Wat is grondspanning?

Grondspanning is de druk in de bodem die ontstaat door het gewicht van alle lagen erboven. Dit omvat de grond zelf, het aanwezige water en eventuele bovenbelasting zoals gebouwen of wegen. Hoe dieper je komt, hoe groter de druk. Deze verticale druk wordt ook wel normaalspanning genoemd. De grondspanning bestaat uit twee hoofdcomponenten:

• Korrelspanning (effectieve spanning)
  Dit is de kracht die de grondkorrels direct op elkaar uitoefenen. Het is de effectieve spanning die bepalend is voor de sterkte en de stabiliteit van de bodem. Deze spanning draagt daadwerkelijk het gewicht.
• Waterspanning (poriëndruk)
  Dit is de druk van het grondwater dat zich tussen de korrels bevindt. Deze waterdruk werkt als tegenkracht in de poriën en kan een deel van de belasting ‘opvangen’.

Samen vormen deze twee componenten de totale grondspanning: σ = σ’ + u

waarbij:
σ = totale spanning
σ’ = effectieve (korrel)spanning
u = waterspanning

Deze formule staat bekend als de Wet van Terzaghi en vormt de basis van vrijwel alle berekeningen binnen de grondmechanica.

Voor funderingen is het cruciaal dat de effectieve spanning hoog genoeg is. Is die te laag, dan verliezen de korrels onderling contact en wordt de bodem instabiel. Is de spanning te hoog, dan kan de bodem inklinken of samendrukken. Een correcte inschatting van de grondspanning voorkomt dus schade. Denk aan verzakkingen, scheuren in gebouwen of scheve constructies. Zeker in gebieden met zachte grond of hoge waterstanden is dit essentieel.

De mate van grondspanning is afhankelijk van drie belangrijke factoren:

• Grondsoort
  Elke grondsoort heeft een andere dichtheid, porositeit en doorlatendheid. Zand is relatief stabiel en laat water goed door, waardoor de waterspanning snel kan dalen. Klei houdt juist water vast en is veel gevoeliger voor spanningsveranderingen. Veen is licht, samendrukbaar en reageert sterk op drukverschillen.
• Grondwaterstand
  De ligging van de grondwaterspiegel heeft direct invloed op de waterspanning. Hoe hoger het water in de bodem, hoe groter de druk in de poriën. Daardoor wordt een deel van de belasting door water gedragen in plaats van door de korrels.
• Bovenbelasting
  Alles wat je op de grond zet (van gebouwen tot vrachtwagens of opslag) oefent extra druk uit. Deze belasting wordt via de korrels en het water in de ondergrond verspreid. De verdeling van die belasting bepaalt mede hoe de spanningen zich ontwikkelen.

Samen bepalen deze drie factoren of de bodem voldoende draagkracht heeft voor wat je ermee wilt doen.

Bij bronbemaling wordt grondwater weggepompt. Hierdoor daalt de waterspanning in de bodem. Volgens de formule hierboven betekent dat dat de effectieve spanning stijgt. Op het eerste gezicht klinkt dat als een voordeel: meer effectieve spanning betekent meer draagkracht. Maar dat is niet altijd het geval. In slappe gronden zoals klei of veen kan een te snelle stijging van de effectieve spanning leiden tot vervorming of zelfs zetting van de grond. Ook kan de bodem ongelijk reageren, wat problemen geeft bij funderingen of bestaande gebouwen. Daarom moet bij bronbemaling altijd een spanningsanalyse worden uitgevoerd, zodat je weet wat er gebeurt met de bodem zodra het waterpeil verandert.

Bij Bronbemaling.com weten we dat een stabiele bodem begint bij een goed begrip van grondspanning. Of je nu werkt aan een bouwput, fundering, bemalingstraject of infrastructuurproject: het kennen van de spanningen in de bodem is onmisbaar om risico’s te beperken en schade te voorkomen. Onze specialisten helpen je met duidelijke analyses, betrouwbare metingen en praktische adviezen. Werk je aan een project waarbij grondspanning een rol speelt? Neem gerust contact met ons op of vraag direct een offerte aan. We denken graag met je mee.