Huidige methoden
Fundering op palen wordt toegepast wanneer de draagkrachtige grond zeer diep gelegen is.
De paal ontleent zijn draagvermogen aan het steunen van de paalpunt op de vaste (zand)grond en in mindere mate aan de kleef van de omringende grond aan de paalwand.

Normale houten of betonnen heipalen
De meest gebruikte en bekende methode om palen in de grond te brengen is door middel van heien. De te heien palen worden vooraf op lengte gemaakt.

Nulopname:
In de directe omgeving van de heilocatie wordt vooraf onderzoek gedaan waar eventueel schade aan gebouwen zou kunnen ontstaan ten gevolge van de heiwerkzaamheden (door trillingen ontstaan). Met een 'nulopname' wordt de huidige conditie van de bebouwing opgenomen. Buiten dit gebied is het zeer onwaarschijnlijk dat er schade door de werkzaamheden aan gebouwen ontstaat.

Heien:
De paal wordt in een hei-installatie geplaatst waarna men er een zwaar gewicht (heiblok) op laat vallen. De grond onder de paal wordt samengeperst waardoor de draagkracht groter wordt.
Als verondersteld wordt dat de paal op de juiste diepte is, dwz. de vaste (zand)grond heeft bereikt, dan wordt er op de geleiders van de paal en de paal zelf een streep aangebracht. Daarna laat men het heiblok nog dertigmaal op de paal vallen. Het verschil tussen de streep op de geleiders en de paal wordt nu opgemeten. Dit heet kalenderen. De maximale kalender is vooraf vastgesteld. Hierna kan met behulp van een plaatselijke sondering nog bepaald worden of de paal wel daadwerkelijk op de juiste laag geheid is.

Schroefpalen
Een schroefpaal is een in de grond gevormde, geluidsarme en trillingsvrije funderingspaal.
Met behulp van schroefdraad aan de punt van de boor wordt er een gat geboord in de grond. Het midden van de boor bestaat uit een holle pijp (de holle kern). Boven het schroefdraad zit een grondverdringende kegel die de grond tegen de wanden van het gat duwt.
Op het moment dat de boor de gewenste diepte heeft wordt de boor teruggetrokken.
Tijdens het terugtrekken van de boor wordt door de holle kern beton geperst.
Door de grondverdringende kegel boven het schroefdraad komt er aan de oppervlakte geen grond vrij.
Het gat is nu geboord en geheel gevuld met beton. Nadat de boor uit het gat is weggehaald wordt er meteen wapening in het beton afgezakt of ingetrild (een andere methode is de wapening vooraf in te brengen). Door het trillen wordt de paalkop extra verdicht.
Door het gebruiken van deze schroefpalen hoeft de lengte van de palen niet bepaald te worden. Voor elke paal kan de lengte van de paal tijdens de uitvoering bepaald worden. Op het moment dat er voldoende stuit wordt bereikt is de diepte van de paal voldoende.

Er zijn verschillende soorten schoefpalen:
- De betonmortelschroefpaal is voorzien van kopnetwapening. De "paal" zelf is dus het hard geworden beton in een langzaam getrokken of gedrukt paalgat, er is geen omhulsel tussen gestort beton en de omliggende grond. Voordeel kan zijn dat de hechting van de paal beter is door enigszins onregelmatige oppervlak. Nadeel kan zijn dat de controle moeilijk is en de paal te snel getrokken wordt waardoor zich insnoeringen zouden kunnen voordoen.

- De buisschroefpaal is voorzien van een wapeningskorf over de volle lengte. Via de bovenkant van de holle booras wordt de wapening ingebracht voor het vullen van de boorschacht. Hierdoor kan de paal over de gehele lengte van wapening worden voorzien.

- Groutinjectiepaal (ook: groutpaal, injectiepaal; zie tekeningen hieronder). Dit is een soort buisschroefpaal, maar even iets anders. Tijdens het draaiproces wordt een mengsel van water en cement (= grout) door de holle boorschacht geïnjecteerd. De palen worden geboord tot in het pleistoceen, dwz. de tweede zandlaag. De holle stalen boorschacht wordt tijdens het boren steeds verlengd door een buisdeel op het laatste deel te lassen. De boorschacht en de boorkop blijven in de paal aanwezig. De schacht is dan een soort bewapening van het beton. De groutinjectiepalen van bv. Briso, Franki en Walinco worden onder meer funderingsherstel van muren van woningen gebruikt. De figuren hieronder zijn van Franki en Walinco. Zie ook onder trefwoord groutinjectie.

