? ? onderzoek ? funderingenir.S.P.G.Moonen, Technische Universiteit Eindhoven, capaciteitsgroep Constructief Ont-werpenTweede deel van het artikel over de ACE's-fundering, ontwikkeld als onderdeel van eennieuwe industri?le bouwwijze. Hetprincipe van dezefunderingswijze is beschreven1nCe-ment nr. 10 van 1998. Uit proefprojecten blijkt dat dit funderingsprincipe ook voordelenbiedt voor gebruikelijke bouwmethoden. Daarom is de fundering in tweede instantie uit-gewerkt alS een alternatief dat ten opzichte van de traditionele fundering sneller ennauwkeuriger is, terwijl koudebruggen gemakkelijk voorkomen kunnen worden.Voordeel van de nieuwe funderingswijze is de aanmerkelijke vereenvoudiging van debouworganisatie voor het bouwbedrijf omdat alle werkzaamheden onder peil (grond-werk, fundering en begane grondvloer) aan ??n gespecialiseerde onderaannemer kun-nen worden uitbesteed. Oittweede deel bespreekt devoordelen voorde bouworganisatieen toont het proefproject waarbij deze aspecten zijn onderzocht.DE ACE'sFUNDERING (11):HANDICAPWORDTBELANGRIJKSTETROEF22De in Cement 10 beschreven ACE's funde-ring is ontwikkeld als onderdeel van een pro-motie op proefontwerp naar een nieuwebouww?ze (ACE's). Doelstelling was het ont-wikkelen van een fundering met een hogemaatnauwkeurigheid in zowel hoogte envlakheid bovenz?de als voor de horizontalepositionering.Omdat deze nauwkeurigheid naar de me-ningvan de auteur met een (eventueel aan-gepaste) traditionele fundering niet alt?dgegarandeerd kan worden, is het nieuwefunderingsconcept ontwikkeld. In eerste in-stantie uitsluitend voor de ACE's-bouww?ze.Hiertoe Z?n in het begin van het onderzoekenkele kleinschalige proefprojecten uitge-voerd om de praktische waarde te onderzoe-ken. Geconcludeerd werd dat het funde-ringsprincipe in technisch opzicht voldoet.Daarnaast kwam naar voren dat het funde-ringsprincipe niet gemakkel?k door eenbouwbedr?f zal worden opgepakt omdat dewerkwijze sterk afw?kt van de gangbare fun-deringswerkzaamheden.Een ander aspect dat een brede toepassingvan de eerste uitwerking in de weg staat,heeft betrekking op de montage en de groot-te van de prefab elementen. Ineen gemid-deld woningbouwproject z?n er relatief veelkleine prefab elementen nodig, die met eenmobiele kraan worden geplaatst. Door devele, kleine elementjes z?n de montagekos-ten hoog, waardoor de fundering veel duur-der wordt dan een traditionele fundering. Alsde elementen zo klein z?n, dat ze zonderh?smiddelen kunnen worden geplaatst, ver-eist dit veel arbeid op de bouwplaats. Mon-teren met een mobiele kraan maakt de fun-dering duur, terw?l kleine elementen demaatnauwkeurigheid nadelig be?nvloeden.De mogelijkheden van een graafmachineHoewel het kleine proefproject vooral depraktische beperkingen van het funderings-principe aangaf, was dit indirect de aanlei-ding voor een belangr?ke b?stelling van hetontwerp. T?denshet grondwerk voor hetproefprojectis gebleken datde (mini-)graaf-machine niet alleen veel kan tillen, maar ditook erg nauwkeurig doet (foto 1). Met eengraafmachine worden vaker zware elemen"ten gemonteerd, zoals betonnen rioolput-ten. Ook ishet gebruikel?k dat een graafma-chine zware gasbuizen met een lengte vancirca 6 m op de millimeter nauwkeurig naastde ontgraving positioneert, waarna een las-ser de buizen gasdicht aan elkaar last. Ver-volgens trekt de graafmachine het lange lintvan