(Fr.: fondations; Du.: Fundament; Eng.: foundation) of fundament, het onderdeel van een bouwwerk dienende om zowel het eigen gewicht van het bouwwerk als de daarop uitgeoefende krachten en belastingen over te brengen op de ondergrond en wel op zodanige wijze dat een vaste stand van het bouwwerk ten opzichte van de omgeving zo goed mogelijk is verzekerd.
In het algemeen behoeft een zekere zetting (verticale verplaatsing) van een bouwwerk nog geen grote zorgen te baren, mits deze gelijkmatig over het gehele oppervlak is verdeeld. Indien dit niet het geval is, zal scheurvorming kunnen optreden. De keuze van het type, de vorm en de constructie van de fundering, benevens de diepte welke de fundering dient te verkrijgen, hangen in belangrijke mate af van de toelaatbaar geachte zetting of van de verwachte ongelijkmatigheid van de zetting.Daarbij spelen onder meer de volgende factoren een rol:
1. aard, samenstelling en dikte van de onder het bouwwerk en in de directe omgeving daarvan aanwezige grondlagen;
2. de grondwaterstand ter plaatse, benevens de variatie daarvan;
3. het eigen gewicht van het bouwwerk, de fundering daaronder begrepen;
4. de op het bouwwerk uitgeoefende krachten en belastingen ten gevolge van sneeuw, wind, grond, water enz., alsmede overige belastingen, zoals bijv. magazijngoederen, installaties, personen, trillingen ten gevolge van het verkeer;
5. de afmetingen van bouwwerk en fundering;
6. de gewenste bruikbaarheidsduur en duurzaamheid van het bouwwerk;
7. eventuele toekomstige veranderingen in de omgeving of in de ondergrond, zoals bouwwerken op belendende percelen, ontgravingen ten behoeve van wegen en kanalen, grondwaterstandsverhoging en/of -verlaging.
Op grond van meer of minder uitgebreide onderzoekingen en beproevingen in het terrein en/of in een laboratorium voor grondmechanica zal in vele gevallen met redelijke nauwkeurigheid een voorspelling van de zettingen (of ongelijkmatigheid van de zettingen) van een bepaalde funderingswijze en -uitvoering kunnen worden gemaakt. Met inachtneming van de verschillende criteria is het derhalve mogelijk uitgaande van een bepaald funderingsontwerp het draagvermogen van de onder het op te richten bouwwerk aanwezige grondlagen te bepalen. Voor verschillende funderingsdiepten en funderingswijzen worden derhalve steeds andere waarden van het draagvermogen gevonden.
Men onderscheidt het grens- of evenwichtsdraagvermogen, waarbij het bouwwerk wegzakt of kantelt en het vervormings- of vormveranderingsdraagvermogen, waarbij de zetting van het bouwwerk ontoelaatbaar groot wordt of de vaste stand ten opzichte van de omgeving niet voldoende is gewaarborgd (zoals bij de toren van Pisa). Het gevaar van overschrijding van het evenwichtsdraagvermogen is het grootst bij relatief zwaar belaste bouwwerken met geringe breedte. Het vormveranderingsdraagvermogen zal over het algemeen maatgevend zijn voor bouwwerken met grotere oppervlakten. Door het spreiden van de belasting over een groter oppervlak, het vergroten van de horizontale, werkzame oppervlakte van de fundering, is het in principe mogelijk de belasting van het bouwwerk op de ondergrond te reduceren en derhalve de zetting te verminderen (spreidingsprincipe). Ongelijkmatigheid van zettingen kan dikwijls worden voorkomen door de funderingsconstructie zo stijf mogelijk te maken of door een bouwwerk te splitsen in twee of meer delen, welke dan elk afzonderlijk worden gefundeerd.
