verdieping: houtenvloerdelen op balklaag, gipsplafond eronder Zolderverdieping: houtenvloerdelen op balklaag, gipsplafond eronder Berekeningen zijn gedaan volgens NEN-EN 1990 en de bijbehorende nationale bijlage A1. Betreffende de ontwerplevensduurklasse vallen de woningen in klasse 3 met een levensduur van 50 jaar. Voor de veiligheidsfactoren in de uiterste grenstoestand wordt tabel A1.2(A) gebruikt, deze geeft het volgende: = 1,1 en = 1,5. Voor de bruikbaarheidstoestand wordt worden de volgende waarden gevonden: = 1,0 en = 1,0 [NEN-EN 1990]. Hierna volgt de gewichtsverdeling, net als de berekening van de lijnlasten per as. In tabel V.1 een overzicht van de grootte van de lijnlasten per as, deze assen zijn aangeven in figuur V.5: tabel V.1: Belastingen per as overzicht BGT UGT a) bouwmuur (as 3,7,11,15) 70,24 kn/m 79,80 kn/m b) bouwmuur (as 5,9,13,17) 80,45 kn/m 92,89 kn/m c) binnenwand (as 2,4,6,8,10,12,14,16,18) 47,76 kn/m 56,00 kn/m d) eind wand (as 1) 60,44 kn/m 68,68 kn/m e) eind wand (as 19) 55,33 kn/m 62,13 kn/m f) gevel (as A,D) 54,62 kn/m 61,35 kn/m 97

99 Gewichtsberekening Dead load Ground floor safety class: 2 wooden floor beams and parts 0,40 kn/m² safety factors finish of floor 0,50 kn/m² dead load γf;g;u; 1,1 light dividing walls 0,50 kn/m² live load γf;q;u; 1,5 1,40 kn/m² γf;g;u; - First floor wooden floor beams and parts 0,35 kn/m² slope of the roof 52 finish of floor 0,25 kn/m² 0, light dividing walls 0,50 kn/m² ceiling 0,15 kn/m² big part 3,485 m 1,25 kn/m² smal part 2,015 m Attic total witdh 5,500 m wooden floor beams and parts 0,25 kn/m² finish of floor 0,25 kn/m² light dividing walls 0,50 kn/m² ceiling 0,15 kn/m² 1,15 kn/m² Tile roof tiles, including girders en cleats 1,05 kn/m² isolation and finishing 0,25 kn/m² 1,30 kn/m² Walls thickness (mm) plaster (mm) foundation brickwall 6,27 kn/m² exterior wall 4,48 kn/m² inner wall 2,69 kn/m² brickwork (between houses) 4,78 kn/m² permanent weight brickwork plaster (15mm) 19 kn/m3 20 kn/m3 live load All floors 1,75 kn/m² 98

100 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Belasting per as a) seperation wall (axis 3,7,11,15) factor width hight load 1 1,78 6,27 11,16 kn/m foundation wall 1 7,00 4,78 33,46 kn/m seperation wall (220mm) 0,5 4,030 1,40 2,82 kn/m ground floor 0,5 4,030 1,25 2,52 kn/m first floor 0,5 4,030 1,15 2,32 kn/m attic 0,5 17,867 1,30 11,61 kn/m roof Total dead load 63,89 kn/m γf;g;u; 1,1 0,5 4,030 1,75 3,53 kn/m ground floor 0,2 4,030 1,75 1,41 kn/m first floor 0,2 4,030 1,75 1,41 kn/m attic Total live load 6,35 kn/m γf;q;u; 1,5 SLS 70,24 kn/m only dead load - γf;g;u; - dead- and live load 79,80 ULS 79,80 kn/m b) seperation wall (axis 5,9,13,17) factor width hight load 1 1,78 6,27 11,16 kn/m foundation wall 1 7,00 4,78 33,46 kn/m seperation wall (220mm) 0,5 6,970 1,40 4,88 kn/m ground floor 0,5 6,970 1,25 4,36 kn/m first floor 0,5 6,970 1,15 4,01 kn/m attic 0,5 17,867 1,30 11,61 kn/m roof Total dead load 69,48 kn/m γf;g;u; 1,1 0,5 6,970 1,75 6,10 kn/m ground floor 0,2 6,970 1,75 2,44 kn/m first floor 0,2 6,970 1,75 2,44 kn/m attic Total live load 10,98 kn/m γf;q;u; 1,5 SLS 80,45 kn/m only dead load - γf;g;u; - dead- and live load 92,89 ULS 92,89 kn/m c) inner wall (axis 2,4,6,8,10,12,14,16,18) factor width hight load 1 1,78 6,27 11,16 kn/m foundation wall 1 6,50 2,69 17,49 kn/m inner wall (110mm) 0,5 5,500 1,40 3,85 kn/m ground floor 0,5 5,500 1,25 3,44 kn/m first floor 0,5 5,500 1,15 3,16 kn/m attic Total dead load 39,10 kn/m γf;g;u; 1,1 0,5 5,500 1,75 4,81 kn/m ground floor 0,2 5,500 1,75 1,93 kn/m first floor 0,2 5,500 1,75 1,93 kn/m attic Total live load 8,66 kn/m γf;q;u; 1,5 SLS 47,76 kn/m only dead load - γf;g;u; - dead- and live load 56,00 ULS 56,00 kn/m 99

101 d) end wall (axis 1) factor width hight load 1 1,78 6,27 11,16 kn/m foundation wall 1 7,00 4,48 31,36 kn/m seperation wall (220mm) 0,5 3,485 1,40 2,44 kn/m ground floor 0,5 3,485 1,25 2,18 kn/m first floor 0,5 3,485 1,15 2,00 kn/m attic 0,5 8,933 1,30 5,81 kn/m roof Total dead load 54,95 kn/m γf;g;u; 1,1 0,5 3,485 1,75 3,05 kn/m ground floor 0,2 3,485 1,75 1,22 kn/m first floor 0,2 3,485 1,75 1,22 kn/m attic Total live load 5,49 kn/m γf;q;u; 1,5 SLS 60,44 kn/m only dead load - γf;g;u; - dead- and live load 68,68 ULS 68,68 kn/m e) end wall (axis 19) factor width hight load 1 1,78 6,27 11,16 kn/m foundation wall 1 7,00 4,48 31,36 kn/m seperation wall (220mm) 0,5 2,015 1,40 1,41 kn/m ground floor 0,5 2,015 1,25 1,26 kn/m first floor 0,5 2,015 1,15 1,16 kn/m attic 0,5 8,933 1,30 5,81 kn/m roof Total dead load 52,16 kn/m γf;g;u; 1,1 0,5 2,015 1,75 1,76 kn/m ground floor 0,2 2,015 1,75 0,71 kn/m first floor 0,2 2,015 1,75 0,71 kn/m attic Total live load 3,17 kn/m γf;q;u; 1,5 SLS 55,33 kn/m only dead load - γf;g;u; - dead- and live load 62,13 ULS 62,13 kn/m f) facade (axis A,D) factor width hight load 1 1,78 6,27 11,16 kn/m foundation wall 1 8,65 4,48 38,75 kn/m seperation wall (220mm) 0,5 0,600 1,40 0,42 kn/m ground floor 0,5 0,600 1,25 0,38 kn/m first floor 0,5 0,600 1,15 0,35 kn/m attic 0,5 0,600 1,30 0,39 kn/m roof Total dead load 51,44 kn/m γf;g;u; 1,1 0,5 2,015 1,75 1,76 kn/m ground floor 0,2 2,015 1,75 0,71 kn/m first floor 0,2 2,015 1,75 0,71 kn/m attic Total live load 3,17 kn/m γf;q;u; 1,5 SLS 54,62 kn/m only dead load - γf;g;u; - dead- and live load 61,35 ULS 61,35 kn/m 100

