De onderbouwing van een pand. Door de slappe veenbodem in de Zaanstreek is het, de vroegste bewoning buiten beschouwing gelaten, altijd noodzakelijk geweest palen de grond in te heien, waarop het gebouw rustte. Met name voor wat betreft de huizen van de rijkere kooplieden werd aan de fundering zeer veel aandacht besteed. De fundering kon soms bijna de helft van de totale bouwkosten beslaan. Door de noodzaak panden te onderheien is bouwen in de Zaanstreek ook thans duurder dan in gebieden met een stevige bodem.

Heimethoden
De Zaanstreek ligt in een veengebied dat wordt omringd door inmiddels ingepolderde grote watergebieden, die ooit rechtstreeks in verbinding stonden met de zee. De samenstelling van de Zaanse bodem is over het algemeen als volgt: tot 6 à 7 meter beneden NAP ligt een veenpakket, dat nagenoeg geen draagvermogen heeft; van 6 tot 14 meter beneden NAP wadafzettingen, met een sterk wisselende vastheid, bestaand uit zand en kleilagen; van 14 tot 18 meter beneden NAP vrij vaste zandlagen plaatselijk onderbroken door stroomgeulen; vanaf 18 meter beneden NAP vaste zandlagen met hoge conusweerstanden.

In het oosten van Nederland kan men direct op de vaste grond bouwen, in de Zaanstreek vergt dit uitgebreide voorzieningen. De veenlaag heeft geen draagvermogen en zweeft als het ware in het water. De eerste bebouwing zal dan ook plaats hebben gehad op zelf opgeworpen terpen en langs de randen van waterlopen waar zich klei- en zandafzettingen hadden gevormd. De zeer lichte bebouwing is waarschijnlijk gefundeerd geweest op een vlechtwerk van takken en boomstammen.

Naarmate de welvaart steeg, kreeg men behoefte aan meer solide gebouwen. Dit vergde een betere fundering. De paalfundering deed zijn intrede; men ging korte, dunne paaltjes of slieten, nagenoeg tegen elkaar slaan. Hierover kwam dan een stapeling van balkjes en takken. Dit soort funderingen gaf juist voldoende draagkracht om de bebouwing niet sneller te laten zakken dan het maaiveld inklonk.

In de 16e en 17e eeuw werden de houten gebouwen gefundeerd op stenen poeren of penanten, een techniek die zeer lang gevolgd is. Afhankelijk van de belasting werd een aantal palen in een vierkant naast elkaar in de grond gedreven, meestal tot 6 à 7 meter diep. De palen hadden aan de kop een diameter van 6 à 10 centimeter. Over de koppen van de palen werden korte balkjes gespijkerd, de kespen. Dwars over deze kespen werd een houten vloertje aangebracht, waarop de bakstenen poeren of kolommen werden gemetseld. Om verrotting te voorkomen moesten alle houten delen van de fundering zich 25 centimeter onder de laagste waterstand bevinden.

Bij zwaardere gebouwen werd de houten verbinding tussen de poeren niet door houten muurplaten, maar door gemetselde spaarbogen geformeerd. Ook werd de Amsterdamse methode toegepast. Deze bestond uit een dubbele rij palen, gekoppeld door korte kespen, waarover een houten fundering werd aangebracht. De muren rustten dan over de volle lengte op de paarsgewijs ingeheide palen. Het draagvermogen van de palen werd voor het grootste gedeelte ontleend aan kleef en slechts voor een klein deel aan de puntweerstand.

Kleef is de wrijving die optreedt tussen de paal en de omliggende grond. De puntweerstand bij deze paaltjes met kleine diameter is zeer laag. Uit proefbelastingen blijkt dat de boven beschreven palen ongeveer 1000 kilo kunnen dragen. De palen werden ingebracht met behulp van een Hollandse heistelling. Dit is een stellage van drie masten van dennenhout. De masten hadden elk een naam: klossenbeen, dode (gladde) been en derde been. Deze drie benen werden aan de bovenzijde verbonden door een lummelbout. Bovenin de driepoot werd een strop bevestigd met daaraan een rammelschijf, de katrol waarover de heireep liep.

