Indiening Vernufteling 2016 Paal-plaat-fundering mogelijk gemaakt voor Nieuw Universiteitsgebouw Campusplein VU in Amsterdam, hoofdkantoor Rabobank en WTC in Utrecht.

1. Optimalisatie funderingsontwerp door
koppeling van 3D-ontwerpmodellen
Vernufteling 2016
Paal-plaat-fundering mogelijk gemaakt voor Nieuw Universiteitsgebouw
Campusplein VU in Amsterdam, hoofdkantoor Rabobank en WTC in Utrecht.
Rabobank Utrecht NU.VU Amsterdam WTC Utrecht

2. Algemene informatie
Rabobank Utrecht
Opdrachtgever:
Adviseur constructie:
Architect:
WTC Utrecht
Opdrachtgever:
Adviseur constructie:
Architect:
Nieuw Universiteitsgebouw Campusplein VU Amsterdam
Opdrachtgever:
Adviseur constructie:
Architect:
Rabobank Nederland
ABT bv
Kraaijvanger Urbis
AM Real Estate Development
ABT bv
MVSA
Vrije Universiteit Amsterdam
ABT bv
Team V Architectuur
Gegevens inzender:
Betrokken partijen:
Organisatie:
Naam:
Functie:
Contactpersoon Vernufteling:
Adres:
Telefoon:
Email:
Website:
ABT bv
ir. R.T. (Ruud) Arkesteijn | ir. J.C. (Chris) van der Ploeg
Projectleider ondergronds bouwen | Constructeur
Iris Boesveld (Communicatie)
Arnhemsestraatweg 358, 6881 NK Velp
026 368 31 70 (Communicatie)
communicatie@abt.eu
www.abt.eu

3. Inleiding
ABT heeft twee 3D-ontwerpsoftwarepakketen aan elkaar gekoppeld. Dit maakt het mogelijk om het gedrag van
de onder- en bovenbouw van een gebouw beter op elkaar af te stemmen. Materiaal – beton, staal en heipalen –
kan hierdoor zo efficiënt mogelijk worden ingezet.
De softwarekoppeling levert een bijdrage aan de verduurzaming van bouwprojecten omdat er minder materiaal
nodig is wat de CO2-uitstoot verlaagt. Daarnaast maakt de softwarekoppeling het mogelijk om overlast voor de
omgeving te beperken omdat minder geheid wordt. Bovendien nemen projectrisico’s af omdat
rekenmodellen de realiteit beter benaderen en heipalen verder uit elkaar komen te staan en zo grondtrillingen en
kans op paalbreuk worden beperkt.
De softwarekoppeling is toegepast op een handmatige wijze bij de nieuwbouw van de Vrije Universiteit (VU)
in Amsterdam en het hoofdkantoor van de Rabobank in Utrecht. Voor het nog te bouwen WTC-gebouw in
Utrecht is de koppeling geautomatiseerd waardoor er een significant betere integratie en versnelde iteratie van
de ontwerpmodellen mogelijk is gebleken.
Knip tussen ontwerp boven- en onderbouw
Voor het ontwerp van boven- en onderbouw van een groot gebouw gebruiken ingenieurs verschillende
softwareprogramma’s. Hierdoor ontstaat tijdens het ontwerpproces een harde knip tussen het ontwerp van de
constructie van het gebouw en de fundering die er onder zit. Om de gebouwdelen rekenkundig op elkaar aan te
laten sluiten worden minimum en maximum belastingen en draagkrachten afgesproken waaraan de
gebouwdelen constructief moeten voldoen. Bij traditionele methodieken wordt naast de veiligheid die is
voorgeschreven in bouwnormen (materiaal- en belastingfactoren) al snel een overmatige veiligheid
bewerkstelligd in de vorm van modelfactoren. Door de ontwerpmodellen geautomatiseerd te koppelen kan de
ongewenste mate van “overdimensionering” tot een minimum worden beperkt.
Paal-plaat-funderingen
In het verleden is het overgrote merendeel van de Nederlandse gebouwen op een traditionele wijze gefundeerd;
dat wil zeggen op palen óf op staal (via een plaat). In zandige grond geldt dat een staalfundering haalbaar is voor
lichte (woon)gebouwen; voor zwaardere gebouwen of in gebieden met slappe grondlagen (klei/veen) wordt in
de praktijk al snel voor een paalfundering gekozen. In veel situaties kan/zal een gebouw op palen ook een deel
van zijn belasting direct aan de ondergrond afdragen via de plaat. Vaak wordt deze wijze van belastingafdracht
echter niet meegenomen in het ontwerp omdat dit complexe rekenmethodieken vereist en vele iteraties. De
koppeling van geavanceerde softwarepakketten heeft daardoor een grote meerwaarde voor zogenoemde
paal-plaat-funderingen waarbij een combinatie van afdracht via palen en via de plaat wordt beschouwd.