102 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5.5 Grondopbouw Voor het referentie model wordt ook een referentie grondopbouw samengesteld. Hiervoor zijn eerst de sonderingen van de referentieprojecten bekeken. De sondering uit de Marthinus Steijnstraat (Dordrecht) en de Gerard Scholtenstraat (Rotterdam) zijn geanalyseerd, in figuur V.7 zijn de grondopbouwen welke uit de sondering volgen weergegeven. a) 0 Kleihoudend b) -2 veen Silt 0-3 c) 0 Kleihoudend veen -4-7 Veen Klei Grof zand Veen Klei Fijn zand -12 Silthoudende klei Klei Zand -16 Klei -20 Zand Paalpunt ,5 Grof zand Silt Paalpunt Zand Zand -25 Leem -25 figuur V.7 Grondopbouw; a) Marthinus Steynstraat, Dordrecht; b) Gerard Scholtenstraat, Rotterdam; c) Oudemanhuispoort, Amsterdam

103 Kleihoudend veen Klei Veen (matig) grondwaterpeil tabel V.2 Grondsoorten in de referentie grond Grondsoort Volume gewicht (kn/m 3 ) Wrijvingshoek kleihoudend veen klei veen klei zand leem 22 27,5 Klei (organisch) -16 Zand (schoon) Leem (vast) figuur V.8 Referentie voor de grondopbouw Ook de grond opbouw in Amsterdam is geanalyseerd aan de hand van de sondering voor de Oudemanhuispoort. Echter heeft het verzakken van woningen in Amsterdam niet altijd de aantasting van het hout als oorzaak, maar een fout in de uitvoeringsfase. Uit ervaring wist men dat op een diepte van dertien meter een draagkrachtige laag zit. Palen kregen een lengte zodat zij op deze zandlaag gefundeerd zijn. Echter is deze laag niet overal even dik en ook niet overal aanwezig, woningen zijn dan niet op stuit gefundeerd maar op kleef. Het draagvermogen is onvoldoende met verzakking van het gebouw tot gevolg. In figuur V.7 is te zien dat op een diepte van dertien meter een dunne zand laag aanwezig is. Ondanks de afwijkende oorzaak voor funderingsschade in Amsterdam is toch voor één grondopbouw gekozen welke als referentie wordt gebruikt (figuur V.8). Deze is gebaseerd op de sonderingen in Rotterdam en Dordrecht toch is deze ook te gebruiken voor de Amsterdamse grond. Kijkend naar de huidige paalpuntniveau s lijkt het aanbrengen van de paalpunt op een diepte van 21 meter een goed uitgangpunt, ook voor Amsterdam. In eerste instantie wordt figuur V.8 dan ook als referentie gebruikt voor de grondopbouw behorende bij het referentiemodel. Uit gesprekken met een uitvoerder, wie meerdere projecten uitgevoerd heeft in de randstad, blijkt de grondwaterstand gemiddeld op een diepte van 1 meter onder het straatniveau te liggen. Deze waterstand is aangehouden voor de referentie grondopbouw [Boonstoppel, J.W., 2012]. 102

104 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Sondering Bij de referentie grond opbouw is een sonderingsgrafiek gemaakt. Wanneer het paaltype en de inbrengdiepte bekend zijn kan het draagvermogen van een paal berekend worden. In figuur V.9 is de sondering voor het referentiemodel te vinden. < ; ; + ; ; ( ; ; ) ; ; = 0,5 (0,5 ; + ; + ; ) ; ; = ; ; = ; ; / Een berekening met een stalen buispaal is gemaakt. De volgende uitgangspunten zijn genomen: Niveau paalpunt: -16,25 m Schachtdiameter: 219,1 mm Voetdiameter: 229 mm ; ; = 237 ; ; = 90 Dit geeft een representatieve waarde voor het draagvermogen van F r;max = 236 kn En een draagvermogen van F s;nk;d = 196 kn figuur V.9 Sondering bij refentiemodel 103

105 5.5.2 Veerconstante Middels een berekening van de zettingen van de hiervoor genoemde paal zijn de veerconstante van zowel de paal als de grond bepaald. Daarbij is onderscheid gemaakt in zettingen ten gevolge van kortdurende- en langdurende belasting. Uitgangspunt hierbij is een recht evenredig verband tussen de belasting en de vervorming: = Waarbij: Met: ; ; elastische verkorting van de paal ; 256 ; 16 ; 3,8 Beton: C20/ /, directe zakkingen van de paalpunt, wordt bepaald uit grafieken behorende bij het paaltype waarin de zakking uitgezet is tegen de belasting. 8 Dit geeft: ; 3,8 8 11,8 Vervolgens zijn de zettingen ten gevolge van langdurige belasting berekend:, ;,,, 2,1 11,8 2,1 13,9 De volgende veerstijfheden worden gevonden: Kortdurende belasting ,8 22 / Langdurende belasting ,9 18 / 0,96 (ronde doorsnede) 3,34 77 /, ; / (afgeleid uit de sondering) figuur V.10 Paalpuntzettingen 104

