Publicaties

Zompig Nederland 

Het westen en noorden van Nederland hebben een zompige bodem. Dat komt vooral omdat wij tussen de monding van Rijn, Maas en Schelde wonen. Het slib, dat wordt meegevoerd door de rivieren bezinkt als de stroomsnelheid afneemt in de zich verbredende riviermondingen. Daar komt bij, dat een aantal duizenden jaren geleden door zeestromingen voor de toenmalige kustlijn van Bergen op Zoom via Hilversum naar Groningen een soort binnenzee werd gevormd door het ontstaan van de duinenrij op de plaats waar de duinen nu nog liggen.

Niet allen het slib bezonk in het rustige water van de binnenzee. Op de plaatsen met geringe diepte ontwikkelde zich ook de vegetatie. Uiteindelijk bestond het gehele westen en noorden van wat nu Nederland heet uit een moerasachtig oerbos. De vegetatie was zo uitbundig, dat de afgestorven plantenresten tot een verdere ophoging van de bodem van de binnenzee leidde. Dit proces van vervening kon duizenden jaren doorgaan.

Uiteindelijk verlandde de binnenzee. Alleen de stroomgeulen van de rivieren bleven over. Het land tussen de stroomgeulen kwam zelfs boven hoogwater te liggen. Nu zouden we zeggen,  dat het maaiveld toen op 2 tot 3 meter + NAP ligt. Kortom op de zandbodem van de voormalige binnenzee is een laag klei en veen ontstaan. De laagdikte daarvan loopt op sommige plaatsen op tot 15 meter. De provincies Zeeland, westelijk Noord-Brabant, Zuid-Holland, westelijk Utrecht, Flevoland, Noord-Holland, Friesland en Groningen hebben tot op de dag van vandaag te maken met de geschetste ontstaansgeschiedenis van west en noord Nederland.  

Bouwen in een zompig gebied.

Sinds omstreeks het begin van de jaartelling wordt het westen en noorden van Nederland bewoond. Wij hebben dus veel ervaring met het bouwen op een zompige ondergrond. Kenmerkend voor deze gebieden is, dat een belastingverhoging op het maaiveld leidt tot zakking van dat maaiveld. Een deel van de ophoging voor bijvoorbeeld dijkbouw of een terp voor bewoning gaat dus verloren, omdat het oorspronkelijke maaiveld zakt onder de aangebrachte belasting. Deze zakking wordt zetting genoemd. De omvang van de zetting hangt af  van de dikte en samenstelling van de onderliggende laag.

Zand heeft een geringe zetting, die bijna geheel optreedt tijdens de ophoogwerkzaamheden. Klei heeft een grotere zetting dan zand en de zettingstijd kan jaren duren. Veen is de kampioen: de zetting is veel groter dan van klei en de zettingstijd gaat onbeperkt door.

Bouwen in klei en veengebieden vraagt om voorzieningen, als zakking van het bouwwerk niet gewenst is.

Zakkingsvrij bouwen.

Vaak is een geringe zakking geen probleem. Dijken en wegen worden na verloop van tijd weer wat opgehoogd om de zetting van de ondergrond te compenseren. Voor bouwwerken waarvan zakking ongewenst is, zoals sluizen en stuwen, maar ook bouwwerken in stedelijk gebied, worden in de loop der eeuwen funderingsconstructies ontwikkeld.

Het meest bekende voorbeeld is de houten paalfundering. Houten palen worden door een hei-installatie de grond in gebracht tot de paalpunt in een stevige zandlaag staat. Feitelijk is dat dus de voormalige zeebodem. De paalkoppen worden onder de lokale grondwaterstand afgezaagd en voorzien van een houten framewerk. Hierop wordt het bouwwerk opgebouwd. Omdat het hout permanent onder water staat is het beschermd tegen houtrot.

Gebleken is dat een dergelijke fundering honderden jaren stand houdt. Problemen ontstaan vooral bij verlaging van de grondwaterstand. Toch is de houten paalfundering zo goed als verdwenen. Maar het principe is niet veranderd.

De moderne variant van de heipaal is van gewapend en/of voorgespannen beton. Het houten framewerk en metselwerk is vervangen door gewapend betonnen balken. Eigenlijk hebben we dus geen probleem met zakkingsvrij bouwen. Het probleem is echter, dat een paalfundering met een betonplaat voor zakkingsvrij bouwen in de wegenbouw een kostbare oplossing is.