Het draagvermogen van de grondlaag, welke uiteindelijk de fundering zal dragen, mag nimmer worden overschreden. Daarom wordt steeds een veiligheidscoëfficiënt van ten minste 1,5...3 in acht genomen teneinde met de onzekerheid bij de bepaling van het draagvermogen rekening te houden en aan eventuele onvoorziene omstandigheden het hoofd te bieden.
Funderingsmethoden.
De belangrijkste methoden zijn fundering op staal, op pijlers, op grondverbetering, op kelders, op betonkoek, op putten, op caissons, pneumatische fundering en fundering op palen. Indien een bouwwerk op de bovenste laag van de bouwgrond kan worden opgetrokken, spreekt men van een fundering op staal. De onderkant van de fundering moet vorstvrij zijn. Teneinde de belasting op de ondergrond (funderingsdruk) te beperken, maakt men gewoonlijk een funderingsstrook of funderingsvloer van gewapend beton. Indien de draagkrachtige laag zich op niet te grote diepte bevindt, dan kunnen de onvoldoend draagkrachtige, meestal slappe, grondlagen worden afgegraven of uitgebaggerd en worden vervangen door zand, dat door inwateren of op andere wijze wordt verdicht. Men spreekt dan van fundering op kunstmatig staal of fundering op grondverbetering. Men kan eveneens van grondverbetering spreken, indien losgepakte zandgronden op kunstmatige wijze worden verdicht door toepassing van bronbemaling, met behulp van machinale hulpmiddelen, door het aanbrengen van een tijdelijke zandbelasting (zwaarder dan het toekomstige bouwwerk) of door het injecteren van bijv. cement of asfaltemulsies. Onder bepaalde omstandigheden kan ook chemische grondverkitting tot het verhogen van het draagvermogen leiden. Voor slecht waterdoorlatende kleigronden wordt incidenteel elektro-osmose toegepast, waardoor een zekere drainage optreedt en het draagvermogen van de oorspronkelijke grond wordt verbeterd.
Bij fundering op kelders wordt onder het bouwwerk een ledige ruimte geschapen, zodat dieper gelegen grondlagen een geringere belasting behoeven te dragen.
Een fundering op betonkoek bestaat uit een laag beton, met verticaal beweegbare stortkokers onder water gestort (contractormethode) in een kuip, gevormd door stalen damwanden, waarbinnen de grond tot op de draagkrachtige laag is verwijderd. Na verharding van het beton wordt de kuip drooggemaakt en het bouwwerk opgetrokken. Deze methode wordt onder meer toegepast voor pijlers van bruggen.
Men spreekt van een fundering op putten, wanneer men gemetselde of betonnen ringen door hun eigen gewicht en eventueel door het aanbrengen van extrabelasting tot op de draagkrachtige grondlaag laat zakken, terwijl de grond uit de put wordt verwijderd. Een belangwekkende toepassing hiervan is de fundering van de steunpunten van de Oosterscheldebrug (1965).
Bij fundering op caissons, veel toegepast bij het maken van kademuren, baggert men de slappe lagen weg en vervangt ze door zand (grondverbetering). De caisson wordt daarna ter plaatse gevaren en afgezonken. Vervolgens wordt de caisson met zand of beton gevuld, waarna de eigenlijke kademuur wordt opgetrokken. Ook kan men lucht persen in putten of caissons, welke van boven gesloten en van onderen open zijn (pneumatische fundering). Daardoor ontstaat een droge werkruimte waarin een verhoogde luchtdruk heerst. Door middel van luchtsluizen worden materialen en werkkrachten in de werkkamer aan- en afgevoerd, zodat het mogelijk is om in den droge (doch tot ver beneden de waterspiegel) werkzaamheden te verrichten. De ter plaatse of elders vervaardigde caisson of put zakt tot op de draagkrachtige laag door het aanbrengen van beton op de gesloten bovenkant, terwijl de grond langzamerhand wordt verwijderd.