106 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5.6 Zettingen Zoals aangegeven is het doel van de funderingsvernieuwing het stabiliseren van de huidige situaties, de zettingen moeten stop gezet worden. Daar de woning voordat overgegaan wordt tot ingrijpen al verplaatsingen heeft ondergaan, zullen de eisen aan de bijkomende verplaatsing na herstel aangepast moeten worden. De woningwet geeft een maximale waarde voor de scheefstand in zowel de lengte als dwars richting van 10mm/m. Dit komt overeen met een hoekverdraaiing van = Wanneer deze grenswaarde wordt overschreden treedt constructieve schade op en is de woning onbewoonbaar, funderingsherstel of vernieuwing zonder recht vijzelen, wordt niet meer uitgevoerd. Echter kan een bepaalde hoekverdraaiing op treden voordat het metselwerk bezwijkt. S. de Lange heeft onderzoek gedaan naar de grenswaarden voor de hoekverdraaiing, scheuren kunnen in het metselwerk op twee manieren ontstaan, door buiging en afschuiving. In figuur V.11 zijn deze twee vervormingsvormen weergegeven. In het geval van een bouweenheid zal vervorming meestal plaats vinden middels afschuiving. In tabel V.3 zijn de bijbehorende toegestane waarden voor de hoekverdraaiing gegeven. buigingsvervorming figuur V.11 vormen van vervorming afschuivingsvervorming tabel V.3 Grenswaarden voor de hoekverdraaiing bij metselwerk van de bestaande woning Esthetisch Functioneel Constructief Afschuifvervorming = = = Buigingsvervorming = = = Zettingen op het moment van ingrijpen Als uitgangspunt is het bezwijken van het metselwerk ten gevolge van afschuiving genomen. Op het moment van ingrijpen is de schade aan de woning al goed zichtbaar. Uitgegaan wordt van een maximale functionele schade, met een hoekverdraaiing van β = 1/300. Wanneer vervorming van het metselwerk middels buiging ontstaat, gaat een andere eis op voor de functionele schade grens. Deze ligt lager (β = 1/450), dus uitgaan van schade volgens het afschuivingsmechanisme is een aanname van de meer extreme variant Toegestane zettingen na ingrijpen Wanneer de maximale eis aan de hoekverdraaiing = 1 100is, is een bijkomende verplaatsing met = 1 150nog toegestaan. Daar dit leidt tot constructieve schade wordt gesteld dat de bijkomende verplaatsing na de ingreep bij het referentiemodel begrenst wordt door een hoekverdraaiing van = Omdat het over vervorming gaat worden deze bepaald in de bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). In figuur V.12 is weergegeven hoe de relatieve rotatie volgens Eurocode 7 bepaald moet worden. De aangeven punten (a t/m d) zijn verschillende bouwmuren in de bouweenheid. Zoals te zien wordt de 105

107 relatieve rotatie over het totaal van de punten gemeten, echter geeft dit voor de bouweenheid een niet juiste weergave. In dit geval zijn grote zakkingen in het midden van de eenheid mogelijk, terwijl de rotatie over de hele bouweenheid binnen de grenswaarden blijft. figuur V.12 Relatieve rotatie Parameters scheefstand en rotatie [S. de Lange blz 6] ω = tilt = scheefstand ( ) β = relative rotation (angular distortion) = relatieve rotatie ( ) In het geval van het referentiemodel worden dan ook aan de hand van de maximale hoekverdraaiing de grenswaarden voor de scheefstand tussen twee wanden bepaald. Het model is opgebouwd uit smalle en brede beuken, wat afstanden tussen de wanden geeft van relatief 2000 en 3500 mm. Onderstaand zijn de relatieve waarden gegeven voor de scheefstand van de wanden ten opzichte van elkaar. = + = Voor de smalle beuk vinden we de volgende waarden: ; ; ; ; ,4 ; ,7 Voor de brede beuk vinden we de waarden: ; ; ; ; ,2 ; ,6 figuur V.13 Vervormingen referentiemodel 106

108 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 5.7 Na de ingreep Uitgangspunt is dat de woningen na de ingreep in gelijke staat verkeren als voor de ingreep. De bestaande situatie wordt gehandhaafd, dat wil zeggen de zettingen worden stop gezet. Daarbij blijft de indeling van de woning gelijk, een kelder wordt niet gemaakt en de houtenvloeren blijven of worden teruggebracht. Gestreefd wordt na het gelijk houden van de situatie, hieruit volgt een gelijkblijvend draagvermogen van de fundering. Uit- en opbouwen zullen niet gedaan worden waardoor een groter draagvermogen niet nodig is, echter wordt wel ingespeeld op een vergrote belasting ten gevolge van de nieuwe fundering Isoleren van de woning Zoals in paragraaf van de bijlagen beschreven is zullen woningen met funderingsschade voor 1945 gebouwd zijn. Daar pas vanaf 1920 spouwmuren toegepast werden en vanaf 1970 isolatie in de spouw [Lange, S. de, 2011]. Gesteld kan worden, dat voor de woning waarvan de fundering vernieuwd wordt, de isolatiewaarde niet voldoet aan de eisen van nu. Een eigenaar kan besluiten de vloer te laten isoleren op het moment van funderingsvernieuwing. Echter zal het effect hiervan pas optimaal zijn als ook de wanden geïsoleerd worden. Zowel voor een steens-bouwmuur als een spouwmuur zijn de Rc-waarden berekend, als ook voor de houten begane grondvloer en een betonvloer. Vervolgens is de dikte van de aan te brengen isolatie boven of onder de houten- of betonvloer bepaald aan de hand van de huidige eis: R c = 3,5 m 2 K/W [NEN 5128]. tabel V.4 Rc-waarden van gebouwdelen Gebouwdeel Steens-bouwmuur d=220 0,39 Spouwmuur: ,03 Houten vloer: d=25, balken:50x200 h.o.h. 0, Betonvloer: d=300 0,13 R c -waarde (m 2 K/W) tabel V.5 Dikte van het isolatiemateriaal bij gewenste Rc-waarde Gebouwdeel R c -waarde (m 2 K/W) Houten vloer + isolatie: 124mm 3,5 Betonvloer + isolatie: 135mm 3,5 figuur V.14 Wand opbouw Op het moment dat een betonnen vloer als constructief element wordt toegepast kan deze aan de boven- of onderzijde geïsoleerd worden om zo aan de eis van de norm te voldoen. Echter wanneer het constructieve element op een andere manier wordt uitgevoerd, kan de aan R c -waarde voldaan worden, door de houtenvloer te isoleren. 107

