Paalmatras voor bouwen op weinig draagkrachtige grond

Wegen, spoorwegen of ophogingen aanleggen op een weinig draagkrachtige ondergrond is een vaak voorkomende uitdaging. De toepassing van een geokunststof als interne wapening van het grondmassief verhindert bezwijken en beperkt differentiële zettingen. Wat met de algehele zetting? Indien de ondergrond niet voldoende draagkracht heeft, zal het noodzakelijk zijn bijkomende steun te bieden. Voor infra werken is de paalmatras de oplossing om, met een beperkt aantal palen, ophogen mogelijk te maken.

Paaldeksel
Om het draagvlak van de paal te vergroten, komt er een deksel bovenop. Typische afmetingen van het paaldeksel zijn 0,75 x 0,75 x 0,45m. Omdat de oppervlakte van het deksel groter is dan deze van de paalkop, verkleint de onderling te overbruggen afstand. 

Granulaatmatras
Over de paaldeksels wordt een sterk en weinig vervormbaar geotextiel of geogrid strak uitgerold, typische afmeting van de standaardrollen is 5m x 100m. Hiervoor is een uitgekiend legplan nodig, want de juiste breedte van de rollen en hun positionering dient zodanig gekozen dat er na het aanvullen voldoende verankering zal optreden door wrijving. Omdat de geokunststof een beperkte breedte heeft en dus geen doorlopende sterkte in de dwarsrichting, zal er haaks op de eerste laag een tweede laag geokunststof worden uitgerold. Deze twee lagen komen in contact met mekaar, alternatief wordt een laag granulaat tussen beide lagen aangebracht. Marco Hazenkamp van TenCate, met ca. 15 jaar ervaring in dit vakgebied, wijst op het belang van dit legplan omdat dikwijls ingewikkelde geometrieën ontstaan, bijvoorbeeld bij de aansluiting met bruggen. Ideaal is, in de ontwerpfase, het patroon van de palen zo te bepalen dat dit overeenstemt met de afmetingen van de wapeningslagen. Het is het zaak om bij de uitvoering goed voorbereid te zijn met de juiste rollengtes, breedtes en een ingetekend legplan.

Het principe van paalmatras werkt door boogvorming. Zoals bij de gewelven in een kathedraal worden de aangrijpende krachten overgedragen naar de steunen. (Beeld: Suzanne van Eekelen, Deltares)

Boogvorming
Een paalmatras werkt door boogwerking, de matras buigt de belasting richting palen. Deze dragen de krachten over naar de ondergrond. Na aanvulling, verdichting, aanleg aardebaan met wegfunderingen en asfalt, doen zich na ingebruikname weinig of geen restzettingen voor. 

Twee lagen geotextiel (of geogrid) worden haaks geplaatst, dit om de hoge sterkte te waarborgen in de twee hoofdrichtingen.

Voordelen van paalmatras
Steven De Maesschalck van Texion wijst erop dat door een goede spreiding van de belasting naar de ondergrond en gevolg van de sterkte van de geokunststof, deze ook laterale verplaatsingen tegen gaat. De palen mogen daarom vrij ver uit mekaar worden geheid, dit resulteert in een besparing voor de bouwheer.

Ontwerpen van paalmatras
Voor vrijblijvend advies en berekening d.m.v. een hiervoor speciaal ontwikkeld rekenprogramma, neem voor projecten in Nederland contact op met m.hazenkamp@tencate.com