Scheurvorming in muren
Scheuren in metselwerk hebben tal van oorzaken, van fundering tot foute dakconstructie, van temperatuurverschillen tot en met een gewijzigd gebruik van het gebouw. Ook de rol van spouwankers wordt belicht in dit artikel dat niet alleen de oorzaken, maar ook de oplossingen van scheurvorming helder toegelicht. Een bijdrage van Total Wall Concept.
Inleiding
Scheuren in metselwerk zijn voor de eigenaar van een gebouw reden tot zorg:
- Door de scheuren neemt (het gevoel van) veiligheid af
- Aan de esthetische kwaliteit van het gebouw wordt afbreuk gedaan
- Er is een verhoogde kans op vochtinslag in muren. Het is duidelijk: als er scheuren in metselwerk ontstaan is alle aanleiding om bij het constateren daarvan maatregelen te nemen (of die minstens te overwegen).
Bij het analyseren van de schade moet aandacht worden besteed aan de volgende zaken:
- Is de schade stabiel of instabiel?
– Stabiele schade = schade die zich niet verder ontwikkelt (zoals krimpscheuren)
– Instabiele schade = schade die zich verder kan ontwikkelen (zoals die boven lateien of scheuren door verzakking) - Wat is de wijdte en richting van de scheur?
Scheuren werken als verklikkers. De wijdte en richting van de scheur kan al veel informatie verschaffen. Zo constateren we dat een horizontale beweging heeft plaatsgevonden wanneer de verticale delen van een scheur groter zijn dan de horizontale delen. Andersom heeft een verticale beweging plaatsgevonden als de horizontale delen van de scheur groter zijn dan de verticale delen. Bovendien is het belangrijk te letten op het verloop van de scheurbreedte. Daar waar de scheurbreedte het grootst is, zijn de krachten het grootst. - Wat is de mogelijke oorzaak van de scheurvorming?
Bij de keuze van een herstelmethode is het van belang dat eerst de oorzaak van de schade wordt vastgesteld. Pas nadat de oorzaak is weggenomen, kan duurzaam scheurherstel plaatsvinden. Scheuren in metselwerk worden in feite allemaal veroorzaakt door trekspanningen die te groot zijn om door de elasticiteit van het metselwerk opgevangen te worden. De redenen hiervoor kunnen verschillend van aard zijn. In veel gevallen zijn de oorzaken gecompliceerd, omdat er sprake is van een samenloop van diverse omstandigheden en factoren. Die komen in dit artikel allemaal aan de orde.
Funderingsproblemen
Het herkennen van scheuren. We onderscheiden:
- scheuren die naar boven toe breder of smaller worden
- diagonaal scheurverloop, vaak getand via de voeg (als de mortel t.o.v. de steen niet sterk is)
- wegzakken van (een gedeelte van) het gebouw de gescheurde delen zijn ook in verticale richting van elkaar verschoven (let op lintvoegen!)
- grondverzakking
- grondverschuiving
- omhoog stuwen van de grond.
Mogelijke oorzaken van funderingsproblemen:
- verlaging van de grondwaterstand
- verhoging van de grondwaterstand
- grondophoging
- trillingen
- geologische omstandigheden
- ontwerp- en/of uitvoeringsfouten
- ongelijkmatige zettingen door de geometrie van het bouwwerk
- bomen die te dicht bij het gebouw staan.
Verlaging van de grondwaterstand
Door verlaging van de grondwaterstand gaat de grond inklinken. Bij paalfundering kan hierdoor negatieve kleef optreden waardoor palen naar beneden worden getrokken. Ook kan er bij verlaging van de grondwaterstand een stroming ontstaan die grond meevoert met als gevolg een grondverschuiving. Tenslotte kunnen door verlaging van de grondwaterstand houten palen ineens gedeeltelijk boven het watervlak (het freatisch vlak) komen te staan waardoor ze gaan rotten.
Verlaging van de grondwaterstand kan worden veroorzaakt door:
- realisatie van bouwwerken in de omgeving waarbij een open bemaling of een bronbemaling wordt toegepast (tijdelijke zakking).
- een grote boom dichtbij het gebouw waarvan wortels plaatselijk veelwater aan de grond onttrekken.