109 VI. Funderingsmethoden Jellema 2: Bouwtechniek onderbouw geeft een overzicht van de funderingsmethode welke met name in Nederland worden toegepast. 6.1 Funderen op staal Hoewel in Nederland de meeste funderingen op palen worden toegepast, inverband met ongelijke zettingen welke ontstaan wanneer de grond niet over al onder de woning gelijk is, kan een fundering op staal een goede en vooral goedkopere funderingsmethode zijn. In dit geval dienen de juiste keuzes gemaakt te worden, een homogene gebouwmassa en een stijve fundering verminderen de kans op ongelijke zettingen. Extra aandacht moet besteed worden aan de aanlegdiepte, belendingen en de grondwaterstand. Voor de aanlegdiepte wordt een vorstvrije aanleg, 800mm onder maaiveld, aangehouden. Door deze aanleg diepte is de invloed van vorst beperkt; vriezen leidt tot een volmue vergroting met zettingen bij dooien tot gevolg. Door het dieper aanbrengen van de fundering is de bovenbelasting groter, dit vergroot de sterkte van de fundering. Bij bezwijken van de grond moet meer bovenliggende grond worden weggeperst. Het dieper dan 1,5 meter aanbrengen van de fundering is niet economisch. Wanneer grond wordt afgegraven ten behoeve van de fundering, dient rekening gehouden te worden met de belendende fundering. Door het weggraven van grond, neemt de bovenbelastig af, dit kan leiden tot bezwijken. Ten gevolge van de nieuw aangebrachte fundering neemt de gronddruk onder deze toe. Deze druk spreidt zich in de grond, ook onder de belendende fundering, met ongelijke zettingen van deze fundering tot gevolg. Tot slot heeft de waterstand invloed op het draagvermogen van de fundering. Bij het verlagen van het grondwater worden de korrelspanningen vergroot, waardoor zettingen optreden. Daarbij heeft een hoge grondwaterstand een negatieve invloed op de korrelspanningen en lage korrelspanningen leiden tot een lagere draagkracht Fundering op staal van metselwerk Het uitvoeren van de fundering in metselwerk wordt nauwelijks nog toegepast. Bij projecten met veel hoeken en verspringen kan het efficiënter zijn de fundering uit metselwerk op te bouwen. In dit geval moet de maatvoering slecht één maal uitgevoerd te worden. Het metselwerk wordt op een werkvloer van stampbeton of ongemetselde stenen opgebouwd. De ondergrond dient vlak te zijn vaak, bij klei- en leemgronden, is het nodig de grond te verdichten om initiële zettingen te voorkomen Fundering op staal van gewapend beton Wanneer een grote aanlegbreedte nodig is, kan een gewapende beton strook toegepast worden (strokenfundering). Op een werkvloer van vloeibeton wordt de langs en dwarswapening aangebracht, waarna het constructieve beton gestrort kan worden. De gewapende betonstrook wordt belast door een lijnlast afkomstig uit de wand. Deze belasting geeft aan de onderzijde van de balk over de breedte een trekspanning, welke de dwarswapening op dient te nemen. Belastingen uit de bovenbouw zijn niet gelijk verdeeld over de fundering, kleine verschillen worden gelijkmatig verdeeld door de stijve metselwerkwand. Wanneer de verschillen groot zijn kan op de funderingssstrook een betonbalk worden gestort welke de stijfheid vergroot Doorgaande gewapende betonplaat Wanneer het gebouw een zodanige vorm heeft dat funderingsbalken erg dicht bij elkaar liggen of de wanden zo zijn geplaastst dat de benodigde uitgraving niet te realiseren is, kan men er voor kiezen een plaatfundierng toe te passen. Onder het gehele gebouw komt een betonnenplaat gewapend met een dubbel (boven en onder) kruisnet te liggen, langs de randen wordt deze verdikt met een vorstrand. Ook op plaatsen waar grote belastingen omlaag komen wordt een verdikte strook toegepast, de versterkte strook. 108

110 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Eenzijdige fundering Wanneer naast een woning wordt gebouwd is de toepassinge van een strookfundering niet mogelijk, een deel van de fundering komt in de grond van de buurman te liggen. In dit geval wordt een eenzijdige fundering toegepast, met tot gevolg een niet centrische belasting en een wringend moment in de funderingsbalk. Wanneer het moment gering is kan de balk deze opnemen. Bij grotere momenten is het nodig koppelbalken toe te passen. Deze liggen haaks op de eenzijdige fundering en nemen het moment in de vorm van buiging over, evenwicht wordt verkregen uit een tegenoverliggende wand Fundering op poeren In het geval van puntlasten kan het efficiënter zijn poeren toe te passen in plaats van een strokenfundering. In het geval van een gemetselde poer, is de uitvoering gelijk aan de uitvoering van een fundering voor een doorgaande wand, alleen korter. Bij een fundering met een betonnen poer, wordt een betonkolom op een betonplaat geplaatst. De afmetingen van de plaat zijn afhankelijk van de toelaatbare gronddruk, de breedte/dikte verhouding van de poer, gestreeft wordt naar een stijve plaat. Maar ook moet de plaat de buigende momenten in twee richtingen kunnen opnemen en moet de dikte voldoende zijn zodat de kolom niet door de plaat ponst. 6.2 Grondverbetering Wanneer de wens is een fundering op staal uit te voeren, maar het draagvermogen van de grond onvoldoende is, kan deze verbeterd worden. Dit kan door de grond af te graven en te vervangen met een zandlaag. Ook is het mogelijk het draagvermogen te vergroten door de grond te verdichten of te injecteren Grondvervanging De slappe grond wordt weggegraven en vervangen voor een zandpakket. Gekozen kan worden voor de methode met een zandkoffer, in dit geval wordt het zandpakket tot aan de stijve grondlaag aangebracht. Het pakket moet voldoende breedt zijn, zodat de belasting zich onder een hoek van 45 kan verspreiden in het zandpakket (zie figuur VI.1). Een andere mogelijkheid is de spaarmethode, ook nu wordt de slappe grond vervangen door zand, maar niet tot aan de figuur VI.1 Spanning spreiding draagkrachtige laag. Het zandpakket wordt tot een diepte aangebracht, waardoor de belasting zich voldoende kan verspreiden. Hierdoor worden de spanningen verkleint, waardoor door de slappere grond opgenomen kunnen worden Grondverdichting Wanneer een zandpakket wordt toegepast is het gewenst deze te verdichten voordat met de bouw begonnen wordt, om inklinking van de grond tijdens en na de bouw voorkomen. Inklinking ontstaat wanneer de grondkorrels zich opnieuw gaan schikken. Wordt het zandpakket verdicht, middels trilmachines, explosiehamers of met trilplaten, dan komen de korrels dichter op elkaar te liggen, de pakkingsdichtheid wordt vergroot. De korrels hebben meer raakvlakken waardoor meer wrijving optreedt, wat de grond een hogere draagkracht geeft. Ook is het mogelijk op grotere diepte de grond te verdichten. Een trilelement wordt de grond in gebracht, door water in de grond te spuiten en te trillen ontstaat plaatselijk drijfzand waardoor het trilelement verder kan zakken. Wanneer de gewenste diepte is bereikt, stopt de water toevoer en wordt de grond middels trillen verdicht. In de grond ontstaat een verticale verdichte conus. Dit proces wordt vervolgens een stukje verder op herhaald. Waarna de grond aangevuld kan worden met zand, wat ook verdicht moet worden. 109

