Stappenplan voor een betrouwbare fundering op schroefpalen

“Life is like a box of chocolates, you never know what you’re gonna get”. In zekere zin kan je die metafoor doortrekken naar de bodemsamenstelling van de plek waarop je wilt bouwen: wat erin zit, kan zeer goed meevallen, maar soms ook flink tegenvallen. Het punt is dat je het niet weet. Omdat het nuttige draagvermogen van een fundering, en dus ook van schroefpalen, in grote mate afhangt van de bodemsamenstelling, vormt het sondeerverslag een van de cruciale elementen in het stappenplan op weg naar een betrouwbare fundering. Meten is weten! Bij deze een summiere inkijk in het volledige verloop van dat proces.

Stap 1: Aangeven van het vereiste draagvermogen

Zoals bij elk bouwproject is het aan de stabiliteitsingenieurs van de opdrachtgever om in te schatten aan welke krachten de schroefpalen zullen worden blootgesteld. Sommigen doen dat aan de hand van de uiterste grenstoestand (UGT), anderen kijken naar de gebruiksgrenstoestand (GGT). De eerste methode focust meer op het globale evenwicht van de constructie zodat ze niet bezwijkt onder extreme omstandigheden, de tweede beoordeelt het algemene gebruik onder dienstlast. In dit verhaal doet het verschil er maar weinig toe. Beide methoden geven namelijk een goede eerste indicatie voor de keuze van het type schroefpaal.

Stap 2: Kiezen van het type schroefpaal

Op basis van het gevraagde draagvermogen wordt een voorlopige keuze gemaakt. Welk type van schroefpaal sluit het beste aan bij de behoeften van de specifieke toepassing? Elke schroefpaal heeft zijn eigen specificaties die in combinatie met de bodemkwaliteit een theoretisch draagvermogen opleveren. Mechanische eigenschappen als wanddikte, helixdiameter, schachtlengte en het aantal schroefbladen, om er maar een paar te noemen, hebben een rechtstreekse invloed op dat draagvermogen. Door met de designparameters te spelen kan je dat draagvermogen nog wat opkrikken, weliswaar binnen de limieten van de mechanische eigenschappen. Je wilt niet dat de schacht gaat knikken.

Stap 3: Uitvoeren van de sondering

Met die eerste selectie is de kous nog lang niet af. Voorleer er een finale keuze gemaakt kan worden, dringt een bodemonderzoek zich op. Want zonder de resultaten uit het sondeerverslag kan je het werkelijke draagvermogen van de schroefpalen niet berekenen. Zandgrond of klei, het maakt een wereld van verschil. Van alle gemeten waarden zijn er slechts twee écht belangrijk voor het draagvermogen: de puntbreukweerstand (Qc-waarde) en de wrijvingsweerstand of de kleef (Qst-waarde). Het aandeel van de kleef in het totale draagvermogen bedraagt nauwelijks 10%. Dat betekent dat met name de puntbreukweerstand veruit de belangrijkste rol heeft. Uitgedrukt in megapascal (Mpa) geeft de Qc-waarde aan hoeveel druk er per cm² nodig is om in de grond te dringen.

Stap 4: Berekenen van het nuttige draagvermogen

Na de sondering is de volgende logische stap de berekening van het nuttige draagvermogen. Met andere woorden: welke lasten kunnen de schroefpalen nu écht dragen in de onderzochte ondergrond? Alle data zijn daarvoor aanwezig, te beginnen met de mechanische eigenschappen van de schroefpalen. Dan bedoelen we onder meer de schachtdiameter en afhankelijk van het type schroefpaal het aantal schroefwindingen dan wel de helixdiameter. Die gegevens worden vervolgens gekoppeld aan de specifieke kleef en puntbreukweerstand van de grond ter plaatse. Zo kom je uiteindelijk tot een bepaalde waarde, die je kan aftoetsen aan het gevraagde draagvermogen. Op dat moment weet je precies of je aan de eisen van de toepassing kan voldoen. Is dat niet het geval, dan moet er gekeken worden naar een ander type, of eventueel eentje met een bredere schachtdiameter.

Stap 5: Uitvoeren controle

Op het einde van de rit zou je, om helemaal zeker te zijn of op vraag van de opdrachtgever, nog een reële belastingproef kunnen uitvoeren. Deze stap is dus optioneel, de vorige zijn dat niet. In de Eurocode 7 wordt gedetailleerd beschreven hoe zo’n proef in zijn werk gaat. Meestal vertrek je van 3 schroefpalen op een rijtje. De buitenste fungeren als trekpalen, de middelste is de testpaal. Op die 3 schroefpalen monteer je een constructie. Vervolgens wordt de druk opgevoerd totdat de testpaal definitief zakt. Als alternatief zou je eventueel kunnen afgaan op het gemeten koppel tijdens het in de grond schroeven van de palen. Maar die methode houdt geen rekening met een eventuele terugval als gevolg van een inferieure laag net onder de voet. Alleen een reële belastingproef biedt dus absolute zekerheid.

Conclusie

Waar de mechanische eigenschappen voornamelijk zullen meespelen in de keuze van schroefpaal (op basis van het draagvermogen dat nodig is), bepaalt de bodemsamenstelling het uiteindelijke nuttige draagvermogen van een schroefpaal. Als de bovenstaande stappen correct worden doorlopen, kan er eigenlijk nog weinig mis gaan.