buizen in de ontgraving.Op grond van deze kennis is de funderings-w?ze opnieuw bezien en is de elementgroot-te gerelateerd aan het maximale hijsgewichtvan de graafmachine. Hierb? bleek dat deprefab elementen maximaal zo'n 7,5 m langkunnenz?n, een lengte die in de prakt?kgoed bruikbaaris. Met het inzetten van eengraafmachine voor het monteren van defun-deringselementen worden de bouwkostengereduceerd aangezien het uurtarief vaneen graafmachine veel lager ligt dan datvanCEMENT1998/11CD Alles in ??n hand; de (mini-)graafma-chine is een belangrijk hulpwerktuig voortransport en montage van de elementen? Bij het proefproject van 7 hallen te Nue-nen, werden vier hallen volgens de ACEsfundering gebouwd en drie met een traditio-nele strokenfunderingeen mobiele kraan. Verder is een graafma-chine beter uitgerust in een omgeving diemoeilijk begaanbaar is.De wijziging had echter nog niet tot gevolgdat voor de ACE's"funderingswijze eenbreed toepassingsgebied werd gezien. Hier-voor wijken de opzet en de werkvolgorde teveelafvan de huidige bouwpraktijk. Zo langeen innovatief bouwdeel geen duidelijk aan-toonbare voordelen biedt, is zelfs een rede-lijk prijsvoordeel nietvoldoende om bouwbe-drijven te interesseren.Handicap als belangrijkste troefHet besef dat de fundering ook in de huidigebouwpraktijk geschiktis, kwam aan het lichttijdens het werkoverleg met bouwbedrijfBAN-Bouw te Nuenen. Aan dit bedrijf was inapril 1997 de opdracht gegeven voor eenproefproject op het TU-complex. In dit pro-ject is de gewijzigde opzet (monteren doorde mini-graafmachine) in de praktijk ge-toetst. AI in de werkvoorbereiding werd dui-delijk dat het bouwbedrijfin principe maar bijeen klein deel van het werk daadwerkelijkCEMENT1998jllbetrokken is. Wanthetgraven van de funde-ringssleuven, het aanbrengen van de folie,het plaatsen van de stelelementen en vande prefab elementen, alsmede het weeraanvullen van de grond, zijn activiteiten diein de wegenbouw door een grondverzetbe-drijf kunnen worden uitgevoerd.Met een kleine aanpassing van de funde-ringswijze was het zelfs mogelijk om hetgrondverzetbedrijf alle werkzaamheden toten met het aanvullen in ??n arbeidsgang telaten uitvoeren. Het bouwbedrijf wordt al"leen ingeschakeld om beton te storten. Voor-deel is nu dat de begane grondvloer en defunderingsbalk gelijktijdig gestort kunnenworden. Vooral door het gelijktijdig storten iserin ditproefprojecteen besparingvan circa25% (op de begroting van de totale funde"ring en vloer) gerealiseerd.Na dit proefproject is de detaillering op-nieuw aangepast. Hierbij was de belangrijk-ste randvoorwaarde dat de werkzaamhedenvoor de fundering door een (gespecialiseer-de) onderaannemer voor het grondwerk uit-gevoerd moesten worden. Zo is de oorspron-kelijk handicap uiteindelijk een belangrijketroef geworden. Als de fundering door eenonderaannemer wordt uitgevoerd, hoevende specifieke aandachtspunten slechts aanenkele bouwvakkers overgedragen te wor-den.Voor het bouwbedrijf betekent dit dat de ei-gen werkzaamheden beperkt blijven tot heteventueel opdragen en uitzetten van hetheiwerk en het plaatsen van de bouwplan-ken met daarop de maatvoering. Daarnaneemt de gespecialiseerde onderaanne-mer de uitvoering geheel over. Als deze hetwerk na enkele dagen verlaat, is het grond-werk gedaan en zijn de fundering en de be-gane grondvloer geheel gereed. Verder zijnde afvoerbuizen en