111 6.3 Funderen op palen Wanneer de draagkrachtige laag zich dieper in de grond bevindt, worden palen toegepast om de belastingen van de bebouwing naar deze laag te brengen. Omdat de palen een puntondersteuning zijn, dient de bovenliggende constructie voldoende stijf te zijn, zodat de belasting gelijkmatig verdeeld wordt over de palen. Palen variëren in materiaal, vervaardigingswijze en manier van aanbrengen. Daarbij verschillende de palen in het wel of niet grondverdringend zijn, de mogelijkheid tot trillingsarm/vrij en geluidsarm uitvoeren en de benodigde werkhoogte. De palen ontlenen hun draagkracht op twee manieren. Staat de paalpunt niet in de draagkrachtige laag, dan wordt de draagkracht ontleent aan wrijving met de grond, de paal staat op kleef. Wanneer de punt wel in de draagkrachtige laag staat is de paal op stuit gefundeerd. In dit geval wordt, net als bij een fundering op zand, de belastig onder een hoek van 45 de grond ingeleidt. Bij grote belastingingen en meerdere palen bij elkaar, kan de spanning zich spreiden tot onder de draagkrachtige laag, dit is van negatieve invloed op het draagvermogen. Ook negatieve kleef heeft een negatieve invloed op het draagvermogen. Wanneer op de slappe grond een zandpakket is aangebracht, geeft deze een belasting op de slappe grond welke gaat zakken langs de paal: Negatieve kleef Houten palen In de inleiding van dit verslag zijn de verschillende funderingen op houten palen beschreven Prefab betonpalen Het betreft geprefabriceerd betonpalen, in deze palen in meestal voorspanstaal toegepast. Dit staal heeft verschillende functies, het neemt de buigende momenten op die ontstaan bij het transport van de palen. Ook neemt het staal de trekkrachten op welke ontstaan tijdens het heien; een drukgolf gaat door de paal heen ten gevolge van de klap van het heiblok, wanneer de paalpunt bereikt is gaat deze terug als een trekgolf. Tot slot neemt het voorspanstaal de horizontale paalbelastingen op. De palen worden glad en meestal zonder verzwaarde paalpunt toegepast. Deze punt veroorzaakt een positieve kleef bij de punt en een kwelwaterstroom langs de paalschacht, waardoor de wrijving met de grond afneemt. De schachtafmeting wordt bepaald aan de hand van de toelaatbare drukspanningen in de paal, de draagkracht van de grond en de lengte van de paal. Hoe langer de paal, hoe groter de kans op knik, door het doorsnede oppervlak te vergroten wordt de knikkracht vergroot. Ook schakelpalen zijn een optie om knik te voorkomen In de grond gevormde betonpalen In de grond gevomde palen hebben als voordeel dat zij geen vooraf bepaalde lengte hebben. Bij projecten waar verschillende paallengte gewenst zijn, zijn de in de grond gevormde palen een goedkope optie. De levertijd voor de palen is kort, alleen de wapening moet van te voren gemaakt zijn en vervoerd worden naar de bouwplaats. Bij een goede bodemgesteldheid is de wapening niet eens nodig, alleen bovenin de paal wordt deze toegepast om de verbinding met de bovenbouw te verwezelijken. Nadeel van de in de grond gevormde paal, is dat de kwaliteit van de paal niet te constroleren is. Wanneer de grondlagen slap zijn, geven zij onvoldoende zijwaartse steun en is het moeilijk de paal tot op maaiveldniveau op te bouwen. In Nederland zijn de vibro-paal en schroefpaal type avegaar de meest toegepaste in de grond gevormde palen Vibro-palen Een vibro-paal bestaat uit een dikwandige stalen buispaal welke middels heien tot de gewenste diepte wordt gebracht. Hiertoe wordt de buis op een stalen schoen geplaatst, de aansluitng wordt gedicht met een rubberring, waardoor water en grond niet in de buis kunnen komen. Wanneer de gewenste diepte is bereikt, wordt wapening en beton ingebracht. Vervolgens wordt de stalen 110

112 Bijlagen: Funderingsvernieuwing buispaal omhoog getrokken, dit kan door een mantelvibrator te plaatsen waardoor de paal getrilt wordt. Bij heien met een hydraulisch blok is het mogelijk met dezelfde stelling de buispaal heiend omhoog te trekken. Door het trillend trekken van de buispaal komt het beton in een vloeibare toestand en wordt een paal gevormdt welke goed aansluit bij de grond. Door de niet vlakke oppervlakte kan de paal ook trekkrachten opnemen, bijvoorbeeld bij opdrijvende kelders Schroefpalen type avegaar Wanneer het aanbrengen van palen trillingsvrij dient te gebeuren, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van oudere panden, welke gevoelig zijn voor trillingen, wordt de schroefpaal gebruikt. Deze hollebuis welke is voorzien van een schroefgang (avegaar) wordt de grond ingeboord. Wanneer het gewenste niveau bijna is bereikt wordt de boorkop los geperst warrna de buis verder wordt geboord onder volle morteldruk, zodat de paalpunt in ongeroerde grond staat. Vervolgens wordt de boor opgetrokken en mortel door de holle kern in het boorgat gepompt. Tot slot kan de wapening tot beperkte diepte aangebracht worden, wanneer wapening tot grote diepte wordt aangebracht bestaart de kans op excentrische uitgevoering. Voordeel van deze methode is dat boren in zeer vaste grond ook mogelijk is, echter wanneer de grond te slap is kan de betonpaal uitzakken. Bij te snel trekken van de boor is de uitvoering van de kolomdiameter te smal. 111

113 VII. Schema s en figuren bij studies 7.1 Constructief systeem; mechanica schema s Doorgaande ligger Uitgangspunten voor de berekeningen met RFEM. In de lengte richting van de bouweenheid worden liggers toegepast Deze liggers hebben een hart op hart afstand van 1000mm. Voor de grote van de belastingen zijn de waarden aangehouden welke bepaald zijn voor het referentiemodel (belastingen per strekkende meter). De palen zijn geschematiseerd als scharnieren, de veerstijfheid van deze is in dit stadium niet meegenomen. Mechanisme A Mechanisme B 112

114 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Mechanisme C1 Mechanisme C2 Mechanisme D 113

115 Mechanisme E Ligger in delen Uitgangspunten voor de berekeningen met RFEM. In de lengte richting van de bouweenheid worden liggers toegepast Deze liggers hebben een hart op hart afstand van 1000mm. Voor de grote van de belastingen zijn de waarden aangehouden welke bepaald zijn voor het referentiemodel (belastingen per strekkende meter). De palen zijn geschematiseerd als scharnieren, de veerstijfheid van deze is in dit stadium niet meegenomen. Mechanisme F 114

116 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Mechanisme G 115

117 Mechanisme H 116

118 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Allen druk of trek Een overzicht van de mogelijkheden met druk en trek elementen is gegeven: Uitgangspunten hierbij zijn: Hart op hart afstand tussen de palen in de diepte richting van de woning is 2000mm: De belasting op een paal is de lijnlast (kn/m) maal twee. Palen in de smalle beuken, is de paal halverwege de wanden geplaatst. Palen in de grote beuk: h.o.h. afstand tussen wand en paal: 500mm. De het hoogte verschil tussen de paalkop en het aangrijpingspunt in de wand bedraagt 1300mm. Blauw = trek Rood = druk figuur VII.1 Mogelijkheden om met druk en trek elementen het constructieve systeem te vormen 117

119 Benodigde doorsneden Gekeken is naar de zwaarst belaste wand, deze bevindt zich tussen twee brede beuken. Hier staat de paal hart op hart op een afstand van 500mm. = cos cos21 tan 2 93 tan21 71 Door het toepassen van twee palen bij de wand worden de krachten gehalveerd. Ook voor de palen in de smalle beuken is de berekening gedaan voor de krachten in de horizontaal en de verticaal (figuur VII.3). 38 ; 88 ; figuur VII.2 schema wand tussen brede beuken ; tan 2 56 tan38 ; tan 80 tan (naar rechts) figuur VII.3 schema bij smalle beuken, naar 2 palen figuur VII.4 schema bij smalle beuken, niet naar 2 Voor het geval de belasting vanuit b niet naar twee palen gaat, zie figuur VII.4: 38 ; 125 ; ; tan 2 80 tan38 ; tan 2 56 tan38 37 (naar rechts) 118