Het heiblok werd door middel van de heireep opgetrokken door een aantal heiers. Men rekende hierbij een trekkracht van 20 kilo per man, zodat voor een heiblok van 100 kilo vijf mannen nodig waren. Het heien geschiedde op de maat van min of meer toepasselijke Heiersliedjesplugin-autotooltip__default plugin-autotooltip_bigHeiersliedjes

Bij het met de hand heien, dat in de Zaanstreek tot niet lang geleden zeer regelmatig voor kwam, werd het heiblok door twee tot vier personen gehanteerd. Dat vereiste afspraken over het arbeidsritme. Eén van de heiers gaf dat aan door luidkeels te tellen dan wel een heiersliedje op te zeggen. Deze gesproken tekst was sterk metrisch en rijmend. Er zijn vele heiersliedjes bekend gebleven, een aantal ervan had een nogal agressieve en vaak op de geslachtsdaad betrekking hebbende tekst…. Na een tocht van dertig slagen werd enige minuten uitgerust. Men sloeg ongeveer 15 keer per minuut, dus voor een tocht was ongeveer twee minuten nodig. De valhoogte was 1 tot 1,3 meter. Met deze geringe hoeveelheid kon niet dieper worden geheid dan 7 tot 10 meter. De maximale belasting op een paal was 1 tot 3 ton. Deze heimethode werd tot in de 20e eeuw toegepast.

Met de opkomst van de grote industrieën steeg de behoefte aan een groter draagvermogen, dus langere palen. Er werden daarom nieuwe heimethoden ontwikkeld, zoals de stoomheimachine. Dit was een Hollandse stelling, waarbij het blok door middel van een stoommachine werd opgetrokken. In deze eeuw ontstonden hieruit de motorheimachine en de elektrische heimachine. Tegenwoordig kan veel energie worden geleverd door een stoomblok waarbij de door de stoomkracht opgetilde zuiger als het heiblok fungeert.

De thans gebruikte heistellingen zijn alle van de hiervoor genoemde afgeleid. Zij zijn onder andere: het delmagblok, een dieselexplosieblok, waarbij de zuiger als heiblok fungeert; het luchtblok, dat werkt als een dieselblok, maar wordt aangedreven door samengeperste lucht. Beide blokken worden gebruikt om prefab-betonnen palen te heien. Het luchtblok wordt dikwijls gebruikt op plaatsen waar trillingsarm moet worden geheid.

Daarnaast zijn er ook heimethoden, waarbij de palen in de grond worden gevormd. Enige soorten van deze palen zijn: vibropalen, waarbij een stalen buis de grond wordt ingeheid, die na gevuld te zijn met wapening en beton weer uit de grond wordt getrild; mortelschroefpalen, waarbij een boor met een holle kern de grond in wordt gedraaid. Tijdens het trekken van de boor wordt mortel door de holle kern onder de boor aangebracht. Dit laatste systeem is trillingvrij.

Bepaling van het draagvermogen.
Vroeger werd de lengte van de palen bepaald aan de hand van een proefpaal: een paal met overlengte werd ingeheid, waarbij men de zakking per slag mat. Met de Hollandse heiformule kon men vervolgens het draagvermogen bepalen. Tegenwoordig worden voor elk bouwwerk van enige omvang een aantal sonderingen gemaakt. Door indrukken van een kegelvormige conus kan de drukvastheid van elke grondlaag worden vastgesteld.

In de veengebieden is de negatieve kleef een groot probleem. Veel stenen woningen in de Zaanstreek uit het begin van de 20e eeuw zijn gefundeerd op de hiervoor genoemde kleefpalen van 6 à 7 meter lang. De paalvoet rust op de zandlagen juist onder het veenpakket. Door de voortdurende inklinking van de veenlagen ontstaat een extra neerwaartse belasting op deze palen. Bij het zakken van het maaiveld slaat zodoende de positieve werking van kleef in negatieve kleef om. Dit veroorzaakt veel zettingen en scheurvorming in de panden.

Diverse woningcomplexen, onder andere in de Belgischestraat en de J. Bouwmeesterstraat te Zaandam moesten hierdoor voorzien worden van een nieuwe fundering. Bij het aanbrengen van deze nieuwe funderingen moet een heisysteem worden toegepast, dat een geringe werkhoogte vergt, de palen moeten immers binnen de woning de grond in worden gebracht. Hiervoor beschikbare systemen zijn: stalen buispalen, een stalen buis met voetplaat wordt met een smal heiblok in de buis op diepte geheid waarbij er steeds nieuwe segmenten op worden gelast; betondrukpalen, betonnen cilinders worden met hydraulische vijzels de grond in gedrukt. Als de plaat op diepte is wordt de holle kern leeggepulst en gevuld met beton. Het is mogelijk een verbrede voet aan de paal te maken.

Elk funderingssysteem heeft zijn eigen specifieke eigenschappen, met de daarbij behorende specifieke voor- en nadelen. De vraag welk funderingssysteem wordt gekozen hangt af van factoren als de omvang en de aard van het gebouw, die de belasting op de fundering bepalen en de locatie en de plaats van de belendingen. Het belangrijkst blijven echter de grondmechanische omstandigheden.

G. Tentij