? ? geotechniek ? funderingening.E.Smienk, ABT Adviesbureau voor Bouwtechniek bvDe laatstejaren is de marktvan funderingssystemen in Nederland volop in beweging. Van-wege de trend projecten in toenemende mate in een bebouwde omgeving te realiseren,zijn - mede onder invloed van de aangescherpte milieu- c.q.omgevingseisen . veel nieuwepaaltypen ge?ntroduceerd. Hierbij staat vooral het beperken van geluidsoverlast en tril-lingshinder centraal. Voorts concentreren de ontwikkelingen zich op de bevordering vanhet grondverdringende karakter van geschroefde systemen.Tevens stimuleerde de toename van het aantal renovatiewerken C.q. werken in ruimtenmet beperkte afmetingen, de aannemers tot het ontwikkelen van creatieve, Innovatieveoplossingen voor de fundering.ONTWIKKELINGENINPAALSYSTEMEN28In dit artikel wordt op beknopte wijze naderingegaan op een aantal min of meer nieuwepaalsystemen in Nederland. Het accent ligthierbij op de ontwikkelingbij geschroefde pa-len. De toekomst zal moeten uitwijzen of debehandelde paaltypen een wezenlijk en per-manent segment van de markt zullen ver-overen. Beoogd wordt de lezer enig inzichttegeven in het brede arsenaal aan beschikba-re paaltypen, waaruit voor het ontwerp eenkeuze kan worden gemaakt, zonder hierbijvolledigheid na te willen streven.Voor een compleet overzicht van de in onsland gangbare paalsystemen wordt verwe-zen naar [1]. Dittweedelige handboek is eenherziening en uitbreiding van [2].Voor dit handboek is door ABT onder meereen inventarisatie uitgevoerd van de in Ne-derland beschikbare traditionele en nieuwepaalsystemen. In deel 2 is hiervan een volle-dig, gedocumenteerd overzicht gepresen-teerd, waarin naast uitvoeringstechnischegegevens ook ontwerpparameters aan deorde komen. Voorts wordt een overzicht ge-geven van het leveringsprogramma van deverschillende funderingsaannemers.Traditionele paalsystemenSinds omstreeks 1300 zijn in Nederland velehouten palen ge?nstalleerd voor het funde-ren van woningen, utiliteitsbouwwerken enwaterbouwkundige constructies. Globaalvanaf 1900 zijn betonnen en stalen funde-ringspalen met een grotere draagkrachtge?ntroduceerd. In eerste instantie betrofhet vooral geprefabriceerde paaltypen, ter-wijl in de jaren zeventig de geheide en ge-schroefde, in de grond gevormde paalsyste-men een grote vlucht namen. In tabel 1 zijnde paaltypen aangegeven die min of meerals traditioneel kunnen worden aangemerkt.Een beschrijving van de uitvoeringswijze vangenoemde paaltypen valt buiten het kadervan dit artikel.Ontwikkeling geSChroefde paalsystemenIn de jaren zeventig was er slechts een be-perkt aantal keuzemogelijkheden voor ge-schroefde paalsystemen. Met name de tra-ditionele (morte/-jbeton)schroefpaal, defundexpaal en de tubexpaal werden regel-matigtoegepast. Omdatenerzijds steeds va-ker in dicht bebouwde omgeving moest wor-den gewerkt en anderzijds voldaan diendeteworden aan strengere uitvoeringseisen metbetrekking tot trillings- en geluidsniveaus,ontstond een toenemende vraag naar palenin deze categorie.Dit heeft de gespecialiseerde aannemers-bedrijven gestimuleerd tot het ontwikkelenvan nieuwe paalsystemen en het invoerenvan geschikte systemen vanuit het buiten-land. In het algemeen wordt er bij de tot-standkoming van nieuwe paalsystemennaar gestreefd om de mate van grondver-dringing te optimaliseren in verband met on-der meer de volgende aspecten:-de vergroting van de draagkracht van depaal, dat wil zeggen gunstige paaIklasse-factoren;- de verbetering van hetvervormingsgedragbij belasting;? de optimalisering van het kostenniveau(kosten per eenheid van draagkracht);- het minimaliseren van de ontspanningvangrondlagen tijdens het inbrengen van deCEMENT1995/5Tabel 1Traditionele paalwpen met enkele uitvoeringskarakteristiekenpalen nabij eventuele belendende