120 Bijlagen: Funderingsvernieuwing De grootste optredende kracht in een diagonaal bedraagt 203 kn. Dit geeft de volgende afmetingen bij gebruik van druk of trek elementen: Beton 20/25: =15 / > 120 x 120mm Staal S235: 360 / 665 > φ29mm Beide afmetingen zijn gering, zowel een systeem gebaseerd op druk als op trek. Wel dient gekeken te worden naar de horizontale krachten. Voor ieder type gekoppelde krachten is de grootte van de horizontale druk of trekkracht bepaald. De grootste optredende druk en trekkracht bedraagt 124 kn. Uitgaande van gelijke materiaal eigenschappen zijn de volgende doorsneden vereist: Druk 8267 > 91 x 91mm Trek 344 > φ21mm Analyse van de geoptimaliseerde liggers C2, E en H De volgende aannames zijn gedaan: H.o.h. van de balken is 2000m Volgens NEN 6720 treedt bij een hart op hart afstand van de ondersteuningen van 2000mm een peilmaat op van: =0,3 0,3 0,75 0,3 2,0 0,3 6,5 0,75 2,0 2,55 0,75 2,0 1,5 1,5 Dit geeft een peilmaat van 1,5m, dit is kleiner dan de wand hoogte onder de vloer (=1,8m). De bogen kunnen ontstaan. Balken worden uitgevoerd in gewapend beton Balken hebben een rechthoekige doorsnedevorm Betonkwaliteit: C20/25 Eigen gewicht beton: 2400 kg/m3 Kosten beton: 120,- per m3 Doorbuiging van de balken is maximaal 1/300l (met l de afstand tussen twee steunpunten) Met betrekking tot het voorspannen zijn de volgende aanvullende aannames gedaan: Betonkwaliteit bij voorspannen C35/45 Eigen gewicht beton: 2500 kg/m3 Kosten beton: 150,- per m3 Voorspanstaal: Y1860S7 Onderstaande zijn de mechanica schema s, momentlijnen en vervormingen te zien. Gevolgd door een overzicht van de berekening voor traditioneel wapenen, voorspannen en traditioneel wapenen in een andere situatie; Referentieproject 3; Gerard Scholtenstraat in Rotterdam. Mechanisme C2; palen praktisch L a figuur VII.5 Boogwerking in in metselwerk 119

121 160 knm Mechanisme E; balk optimaal 136 knm Mechanisme H; palen praktisch 173 knm 120

122 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 7.2 Vloer verwijderen in vergelijking tot afgraven Berekening van tijdsduur van het verwijderen/terug plaatsen van de vloer, het afgraven van de grond en het maken van de balken. In tabel zijn de uitgangpunten voor deze berekening weergeven. tabel VII.1 Vergelijking vloer verwijderen en afgraven gehele vloer verwijderen delen vloer verwijderen, in stroken voor balken delen vloer verwijderen, alleen bij palen onder gehele vloer afgraven tijdsduur dagen 39,6 27,6 29,6 40,8 36,3 38,0 vloer verwijderen uren 118,5 70,6 64,5 4,5 4,5 32,3 afgraven grond uren 0,0 0,0 0,0 237,1 173,8 131,7 balken maken uren 80,0 80,0 108,0 80,0 108,0 108,0 terug plaatsen vloer uren 118,5 70,6 64,5 4,5 4,5 32,3 kosten afvoeren grond euro 0,00 0,00 0, , , ,00 overlast voor bewoners hoog hoog middel laag laag middel werkomstandigheden goed goed goed slecht slecht middel afgraven in gangen combinatie uitgangspunten vloerverwijderen 1 m² 0,32 uur graven 1 m³ 0,8 uur grondafvoeren 1 m³ 25 euro balk maken tpv vloer 1 woning 80 uur balk maken onder vloer 1 woning 108 uur 121

123 7.3 Vergelijking voorspanne en traditioneel wapenen traditioneel wapenen voorspannen andere situatie C2 E H C2 E H C2 rood E H palen praktisch balk optimaal palen praktisch palen praktisch balk optimaal palen praktisch palen praktisch balk optimaal palen praktisch Mmax, UGT knm Mmax, BGT knm lmax m δmax,2000 mm 3,6 5,0 6,5 6,4 4,8 4,7 3 δmax,3500 mm 7,2 6,6 8,7 10, ,4 bxh 300 x x x x x x x x x 450 Ab mm² As/Ap b 4 φ 16 4 φ 16 4 φ 16 3 x x x φ 16 4 φ +1* φ +1*12 16 o 5 φ 12 4 φ 12 4 φ 16 4 φ 12 4 φ 12 4 φ 12 4 φ 12 4 φ 12 3 φ 12 e As/ Ap mm² voorspan staal m³ kosten ,09 0,09 0, , , ,00 dwarskracht φ φ φ φ φ φ φ φ φ beton m³ 45,00 40,50 59,67 45,00 40,50 59,67 28,63 28,63 22, ,41 0,38 0,37 0,14 0,14 0,10 0,27 0,29 0,21 0,10 0,19 0,11 0,10 0,19 0,11 0,08 0,08 0,07 0,51 0,56 0,48 0,24 0,32 0,21 0,35 0,37 0, , , , , , , , , , ,0 80,0 80,0 80,0 80,0 80,0 64,0 64,0 64,0 55,2 32,8 56,8 55,2 32,8 33,6 33,6 18,4 136,8 135,2 112,8 97,6 97,6 82,4 136,8 135,2 112,8 97,6 97,6 kosten 120 / 150 per m³ staal (langs) m³ staal (beugels) m³ staal totaal m³ staal totaal kg kosten 1,10 per kilo afgraven palenrij m³ afgraven gang m³ afgraven totaal m³ transportwagentjes vrachtwagens kosten 25 per m³ duur 0,8 uur per m³ doorbreken wanden duur 0,8 uur per m³ ingangen verwijderen en terug plaatsen m² vloer duur 0,32 uur per m³ 56,8 136,8 136,8 7, , , ,12 C ,2 135,2 135,2 7, , , ,12 traditioneel wapenen 112,8 112,8 6, ,2 E H totaal kosten materiaal totale tijdsduur 159,9 159,2 9 16, , ,4 7,6 7,5 6,3 5,4 5,4 4, ,4 108,2 90,2 78,1 78,1 65, ,6 30,6 16,2 23,4 23,4 12, ,12 21,12 52,8 21,12 21,12 42,24 voorspannen andere situatie C2 E H C2 rood E H totaal kosten materiaal totaal kosten materiaal totale tijdsduur (exclusief voorspannen) totale tijdsduur ,2 159,9 159,2 122,6 122,6 120,8 122

124 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 7.4 Mechanica schema 123