4. Koppeling van 3D-softwarepakketten
ABT tracht te allen tijde onnodig zware uitvoering van funderingen te voorkomen. Koppeling van twee
3D-softwarepakketten maakt dit mogelijk voor funderingen. Hiervoor zijn speciale scripts geschreven
(geprogrammeerd) waarmee bijvoorbeeld voor de bovenbouw het veel gebruikte Scia Engineer gekoppeld wordt
aan Plaxis, een 3D-softwarepakket dat veel wordt gebruikt voor het ontwerp van funderingen.
De koppeling, die door ABT is geautomatiseerd voor WTC, maakt het mogelijk om meer inzicht te krijgen in de
interactie tussen de constructie van de onder- en bovenbouw. Iteraties kunnen hierdoor veel sneller
plaatsvinden. De beoordeling van de resultaten blijft uiteindelijk mensenwerk.
Carl Stahl Benelux B.V.Carl Stahl Benelux BV
3D-rekenmodellen Plaxis en Scia Engineer van WTC Utrecht
Stroomschema geautomatiseerde koppeling 3D rekenmodellen

5. Voor de fundering van het WTC heeft het geoptimaliseerde ontwerp geleid tot een besparing van circa 150
funderingspalen (circa 45%).
Daarnaast is met behulp van de softwarekoppeling onderzocht wat de beste positie en minimale vereiste
draagkracht is van iedere individuele paal. De softwarekoppeling maakt het mogelijk om dit snel te doen,
waardoor het 3D-model de werkelijke werking van de constructie dicht benaderd.
Nieuw Universiteitsgebouw VU Amsterdam
De 12 verdiepingen tellende nieuwbouw van de Vrije Universiteit in Amsterdam komt te staan op een paal-plaat
fundering. Voor deze constructie is gekozen omdat op de bouwlocatie de eerste grondlagen erg slap zijn. Deze
zijn op advies van ABT afgegraven, waardoor er ruimte ontstaat voor een ondergrondse parkeergarage van drie
lagen én de onderste keldervloer op het draagkrachtige diepe zand komt te liggen.
Paal-plaat-model VU in Scia met belastingen en vervormingen

6. De bodem van de parkeergarage op 12 meter onder NAP vormt samen met de palen de fundering van het
gebouw. ABT heeft met behulp van een geavanceerd rekenmodel met niet-lineaire steunpunten voor palen
én beddingen bepaald hoeveel palen nodig zijn om de bodem van de parkeergarage, die deels direct rust op
de onderliggende zandlaag, voldoende te ondersteunen. Hieruit bleek dat toepassing van heipalen niet nodig
was zodat kon worden volstaan met slechts het benutten van de draagkracht op druk van de reeds aanwezige
trekankers. Met deze uitkomst is ongeveer 50% bespaard op de bouwtijd en –kosten voor funderingspalen. Het
gedrag van de fundering wordt uitgebreid gemonitord tijdens de verdere bouw.
Duurzamer, sneller en beter
Verdere ontwikkeling van de softwarekoppeling maakt het mogelijk om steeds duurzamer, sneller en beter te
ontwerpen en te bouwen. Een vergelijkbare procesoptimalisatie wordt door ABT echter ook gebruikt voor het
versterken van primaire waterkeringen.
De softwarekoppeling maakt het ontwerpen van paal-plaat-funderingen makkelijker voor alle locaties waar
de bodem niet heel vast én niet heel slap is. Dit maakt dat de vernuftige berekeningswijze ook zeer interessant
is voor projecten in het buitenland met vergelijkbare grondgesteldheid; bijvoorbeeld deltagebieden.
Voelermaat
Bouw van de paal-plaat-fundering VU op 10 meter diepte (zomer 2015)

7. Conclusie
Koppelingen van 3D-softwarepakketten maken het mogelijk om het ontwerp- en bouwproces te
optimaliseren. Met name bij het ontwerpen van funderingen is veel winst te behalen. Deze worden vaak
onnodig zwaar uitgevoerd omdat in het ontwerpproces, door het gebruik van specialistische
softwarepakketten, onder- en bovenbouw los worden geknipt. De interactie tussen de verschillende
bouwdelen en de ondergrond wordt hierdoor niet of onvoldoende in de constructie verwerkt. ABT toont met
behulp van de koppeling van Scia Engineer en Plaxis aan dat juist daar veel winst is te behalen.
Funderingsprincipes