Zakkingsvrij bouwen in de wegenbouw.

Wat is er nu veranderd? Nieuwe materialen hebben hun intrede gedaan in de wegenbouw. Met name de zgn. geogrids hebben thans eigenschappen, die een constructief dragende inzet mogelijk maken. Hoe werkt dat?

Net als bij de klassieke paalfundering worden de palen met de paalpunt in de vaste zandlaag  geplaatst. In plaats van een betonnen funderingplaat wordt een speciale rekarme geogrid over de paalkoppen gelegd. Op de grid wordt granulaat 0/16 of 0/31,5 aangebracht met een vrij grote dikte. De dikte is meestal niet geringer dan 1 meter en kan oplopen tot meerdere meters. De matras is tevend de fundering voor de verhardingsconstructie.

Door de samenwerking van de geogrid en granulaat ontstaat als het ware een plaatconstructie, die de kostbare betonplaat vervangt. De geogrid is ontworpen voor het opnemen van de trekkrachten en de granulaatlaag zorgt voor het opnemen van de drukkrachten. Er gebeurt precies waar beide materialen goed in zijn.

De geogrid met het granulaat wordt de matras genoemd. Omdat de matras rust op de paalkoppen wordt het geheel een paalmatrassysteem genoemd. Een nieuwe zakkingsvrije bouwmethode is geboren.

Op de onderstaande foto wachten de paalkoppen op het afdekken met geogrid, dat rechts op de foto klaar ligt om te worden uitgerold. Ook de menggranulaat voor de matrasvulling is al zichtbaar.

Omdat de ontwerpmethode voor paalmatrassystemen in Nederland nog niet gestandaardiseerd was, is in een samenwerkingsverband van CUR Bouw & Infra, CROW en Delft Cluster met de bouwende overheden en het betrokken bedrijfsleven de “Ontwerprichtlijn paalmatrassystemen” opgesteld.

Menggranulaat bij uitstek geschikt.

Voor vulling van de matras worden uiteenlopende materialen gebruikt. Zelfs gestabiliseerd slib is hiervoor te gebruiken. De ontwerpmethode voor paalmatrassystemen houdt rekening met de eigenschappen van het materiaal van de matrasvulling. Menggranulaat, dat voldoet aan de eisen van BRL 2506 en daarmee aan de Standaard RAW-bepalingen 2005 heeft een aantal gunstige eigenschappen voor toepassing als matrasvulling. Deze eigenschappen zijn:

- de korrelopbouw en korrelvorm staan borg voor een goede haakweerstand en daarmee voor een

  grote hoek van inwendige wrijving

- de grove korrels zorgen voor een goede interactie met de geogrid

- de dichtheid van het materiaal en daarmee het gewicht van de matras is relatief laag ten opzichte

  van gebroken natuursteen

- door de lichte binding van het materiaal is de vormvastheid van de matras veel gunstiger dan bij

  ongebonden materialen

Op de foto wordt gewerkt aan de opbouw van de matrasvulling met menggranulaat. De onderste 0,20 m van de vulling wordt voorzichtig verdicht met een lichte wals om schade aan paalkoppen en geogrid te voorkomen.

Marktkansen voor paalmatrassystemen.

Hoewel een verhardingsconstructie op basis van een paalmatrassysteem minder kost dan een betonplaat op palen zijn de aanlegkosten toch aanzienlijk. Het paalmatrassysteem zal dus niet snel de standaard bouwmethode worden in het westen en noorden van Nederland. Waar het echter om bouwsnelheid gaat valt de langdurige klassieke methode van het voorbelasten van een zettingsgevoelige ondergrond met zand na het aanbrengen van een verticale drainage af. Met name zwaar belaste bedrijfsterreinen, wegverbredingen en ophogingen voor bruggen en viaducten geven kansen. Denk ook aan vloeren van bedrijfshallen in zettingsgevoelige gebieden. Door ontkoppeling van de vloerconstructie van de bouwkundige constructie van de hal kunnen aanzienlijke besparingen worden bereikt

De markt wordt dus niet direct op stelten gezet maar de verhardingsconstructie vaart er onder bepaalde wel bij.