funde-ringsconstructies. Een ontspanning vangrondlagen kan een reductie van de draag-kracht en zakking van een bestaande fun-dering tot gevolg hebben;? de vermindering van de hoeveelheid af tevoeren grond. Metname indien ersprake isvan verontreinigde grond, kan dit een kost-baar aspect vormen;? het behoud van een begaanbare bouwput.Bij grondverwijderende systemen laat ditde (mortel)schroefpaal, met als verschil dat speciedruk te worden gehouden.de holle buis van de avegaareen grotere dia- Het inbrengen van de wapening bij verbuisdemeter heeft. Hierdoor wordt in de regel min- schroefpalen geschiedt na vervaardigingder grond naar boven getransporteerd en van de paalschacht, terwijl bij verbuisde buis-worden de wapeningsmogelijkheden ver- schroefpalen de wapening in de holle kerngroot [4]. van de avegaar kan worden geplaatst, alvo-rens deze te vullen met betonspecie.Vanaf eind jaren tachtig zijn onder meer de Er zijn reeds verschillende projecten met ditvolgende paaltypen in Nederland ge?ntrodu- paaltype uitgevoerd.ceerd, waarvan de essenti?le aspecten derevue passeren. Europaal (Dirk Verstoep bv)facet nogal eens te wensen over. Ditis een ronde grondverdringende, geprefa-Verbuisde (buis)schroefpaal (verschillende briceerde betonpaal.In het begin van de jaren tachtig werden zode schroefinjectiepaal (Nederhorst Grond-techniek bv en Fundamentum bv) en de buis-schroefpaal op de markt gebracht.De grondverdringende schroefinjectiepaalbestaat uit een permanente stalen buis, dieaan de onderzijdevoorzien isvantwee halve,tegengesteld geplaatste schroefbladen. Bijhet inschroeven vloeit groutspecie aan depunt uit, zodat een groutschil rondom deleveranciers)Dit is een grondverwijderend systeem, waar-bij een avegaar op diepte wordt geschroefd.Om grondontspanning te beperken wordtrondom de avegaar gelijktijdig een stalenbuis, voorzien van snijtanden, tegengesteldroterend in de grond gedraaid. De buis volgtde avegaar op een zo klein mogelijke af-stand, in de regel circa 0,10 ? 0,15 m. Nadatde holle buis van de avegaar met betonspe-paalschacht wordt gecre?erd. cie is gevuld, worden avegaar en buis stil-De buisschroefpaal is in principe te vergelij- staand uit de grond getrokken. Het geheleken met een traditionele grondverwijderen- systeem dient hierbij onder een continueCEMENT1995j5De paal is opgebouwd uit een hoogwaardigeholle betonnen schacht (betonsterkteklas-se B 90) met een gesloten punt. Over de on-derste 6 ? 12 mis de schacht uitwendigvoor-zien van een betonnen spiraal. De paal wordtop de gewenste diepte geschroefd door hetuitoefenen van een draaimoment. Dit mo-ment wordt ter plaatse van de paalvoet inge-leid metbehulpvan een massiefstalen rond-profiel (de zogenaamde doorn) in de paal.29? ? geotechniek ? funderingenDe grondmechanische draagkracht en destijfheid van de paal kunnen worden ver-hoogd door middel van na?njectie metgrout-specie langs de schacht en onder de punt.De holle schacht kan worden gevuld meteenbeton- of mortelspecie. Eventueel kan stek-wapening worden aangebracht.Foto 1 toont hetinbrengen van een europaal.In Nederland is reeds een aantal bouwwer-ken voorzien van europalen. Resultaten vanproefbelastingen zijn beschikbaar [3].OPA-paal (Drilling Push Aside) (Vroom/HBF)Dit systeem kan als gedeeltelijk grondver-dringend worden beschouwd. Een gladdestalen buis is aan de onderzijde verbondenaan een buisschroef c.q. avegaar. De over-gang tussen buis en avegaar wordt gevormddoor een vergrote buis met tegengesteld ge-richte schroefbladen (fig. 2).Q) Het inschroeven van een europaal. Het onderste deel van de holle, betonnen schacht De onderkantvan de buisschroefwordt voor-is voorzien van een betonnen spiraal zien van een losse stalen deksel. De buis-Foto: Hein van Gils, Hooge Zwaluwe schroef wordt onder invloed van een