Betondrukpaal (Walinco)
De betondrukpaal is een uit segmenten opgebouwde paal, die door middel van een hydraulische installatie in de grond wordt gedrukt. Een bestaand gebouw of de nieuw te maken betonconstructie levert de hiervoor benodigde tegendruk. De paal wordt opgebouwd uit op elkaar geplaatste gewapend betonsegmenten of op elkaar gelaste stalen buizen. Door de holle paalkern kan grond uit de paal gepulst worden om de gewenste diepte te bereiken zonder dat een grote tegendruk nodig is. Als de paal op diepte is, wordt een verbrede voet gevormd door het aanstampen van bussen met een droge mortelsamenstelling onder de paal. De paalkern wordt gevuld met beton. De werkwijze is vrijwel trillingvrij.Ook deze paal wordt toegepast bij funderingsherstel, als trillingsvrij gewerkt moet worden, bij beperkte werkhoogte (een betondrukpaal kan bijvoorbeeld worden geplaatst onder een bestaande fundering), in een moeilijk toegankelijke ruimte (bijvoorbeeld een kelder).
Zetting van de paalpunt bij belasting: het aanstampen van de verbrede voet zorgt voor een opspanning van de grond rondom de paalpunt, zodat een zettingsgedrag ontstaat vergelijkbaar met dat van een volledig grondverdringende paal.

Betonsegmentpaal (Walinco)
De betonsegmentpaal is een uit geprefabriceerde gewapende betonelementen opgebouwde paal. De buissegmentpaal wordt opgebouwd uit stalen buissegmenten die vooraf met beton zijn gevuld. De segmenten worden verbonden door middel van een inwendige of een uitwendige pijplas. De paal wordt ingedreven door een kleine heimachine met een valblok. Omdat de afmetingen van zowel heimachine als paalelement aan de werkomstandigheden aangepast worden, is dit systeem bij uitstek geschikt voor situaties met beperkte werkruimte, werkhoogte of toegangsbreedte.

Oudere Rotterdamse en Amsterdamse paalfundering

De Amsterdamse paalfundering is met een dubbele paal en komt eigenlijk alleen voor bij oude bouwwerken. Doel van twee palen is een betere stabiliteit te geven (wat ook wel nodig is als de heipalen niet tot de zandgrond reiken).
De Rotterdamse methode was de meest gebruikelijke.
Bij oude huizen werd nog geen betonnen paalkop gebruikt en kan de invloed van een te lage waterstand funest zijn voor de palen. Paalrot treedt op, eventueel kan palenpest optreden.

Grondwaterpeilverlaging door "lekkende" riolering

Bij de aanleg van de houten paalfundering, werd de bovenkant van de palen onder de laagst bekende grondwaterstand geslagen. Het is van zeer groot belang dat houten palen altijd onder water blijven staan, zodat er geen zuurstof bijkan. Een lekke riolering zal het grondwater afvoeren en zal in de nabij gelegen omgeving het grondwaterpeil ernstig verlagen.

Hierdoor komen de koppen van de paalkoppen 'droog' te staan en kan de komt er zuurstof bij het bovenste gedeelte van de paal. In een paar jaar tijd zullen de schimmels zodanig hun werk hebben gedaan dat het hout boven het grondwaterpaal geen draagkracht meer heeft. Bij onderzoek in Dordrecht is soms pas op één meter diepte weer een goede paal gevonden, de rest was volledig weggerot. Het aantastingsproces kan zeer gemakkelijk gestopt worden, namelijk door de paal weer onder water te zetten. In de wijk Emmaplein e.o. krijgt de gemeente dit niet voor elkaar, blijkbaar omdat er nog steeds "lekke" riolen zijn, of soms nog oude rioolbuizen die niet meer in gebruik zijn, maar wel het grondwater in de riolering opnemen en daardoor het grondwaterpeil naar beneden halen. Hierdoor moeten ook veel goede houten funderingspalen voorzien worden van een betonnen oplanger. Op andere plaatsen is het grondwater direct gestegen na het herstel van de rioleringen.

Uittreksel Funderingen van het boek Bouwkunde (auteur Jellema e.a.) *)

Hoofdstuk 1. Fundering algemeen

Fundering: een constructie die de belasting van het gebouw overbrengt op de daaronder gelegen draagkrachtige grondlagen en wel zó, dat geen grotere zakkingen of zettingsverschillen optreden dan voor het bouwwerk toelaatbaar zijn.

Je hebt verschillende soorten zettingen met betrekking tot het gebouw
1. het gebouw kan in zijn geheel zakken
2. het gebouw kan scheef zakken
3. bepaalde onderdelen kunnen meer zakken dan andere

In de belastingafdracht op de fundering kun je de volgende typen onderscheiden
1. lijnlasten (gestapelde bouw)
2. plaatselijk hoge belastingen (liftschachten, kernen, schoorstenen, machines)
3. puntlasten (skelet- en spantbouw)

Ook de vorm van een gebouw heeft grote invloed op het funderingsontwerp.
1. bij een homogene bouwmassa zal er sprake zijn van een zich steeds repeterend funderingsysteem
2. bij een heterogene bouwmassa veroorzaken liftputten, hoof/laag, gedeeltelijke onderkelderingen een verstoring in het funderingspatroon.

Het draagvermogen van een fundering wordt bepaald door:
1. de plaatselijke samenstelling van de grond.
2. de diepte van de draagkrachtige lagen en de dikte daarvan.
3. de grondwaterstand

Grondonderzoek onderscheiden we in
1. veldonderzoek
2. laboratoriumonderzoek

Er worden drie typen funderingen onderscheiden:
1. Fundering op staal (ondiep aangelegde fundering) 2. Fundering op palen (diep aangelegde fundering)
3. Tussenvormen, dus op putten of op grondverbetering

Om tot een optimale funderingskeuze te komen, zal een analyse van uit het gebouwontwerp voorafgaan aan het funderingsontwerp. De volgende punten dienen te worden beschouwd:
1. De bereikbaarheid van het bouwterrein
2. De beschikbare werkruimte op een bouwterrein
3. Obstakels in de bodem
4. De beschikbare bouwtijd

Hoofdstuk 2 De ondergrond

Bodemonderzoek: onderzoek naar de geschiktheid van een ondergrond als fundering
Een grondonderzoek kun je globaal indelen in een veldonderzoek en laboratoriumonderzoek.

Zie bodemonderzoek.

Veldonderzoek: het peilen van de plaats van de grondwaterspiegel en het vast stellen van de diepte van de draagkrachtige laag.

Laboratoriumonderzoek: het bepalen van de sterkte en de stijfheid van de grond aan de hand van zogenaamde ongeroerde grondmonsters

Hoofdstuk 3 Fundering op staal

Er wordt vaker voor een fundering op palen gekozen, omdat er een grote onbekendheid met de eigenschappen van een grondsoort is.

Bij een fundering op staal moet gelet worden op:

1. aanlegniveau:

- vorstvrije aanleg, ivm. mogelijkheid van opvriezen
- bovenbelasting, dieper aanlegniveau beïnvloedt de sterkte van de fundering
- economische afweging, een aanlegniveau van dieper dan 1,5m zal veelal oneconomisch zijn.

2. belendingen:

- door weggraven van grond tbv. nieuwe fundering kan belendende

fundering op staal bezwijken
- gronddruk onder een nieuwe fundering kan door belastingspreiding
de gronddruk onder de belendende fundering
verhogen, waardoor ongelijkmatige zetting ontstaat.

3. grondwaterstand:

- verlaging van grondwaterspiegel verhoogt korreldrukspanning, hierdoor treden zettingen op.

Fundering op staal van metselwerk:
- raakt uit de tijd
- alleen toegepast bij kleine gebouwen
- men hoeft niet te wachten op verharden van betonstroken
- steeds meer belasting wordt opgevangen door steeds meer trapsgewijs gemetselde voeten.

De breedte van de fundering op staal van metselwerk is afhankelijk van de te dragen muur:
Halfsteens muur 320 cm
Steens muur 540 cm
Anderhalfsteens 760 cm
Spouwmuur 650 cm

Fundering op staal van stampbeton:
- geen trapsgewijze verzwaringen, maar een schuin beloop
- bovenkant is een paar centimeter breder dan de muur, ivm speling

Fundering op staal van gewapend beton:
- bij grote benodigde aanlegbreedte.
- zijn er belangrijke verschillen in belasting in 1 bouwwerk, dan kan hier gemakkelijk rekening mee gehouden worden
- een verstijvingrib is nodig, voor te grote variaties.

Doorgaande gewapend-betonplaat:
- geen kruipruimte nodig.
- muren bovenbouw staan zo dicht op elkaar dat er geen ruimte tussen stroken overblijft
- grillige plaatsing van muren, dat benodigde ontgravingen niet uitvoerbaar zijn.

Fundering op poeren:
Wordt gebruikt als in de bouw geen lijnlast, maar een puntlast vanuit de bovenbouw komt. Hiervoor kun je gebruik maken van poeren van metselwerk, stampbeton of van gewapend beton. Onder de muren komen gewapend-betonbalken, die belasting via gemetselde of betonnen pijlers naar de vaste grond afvoeren.

Fundering op putten:

Bedoeling vaste punten te verkrijgen door het ingraven van putten tot aan of in de draagkrachtige laag. Afstand tussen putten wordt overbrugt door betonbalken, daarop de bovenbouw.

Aspecten bij een fundering op putten:
- maken van een bouwput is niet nodig
- graafwerk wordt vaak beperkt tot de inhoud van de put
- als het aantal putten te groot wordt, of als de aanlegdiepte te diep is,
dan is een paalfundering op korte palen te prefereren boven een puttenfundering
- fundering op putten heeft geen verdichting van de grond ten gevolge.

Fundering op grondvervanging:
Methode met zandkoffer:

- slechte grond weggegraven
- zandstorting aanbrengen
- als vaste grondslag vrij diep ligt, zouden tussen sleuven maar kleine onafgegraven gedeelten overblijven.

Fundering op grondverbetering:
Door diepteverdichting:
- zand aan oppervlak en ook het diepliggende zand verdicht, dmv. een trilmachine
- voor bouwwerken op staal en voor paalfunderingen
Door injectie:
- holle ruimtes tussen korrels opvullen met een kleestof.

Met cement:

- verschillende toestellen
- ipv mengsel van cement en water moet voor grindgrond een mengsel van cement, water en zand worden ingeperst

Met chemische stoffen:
- er wordt gebruik gemaakt van zuren en zoutoplossingen.
- bestand tegen schadelijke bodemzuren

Hoofdstuk 4 Fundering op palen

Toepassing bij optrekken van een bouwwerk, waarbij de vaste grondslag heel diep ligt.
Na het plaatsen van palen, als dragend element, moet daarover een stijve vloer worden aangebracht, om verder op te kunnen bouwen. De verbinding tussen paal en vloer noemen we paalstekken.

Je hebt palen van verschillende materialen, die ingedeeld worden naar criteria en op verschillende manieren in de grond gebracht kunnen worden.
Soorten:
- houten
- vooraf gemaakte betonpalen
- in de grond gevormde betonpalen

Criteria:
- wel/niet grondverdringend
- wel/niet trillingsarm
- wel/niet geluidarm
- benodigde werkhoogte

Aanbrengen van de paalfundering:
- heien
- drukken
- trillen
- schroefboren, boren

Het draagvermogen kan op twee manieren worden verkregen:
- wanneer de paalpunt de vaste laag niet bereikt; de palen staan dan op kleef
- wanneer de paal de vaste laag wel bereikt; de palen staan dan op stuit

Houten palen met betonopzetter:
- lichte bouwwerken (paalbelasting 80-120kN)
- snelle levertijd
- gebruik, lichte heimachine

Bij een lage grondwaterstand moet een belangrijke ontgraving worden uitgevoerd. Een opzetstuk in de vorm van een korte gewapende betonpaal is dan voordeliger.

Geprefabriceerde betonpalen:
- meest gebruikt
- paalwapening bestaat uit voorspanstaal, maar ook zachtstaal wordt toegepast wapening dient voor:

o het opnemen van buigende momenten
o het opnemen van trekkrachten
o weerstand tegen loodrecht op de paal gerichte gronddrukken

de schachtafmeting van een gladde betonpaal wordt o.a bepaald door:
o draagvermogen van de ondergrond
o toelaatbare drukspanning in de schacht
o paallengte

In de grond gevormde betonpalen:
- gat in de bodem wordt van wapening voorzien en volgestort met beton.
- voor elke paal kan de onderkant tijdens de uitvoering in het werk
worden bepaald, daar waar ter plaatse voldoende stuit wordt bereikt

Nadeel kan zijn:
- opbouw van de paal is tijden het proces niet controleerbaar

Je hebt 2 soorten van deze palen:
1. Vibro paal:
Paal wordt gemaakt in een dikwandige stalen buis, die later weer wordt opgetrokken:
- eerst wordt de mantel in de grond gebracht
- vervolgens de wapening aangebracht en het beton gestort
- als laatste wordt de buis teruggetrokken
Deze palen hebben een gegolfd oppervlak en sluiten goed aan op
de omringende grond, dus geschikt voor het opnemen van trekkrachten
2. Betonschroefpaal:
Trillingsvrij en geluidarme paal:
- met een boor wordt in een bepaald grondsoort een gat geboord
- vervolgens wordt aan het uiteinde van de boor met hoge druk mortel

gestort, terwijl de boor uit de grond wordt gedraaid.
- wapening wordt aangebracht

Geheide stalen buispalen:
Er wordt gebruik gemaakt van een valblok dat, afhankelijk van de grondmechanische gegevens en werkomstandigheden in of op de paal valt. Als de buis op de juiste diepte is, wordt deze voorzien van beton en gevuld met een kop-wapening

Geschroefde stalen buispalen:
De stalen boorbuis fungeert als blijvende paalmantel. De boorbuis kan worden verlengd door het oplassen van nieuwe paalsegmenten. Paalbelastingen tot 2000kN zijn mogelijk

Injectiepalen:
Een paal die omhuld is en gevuld met verharde cementgrout. Deze heeft een hoge inbrengsnelheid. Je hebt verschillende soorten injectiepalen:
- de gekoppelde injectiepaal
- de schroefinjectiepaal
- de spiraalinjectiepaal