Installatie van een vrijstaande zwenkkraan: 3 funderingsmethoden uitgelegd

Of een vrijstaande zwenkkraan Een veilige installatie is niet alleen van belang voor de normale werking, maar ook voor de hijsveiligheid en de levensduur op lange termijn. Tijdens het gebruik creëert een last die zich nabij het uiteinde van de giek bevindt een aanzienlijk kantelmoment op de kraankolom en fundering. Zelfs wanneer twee giekranen hetzelfde nominale hijsvermogen hebben, kunnen verschillende gieklengtes leiden tot zeer uiteenlopende eisen aan de fundering en het verankeringssysteem.

Daarom mag de verbinding tussen de kraanbasis en de fundering niet alleen op basis van het hefvermogen worden gekozen. Ook andere factoren moeten in overweging worden genomen, zoals het nominale draagvermogen, de lengte van de giek, de werkfrequentie, de staat van het beton en de bouwomstandigheden op de locatie.

Er zijn drie gangbare funderingsmethoden voor een vrijstaande zwenkkraan: installatie met een grote grondplaat, installatie met chemische ankers en fundering met een ingebedde ankerkooi.

Elke methode heeft zijn eigen geschikte toepassingen. Er bestaat geen funderingsoplossing die geschikt is voor elk project met een vrijstaande zwenkkraan.

Installatie met grote funderingsplaat: Belastingen verdelen over een groter funderingsoppervlak

Een grote grondplaatconstructie kan worden gebruikt voor sommige vrijstaande zwenkkranen met een kleine tot middelgrote capaciteit, doorgaans in het bereik van ongeveer 1-3 ton. Of deze methode geschikt is, moet echter worden gecontroleerd aan de hand van de lengte van de zwenkarm, het kantelmoment, de afmetingen van de grondplaat, de verankering en de staat van de betonnen fundering.

Bij deze installatiemethode wordt een bredere en dikkere stalen basisplaat onder de kraankolom gebruikt, met meerdere ankerpunten verdeeld over de plaat.

Het is belangrijk te begrijpen dat een grotere grondplaat niet betekent dat de vrijstaande zwenkkraan zomaar op een gewone werkplaatsvloer kan worden geplaatst, noch dat deze een goed ontworpen betonnen fundering kan vervangen.

Het belangrijkste doel van de grotere grondplaat is het vergroten van het lastverdelingsoppervlak en het creëren van extra verankeringspunten, waardoor de door de zwenkkraan gegenereerde belastingen en het kantelmoment over een groter funderingsoppervlak kunnen worden overgebracht.

Wanneer is een grote bodemplaat geschikt?

Bij de aanleg van een nieuwe werkplaatsvloer kunnen ankerbouten tijdens het betonstorten worden ingebed. Wanneer de beschikbare ruimte beperkt is en het uitgraven van een grote funderingsput voor een ankerkooi onpraktisch is, kan een grote grondplaat worden overwogen.

Als de gehele werkplaatsvloer opnieuw gestort moet worden, kunnen de verankeringsbouten vooraf worden geplaatst, afhankelijk van het ontwerp van de hijskraan. Dit kan de hoeveelheid extra graafwerk voor een aparte diepfundering verminderen.

In gebieden waar meerdere machines dicht bij elkaar staan en er een geïntegreerde gewapende betonnen vloer of fundering aanwezig is, kan een grotere grondplaat er ook voor zorgen dat plaatselijke belastingen over een groter oppervlak worden verdeeld.

Wat is het verschil tussen een grote grondplaat en een ingebouwde ankerkooi?

Beide methoden vereisen een betrouwbare betonnen fundering, maar de verankeringsprincipes verschillen.

Een grote grondplaat verdeelt de belasting over een groter funderingsoppervlak dankzij het grotere contactoppervlak en de meerdere verankeringspunten.

Een ingegraven ankerkooi daarentegen maakt gebruik van wapening en ankerbouten die dieper in de betonnen fundering zijn verankerd om een meer geïntegreerd verankeringssysteem te creëren. Dit biedt over het algemeen een betere structurele integriteit en weerstand tegen kantelkrachten.

Voor kranen met een hoog hefvermogen, lange giekarmen, frequente hijswerkzaamheden of toepassingen met grote kantelmomenten, moet normaal gesproken eerst een fundering met verankeringskooi worden overwogen in plaats van simpelweg de afmetingen van de grondplaat te vergroten.

