? ? uitvoeringstechniek ? funderingenTijdens de Studiemiddag Betonnoviteiten, 11 jUni 1998 in Utrecht,was ??n van de presentaties gewijd aan een nieuw type fundering,onderdeel van een nieuwe industri?le bouwwijze, ontwikkeld aan deTU Eindhoven.De naam ervan, ACE's"fundering, is ontleend aan de tennissport 'di"rect nauwkeurig geplaatst', maar de oorspronkelijke betekenis luidt:AdjUstable Closed Elements, waarbij adjustable duidt op aanpas"baarheid/verstelbaarheid.In dit eerste artikel worden de principes en achtergronden van denieuwe funderingswijze toegelicht. In een volgend artikel komen despecifieke voordelen voor de bouworganisatie aan de orde en wordthet proefproject beschreven.ir.S.P.G. Moonen, TU Eindhoven, capaciteitsgroep Constructief OntwerpenDe ACE's-fundering is in eerste instantie ontwikkeld als onderdeel van een nieuwe Indus-tri?le bOllwwijze (ACE's) . Bij het eerste proefproject bleek d~z~ funderingswijze ook ge-schikt te zijn voor de gebruikelijke bouwmethoden (bijvoorbeeld metselwerk of gelijmdekalkzandsteenelementen). Daarom isde fundering opnieuw uitgewerkt als een volwaar-dig alternatief voor bestaande funderingen. De ACE's-fundering is zowel geschikt vooreen fundering op palen als voor een strokenfundering. Vergeleken met deze traditionelefunderingsmethodenis de ACE's-funderlng sneller en nauwkeuriger te maken en kunnenkoudebruggen gemakkelijk worden voorkomen. Wat de bouworganisatie betreft, levertdeze funderingswijze een vereenvoudigingvan planningende eigen werkzaamheden vande aannemer op.DE ACE's-FUNDERING:DE BASISVOORINDUSTRIEELBOUWEN18Om uiteenlopende redenen (zoals schaars"te OP de arbeidsmarkt, constante kwaliteit,reductie van bouwkosten en/of bouwtijd,duurzamer bouwen) staat het industrieelbouwen momenteel weer sterk in de belang-stelling. Hierbij kunnen bouwdelen wordentoegepast die in vergelijking met de huidigebouwdelen groot en nauwkeurig zijn. Maardeze bouwdelen worden alleen optimaal be-nut, indien de fundering een gelijkwaardigenauwkeurigheid heeft. Ontbreekt een goedebasis, dan zijn improvisaties op de bouw-plaats niette vermijden, waardoor al snel demogelijke voordelen van een industri?lebouwwijze verdwijnen en zelfs kunnen om-slaan in een negatief resultaat. Daaromheeft de auteur, als onderdeel van de pro-motie op proefontwerp naar een industri?lebouwwijze, eveneens een nauwkeurigebouwwijze voor funderingen ontwikkeld.Analyse funderingHet basisprincipe van deze funderingswijzeis ontstaan na een analyse van zowel de fun-dering op palen als de strokenfundering.Hierbij is de totale fundering beschouwd,dus niet alleen de betonnen balk of sloof,maar ook het metselwerk onder peil (inclu-sief de eventuele kim laag) (fig. 1).Uit deze analyse bleek dat de eisen voor debovenzijde van een fundering principieelverschillen met de eisen voor de onderzijde.Zo moet de bovenzijde van de funderingvooral vlak, op dejuiste hoogte en vrij nauw-keurig gepositioneerd zijn. Aan de onderzij-de daarentegen is de maatnauwkeurigheidminder belangrijk en zijn er ook geen eisenten aanzien van de vlakheid. Hier moet defunderingjuist aansluiten op de (soms grilli-ge) ondergrond of de bovenzijde van depaal.Voor de bovenzijde van de fundering zijn demogelijkheden van prefab beton goed te ge-bruiken, voor de onderzijde daarentegen isin het werk gestort beton een betere keuze.Daarom is de ACE's-fundering een combina-tie van beide.Bij de analyse van de funderingen is tevensopgemerkt dat de bovenzijde bepaald wordtdoor de toepassing. Zo is de bovenzijde vaneen