Aanpak vloer- en fundatieverzakkingen met expansiehars

Veel bedrijven op industrieterrein De Hoogjes bij Sleeuwijk hebben last van verzakte vloeren. Niet door een slechte aannemer, maar door de weinig draagkrachtige ondergrond in dit voormalige moerasgebied. Ook de vloeren van de bedrijfshallen van Metaal Techniek Morée zakken gestaag. Het bedrijf Uretek Nederland BV heeft de vloeren gelift met expansiehars, terwijl al het werk in het bedrijf gewoon door kon gaan.

Een verzakte betonvloer kan tot veel overlast leiden. Niet alleen tijdens het gebruik, maar ook tijdens het herstel. De meest ingrijpende optie is slopen en een nieuwe vloer storten. Minder ingrijpend is het ondervullen van de vloer met schuimbeton of uitvlakken met een nieuwe betonlaag. In alle situaties ligt de productie van een bedrijf lange tijd stil en dat kost veel geld. Er is gelukkig nog een optie: het omhoog brengen van een vloer door het injecteren van een expanderend hars onder de vloer. Hierbij kan alles op de vloer blijven staan, zelfs zware machines, voorraden en stellingen.

 

Voorbeeldproject

‘In 1996 was de vloer in het midden maar liefst 15 centimeter verzakt. Die vloer is toentertijd niet onderheid, omdat de kosten zo hoog waren’, herinnert directeur Anton Morée van Metaal Techniek Morée zich. ‘Wij hadden in die tijd een keer een klus bij een bedrijf in Gorinchem en toen was Uretek daar bezig met de vloer. Groot voordeel van hun vloerliftmethode is dat de vloer niet volledig ontruimd hoeft te worden en het werk bijna ongehinderd door kan gaan. Dat sprak me wel aan. We hebben vervolgens bij ons de vloer laten liften en dat beviel goed. Vorig jaar hebben we naast de oude hal een nieuwe hal geplaatst. De nieuwe vloer hebben we laten onderheien om verzakkingen in de toekomst te voorkomen. Tijdens de funderingswerkzaamheden moesten we ook ontgraven en draineren om de werkvloer droog te houden. Daarbij is veel vocht onttrokken aan de omgeving en is de grond verder ingeklonken. De vloer in de oude hal is daardoor weer acht centimeter gezakt. Dat gaf problemen bij onder meer de snijtafels en kantbanken die zuiver waterpas horen te staan, maar nu foutmeldingen begonnen te geven. Ook andere werkzaamheden die waterpas moeten worden uitgevoerd ondervonden steeds meer problemen. Tijd dus om Uretek weer in te schakelen.’

Volgens Morée was hij wel goedkoper uitgeweest door de vloer bijvoorbeeld te laten uitvlakken of deze te ondervullen met schuimbeton, maar dan ligt de productie wel dagenlang stil: ‘In beide gevallen moet de vloer leeg en dan ligt de productie dagenlang stil. Voordeel van de vloerliftmethode is nu juist dat we gewoon door kunnen werken. Daarmee verdien je die extra kosten zo weer terug.’

 

Duidelijk is hier het verschil te zien tussen een omhoog gebracht vloerdeel (achter) en een nog omhoog te brengen vloerdeel (voor). Door de naad tussen de twee vloerdelen is wat expansiehars omhoog gekomen. Dit betekent dat het vloergedeelte volledig ondervuld is met het expansiehars. Dit duidt erop dat de draagkracht onder de vloer weer volledig hersteld is. Bij de rechterfoto is de vloer bijna op hoogte.

 

Uitvoering

De vloer in de oude hal heeft een dikte van 180 mm en is voorzien van een bouwstaalnet in de trekzone. De oppervlakte is 1.200 m2 en het vloerveld is verdeeld in vakken van ruwweg 20 x 15 meter. Per dag is een vak gelift. Hiertoe worden in de vloer eerste enkele kernboringen (ø 60 mm) uitgevoerd, om de situatie onder de vloer goed in te kunnen schatten. In het te liften vloerveld wordt daarna iedere 2 tot 4 m2 een gat geboord van ø 12 mm. In deze gaten worden koperen buisjes geslagen. Vervolgens worden de slangen vanuit de vrachtwagen de fabriek ingerold en wordt met behulp van injectiepistolen een tweecomponenten expansiehars ingespoten. De slangen zijn 65 meter lang. Soms is dit niet lang genoeg. Als het nodig is, wordt de apparatuur met een heftruck van de vrachtwagen naar de gewenste locatie gebracht en operationeel gemaakt. Dit kan binnen een tijdsbestek van één uur gerealiseerd worden.