mantelpijpen aange-bracht, is er rondom aangevuld en verdichten is het terrein weer ge?galiseerd.Dan neemt het bouwbedrijf het werk over enkan er directworden gestart met het metsel"werk op de begane grondvloer.Deze opzet sluit aan bij de huidige tenden-sen in de bouwwereld van werk uitbestedenen zelf vooral de co?rdinatie verzorgen. Metde ACE's-fundering kan de gehele funderingworden uitbesteed (als verlengstuk van hetinde regel uitbestede grondwerk).Toetsing in proefprojectenOmdat het proefproject op het TUE-complexbetrekkelijk klein en eenvoudig was, is daar-na een grootschalig proefproject opgezet.Hierbij lag de nadruk op organisatorische as-pecten. Zo is getoetst ofhetgrondverzetbe-drijf de gehele fundering zonder de hulp vande aannemer kon realiseren. Belangrijk wasdaarbij de verantwoordelijkheden helder tedefini?ren. Hiertoe moest het proefprojecteen behoorlijke omvang en een redelijkecomplexiteit bezitten. Vooralsnog wordt devoorkeur gegeven aan een strokenfunde-ring, omdat de andere proefprojecten ookals strokenfundering zijn uitgevoerd.In overleg met BAN-Bouw is een project ophet industrieterrein Spegeitte Nuenen geko-zen, bestaande uit zeven nagenoeg identie-ke bedrijfshallen (foto 2). Bij elke hal kwameen klein kantorenblok van twee verdiepin-gen.ln ditprojectis de nieuwe funderingswij-ze in vier van de zeven hallen toegepast. Defundering van de drie overige bedrijfshallenis traditioneel uitgevoerd. Zodoende kon~23? ? onderzoek ? funderingeneen objectieve vergelijkingworden gemaakt(van onder meer de bouwkosten) tussen deACE's-fundering en een traditionele funde-ring.Het proefproject heeft lange rechte wanden(tot circa 50 m) en kleine funderingsstrook-jes (bijvoorbeeld voortoiletten, gangetjesenentrees). Door de vorm van het bouwterreinzijn er diverse hoeken van 84,3' en 95,7'. Al-le leidingen voorhemelwaterafvoer, rioleringen alle meterkastaansluitingen moetendoor de funderingsbalken worden gevoerd.Onder twee van de vier hallen is een vastezandlaag aanwezig op slechts een tientalcentimeters onderhet maaiveld. Deze zand-laag is uitermate geschikt als ondersteuningvan de stelelementen. Maar onder de ande-re twee hallen is dit zandpakket ongeveertwintig jaren geleden afgegraven. Bij dezetwee hallen was een grondverbetering vancirca 1,5 m met zeer fijn zand noodzakelijk.De bovenzijde van de grondverbetering isvrijzacht. In dit deel van het project moet de on-dersteuning onder de stelschroeven van destelelementen worden verbeterd.Voor de fundering zijn circa 155 prefab ele-menten gebruikt met een totale lengte vancirca 600 m. De gemiddelde lengte is 3,85m. De kleinste elementen zijn 310 mm lang,de grootste elementen zijn 6630 mm lang.Behalve door wanden wordt de funderingook belast door een staalskelet.Deze omvang en complexiteit maken ditproefproject geschikt om te onderzoeken ofde theoretische voordelen voor de bouwor-ganisatie in de praktijk realiseerbaar zijn.VereenvoudigingDuidelijk werd dat de totale fundering dooreen grondverzetbedrijfverzorgdkan worden(foto 3 en 4). De verrichte werkzaamhedenzijn vergelijkbaar met werkzaamheden in dewegenbouw.Dit betekent dat de organisatie voor hetbouwbedrijf gemakkelijker wordt (tabel 1).Hieruit blijkt dater in plaats van meerdan 20afzonderlijke participanten nog maar 2 ? 