De installatie vangt aan met de positionering van een compacte heistelling boven het exacte paalpunt. Eerst de punt. Het eerste geprefabriceerde betonsegment wordt verticaal gesteld en de bodem in geheid. Een valblok slaat ritmisch op de heimuts. Zodra de kop van het segment het werkniveau bereikt, stopt de machine voor de mechanische koppeling van het volgende element. Dit gebeurt meestal door een centraal draadeind of een stalen mofverbinding die de segmenten star met elkaar verbindt.
Het proces herhaalt zich cyclisch. Segment na segment verdwijnt in de ondergrond. De machinist monitort de voortgang nauwgezet door middel van kalendering; het tellen van het aantal slagen per vaste maateenheid van indringing geeft een objectieve indicatie van de bodemweerstand. Dit gaat door tot de berekende diepte of de weigeringsgrens is bereikt. De paal staat. Na voltooiing van het heien wordt de laatste segmentkop vaak bewerkt voor een vlakke aansluiting met de bovenliggende funderingsbalk of poer.
| Fase | Kenmerkende handeling |
|---|---|
| Positionering | Opstellen compacte heistelling op de paalpositie. |
| Heifase | Indrijven segmenten middels valblok en heimuts. |
| Koppelfase | Mechanisch verbinden van prefab elementen (draadeind/bus). |
| Controle | Kalendering bij het bereiken van de dragende zandlaag. |
De variatie in betonsegmentpalen zit voornamelijk in de wijze waarop de afzonderlijke elementen aan elkaar worden gesmeed. De koppeling maakt de paal. Meest gangbaar is het centrale draadeind; een stalen staaf die door een uitgespaard gat in het midden van de segmenten loopt en de elementen onder mechanische voorspanning houdt. Dit voorkomt dat segmenten tijdens het heiproces uit elkaar drijven. Een alternatief is de mofverbinding of stalen koppelbus. Hierbij valt een stalen huls over de kop van het onderliggende segment. Snelheid is hier het grote voordeel. Geen gedraai met moeren, simpelweg stapelen en verder rammen.
Hoewel de doorsnede van deze palen bijna universeel vierkant is — meestal 18x18 of 22x22 centimeter — bestaan er kleine nuances in de betonkwaliteit en wapeningsconfiguratie. Soms zijn de koppen voorzien van extra stalen ringen om de splijtkrachten van het valblok op te vangen. De lengte van de segmenten varieert tussen de 25 centimeter en een meter. Kortere stukken voor kelders met een laag plafond. Langere segmenten voor de tuin waar de vrije hoogte groter is.
De term betonsegmentpaal wordt vaak in één adem genoemd met heien, maar dat is niet het hele verhaal. De geperste betonsegmentpaal is de stille variant. Geen trillingen. Geen geluidsoverlast. Bij deze methode wordt de paal met hydraulische vijzels de grond in geduwd, waarbij het bestaande gebouw vaak als contragewicht fungeert. Een delicate operatie die veel wordt toegepast bij funderingsherstel van monumentale panden waar elke schok fataal kan zijn.
Het is essentieel om deze betonvariant niet te verwarren met de stalen buispaal. Hoewel beide systemen modulair zijn en segment voor segment de diepte in gaan, is de buispaal hol en wordt deze na installatie gevuld met beton. De betonsegmentpaal is al massief prefab. Volledig uitgehard. Direct belastbaar zodra hij op de juiste diepte staat. Geen wachttijd voor het uitharden van de vulling, wat de bouwsnelheid direct ten goede komt.
Een Amsterdams souterrain. Donker en benauwd. De stahoogte is krap twee meter, wat funderingsherstel met traditionele palen fysiek onmogelijk maakt. Hier bieden betonsegmenten van 30 of 50 centimeter lengte de oplossing. Een compacte machine tikt ze de bodem in. Segment op segment. Handmatig koppelen. Het centrale draadeind klemt de delen op elkaar tot één massieve kolom die de diepgelegen zandlaag opzoekt.
De achtertuin van een rijtjeshuis vormt een ander klassiek scenario. De enige toegang is een brandgang van amper een meter breed. Geen plek voor zwaar materieel. De segmentpalen worden simpelweg op een pallet aangevoerd en met een steekkar verplaatst. De mini-heistelling manoeuvreert op rupsbanden door de smalle doorgang. Geen trillingen die de vazen bij de buren van de plank doen denderen; de impact is lokaal en de overlast beperkt.
Bij monumentale panden waar elke schok fataal kan zijn, verandert de methode maar blijft het product gelijk. Geen gehamer. Geen gedreun. Hier worden de segmenten de grond in geperst met hydraulische vijzels. Het gewicht van de bestaande, massieve gevel dient als tegenkracht. Geruisloos verdwijnt de funderingspaal de diepte in, terwijl de kwetsbare glas-in-loodramen erboven onberoerd blijven. Vernuftig gebruik van bestaande massa.
Regels bepalen de diepte. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) vormt het wettelijk kader voor de constructieve veiligheid van bouwwerken, waarbij de fundering op betonsegmentpalen moet voldoen aan de fundamentele eisen voor sterkte en stabiliteit. Geen ruimte voor gokwerk. Voor het geotechnisch ontwerp is NEN-EN 1997 (Eurocode 7) de leidende norm, specifiek aangevuld met de Nederlandse nationale bijlage NEN 9997-1. Deze normering schrijft voor hoe de rekenkundige draagkracht wordt bepaald op basis van sonderingen. Een noodzakelijk kwaad voor de constructeur.
De kwaliteit van de prefab elementen zelf is vastgelegd in NEN-EN 12794. Deze norm stelt eisen aan de betonkwaliteit, de wapening en de toleranties van de segmenten. Fabrieksmatig geproduceerd onder gecontroleerde omstandigheden. De koppelingen tussen de segmenten moeten een starre verbinding garanderen die de krachten tijdens het heien en de uiteindelijke gebruiksbelasting zonder schade kan overbrengen.
Omgevingshinder is een ander kritisch punt in de regelgeving. De Wet milieubeheer en lokale omgevingsplannen stellen strikte grenzen aan geluid en trillingen. Vooral bij funderingsherstel in binnensteden. Hoewel een betonsegmentpaal door de compacte massa en de verende heimuts minder overlast veroorzaakt dan zware prefab palen, blijft monitoring vaak verplicht. Soms eist de gemeente een trillingsmeting conform de SBR-richtlijnen om schade aan belendende monumentale panden uit te sluiten. Veiligheid boven alles. De uitvoering van de werkzaamheden dient bovendien te geschieden volgens NEN-EN 12699, de norm voor de uitvoering van speciaal geotechnisch werk voor verdringingspalen.
De wortels van de betonsegmentpaal liggen diep begraven in de bodem van de historische binnensteden. Amsterdamse grachtenpanden kregen te maken met paalrot. De oplossing moest door een voordeur passen. Traditionele heistellingen waren simpelweg te lomp voor de krappe souterrains en nauwe steegjes waar funderingsherstel bittere noodzaak werd. In de vroege twintigste eeuw experimenteerden ingenieurs al met handmatige methoden om verzakkingen te stuiten, maar de echte technische sprong kwam pas met de opkomst van prefab betontechnieken na de Tweede Oorlog. Voorheen werden kelders moeizaam uitgegraven om houten palen te verlengen met betonopzetters; een arbeidsintensief proces dat zelden de diepe, echt dragende zandlaag bereikte.
Rond de jaren 60 en 70 verschoof de focus definitief naar mechanisatie. De introductie van het centrale draadeind veranderde de dynamiek op de bouwplaats. Hierdoor ontstond een starre kolom die niet langer uit elkaar gleed bij zijwaartse gronddruk of onregelmatige heislagen. Een technisch huzarenstukje voor die tijd. De groeiende weerstand tegen geluidsoverlast en trillingsschade in dichtbebouwde gebieden dreef de innovatie verder richting hydraulisch persen. De massa van het pand zelf fungeerde voortaan als tegenkracht voor de vijzels. Een slimme omkering van krachten. Wat begon als een ambachtelijke noodoplossing voor kleinschalig herstel, evolueerde zo naar een industrieel gestandaardiseerd systeem waarbij kalendering en digitale monitoring tegenwoordig de boventoon voeren.