Direct na het injecteren reageren de twee vloeibare componenten en vormen een hars, waarbij krachtige expansie optreedt. De krachten zijn zo groot dat hiermee de vloer gelift kan worden. Doordat de expansiereactie al na zo’n tien tot vijftien seconden voorbij is en er geen nazwelling optreedt, kan het proces goed worden gestuurd. Stoppen met injecteren is stoppen met expanderen. Met laserapparatuur wordt continue de ‘lift’ van de vloer op de millimeter nauwkeurig gemeten.

Uw hoofdredacteur staat tijdens dit proces op een omhoog te brengen vloerveld en voelt de grond onder zich licht trillen. Tevens is met het blote oog te zien hoe de vloerranden langs de reeds gelifte vloervelden omhoog kruipen; een vreemde gewaarwording. ‘Zelfs een vrachtwagen op de vloer gaat mee omhoog’, wordt me verteld. Na het werk worden de pijpjes boven de grond afgetikt met een hamer en worden ze doorgedreveld. De gaatjes zijn vloeistofdicht en het afwerken wordt verder aan de klant overgelaten. Niets herinnert dan meer aan de toch wel bijzondere operatie die de vloer weer op hoogte heeft gebracht. Of het zouden kleine haarscheurtjes moeten zijn die tijdens het proces kunnen ontstaan in de toplaag. Volgens Uretek leveren die echter geen problemen op, tenzij er natuurlijk sprake is van een vloeistofdichte vloer.

Anton Morée loopt tevreden over de gelifte vloer en wil wel kwijt dat deze operatie hem circa € 40,- per vierkante meter kost. Maar dat heeft hij er graag voor over: ‘Ze hebben 1200 m2 vloer in zes dagen gelift. Er is hard doorgewerkt, waardoor de overlast minimaal was.’

 

Koperen injectiehuls.

 

Tijdens het injecteren wordt de stijging van de vloer nauwkeurig gevolgd met behulp van laserapparatuur.

 

Uit de vrachtwagen worden 65 meter lange slangen gerold voor het injecteren van de ruimte onder de vloer.

 

Floorlift-methode

Om verzakte vloeren te liften maakt Uretek gebruik van een drie stappenmethode. Hierbij hoeft de vloer niet ontruimd te worden. De vloer moet wel minimaal 100 mm dik zijn en het liefst voorzien van een bewapening.

Stap 1. Boren.

In vloeren, verharde binnen- of buitenterreinen en wegen worden volgens een aan de hand van niveaumetingen vastgesteld patroon, gaten met een diameter van ø12 mm geboord. Daarin wordt een injectiehuls aangebracht waardoor de twee componenten, die samen het expansiehars gaan vormen, onder de vloer wordt geïnjecteerd. Gemiddeld boort men elke anderhalve meter een gat.

 

Stap 2. Injecteren.

Op de ingebrachte hulzen worden speciaal ontwikkelde injectiepistolen aangebracht. De twee componenten worden in het pistool intensief gemengd en dit mengsel wordt vloeibaar en met gecontroleerde druk onder de vloer geïnjecteerd. Daar verspreidt het zich met een radius van een tot twee meter rond het injectiepunt. De harsen zijn FCWK- en formaldehydevrij en bevatten geen radon. Ze zijn zelfs toegelaten voor toepassing in de levensmiddelenindustrie.

 

Stap 3. Expanderen.