6participanten aangestuurd worden.Naast een vereenvoudiging van de bouwor-ganisatie geeft dit ook een verkortingvan debouwtijd, aangezien alle activiteiten nu ineen continu arbeidsproces kunnen wordenuitgevoerd. Dit is in een traditionele opzetniet mogelijk. Tussen elke afzonderlijke acti-viteit is er dan een zekere uitloop nodig om-dat het bouwproces (ernstig) wordt ver-stoord indien een van de partijen meer tijdnodig heeft dan in de planning is voorzien.24Behalve verkorting van de bouwtijd door hetwegnemen van de intervallen tussen de af-zonderlijke activiteiten, blijkt uit de nacalcu-latie van het proefproject, dat de totale ar-beid op de bouwplaats met circa 40% is ge-reduceerd.Uit tabel 1 blijkt dat het bouwbedrijf nog uit-sluitend de verantwoording draagt voor hetuitzetten. Alle andere werkzaamheden voorde fundering kunnen vervolgens aan een on-deraannemer worden opgedragen.BouwplaatsvoorzieningenTijdens het proefproject is gebleken dat deACE's-funderingswijze het opstarten vaneen bouwprojectvereenvoudigt. Vaak zijn debenodigde bouwplaatsvoorzieningen nogniet beschikbaar bij het maken van de fun-? Montage van de prefab elementen metde kleine graafmachine@) Betonelement in ontwikkeling; bI] ditproefproject zijn massieve platen met tweetralies voor de hechting van het beton toege-past. Het definitief te ontwikkelen elementwordt minderzwaar en de stijfheid loodrechtop het plaatoppervlak wordt groter. Verderwordt de oplegbreedte groter en zullen detralies verdwijnendering. Bij de beide proefprojecten was dateveneens hetgeval; elektra en water ontbra-ken. Het graafwerk voorde tijdelijke bouw-voorzieningen is namelijk gelijktijdig met defundering uitgevoerd.In tegenstelling tot de funderingswerkzaam-heden voor de drie traditioneel uitgevoerdehallen, gaf het ontbreken van de bouw-plaatsvoorzieningen bij de ACE's-funde-ringswijze geen enkel probleem. Grondver-zetbedrijven werken immers vaker op ontoe-gankelijke locaties. Voorzieningen die zij no-dig hebben, brengen ze zelf mee.Als hierover goede afspraken worden ge-maakt, geeft dit een aannemerwat meer tijdom de bouwplaats te organiseren.Tien procent besparingNa afronding van de funderingswerkzaam-heden is de nacalculatie van de ACE's-fun-dering vergeleken met de begroting van detraditionele fundering (gemaakt door BAN-bouw bv). Uit deze nacalculatie is geconclu~deerd dat de kosten voor alle werkzaamhe~den onder peil met circa 10% zijn geredu-ceerd, ondermeer doordatercirca 40%min-der arbeidsuren op de bouwplaats nodigzijn.In deze vergelijking zijn de extra werkzaam-heden als gevolg van een eerste proefpro-ject niet meegenomen. Deze correctie isechter alleen toegepast bij een duidelijkaanwijsbare oorzaak. Zo zijn bijvoorbeeldwel de uren voor het herstellen van 'verge-ten' doorvoeringen door de prefab elemen-ten gecorrigeerd (14 manuren). Het makenvan doorvoeringen is in de nieuwe detaille-ring gewijzigd, zodat het boren van (erg veel)gaten niet meer zal voorkomen. Ook zijn 14manuren gecorrigeerd die besteed zijn aanhet vrijhakken van hijsvoorzieningen (die tij-dens de productie onder het betonopper-vlak waren verdwenen). In de nieuwe opzetis de detaillering voor de hijsvoorziening ge-wijzigd, zodat ook deze arbeidsuren nietmeer zullen voorkomen. Tot slot zijn 15 ma-nuren in mindering gebracht diebesteed zijnaan het lossen van de 155 prefab elemen-ten, aangezien dit bij een seriematige pro-ductiestructureel opgelostdientte worden.De andere ineffici?nte