125 7.5 Materiaal gebruik Berekening voorspannen Een eerste berekening is gedaan waarbij constructief systeem C2 is aangehouden met een hart op hart afstand tussen de balken van 2 meter. Het maximaal optredende moment ten gevolge van de permanente en veranderlijke belasting is in dit geval: Daarbij zijn de volgende uitgangspunten gebruikt Beton C35/ ,2 Balkafmetingen = 500 x 300 mm ; max 1, ; ; max 1, ,2;3,2 3,52 / Maximale druk spanning 0, ,8 / 0, ,35 / Bij het overschrijden van een drukspanning van 19,35 / moet lineaire kruip meegenomen worden bij de berekening. Om dit te voorkomen wordt een maximale van spanning van 19,35 / aangehouden. Vervolgens wordt het voorspanverlies meegenomen en kan de maximale variatie van de voorspankracht bepaald worden. 3,52 1,0 0,15 19,35 20,0 / Afmetingen van de balk b 10,1 10 b 2, > h= 450 Bepaling van de maximale voorspan spanningen in de boven en onderzijden in het midden van de doorsnede. ; 20,0 / ; 3,2 / Met, 16,8 / Geeft dit: 1 36,8 / 1 20,0 / Vervolgens kunnen de voorspankracht en de excentriciteit van deze bepaald worden. 16, dit is een voorspankracht die uit te voeren is. 56,8 e 253 mm dit past niet in de doorsnede 124

126 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Grondvervanging Uitgaande van het evenwicht van de grond, kan door de grond te vervangen met een lichter materiaal een woning gebouw worden die samen met de grondvervanger een massa heeft gelijk aan de verwijderde grond. In het figuur is deze stelling verbeeld. Met de volgende formule is dit te beschrijven: = +, < (7.1) G = massa van de verwijderde grond W = massa van de woning V = massa van de grondvervanging Wanneer is deze theorie niet te gebruiken, immers de grondvervanger zal een massa gelijk aan of kleiner dan nul. Schuim- of cellenbeton kan gebruikt worden als grondvervanger, dit materiaal heeft een laag volume gewicht, hierdoor is de belasting op de grondlagen onder het schuimbeton beperkter. Deze theorie is toepasbaar bij nieuwbouw, in dit geval is er voldoende ruimte om de grond af te graven en kan het gebouw licht uitgevoerd worden, om de theorie haalbaar te maken. In het geval van funderingsvernieuwing heeft men te maken met een bestaande woning, het ontgraven onder de woning is mogelijk maar vraagt meer tijd en de kosten zijn hoger. Daarbij kan het eigen gewicht van de woning niet meer aangepast worden, mogelijk is de woning te zwaar om deze techniek te gebruiken. Een proef berekening is gedaan voor één woning uit het referentiemodel. Hierbij is en kelder toegepast, op deze manier wordt een deel van de ontgraven grond nuttig gebruikt, doordat er leefruimte gecreëerd wordt. Berekening mogelijke haalbaarheid grondvervanging Uitgangspunten: De belastingen van de woning en nieuwe kelder worden over het gehele oppervlak gespreid. De oppervlakte van één woning is: 10,08 x 5,5 = 55,4 m 2 De grondopbouw welke aangenomen is voor het referentiemodel wordt aangehouden. In totaal wordt over een diepte van zes meter grond verwijderd, de kelder krijgt een hoogte van drie meter en over een hoogte van drie meter wordt de grond vervangen door cellenbeton. Formule 7.1 wordt aangepast, om ook de kelder mee te nemen in de berekening: = + =, ( + ) < (7.2) G = massa van de verwijderde grond (met veiligheidsfactor γ = 0,9) = 55,4 2 ( ) 0,9 = 4191 Dit betreft drie lagen van ieder twee meter dik met de grondsoorten; kleihoudend veen( γ =15kN/m 3 ), klei ( γ =15kN/m 3 ) en veen ( γ =12kN/m 3 ). 125

127 W = massa van de woning (met veiligheidsfactoren γ P = 1,1 en γ Q = 1,5) W = 2983 kn (Dit volgt uit de gewichtsberekening welke gedaan is voor het referentiemodel) K = massa van de kelder(met veiligheidsfactoren γ P = 1,1 en γ Q = 1,5) K = 1060 kn Hierbij is een wand- en vloerdikte van 300 mm aangenomen. En een veranderlijke belasting van 1,75 kn/m 2 net als voor de overige vloeren. Hieruit volgt dat het cellenbeton een gewicht mag hebben van: = = =148 Bij een volume van: 10,08 5,5 3=166,3 Geeft dit een volumegewicht van:,, =0,81 / Het minimale volumegewicht van cellenbeton is echter 4 kn/m 3. Bij een totaal gewicht van 148 kn kan slechts het volgende volume gecreëerd worden: 148 1,1 4 =33,6 Wanneer nu geen kelder wordt toegepast, maar de gehele grond over een diepte van 6 meter wordt vervangen, zal het cellenbeton het volgende gewicht mogen hebben: = = =1208. Bij een volume van: 10,08 5,5 6=332,6 Dit is een volumegewicht van: 1208 =3,3 / 332,6 1,1 Met cellenbeton kan slechts het volgende volume gecreëerd worden: ,1 4 =274,5 126

128 Bijlagen: Funderingsvernieuwing VIII. Karton 8.1 Technische eigenschappen van karton Technische informatiebladen van gebruikte karton soorten 127

129 128

130 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 129

131 130

132 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 8.2 Beargumentering keuze karton bekisting 131

133 132

134 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 133

135 134

136 Bijlagen: Funderingsvernieuwing Benodigde wanddikte massief karton Een berekening is gedaan om de spanningen in het karton te bepalen. Uit paragraaf 8.3 volgt dat in de wanden van de driehoekvormige bekisting grote vervormingen optreden. De spanning in de wand welke direct in aanmerking komt met het beton wordt bepaald. Hiertoe wordt een kist lengte van 1000mm genomen en de belasting ten gevolge van de hydrostatische druk van het beton. De spanning wordt bepaald door het optredende moment te delen door het weerstandsmoment, hierbij is uitgegaan van Eskaboard met een dikte van 4mm. = 1 6 = 1 h 6 = = = = = 2667 = 246 / = Uit het productblad van Eskaboard volgt dat het materiaal een berststerkte heeft van 2240 kpa, 2,2 /. Karton met een dikte van 450mm zou nodig zijn. Echter door het koppelen van de wanden ontstaat een ander mechanica schema, zoals in figuur weergegeven. Dit geeft het grootste moment ten hoogte van de koppeling, deze geeft een grote trekkracht op het oppervlak. Echter door de bekisting op de juiste manier op te bouwen, zie koppelingen in paragraaf 8.3.5, treed deze kracht evenwijdig aan het oppervlak op. figuur Mechanica schema bij gekoppelde driehoekige wand Er van uitgaande dat het karton deze krachten loodrecht op het materiaal kan opnemen, wordt het veld moment maatgevend. Voor de opname van dit moment is karton met een dikte van 12,4 mm nodig: = = = 12,4 Naast dat karton met deze dikte niet goed te vouwen is, leidt het ook tot een hoge massa. Uit een eerdere berekening met Eskaboard met een dikte van 4mm volgde een massa van 4,3 kg per zijde per meter. Deze karton dikte leidt tot een massa van 12,75 kg/m. Voor de gehele bekisting moet een massa van 25,5kg/m gerekend worden, in vergelijking met een even grote EPS bekisting met wanden van 100mm (5,6 kg/m) is de kartonnen kist erg zwaar. Door het ook nog slecht vouwbaar zijn, gaan de voordelen van karton bij deze uitvoeringsvorm verloren. 135

137 8.3 Modelleren van honingraatkarton Voor het model is een enkele verticale rib uit de uitvouwbare bekisting genomen, zie figuur VIII.2 Uitgangpunt hierbij is dat iedere rib een deel van de belasting draagt, de grote van deze belasting ten gevolge van de hydrostatische druk is afhankelijk van het eigengewicht van het beton, de hoogte van de kist en de onderlinge afstand van de ribben. Eigenschappen Voor het modelleren van de bekisting wordt een rechthoekige doorsnede vorm aangehouden.. De bekisting vormt een balk met afmetingen 550x300, daarbij zijn zowel de wanden als de bodem 100mm dik. Voor het eigengewicht van het beton is 24kN/m 3 aangehouden. De afstand tussen de ribben bedraagt één centimeter. De berekening wordt gedaan met de kartonsoort Invercote Creato (in de bijlage zijn de technische eigenschappen van deze gegeven). Een rib bestaat uit twee lagen papier. Aan de hand van deze gegevens en de buigstijfheid en dikte (260μm) van het papier worden de elasticiteitsmodulus en het traagheidsmoment bepaald. = 3, / , , Daarbij kan ook de grootte van de spanning bepaald worden, door het eigengewicht van beton te vermenigvuldigen met de hoogte en als breedte 10mm (1cm) te gebruiken, dit is de belasting welke op één rib aangrijpt: 24 2,4 10 Spanningen onderin de bekisting: 2, ,132 Handberekening en modellen In figuur VIII.3 is de schematisering van het grondvlak te zien, door het model zo eenvoudig mogelijk te maken wordt getracht de vervormingen inzichtelijk te maken. Te beginnen is de helft van de kist gemodelleerd, daar dit een spiegeling is van het tegenoverliggende deel, kan de rib op deze spiegellijn als momentvast beschouwt worden. De rib is nu als een plaat weergegeven, maar kan verder vereenvoudigd worden tot een staafmodel, zo als in figuur VIII.3 weergegeven. Vervolgens kan deze weer opgeknipt worden in een horizontale en verticale staaf. Met deze twee staven worden de eerste berekeningen gedaan, zowel met behulp van de vergeetmijnietjes als met een computermodel. Onderstaand zijn beide berekeningen en uitkomsten weergegeven. Het grondvlak Het grondvlak wordt weergegeven als een ingeklemde staaf waarop een gelijk verdeelde belasting werkt welke gelijk is aan het eigengewicht van het beton maal de hoogte van de kist. δ = =, 0,27mm RFEM: δ 0,268 figuur VIII.2 Enkele rib uit de bekisting figuur VIII.3 Schematisering grondvlak 136

138 Bijlagen: Funderingsvernieuwing De wand Omdat het vervormen van de bodemplaat invloed heeft op de vervorming van de wand, moet deze wand gemodelleerd worden met een veer aan de onderzijde. De stijfheid van deze veer is afhankelijk van de buigstijfheid en de lengte van de bodemplaat. De belasting op de wand volgt uit de hydrostatische druk van het beton. Vervolgens kan het model opgedeeld worden in een momentvast ingeklemde staaf met materiaal eigenschappen en een oneindig stijve staaf met de rotatieveer onderaan. figuur VIII.4 Schematisering wand δ = =, =5,75mm = = = 200 = = = 7800 = = 5,3 = = 5, = 3,20 = + = 8,95 RFEM: δ=8,950 = Wanneer de staven als één geheel worden gemodelleerd is de vervorming groter dan de berekende 8,95 mm, dit is te verklaren doordat het grondvlak naast een rotatie ook een verticale verplaatsing geeft aan de wand. De grootte van de verticale vervorming is afhankelijk van de veerconstante van de grond. Bij een slappe grond neemt de vervorming van de bodemplaat toe terwijl een stijve grond de vervorming tegen gaat. In het model zijn meerdere veerstijfheden toegepast om tot een goede veerstijfheid van de grond te komen. Met een veerstijfheid van 10kN/m 2, wordt ongeveer de helft van de totale vervorming verzorgt door de verticale vervorming van de bodemplaat. Vervolgens wordt de stap gemaakt van een staafmodel terug naar de rib als plaat. Wanneer beide modellen vergeleken worden (met gelijke materiaaleigenschappen en randvoorwaarden) zijn verschillen in de vervorming op te merken. Zo is de totale horizontale verplaatsing aan de bovenzijde kleiner, doordat de werkelijke breedte van het element wordt meegenomen, deze is stijver. De vervorming in verticale richting wordt juist groter, doordat de wand zelf ook vervormt, aan de binnenzijde (belaste kant) ontstaan trek spanningen terwijl de buitenzijde door druk belast wordt. Ook het afschuiven van het grondvlak draagt bij aan een grotere vervorming. 137

139 Druk en trekspanningen Om de opneembare druk en trekspanning van het karton te bepalen worden de eigenschappen van het materiaal loodrecht op de machine richting genomen (de zwakke richting). Voor Invercote Creato met een dikte van 0,26mm gelden de volgende opneembare spanningen: =, 21,, 6,2, De grootste trekspanningen treden op in de hoek waar de grondplaat en de wand samen komen. Deze spanning bedraagt 17,5 N/mm 2. Drukspanning treden tegen over de trekspanningen op, aan de buitenzijde van de kist en hebben een maximale waarde van 6,7 N/mm 2. Ook aan de onderzijde van het grondvlak treden grote drukspanningen op, echter geeft het geen problemen wanneer dit materiaal bezwijkt onder de druk, het beton wordt dan gedragen door de grond. Uit bovenstaande alinea blijkt dat de drukspanningen in het karton groter zijn dan de opneembare spanningen. Echter is niet duidelijk of het karton zal bezwijken of dat de honingraat sterk gaat vervormen of knikken. figuur VIII.5 Optredende krachten in het model Zoals in figuur VIII.5 te zien is, treden drukspanningen op aan de buitenzijde van het rib, terwijl aan de binnenzijde grotere trekspanningen aanwezig zijn. Mogelijk voorkomen deze trekspanningen dat het karton onder druk sterk gaat vervormen of knikken. Om meer duidelijkheid te krijgen in het gedrag van het honingraat karton wordt een eerste proef opgezet. 138

140 Bijlagen: Funderingsvernieuwing 8.4 Opzet van een iteratief model Uitgangssituatie Horizontale belasting aanbrengen Horizontale vervorming Horizontale vervorming als uitgangssituatie Verticale belasting aanbrengen Horizontale en verticale vervorming Vervorming als uitgangssituatie Vergrote verticale belasting aanbrengen Horizontale en verticale vervorming Vervorming als uitgangssituatie Vergrote horizontale belasting aanbrengen Horizontale vervorming 139

141 8.4.1 Bepalen van de Elasticiteitsmodulussen Elasticiteitsmodulus in de slappe richting, over de breedte van het proefstuk Elasticiteitsmodulus in de stijve richting, over de hoogte van het proefstuk 140