draai-moment en een axiale drukkracht op dieptegebracht. Hierbij wordt de grond in zekere? Schematisch overzicht van de buis- ? Conische punt van een omegapaal met mate via de avegaar opwaarts getranspor-schroef van een DPA-paal. Bij de overgangs- aan de zijkant een klep teerd en vervolgens min of meer horizontaalconstructie van de buisschroefnaar de glad- verdrongen bij de genoemde overgangscon-de buis wordt de grond verdrongen@30structie. Bij de paalpunt is aldus niet of nau-welijks sprake van grondverdringing. Bij hetbereiken van de gewenste diepte wordt eenwapeningskorf ingebracht en wordt de buisgevuld met betonspecie. De buis wordt ver-volgens roterend getrokken met achterlating'van het deksel. Gezien het uitvoeringsprinci-pe van de OPA-paal wordt de grondmechani-sche draagkracht geoptimaliseerd indien depaal meer dan 2,0 m in de vaste funderings-zandlaag wordt ge?nstalleerd.OPA-palen zijn reeds bij diverse werken toe-gepast. Recentelijk zijn proefbelastingen uit-gevoerd.Omegapaal (Jacbo bv)Dit paaltype kan als gedeeltelijk grondver-dringend worden beschouwd. De gehanteer-de avegaarbestaat uiteen dubbele buis metrondom een uitwendig doorgaand schroef-blad. De onderzijde van de avegaar is co-nisch, afgesloten met een klep (fig. 3).De avegaar wordt op diepte geschroefd,waarna de binnenbuis (injectiebuis) wordtvolgepompt met betonspecie onder relatiefhoge druk. Door de overdruk van de specieCEMENT1995/5wordt de klep open geperst.De avegaar wordt getrokken, waarbij het ge-hele systeem onder een gedoseerde specie-druk wordt gehouden. In de verse beton-schacht wordt vibrerend een wapeningskorfingebracht.De ontwikkeling van de omegapaal bevindtzich nog in een experimenteel stadium. Be-gin 1995 is een proefbelastingsprogrammauitgevoerd.Verdringingsschroefpaal(Nederhorst Grondtechniek bv)Dit paaltype is gedeeltelijk grondverdrin-gend. Er wordt gebruik gemaakt van eengladde stalen buis, aan de onderzijde meteen overgangsbuis overgaand in een buis-schroef c.q. avegaar (fig. 4). De onderzijdevan de buis wordtmet een losse deksel afge-dicht. De buisschroef wordt op de gewenstediepte gebracht onder invloed van het aan-gebrachte draaimoment en een axiale druk-kracht. Overeenkomstig het principe van deOPA-paal wordt grond hierbij in zekere matevia de avegaar naar boven getransporteerden vervolgens verdrongen bij de bovenzijdevan de avegaar.De benodigde wapening wordt in de buis af-gehangen voordat deze met betonspeciewordt gevuld. De avegaar wordt ten slottestilstaand of langzaam roterend getrokken.Gedurende dit proces blijft in het systeemeen continue speciedruk gehandhaafd. Ditpaaltype dateert van 1994. Er is vooralsnogslechts een beperkte hoeveelheid ontwerp-gegevens beschikbaar.Terra-son-paal (Terracon bv)Dit is een combinatiepaal waarbij een stalenhulpbuis, voorzien van een uitwendige spi-raal en een verloren boorpunt, in de grondwordt geschroefd. Doorde capaciteitvan hetinbrengmaterieel af te stemmen op de bo-demweerstand, wordt ernaar gestreefd bijhet inbrengen nagenoeg de spoed van despiraal te volgen, opdat een minimale ont-spanning van de grondlagen optreedt. In debuis wordt een geprefabriceerd betonele-ment geplaatst.De buis wordt vervolgens aan de bovenzijdeafgesloten en onder hoge druk wordt mortel-specie aangebracht. Hierna wordt de buis ro-terend getrokken tot aan de bovenzijde vanhet draagkrachtige zandpakket.CEMENT1995j5@ Principeschets van een verdringings-schroefpaal. Een overgangsbuis vormt deverbinding tussen de gladde buis en de buis-schroef? De soil-expanderpaal voor en na expan-sie van de paalvoet31? ? geotechniek ? funderingenTabel 2Onrnerpgegevens van een aantal nieuwe paaJtypenrekenwa~tc:te ...b-"c,;,.;;.,~"-~'"'?:"""""~~~~~'"'?:"-7"~-I?l;??last?ngssp?otrUm??bU!~~~prC?~f.~~9J???????.;.??.i\'??ver~(Ji$: