Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:
grondmechanische aspecten.
Voor de volgende onderwerpen ga naar:
toelaatbare gronddruk;
draagvermogen van funderingen;
zettingen bij fundering op staal;
Bij de uitvoering van grond- en funderingswerkzaamheden wordt men veel geconfronteerd met de gevolgen van deze werkzaamheden op de directe omgeving, daarbij inbegrepen de belendingen. Voor de beïnvloeding van de belendingen zie onderstaande gevolgen:
de gevolgen van het uitvoeren van heiwerken;
de gevolgen van het uitvoeren van ontgravingen;
de gevolgen van het uitvoeren van ophogingen;
de gevolgen van wijzigingen in het grondwater-regime;
bron: aantekeningen HTS 1979 t/m 1982
artikel grondmechanische aspecten van funderingsherstel (polytechnisch tijdschrift / bouwkunde, wegen en waterbouw - 1981 nr. 4)
Toelaatbare gronddruk:
Het bepalen van de draagvermogen van de grond (welke grondsoort op welke diepte waar zit) bij een geringe gebouwbelasting van de ondergrond, kan geschieden middels het graven van een gat van voldoende diepte of een grondboring.Bij grotere belastingen is een sondering over grotere diepten benodigd.
De toelaatbare gronddruk is afhankelijk van diverse factoren zoals:
- vorm en diepteligging van fundament;
- wrijvingseigenschap van de grond;
- samendrukbaarheid van de grond;
- ligging van freatisch vlak (bovenkant van de grondwaterspiegel);
- waterdoorlatendheid van de grond;
- capillaire stijghoogte grondwater;
- snelheid opbrengen belasting;
- etc.
Draagvermogen van funderingen:
Last_zakkingsdiagram:
Wanneer men de belasting F op een funderingsplaat langzaam laat toenemen, zal de zetting welke hiervan hiervan het gevolg is ongeveer verlopen als in
bovenstaand diagram is weergegeven.
Naarmate de belasting F groter wordt zullen op steeds meer plaatsen in de grond de korrels de optredende schuifspanningen niet meer kunnen overbrengen en langs elaar gaan schuiven of rollen. Op een gegeven moment zal zonder verdere toename van de belasting de funderingsplaat in de grond weg zakken en op een andere plaats grond omhoog worden geperst.
Evenwichtsdraagvermogen:
Is de bezwijkbelasting gedeeld door een veiligheidscoëfficiënt.
Vormveranderingsdraagvermogen:
Eisen te stellen aan een mogelijke nog toelaatbare zetting in relatie tot het gebouw.
Voorbeeld:
Naarmate men dieper fundeert zal de toename van de extra grondspanning afnemen.
Uit bovenstaand voorbeeld is te concluderen dat men een balk derhalve beter op een groot aantal kleine steunpunten zou kunnen funderen dan op een klein aantal grote.
Doch dit gaat niet altijd op.
Zettingen bij fundering op staal:
Wanneer op de grond een belasting wordt aangebracht dan zal er een samendrukking optreden. Zo ook bij het bouwen van een bouwwerk. De mate waarmee de grond ineenzakt heet de zetting.- een gebouw kan in zijn geheel zakken;
- een gebouw kan scheef zakken;
- een gebouw kan (bewust en niet bewust) in onderdelen apart zakken.
Omdat grond water bevat welke door de belastingtoename het eerst zal weggeperst bestaat er tussen de belasting toename en de vormverandering geen lineair verband.
Doch e.e.a. gaat gepaard volgens de logarithmische samendrukkingswet van Terzaghi.
voorbeeld zettingsberekening garage.
De gevolgen van het uitvoeren van heiwerken:
Als gevolg van het heien van geprefabriceerde dan wel in de grond gemaakte palen en van damwanden, worden veelal trillingen naar de omgeving gebracht; de zwaarte van het heiwerk en de bodemopbouw ter plaatse spelen hierbij een rol.Over het algemeen blijkt, dat de negatieve invloed van deze trillingen op redelijk geconstrueerde en goed onderhouden bebouwingen gering is, zodat hierdoor in de meeste gevallen weinig schade zal ontstaan.
Soms kunnen dieper gelegen, sterk vervormbare lagen, zoals veenlagen, een aanmerkelijke voortplanting van de trillingsgolven veroorzaken, zodat in dergelijke gevallen wel belangrijke schade kan ontstaan.
Een direct gevolg van het uitvoeren van heiwerken kan het verdichten van zandlagen zijn, waardoor een belending welke op staal dan wel op palen op deze zandlaag is gefundeerd, gaat verzakken. Als de belending op palen is gefundeerd, zal dit verschijnsel kunnen optreden indien de nieuw te heien palen tot beneden het paalpuntniveau van de bestaande fundering reiken.
Een tweede zeer belangrijke mogelijkheid van verzakkingsschade wordt gevormd indien palen met verzwaarde punt direct naast de belendingen worden geheid. De ruimte welke boven de punt langs de schacht ontstaat, wordt in het algemeen weer gevuld door het toelopen van de omliggende grond, vooral als deze geheel of gedeeltelijk uit zand bestaat.
Idem geschiedt bij het trekken van palen en damwanden.
De gevolgen van het uitvoeren van ontgravingen:
Bij het maken van ontgravingen met een vrij talud kan schade ontstaan door directe afschuiving van dit talud. Daarnaast kunnen in minder vaste, samenhangende grondlagen belangrijke vervormingen optreden, zowel in horizontale als in verticale richting, welke tot op vrij grote afstand van de insteeklijn van het talud hun invloed kunnen doen gelden.
Indien de afschuivingen c.q. de vervormingen voor de omgeving onaanvaardbaar worden geacht, of als er te weinig ruimte is voor een open bouwput, dan dient een grondkerende wandconstructie zoals b.v. een damwand te worden toegepast ter ondersteuning van de ontgraving.
In de meeste gevallen zal hierbij een gestempelde dan wel een verankerde damwand worden gebruikt, omdat een vrijstaande damwand, vooral in samenhangende grond, nog tot grotere vervormingen in de omgeving aanleiding kan geven.
De schade welke als gevolg van het maken van bouwputten kan ontstaan, manifesteert zich in de meeste gevallen in de vorm van verzakkingen en horizontale verplaatsingen.
De gevolgen van het uitvoeren van ophogingen:
Het aanbrengen van een belasting direct naast een op palen of op staal gefundeerde belending, hetzij door het aanbrengen van een ophoging, hetzij door het plaatsen van een bouwwerk, kan zakkingen van de belending veroorzaken doordat samendrukking van de ondergrond optreedt. Zelfs bij fundering op palen kan dit verschijnsel zich voordoen indien samendrukbare lagen voorkomen beneden het niveau van de draagkrachtige laag waarin de paalpunten van de belendende funderingzijn geplaatst.
De gevolgen van wijzigingen in het grondwater-regime:
Voor het uitvoeren van bouwputten is veelal een verlaging van grondwaterspanningen door middel van een bemaling noodzakelijk. Hierbij onderscheidt men een open bemaling voor putten in relatief ondoorlatende klei- en veenlagen en een bronbemaling voor het bemalen van zandlagen. In het laatste geval moet men onderscheid maken tussen een bronbemaling in bovenzandlagen, waarin een vrij freatisch vlak voorkomt, en de bemaling in dieper gelegen zandlagen, waarbij uitsluitend de waterspanning in deze zandlagen wordt verlaagd.
Een open bemaling zal in het algemeen slechts een geringe invloed uitoefenen op de zeer directe omgeving van de bouwput.
Een bronbemaling waarbij een vrij freatisch vlak in het zand wordt verlaagd, komt in de praktijk daar voor, waar het talud van de put in zand wordt ontgraven. In het algemeen is hierbij de invloed van de waterspanningsverlaging op de vervormingen van de zandlagen te verwaarlozen. De horizontale uitbreiding van de grondwateronttrekking is in deze gevallen veelal beperkt, zodat de invloed op de omgeving gering zal zijn. Indien echter samendrukbare klei- en veenlagen voorkomen, kan de situatie aanmerkelijk ongunstiger zijn.
Bij een spanningsbemaling wordt de waterdruk in dieper gelegen zandlagen verlaagd, terwijl het freatische vlak in de erboven liggende samenhangende grondlagen veelal niet wordt beïnvloed.
De waterspanningsverlaging in de dieper gelegen zandlagen plant zich bij een spanningsverlaging relatief snel tot een grote afstand van de wateronttrekking voort, afhankelijk van de bodemopbouw.
Als gevolg van deze waterspanningsverlaging in het zand treedt een waterspanningsverlaging op in de direct boven het zand gelegen, samenhangende en samendrukbare lagen.
Vooral wanneer direct op het zand een veenlaag voorkomt, welke grondsoort ten opzichte van klei relatief doorlatend is en bovendien sterk samendrukbaar, kunnen zeer snel zakkingen optreden in de omgeving van een spanningsbemaling.
Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:
dd: 28-01-2014
| extra informatie behorende bij: | Zettingen bij fundering op staal: |
|
Voorbeeld zettingsberekening garage:
(aantekeningen HTS 1979 t/m 1982)(het voorbeeld is nog gemaakt in het oude stelsel (1 kgf = 10 N))