manuren zijn echternietgecorrigeerd. Dat betreft onder meer deonvermijdelijke opstartproblemen bij eeneerste proefproject, het ontbreken van routi-ne, het uitproberen van praktische hulpmid-delen, de regelmatige verstoring door ge?n-teresseerde passanten en het bijstellen vande detaillering naar aanleiding van praktijk-gegevens. Aan de andere kant moet wordenCEMENT1998/11fundering op zandTabel 1Overzicht van de vereenvoudiging van de bouworganisatie bij de ACE's4underingswijze"es,)/0-deds19n-mkWa-:irkel;a nalh je~ter.alleisteevanmt)esturerDeze trat776 al~~rbeid infectieve(t dit in'oduce-tamva-is Fre")n thepubli"dient3naly-ement\t\i)e Japaresters.JntwikktNeede VIranenD6,/ACE's,/fundering op palentraditioneelACE's,/,/,/,/traditioneelaantal door het bouwbedrijf aan te sturen participantenaansturing door het bouwbedrijfmaatvoeren (bouwplanken)ontgravenpiketten voor heiwerkpalen heienkoppen snellen (heipalen)aanvoeren bekistingsmaterialenpiketten, randbalk voor werkvloer aanbrengenwerkvloer stortenstrook folie leggenaanvoeren wapeningbekisting maken (eventueel delen inkorten)wapening aanbrengenaanvoeren stelelementenstelelementen aanbrengenaanvoeren prefab elementenprefab elementen monteren met graafmachinedoorvoeringen (riolering enz.) aanbrengenbeton stortenontkistentransport bekisting naar werfmaatvoering metselwerk onder peilaanvoeren metselstenen (vuilwerk)(vuil) metselen onderpeilafwerken bodem onder begane grondvloeraanvoeren vloerelementenplaatsen vloerelementendruklaag op vloerelementenrondom grond aanvullen en egaliserenmaatvoeren voor metselwerkkimlaag maken, dpc-folie aanbrengenIn alle gevallen is de vloer een systeemvloer. Activiteiten die aan een onderaannemer worden uitbesteed, zijn gerasterd. 1,gesteld dat in de vergel?kinggeen verleturenz?n opgenomen en dat het bouwterrein vanalle kanten goed toegankel?k was. Ook de(zeer) vele uren van ontwikkeling, afstem-ming en werkvoorbereiding voor een eersteproefproject z?n niet meegenomen.ToekomstOp grond van de nacalculatie en de opmer-kingen hierover, is de auteur ervan overtuigddat de bouwkosten voor de ACE's-funde-ringsw?ze zeker niet hoger zullen z?n danvoor een traditionele fundering. Als boven"dien de begane grondvloer tegelijk met defunderingwordtgemaakt, is er bij de wat klei-nere projecten zelfs een behoorl?k voordeelte behalen. In de beginfase is de funderings-wijze daarom vooral aantrekkelijk in de vrijesectorbouw. Wanneerer meerervaring is op-CEMENT1998/11gedaan met deze funderingswijze en hetproductieproces is verfijnd, worden de kos-ten verder teruggebracht.De wezenlijke voordelen worden vooral ge-vonden bij de vereenvoudiging van debouworganisatie, de kortere bouwtijd, hetnauwkeurig werken (waardoor de bouwkos-ten in de afbouwfasekunnen worden gere-duceerd) en een hogere kwaliteit (minderzettingen en geen koudebruggen) (foto 5).Dit alles maakt dat de vooruitzichten voor defunderingswijze positief zijn. De TUE heeftdaarom op het principe van de funderings-wijze octrooibescherming aangevraagd enwenst in contact te komen met ge"interes-seerde bedrijven om de funderingswijze ver"der te ontwikkelen.?? Zijwand (lengte 25 m), de grond is aanbeide zijden aangevuld en ge?galiseerd. Deholte tussen en onderde prefab platen heeftde vorm van een omgekeerde T die met be-ton wordt 'volgegoten'. De prefab platen vor-men de kimmen voor de spouwmuren25