fundering onder een binnenmuur gere-lateerd aan het peil, terwijl de bovenzijde on-der hetbuitenspouwblad tot ondermaaiveldmoet reiken.Na enige studie bleek dat aan deze eisen te-gemoet kan worden gekomen met twee af-zonderlijke prefab elementen (??n met eenCEMENT1998/106 ?rI-~k1nnnmmnnllnmJmnjnnuIDllillllrnpn~tneisen:? : waterpas, op hoogte en goede ondersteuning?:?:waterpas,ophoogteen nauwkeurig gepositioneerd'* :goedopdeondersteuningz::: :goed aansluiten aan ongeroerde grond of paalkop? : bovenzijde afhankelijk van de peilhoogte? : bovenzijde afhankelijk van maaiveldhoogte L.:::4 ~?@ Analyse van funderingsvarianten; welkeeisen worden op welke plaatsen aan de fun"dering gesteld? De f:Jndering van onderaf gezien; opsteltegelsen stelblok staan de beide beton"elementen. Tevens zijn bij de voet aanweerszijden de L-vormige stroken te onder-scheiden. Met het ter plaatse te storten be-ton worden alle resterende ruimtes gevuldhoogte Van 725 mm, de ander met eenhoogte van 475 mm) (fig. 2). Uitgewerktedetails laten zien dat een combinatie vanbeide elementen zowel geschikt is voor eendragende binnenmuur, een woningschei-dende wand als een spouwmuur.Gescheiden maatvoeringEen belangr?k uitgangspunt van de funde-ringsw?zeis het scheiden van verticale enhorizontale maatvoering in de bouwput.Want bouwdelen kunnen alleen dan snelworden gemonteerd als er niet meer dantwee vr?heidsgraden z?n.De verticale maatvoering (aanlegdiepte tenopzichte van peil) wordt als eerste vastge-legd met behulp van steltegels (zie fig. 2).De bovenz?de van elke steltegel wordt in hetwerk waterpas gesteld. Met drie stelschroe-ven in de tegels is het mogel?k elke tegel vlaken op hoogte aan tebrengen. Een roterendelaser met ontvanger maakt een snelle ennauwkeurige plaatsing mogel?k.De horizontale maatvoering (de positie vande funderingsbalk) wordt verzorgd doortwee prefab betonnen elementen. Deze ele-menten worden rechtopstaand op twee stel-CEMENT1998/10tegels geplaatst en kunnen daarna nog ge-makkel?k over het horizontale vlak van desteltegels worden verschoven (zolang ernoggeen grond is aangevuld). In eerste instantieworden de elementen alleen globaal ge-plaatst. Dit heeft een gunstig effect op dekraankosten. Het exact positioneren vaneen element op twee steltegels kan gemak-kel?k handmatig worden uitgevoerd, wat inde proefprojecten is gebleken. Door de vlak"ke ondergrond van de steltegel is een nauw-keurigheid Van circa ??n millimeter reali-seerbaar.Nadat de beide elementen zijn gesteld, wor-den ze gefixeerd met enkele afstandhou-derstussen de elementen. Daarna volgt eenzandaanvulling aan de buitenz?de, zodat demaatvastheid ook tijdens het aanbrengenvan het in het werk te storten beton behou-den blijft. Met dezewerkw?ze is de nauwkeu-righeid van zowel de hoogte als de positievan de fundering groter dan b? een traditio-nele fundering.FlexibiliteitT?dens het ontwikkelen van deze funde-ringsw?ze is de flexibiliteit een belangrijkaandachtspunt geweest. Hiermee wordtbe-doeld datde fundering geschikt isvoornage-noeg elk ontwerp.19? ? uitvoeringstechniek ? funderingen? Productie van de elementen op de 'lan-ge bank'; met tussenschotjes worden de ge-wenste elementlengtes gemaakt@ Voorbeeld van een (haakse) verbindingmet behulp van staalkabels20De wijze van funderen mag geen onnodigebeperkingen opleggen aan de ontwerpvrij-heid van een architect. In eerste instantielijkt de vaste vorm van de prefab betonele-menten een belemmering voor de flexibili-teit. De vaste vorm is gewenst om de ele-menten industrieel