Verhoging van de grondwaterstand
Door overmatige wateraanvoer kan water niet langer door de grond wegstromen zodat deze verzadigd raakt en er ter plaatse min of meer drijfzand ontstaat. De korrels zullen een dichtere pakking willen zoeken zodat het gebouw plaatselijk gaat zetten, met scheuren als gevolg.
Verhoging van de grondwaterstand kan worden veroorzaakt door:
- overstromingen
- slechte afwatering van het terrein/het terrein rondom het gebouw loopt niet voldoende af
- lekkages (gebroken en lekkende rioleringen, goten of hemelwaterafvoeren).
Grondophoging
Bij plaatselijke grondophoging wordt een ongelijkmatige grondbelasting gecreëerd. Zo worden bijvoorbeeld bij het periodiek ophogen van bestratingen, de palen aan de gevelzijde extra belast, waardoor de grootte van de negatieve kleef toeneemt (grondlagen gaan als het ware aan de paal hangen). Het gebouw kantelt dan naar de straat toe. Het inrichten van een vuilstortplaats of een grondbank veroorzaakt een daling van het oorspronkelijke grondniveau. Spanningen kunnen zich dan zodanig door de grond verdelen, dat deze op een andere plaats omhoog wordt gedrukt.
Trillingen
Door trillingen kan de grond plaatselijk inklinken. Trillingen kunnen worden veroorzaakt door: zwaar weg- of treinverkeer dichtbij het gebouw heiwerkzaamheden in de omgeving.
Geologische omstandigheden
De samenstelling en aard van de ondergrond speelt een belangrijke rol. Samenhangende gronden zijn soorten die sterk samendrukbaar zijn, zoals klei en leem. Door de bijbehorende slechte doorlaatbaarheid van deze grondsoorten duurt het soms tientallen jaren voordat zettingen hun eindwaarde hebben bereikt. Niet samenhangende gronden zijn gronden met een in de regel zeer geringe cohesie, zoals zand en grind bijvoorbeeld. Deze gronden laten water redelijk goed door en ze zijn weinig samendrukbaar. De eindzetting is snel bereikt. De snelheid van zettingen heeft dus te maken met het vermogen van de grond om water door te laten/af te voeren.
Schade kan ontstaan door:
- onvoldoende draagkracht van de grond
- aanwezigheid van verschillende grondlagen (samenhangende en niet samenhangende) die verschillende druk kunnen opnemen
- plaatselijk ongeroerde grond
- de aanwezigheid van een (eventueel: voormalig) slotenstelsel
- niet goed verdichte aanvullingen
Ontwerp- en/of uitvoeringsfouten
Veel gemaakt ontwerp- en uitvoeringsfouten:
• onvoldoende diep aangelegde fundering (niet onder de vorstgrens)
• onvoldoende gedimensioneerde fundering
• materiaaldefecten ontstaan bij het heien (bezwijkbreuk/scheuren in palen)
• functieverandering van het gebouw, waardoor de belasting verandert.
Ongelijkmatige zettingen door de geometrie van het bouwwerk
Bij een gewone eengezinswoning is het gewicht van de ontgraven hoeveelheid grond voor de kelder hoger dan het gebouwgewicht dat er voor in de plaats komt. De zetting ter plaatse van het onderkelderde deel is daarom nul. Onder het niet onderkelderde deel zal wel zetting en dus schade optreden. Ongelijkmatige zetting wordt o.a. veroorzaakt door:
- gedeeltelijke onderkeldering
- niet gedilateerde aanbouw
- geconcentreerde belastingen bij onvoldoende spreidingsmogelijkheden.
Bomen die te dicht bij het gebouw staan
Wortels van bomen die te dicht bij het gebouw staan kunnen bij ondiep gefundeerde gebouwen de fundering omhoog drukken. De wortels van de boom onttrekken plaatselijk water aan de grond waardoor de grondwaterstand verlaagd wordt (zie ‘1.verlaging van de grondwaterstand’). De scheuren zullen ’s zomers open staan en ’s winters dicht/kleiner zijn. De wateropname van bomen is zeer temperatuur- en klimaatafhankelijk en ook de grootte en het type boom speelt een belangrijke rol in het dagelijkse waterverbruik.