nieuws

Geoptimaliseerde fundering voor hoogbouw spaart geldkop 40pt, 2 regels, 800 woorden

bouwbreed

Het funderen van hoogbouw kan aanzienlijk goedkoper door de fundering en de constructie niet apart maar als één geheel te benaderen. Door gebruik te maken van het draagvermogen van de diepere ondergrond kan namelijk worden volstaan met een decimeters dunnere funderingsplaat. De factor tijd is daarbij van groot belang.

Doorgaans bestaat de fundatie bij hoogbouw uit een dikke betonnen plaat. Maar dat kan veel economischer volgens ingenieursbureau ABT, specialist in onder andere constructies. “Door de fundering, de ondergrond en de constructie niet te splitsen, maar in één rekenmodel samen te brengen is een veel goedkopere fundering mogelijk”, aldus ing. N.T. Loonen, geotechnicus bij het adviesbureau in Velp. Loonen spreekt van een “geoptimaliseerde fundering”. De methode is geënt op de werkwijze bij bedrijfsvloeren. “Door de belasting over meerdere palen met relatief korte tussenafstanden te verdelen, kan hier worden volstaan met een dunnere vloerplaat. Een wijziging in de vloer heeft gevolgen voor de palen en omgekeerd. Door deze wisselwerking ontstaat uiteindelijk de meest efficiënte oplossing, zowel voor de paalfundering als de plaat.” Het beschouwen van vloer en fundering als één geheel leidt ook bij hoogbouw tot een optimalisatie van de fundering. Door de ondergrond daarbij te betrekken kan een vloer namelijk op een veel economischer wijze worden ontworpen. Loonen: “Het komt in feite neer op het schuiven van palen. Door daar waar de belasting lichter is, relatief laag of zelfs onvoldoende draagvermogen aan te brengen, kunnen de verwachte vervormingen in tijd worden opgevangen. In feite laat je de palen onder de laagbouw geforceerd vervormen. Hierdoor wordt continu de belasting verdeeld over de constructie en de fundering, dusdanig dat die funderingsplaat niet wordt overbelast en vervormingsverschillen beperkt blijven.”
Deze funderingsmethode biedt de mogelijkheid tot een gebouwencomplex met een hoge en lage belasting, zonder deze van elkaar te scheiden. Loonen: “Deze economische manier van funderen leent zich vooral voor hoogbouwprojecten met ongelijkmatige belasting in een slappe bodem (zand/klei), daar waar er anders sprake is van forse zakkingsverschillen. Een enkele paal heeft namelijk een andere stijfheid dan een grote groep palen. Als het draagvermogen bijvoorbeeld zes keer zo hoog is, neem de stijfheid met slechts een factor 2 à 3 toe. Bij een hogere belasting ontstaan daardoor meer verzakkingen.”
Stijfheid
Het nivelleren gebeurt door gebruik te maken van de stijfheid van de funderingsplaat. Door in het constructieve model naast het vervormingsgedrag ook het bezwijkgedrag van de palen mee te nemen, is optimalisatie mogelijk. Loonen: “Door het slim plaatsen van het draagvermogen, kun je de krachtverdeling in de funderingsplaat beïnvloeden, met inachtneming van de verschillende tijdstadia. Deze werkwijze voorkomt dat te dure en vaak onnodige veiligheden worden ingebouwd.” Het rendement komt niet uit palen, maar vertaalt zich in een aanzienlijk dunnere funderingsplaat. Dat kan volgens Loonen al snel “een paar decimeters” schelen, met alle bijkomende uitvoeringstechnische voordelen.
Optimaal
Het adviesbureau laat deze methode momenteel los op een aantal hoogbouwconstructies om zo tot de meest optimale fundering te komen. Zelf voert ABT inmiddels standaard bij hoge gebouwen sonderingen uit van 40 tot 60 meter diepte. “Bij een combinatie van hoog- en laagbouw biedt deze methode (financieel) soelaas, zeker wanneer er sprake is van verschillen in funderingsdruk van een factor 5. Maar ook bij hoogbouw vanaf 50 meter, wanneer in een tijdsbestek van 30 jaar verzakkingen van 5 à 10 centimeter zijn te verwachten, zou al rekening moeten worden gehouden met vervormingen in de grond. Dat voorkomt problemen op de lange termijn.”
Deze benaderingswijze vergt echter een nauwe samenwerking van twee nu nog gescheiden vakgebieden. “Een constructeur berekent de belasting op de fundering, de geotechnicus bepaalt het draagvermogen van de fundering. Door alle kennis te koppelen, worden de vervormingen in de tijd meegenomen.”

Een combinatie van software

Het berekenen van de geoptimaliseerde paalfundering gebeurt nu nog met drie softwarepakketten: het door TNO ontwikkelde Diana (eindige-elementenmethodeprogramma), Plaxis 3D (geotechnisch programma) en Esa PrimaWin (standaard constructiepakket).
Geo-adviseur N.T. Loonen van ABT: “De volgende stap is één computerprogramma waarin grond en gebouw zijn geïntegreerd maar dan zijn we minstens 10 jaar verder. Uit de vele schadegevallen die we behandelen met betrekking tot funderingen, constateren we dat doorgaans niet zozeer het rekensommetje verkeerd is, als wel dat het verkeerde rekensommetje is gemaakt.”

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels