BOUWKRAANFUNDERING

Ten gevolge van Arbowetgeving, prefab-bouw en voortgaande technische ontwikkelingen zijn de hijskranen een steeds belangrijker hulpmiddel bij de bouwwerkzaamheden en aanpassing van industriële installaties. Ook hiervoor dient de bouwplaats te worden ingericht en de draagkracht te worden beschouwd zodat er sprake is van een veilige situatie tijdens de hijswerkzaamheden.

Type bouwkranen

Grofweg zijn de volgende typen hijskranen te onderscheiden, waarbij de draagkracht van het terrein van belang is en door Inpijn Blokpoel ingenieurs op basis van een grondonderzoek een advies kan worden uitgebracht.

  1. Mobiele hijskranen met een bandenonderstel; snel en mobiel, grotere reikwijdte door telescoopgiek. Voor stabiliteit tijdens het hijsen worden stempels met zo nodig schotten geplaatst. Bij deze kranen zijn ook zwaardere aslasten te verwachten. De draagkracht voor deze kranen wordt vaak afgeleid uit de resultaten van het grondonderzoek, die zijn uitgevoerd voor de nieuwbouwconstructie. Wel is van belang dat lokaal de toplagen verkend worden en de grondwaterstanden worden vastgesteld, daar deze een grote invloed hebben op de draagkracht. De belastingen zijn vaak kortdurend, waardoor de vervormingen beperkt zijn. Zo nodig wordt om de draagkracht te verhogen een grondverbetering aangebracht in combinatie met drukspreidende schotten. De grondverbetering kan bestaan uit goed verdicht zand, lagen met menggranulaat of in het werk met cement gemengde en verdichte grond.
  2. Torenkranen, die boven een nieuwbouw uit torenen met een horizontale giek. Vaak worden deze kranen op een vaste constructie in of direct naast de nieuwbouw opgebouwd. Het kan zijn dat ze op een vaste plek staan en onderdeel uitmaken van de funderingsconstructie van de nieuwbouw of  naast de nieuwbouw op een betonnen plaat of verplaatsend op een railconstructie op betonnen platen. De funderingsopties zijn afhankelijk van de positie van de kraan (vast in gebouw, of aansluitend, dezelfde funderingsmethodiek als nieuwbouw) en de aangetroffen grondslag. In weinig draagkrachtige gebieden resulteert dit in een fundering op palen en in de beter draagkrachtige gebieden wordt vaak een funderingslaag met menggranulaat of grondverbetering aangebracht.

Bij de paalfundering wordt gedimensioneerd op basis van de te verwachten druk en trekkrachten. Bij de fundering op staal is de draagkracht maatgevend, maar moeten de vervormingen ook beschouwd worden.

  1. Rupskranen, die hijswerk doen, variërend van lichtere lasten in slecht begaanbaar terrein tot zwaar hijswerk op grote hoogte, zoals bijvoorbeeld bij windparken en industriële installaties. Daarnaast kunnen deze kranen een hijslast vervoeren, tijdens het verplaatsen. De draagkracht wordt ontleend aan het oppervlak van de rupsen. Voor deze hijskranen worden funderingslagen met menggranulaat en zo nodig grondwapening (verstijven van de funderingslaag met een sterk kunststof net ook wel geogrid genoemd) aangebracht. Drukspreidende of dragline schotten kunnen daarnaast voor extra spreiding van de belasting op de ondergrond zorgen en afname van de vervormingsverschillen in de ondergrond. Vervormingsverschillen kunnen een grote invloed hebben op de functionaliteit van het hijswerk en spelen een grote rol. Er zijn gevallen, waarbij een betonnen plaat of gewapend funderingspakket op palen werd aangebracht om de locatie geschikt te maken voor het hijswerk met rupskranen.
  2. Ringkranen; Dit is een nieuwe ontwikkeling, waarbij een kraan voor zeer extreem zwaar hijswerk op vaste betonnen baan rondom de nieuwbouw kan bewegen; bijvoorbeeld bij de bouw van de kerncentrale Hinkley Point C in Engeland of Shell Moerdijk. Gezien de zware lasten en geringe toelaatbare vervormingen, is voor deze kraanbaan een fundering op palen voorzien.

Grondonderzoek

Voor het vaststellen van de draagkracht van de ondergrond wordt vaak gebruikt gemaakt van het grondonderzoek dat voor de nieuwbouw is verricht. Als er geen onderzoek voorhanden is of  de kraan staat meer dan 15 meter van de beschikbare sonderingen voor de nieuwbouw, dan wordt geadviseerd om een onderzoek uit te voeren met minimaal twee sonderingen (NEN-EN-ISO 22476-1) en een handboring (NEN-EN-ISO 14688-1). In specifieke gevallen zoals bijvoorbeeld voor een zware rupskraan in gebieden met slappe grondlagen wordt een uitgebreider onderzoek verricht met laboratoriumonderzoek om een goed beeld te krijgen van de eigenschappen van de ondergrond.

Fundering op staal

Bij een fundering op staal wordt de standzekerheid analytisch getoetst waarbij het contactoppervlak van de kraan is beschouwd als een fundering op staal conform NEN 9997-1. Hierbij wordt getoetst op zowel de geotechnische draagkracht (gedraineerd en ongedraineerd) als op doorponsen op basis van de verwachtte belastingen van de kraan, afmetingen van de stempels/rupsen en ondergrond. Bij projecten met hoog en zwaar hijswerk wordt rekening gehouden met horizontale belastingen als gevolg van windkrachten op de kraan, draaien en zwenken van de giek. De draagkracht is sterk afhankelijk van de combinatie afmeting dragend oppervlak, belastingen van de kraan en ondergrond en is geen vaste waarde. Het is derhalve van belang dat de gegevens van de kraan zo gespecificeerd mogelijk worden verstrekt voor advies. Tevens worden de vervormingen beschouwd in relatie tot de dynamiek en duur van het hijswerk. De stijfheid van de gerealiseerde funderingspakketten kunnen wij voor u controleren met plaatdrukproeven en (slag)sonderingen.

Paalfundering

Bij een paalfundering is de berekening van het paaldraagvermogen en de vervormingen gebaseerd op NEN 9997-1. Het effect met horizontale belastingen op de paalkoppen wordt ook gemodelleerd om de benodigde wapening in de palen te kunnen vaststellen. Aanbevelenswaardig is om de funderingspalen akoestisch door te meten, om zekerheid te hebben over de integriteit van de paalschacht.

Tenslotte wordt nog opgemerkt, dat de positie van de kraan ten opzichte van belendende constructies ook invloed heeft op de funderingswijze. Bij een op staal gefundeerde kraan direct naast een (bestaande) kelder moet rekening worden gehouden met horizontale belastingen op deze kelder. Hetzelfde geldt voor gevoelige leidingen in de ondergrond onder of kort nabij de kraan. Ook ten aanzien van deze aspecten kunnen wij van advies voorzien.