te produceren. In tweeproefprojecten is aangetoond dat een opti-male flexibiliteit mogelijkisdoor devolgendeaspecten.1. De lengte van de elementen isvrij tebepa-len. Dit is bij industri?le productie mogelijkals de elementen in lange stroken wordengeproduceerd (foto 3). In zo'n strook kan opelke gewenste positie een eindschotje wor-den geplaatst (vergelijkbaar met de produc-tie van breedplaatelementen). Op deze wij-ze is de lengte van elk element aan te pas-sen aan de gewenste funderingsvorm. Hetbelang hiervan is in de beide proefprojectenge?llustreerd. De 160 geproduceerde ele-menten varieerden in lengte van 310 tot6630 mmo Het oorspronkelijke ontwerp konmet deze elementen overal goed worden ge-volgd.2. Een ander aspect betreft de koppelingvan de elementen. Deze koppeling dient hetpositieve of negatieve moment, de dwars-kracht en de normaalkracht over te dragen.Door de elementen te koppelen wordt in defundering een star balkrooster gevormd. Deontwikkelde koppeling (foto 4) doet meerdan hetverzorgen van de krachtsoverdracht:het is namelijk ook mogelijk elementen on-der een willekeurige hoek op elkaar aan tesluiten. In de proefprojecten zijn verschillen-de aansluitingen van 84,3? en 95,r ge-maakt.Gebleken is verder dat met de toegepastekoppeling het maken van een rechte hoek ofeen doorgaande balk even gemakkelijk is alseen aansluiting van drie of vier balken metschier willekeurige hoeken.3. Bij de koppeling is ervoor gezorgd dat elkebe?indiging aan de beide zijden gelijk is, zo-dat er geen verschil is tussen een linkse eneen rechtse aansluiting. Deze uniformiteitreduceert de kans op bouwfouten.4. Flexibiliteit wordt ook verkregen door demogelijkheid om op elke plaats een (riool-)leiding door te kunnen voeren.DoorvoeringenDe oplossingvoor het doorvoeren van leidin"gen (riolering, regenwater, nutsleidingen) isnog niet in een proefproject getoetst. Welheeft het proefproject aangetoond dat eenuniversele oplossing gewenst is. Tijdens deuitvoering is gebleken dat de leidingloop inhet voortraject nog regelmatig wijzigt. De in-stallateur is immers bij een traditionele fun-dering gewend dat de positie van leidingenop de bouwplaats pas definitief vastligt. Omdeze reden voldeden de ingestorte voorzie-ningen in de prefab elementen van hetproefproject niet. Er werden extra doorvoe"ringen gemaakt en andere bleven onge-bruikt. Deze ervaring heeft ertoe geleid datdevorm van de prefab elementen na voltooi-ing van het proefproject enigszins is aange-past. Foto 5 toont het principe van deze aan-passing.Bij de hier getoonde productiewijze zijn deprefab elementen voorzien van ruime inkas-singen op regelmatige afstanden. Het pre-fab element is als het ware een ladder vanbeton op z'n zijkant, waartegen een dunneplaat is bevestigd. De dunne plaat is nodigomdat het prefab element ook de bekistingvervangt. Als een doorvoering gewenst is,wordt er een opening gemaakt in de dunneplaat (ter plaatse van de inkassing in het be-ton). De maatvoering van de inkassing is af-gestemd op de maaswijdte van de stan-daard-wapening zodat overal voldoendedekking op de staven aanwezig is. Tevenszijn de inkassingen zodanig verdeeld dat hetgesloten gedeelte van hetelement het door-voeren van een rioleringspijp (tot 125 mmdiameter) nooit zal belemmeren, onafhan-kelijk van de positie van de beide prefab ele-menten.Doorhetgatin de plaatwordt een mantelpijpgevoerd.CEMENT1998j10In deze nieuwe opzet zijn er bij de productievan de prefab elementen geen specialevoorzieningen nodig, waardoor een indus-tri?le productie