Kort hierna beginnen de twee componenten met elkaar te reageren. Het expansieve mengsel zet tot dertig maal het oorspronkelijke volume uit. De expansie is mede afhankelijk van de gekozen samenstelling van het mengsel en de wijze van injecteren. Alle aanwezige holle ruimtes worden daardoor opgevuld en de vloer krijgt weer een draagkrachtige ondergrond. Door zorgvuldig gedoseerd te blijven injecteren komt de verzakte vloer millimeter voor millimeter omhoog. De bij dit proces vrijkomende expansiekrachten kunnen, afhankelijk van de ondervonden weerstand, oplopen tot 100 Bar. Hierdoor worden stellingen, machines en voorraden eenvoudig mee omhoog gedrukt. Ontruiming is dus nauwelijks nodig. Door de extreem korte reactietijden van het hars en de permanente lasercontrole kan er binnen zeer nauwe toleranties (minder dan 5 mm per strekkende meter) worden gewerkt. Per dag kan een oppervlak van circa 300 m2 vloer worden behandeld of 200 meter strekkende dilatatievoeg worden gestabiliseerd.

 

 

Deep-Injectionmethode

Deze methode is bedoeld om de draagkracht van de fundatie-ondergrond zodanig te vergroten, dat op elk willekeurig punt van de behandelde ondergrond het draagvermogen daarvan aanzienlijk hoger is dan de statische belasting van het bovenliggende gebouw. De methode werkt in vrijwel alle soorten ondergronden. Bij het bepalen of de injectietechniek toepasbaar is of niet zijn de (conus)weerstand en de samenstelling van de grondlagen een belangrijke factor. Indien er sprake is van vele meters aaneengesloten stukken grond met een lage conusweerstand en wanneer deze grond bestaat uit slappe en/of drassige grond (zoals veen en slappe kei) kan de injectietechniek vaak niet worden ingezet. Bij het liften van vloeren is de samenstelling van de ondergrond veel minder van belang.

 

Stap 1. Boren.

Voor de eerste injectieronde worden er gaten van ø 12-16 mm met een onderlinge afstand van 50 cm door de fundatievoet geboord. De onderlinge afstand tussen de boorgaten is circa 0,50-1,00 meter. Voor de diepere lagen boort men meestal langs de fundatievoet. In deze boorgaten worden de injecteerlansen aangebracht.

 

Stap 2. Injecteren.

Injectie van de gemengde twee componenten vindt plaats door de lans in de ondergrond. Net als bij de vloeren worden de twee componenten in het pistool intensief gemengd en wordt het mengsel vloeibaar door de lans in de ondergrond geïnjecteerd. De samenstelling van het materiaal is echter anders.

Door doelgericht in de zwaarst belaste lagen te injecteren met het krachtig expanderend speciaalhars (expansiekracht tot 100 Bar), worden uitgerekend deze lagen sterk verdicht. Daarmee wordt de draagkracht navenant vergroot. Het effect van de injecties wordt gecontroleerd door middel van nauwkeurige laserapparatuur. Deze is in staat om elke beweging in de constructie tot op een halve millimeter nauwkeurig te registreren.

 

Vrij snel na het verlaten van de lans reageert het kunsthars in de ondergrond, waarbij een krachtige expansie optreedt. Van nature expandeert het hars altijd eerst in de richting van de minste weerstand. Precies daar dus waar de verdichting het meest gewenst is. Zodra de ondergrond zij- en benedenwaarts voldoende weerstand begint te bieden tegen de optredende expansiekrachten is er alleen nog een verdringingsbeweging naar boven mogelijk. Die beweging, hoe miniem ook, wordt geregistreerd door de op het bouwwerk aangebrachte laserontvanger. Op dat moment wordt duidelijk aangetoond dat het draagvermogen van het geïnjecteerde punt aanzienlijk hoger is dan de heersende statische gebouwlast. Een toename van het draagvermogen tot 500 procent is mogelijk. De optredende opwaartse druk kan de fundering daarnaast soms enkele millimeters tot centimeters omhoog brengen. De door de verzakking ontstane scheurvorming in muren kan daardoor vaak verminderd worden. De meeste funderingsherstelwerkzaamheden zijn in enkele dagen afgerond. Per dag kan ongeveer acht tot tien strekkende meter fundament worden behandeld.