Een andere bijzondere funderingsmethode is het zgn. diepwandsysteem, dat in 1966 is toegepast bij het maken van de spoorwegtunnel onder een der startbanen van Schiphol. Smalle sleuven elk ter breedte van 0,70 m, gegraven met een speciale graafmachine tot op een diepte van 15 m en waarvan de stabiliteit met een waterbentonietsuspensie werd verzekerd, heeft men na het inbrengen van een net van wapeningsstaal met beton volgestort. De aldus gevormde wanden zijn tevens de zijwanden van de tunnel.
Indien een fundering op staal niet in aanmerking komt, past men meestal een fundering op palen toe. De belasting van de bovenbouw wordt dan via palen op de op grotere diepte gelegen grondlagen overgebracht. Indien het grootste deel van de bovenbelasting via de paalpunt op een draagkrachtige laag steunt, spreekt men van stuitpalen. Indien de draagkrachtige laag voor de paalpunt onbereikbaar is, wordt de bovenbelasting langs de omtrek van de palen op de omgevende grond door wrijving overgebracht (kleefpalen). Het draagvermogen van een paalfundering kan behalve op grond van ervaring op verschillende wijzen worden voorspeld (zie Grondmechanica). Steeds wordt evenwel bij het slaan van een paal nagegaan wat de gemiddelde zakking van de paalkop per slag is.
Uit dit zgn. kalenderen verkrijgt men een indruk van het draagvermogen. Ook kan een eenmaal geslagen paal aan een proefbelasting worden onderworpen, waardoor meer zekerheid wordt verkregen omtrent het draagvermogen. Naar de aard van het gebruikte materiaal en de produktiemethode onderscheidt men: houten palen, palen van ter plaatse gestort of in de fabriek vervaardigd gewapend beton, palen van voorgespannen beton, ter plaatse in de grond vervaardigde palen (stortpalen), stalen palen voor zeer zware en bijzondere belastingen, enz.
Een zo gelijkmatig mogelijke verdeling van de belasting over de verschillende palen wordt steeds nagestreefd, zodat onder zwaarder belaste delen van het bouwwerk dikwijls paalgroepen worden ontworpen. Zulks heeft ook het voordeel dat plaatselijk de bovengrond wordt verdicht en de negatieve kleef wordt gereduceerd. Negatieve kleef treedt op, wanneer slappere bovenlagen inklinken en derhalve een naar beneden gerichte kracht uitoefenen langs de zijden van een paal. Wanneer grotere horizontale krachten op het bouwwerk worden uitgeoefend, zoals bij kademuren, landhoofden en sluishoofden het geval kan zijn, worden deze op de draagkrachtige laag overgebracht door middel van schuine palen. Ondervinden zij een drukkracht, dan worden deze schuine palen schoorpalen genoemd. Bij grotere horizontale krachten kunnen ook in sommige palen of paalgroepen trekkrachten optreden (trekpalen). Breuk van palen ten gevolge van verticale belastingen treedt slechts zelden op. Horizontale belastingen, bijv. ten gevolge van horizontaal werkende gronddruk op een deel van de lengte van de paal, kunnen evenwel zeer gevaarlijk zijn en gemakkelijk breuk veroorzaken, omdat de stijfheid in horizontale richting van betonnen en houten palen slechts gering is. In dergelijke gevallen gaat men ofwel over tot toepassing van stalen palen dan wel tot bijzondere constructies ter beperking van de horizontale krachten (bijv. damwanden e.d.).
Bij het herstel van funderingen onder historische gebouwen en monumenten wordt dikwijls gebruik gemaakt van afzonderlijke holle gewapend betonnen paalelementen van 1...3 m lengte, welke, onder voortdurend uitpulsen, met een vijzel onder het bouwwerk in de grond worden gedrukt. Steeds wordt een volgend element op het voorgaande geplaatst en daarmede verbonden, totdat ten slotte de draagkrachtige bodem is bereikt. De holle paal wordt daarna met beton volgestort. Voorts zie Grondmechanica; Heien.