van de elementen wordt be-vorderd. En omdat de positie van de door-voering pas op de bouwplaats wordt be-paald, hoeft de huidige werkwijze van de in-stallateur niet veranderd te worden.Aanpasbare breedte funderingsvoetBij de ACE's fundering kan de aanlegbreedtegemakkelijk worden aangepast aan de ge-wenste constructieve breedte. Zo ontstaateen gelijkmatiger belasting van de onder"grond bij eenstrokenfundering waardoorzettingsverschillen worden gereduceerd. Bijvroeger toegepaste gemetselde funderin"gen was hetgebruikelijkom de aanlegbreed-te van de fundering te vari?ren.Tegenwoordig zijn funderingssloven nage-noegaltijd vlak omdat een onregelmatigheidbij een traditionele fundering te veel arbeidvergt voor het maken van bekisting en wape-ning.Bij de ACE's-fundering, toegepast als stro-kenfundering, wordt de aanlegbreedte nietdoor de betonbalk bepaald, maar door de L-vormige stroken aan weerszijden aan de on-derzijde (zie fig. 2). Met de L-vormige stro"ken wordt een holte aan de voet van de fun-dering gecre?erd die later met beton wordtgevuld. Deze belasting kan onder een hoekvan circa 60? vanuit de gewapende balk deondergrond bereiken, zodat het beton aande onderzijde geen wapening behoeft.In deze opbouw is het aanpassen van deaanlegbreedte eenvoudig, omdat de L-vor-mige strookin drie breedtes leverbaar is. Zokan de aanlegbreedte van de fundering va-ri?ren van minimaal 300 mm tot maximaal900 mmoCEMENT1998j10Omdat ook de totale constructiehoogte toe-neemttot circa 500 mm tot 750 mm (tegen-overdoorgaanseen hoogte van 200 mm) ener vanwege transportvoorzieningen meerwapening nodig is, is de ACE's-funderingtenopzichte van de traditionele strokenfunde-ring aanzienlijk stijver.Ander voordelenDe bovenzijde van de ACE's-funderingen iszeer vlak, waardoor bij het bouwen met ge-lijmde elementen geen kimlaag nodig is.Ook geeft de bovenzijde van de prefab ele-menten (na hetvoltooien van de funderings-werkzaamheden) de exacte positie van dewanden aan. Hierdoor wordt er met mindermaatvoeringskosten toch nauwkeuriger ge"werkt. Bij een traditionele fundering wordtdemaatnauwkeurigheid in een aantal stap-pen van grof naar fijn bijgesteld. Bij deACE's-fundering daarentegen wordt de posi-tie van de wanden direct definitief vastge-legd.? Schematische voorstelling van een malmet daarin voorzieningen voor doorvoerin-gen enz.Een ander voordeel is dat het aanbrengenvan de wapening op de bouwplaats komt tevervallen, aangezien de benodigde wape-ning reeds in de prefab elementen is opge-nomen.Daarnaast worden eventuele fouten bij hetuitzetten al in een vroeg stadium opgemerkt.Tevens is het mogelijk om een geheel geslo-ten isolatieschil te cre?ren door de prefabelementen te voorzien van de benodigdeisolatie. Zelfs onder een dragende binnen-wand kan een geheel gesloten isolatieschilworden verkregen. Koudebruggen wordendan vermeden zonder extra arbeid.Ook met betrekkingtot de bouwkosten biedtde ACE's"fundering voordelen. De eerstetwee proefprojecten gaven reeds een reduc-tie van 10 ? 25% ten opzichte van de totalefunderingskosten te zien. Bij een verdereverbetering van de funderingswijze en meerroutinewerk bij de uitvoering, moet deACE's-fundering op termijn een behoorlijk re-sultaat opleveren.Wellicht het grootste voordeel van de funde-ringswijze betreft de mogelijke vereenvoudi"ging van de bouworganisatievooreen bouw-bedrijf. Dit aspect wordt in een tweede arti"kei naderuiteengezet. Ookwordt hetgereali-seerde proefproject beschreven.?? Aanbrengen betonspecie in funderings-balk en vloer21