Standaard installatieprocedure voor een grote grondplaat

• 1. Bouw de betonnen fundering
  Stort de betonnen fundering volgens het funderingsontwerp en plaats de ingebouwde ankerbouten volgens het gatenpatroon in de grondplaat.
• 2. Plaats en waterpas de grote grondplaat.
  Reinig het funderingsoppervlak, til de grondplaat op zijn plaats, lijn deze uit met de ingebouwde ankerbouten en stel de centrering en waterpas af.
• 3. Draai de ankermoeren vast.
  Plaats de ringen en moeren en draai ze vervolgens geleidelijk en gelijkmatig diagonaal vast.
• 4. Installeer de kraankolom
  Bevestig de kolomvoet aan de grote grondplaat, draai de verbindingsbouten vast en controleer of de kolom verticaal is uitgelijnd.
• 5. Eindinspectie en voegwerk indien nodig.
  Controleer alle verbindingen, het contact met de voetplaat en de verticale stand van de kolommen. Als in het funderingsontwerp een voeglaag is voorgeschreven, gebruik dan een geschikte krimpvrije voegmortel.

Over het algemeen niet aanbevolen zonder specifieke structurele verificatie: Bij toepassingen met een hoog draagvermogen, lange giek, hoge frequentie of een groot kantelmoment mag niet uitsluitend een vergrote grondplaat worden gebruikt als vervanging voor een ingegraven fundering zonder de juiste constructieberekeningen.

Installatie van chemische ankerbouten: Minimale aanpassingen aan bestaande werkplaatsvloeren

Chemische ankerbouten worden vaak overwogen voor sommige lichte, vrijstaande zwenkkranen, doorgaans in het bereik van ongeveer 0,25 tot 1 ton. De geschiktheid kan echter niet alleen worden bepaald door het kraanvermogen. Ook het bestaande beton moet worden gecontroleerd op sterkte, dikte, wapening, vereiste verankeringsdiepte, randafstand en het kantelmoment dat door de zwenkkraan wordt gegenereerd.

In tegenstelling tot een ingegraven ankerkooi, hoeven bij deze methode geen ankers te worden geplaatst voordat het beton wordt gestort.

In plaats daarvan worden gaten in de bestaande betonnen fundering geboord volgens het patroon van de kraanvoetplaat. Nadat de gaten grondig zijn gereinigd, wordt er een chemisch hechtmiddel ingespoten en worden er draadstangen ingebracht.

Zodra het chemische verankeringsmateriaal volledig is uitgehard en de vereiste sterkte heeft bereikt, kan de kraankolom worden geïnstalleerd.

Wanneer zijn chemische ankerbouten geschikt?

Als een werkplaats al een betonnen vloer of fundering heeft die voldoet aan de structurele eisen van de zwenkkraan, en het uitgraven van een nieuwe fundering moeilijk is, kan de installatie van chemische ankerbouten worden overwogen.

Deze methode is met name geschikt voor:

• Bestaande werkplaatsupgrades
• Werkplaatsen met reeds afgewerkte betonnen vloeren
• Werkplekken waar uitgebreide funderingsgraafwerkzaamheden moeilijk uitvoerbaar zijn.
• Projecten die een relatief korte installatieperiode vereisen.

De belangrijkste voordelen zijn een snellere installatie en minder aanpassingen aan de bestaande vloer of fundering. Dit betekent echter niet dat een vrijstaande zwenkkraan op elke bestaande betonnen vloer met chemische ankers kan worden geïnstalleerd.

Als het beton gebarsten, hol of te dun is, of als de vereiste ankerpunten te dicht bij de funderingsrand liggen, moet de installatiemethode opnieuw worden beoordeeld.

Basisprocedure voor het installeren van chemische ankers

• 1. Markeer de ankerposities aan de hand van de gaten in de voetplaat van de kolom.
• 2. Boor gaten met de aangegeven diameter en diepte.
• 3. Verwijder stof en vuil grondig uit de gaten.
• 4. Injecteer de voorgeschreven hoeveelheid chemische hechtlijm.
• 5. Plaats de draadstangen en laat de lijm volledig uitharden.
• 6. Monteer de kolomvoet, ringen en moeren.
• 7. Stel de verticale stand van de kolom bij en draai de ankers vast volgens de specificaties.

Van deze stappen zijn de boordiepte, het reinigen van het gat en de uithardingstijd bijzonder belangrijk voor de prestaties van de ankers. Overmatig stof in de gaten, onvoldoende ankerlijm of het belasten van de ankers voordat deze volledig zijn uitgehard, kunnen de prestaties van de ankers aanzienlijk verminderen.

Over het algemeen niet aanbevolen: Als de dikte, sterkte, wapening of algehele staat van het bestaande beton niet kan worden vastgesteld, of als het beton aanzienlijke scheuren, holtes of structurele schade vertoont, mogen chemische ankers niet uitsluitend op basis van de hijscapaciteit worden gekozen.

Inbouwankerkooifundering: geschikt voor langdurige en zware toepassingen.

Een ingegraven ankerkooi is een van de meest voorkomende funderingsoplossingen voor een vrijstaande zwenkkraan. Deze is geschikt voor een breed scala aan toepassingen, van kleine en middelgrote kranen tot relatief zware kranen, met een typisch referentiebereik van ongeveer 0,5 tot 5 ton.

Bij lange giekarmen, hogere hefcapaciteiten, frequente hijswerkzaamheden of toepassingen met grote kantelmomenten wordt vaak de voorkeur gegeven aan deze funderingsmethode.

Bij een ingegraven installatie moet een funderingsput worden uitgegraven. Wapening, ankerbouten en positioneringscomponenten worden in de fundering aangebracht voordat het beton wordt gestort.

Nadat het beton de voorgeschreven installatiesterkte heeft bereikt, wordt de fundering van de kraankolom op de ingebedde ankerbouten gemonteerd.

Wanneer is een ingegraven ankerkooi geschikt?

Een ingebouwde verankeringskooi is bijzonder geschikt voor nieuwe werkplaatsen of projecten waar de civiele bouwwerkzaamheden nog gaande zijn.

Als de locatie van de vrijstaande zwenkkraan en de belangrijkste technische parameters tijdens de bouw van de werkplaats worden vastgesteld, kunnen de fundering en de verankeringskooi vooraf worden ontworpen en geïnstalleerd. Dit minimaliseert latere aanpassingen aan de afgewerkte werkplaatsvloer.

Een ingegraven fundering verdient over het algemeen meer aandacht vanwege:

• Vaste werkplekken
• Zwenkkranen met een hogere capaciteit
• Langere giekarmen
• Hoogfrequente hijsoperaties
• Toepassingen met aanzienlijke dynamische belastingen
• Projecten die een grotere funderingsstabiliteit en weerstand tegen kantelen vereisen.

In vergelijking met chemische ankers en grote grondplaatverbindingen, draagt een ingebedde ankerkooi de belastingen en het kantelmoment die door de kraankolom worden gegenereerd over naar een grotere betonnen fundering, waardoor een meer geïntegreerd verankeringssysteem ontstaat.

Basisprocedure voor het installeren van een ingegraven ankerkooi

• 1. Graaf de fundering uit volgens de aangegeven afmetingen.
• 2. Maak de ankerkooi en positioneer de ankerbouten nauwkeurig.
• 3. Zet de verankeringskooi vast om beweging tijdens het betonstorten te voorkomen.
• 4. Stort het beton en tril het goed aan.
• 5. Laat het beton uitharden volgens de aangegeven voorschriften.
• 6. Installeer de kraankolom nadat de fundering de vereiste installatiesterkte heeft bereikt.
• 7. Stel de verticale stand van de kolom bij en draai de ankermoeren vast.

Tijdens de bouw moet bijzondere aandacht worden besteed aan de positie, de onderlinge afstand, de verticaliteit en de zichtbare lengte van de ankerbouten. Als de ankerkooi niet goed is bevestigd, kunnen het storten van beton en trillingen ervoor zorgen dat de ankerbouten verschuiven, waardoor het moeilijk of zelfs onmogelijk wordt om de kraanvoetplaat tijdens de installatie uit te lijnen.

Beperking om rekening mee te houden: Hoewel een ingegraven ankerkooi een uitstekende funderingsstabiliteit biedt, vereist deze methode graafwerkzaamheden, wapeningswerk, betonstorten en uitharding. Daarom zijn de civiele werkzaamheden en de installatietijd over het algemeen langer dan bij de andere twee methoden.

Hoe kies je tussen de drie funderingsmethoden voor een vrijstaande zwenkkraan?

De onderstaande capaciteitsbereiken zijn slechts bedoeld als voorlopige referentie en mogen niet worden beschouwd als normen voor funderingsontwerp.

Belangrijk: Zelfs wanneer twee vrijstaande zwenkkranen exact hetzelfde hefvermogen hebben, kunnen verschillen in gieklengte, hefhoogte en bedrijfsomstandigheden leiden tot verschillende funderingsbelastingen. Daarom mag de uiteindelijke funderingsmethode nooit uitsluitend worden gekozen op basis van de hierboven weergegeven capaciteitsbereiken.

Een eenvoudige voorlopige selectiegids

De bestaande betonnen vloer en de uitgraving zijn lastig.
→ Controleer eerst de bestaande betonomstandigheden. Voor lichte kranen kunnen chemische ankerbouten worden overwogen.

Nieuwe betonnen vloer: ankerbouten kunnen vooraf worden geplaatst, maar diep graven is beperkt.
→ Een installatie met een grote grondplaat kan worden overwogen.

Nieuwe werkplaats, permanente werking, hoger hefvermogen, lange giekarm of frequent hijsen
→ Een fundering met ingegraven ankerkorven heeft over het algemeen de voorkeur.

Deze richtlijnen zijn uitsluitend bedoeld voor een voorlopige selectie. Het definitieve funderingsontwerp moet altijd worden bevestigd aan de hand van de kraanparameters en de feitelijke omstandigheden op de bouwplaats.

Waarom zou de fundering niet uitsluitend op basis van de kraancapaciteit gekozen moeten worden?

Dit is een van de aspecten bij het ontwerp van funderingen voor vrijstaande zwenkkranen die het gemakkelijkst over het hoofd worden gezien.

Neem bijvoorbeeld twee zwenkkranen, beide met een hefvermogen van 1 ton. De ene heeft een zwenkarm van 2 meter, de andere een van 6 meter.

Wanneer de last het uiteinde van de giek bereikt, kan het kanteleffect op de kolomfundering bij beide kranen aanzienlijk verschillen.

Om te bepalen of een funderingsmethode geschikt is, moet daarom rekening worden gehouden met ten minste de volgende factoren:

• Nominaal hefvermogen
• Foklengte
• Hefhoogte
• eigen gewicht van de kraan
• Bedrijfsklasse en bedrijfsfrequentie
• Dynamische belastingen
• Fundament- en betonomstandigheden

Daarom zal een fabrikant van zwenkkranen doorgaans niet alleen vragen: "Welk hefvermogen heeft u nodig?", maar ook naar de vereiste gieklengte en de funderingscondities op de locatie, alvorens de installatieoplossing te bevestigen.

Welke informatie is nodig voordat een vrijstaande zwenkkraan wordt geïnstalleerd?

Als u twijfelt of uw project chemische ankers, een grote grondplaat of een ingegraven ankerkooi moet gebruiken, is het niet raadzaam om de beslissing alleen op basis van de kraancapaciteit te nemen.

Voordat u een funderingsoplossing kiest, dient u de volgende informatie te verzamelen:

• 1. Nominaal hefvermogen
  Bijvoorbeeld: 500 kg, 1 ton, 2 ton of 5 ton.
• 2. Gieklengte / werkradius
  De afstand van het midden van de kraankolom tot het uiteinde van het effectieve werkgebied.
• 3. Vereiste tilhoogte
  De effectieve verticale hijshoogte die nodig is vanaf vloerniveau tot aan de haak.
• 4. Bestaande funderingscondities
  Dit omvat de dikte, sterkte en wapening van het beton. Geef voor een nieuwe werkplaats, indien beschikbaar, de geplande funderingscondities door.
• 5. Foto's of tekeningen van het installatiegebied
  Foto's van de locatie, plattegronden van de werkplaats en funderingstekeningen kunnen helpen bij het bepalen van de beschikbare bouwruimte en het identificeren van omliggende structuren die de installatie kunnen beïnvloeden.

Op basis van deze informatie kunnen de belastingen en het kantelmoment die op de fundering inwerken verder worden geëvalueerd, waardoor een meer geschikte fundering en verankeringsmethode kan worden gekozen.

Voor zware hijswerkzaamheden met lange giek en hoge frequentie, of projecten met complexe funderingsomstandigheden, moet de fundering specifiek worden ontworpen en structureel gecontroleerd op basis van de werkelijke kraanparameters, in plaats van generieke funderingsafmetingen te gebruiken.

Alleen wanneer de betonnen fundering, het verankeringssysteem, de kolomvoet en de vrijstaande giekkraanconstructie een goed ontworpen en stevig verbonden systeem vormen, kan de kraan op de lange termijn veilig, betrouwbaar en consistent functioneren.