14/12/2018
logo

Maanpaineen pienentäminen

Maarakenteiden painosta aiheutuva maanpaine kohdistuu tukirakenteeseen maan ja rakenteen rajapinnassa. Maanpaineen kuormittamia tukirakenteita ovat esimerkiksi tukimuurit, ponttiseinät, siltojen taustatäytöt ja perustukset. Maanpaineen pienentäminen kevytsoralla on kustannustehokas ja toimiva vaihtoehto.

Täyttömateriaalina Leca-kevytsora soveltuu hyvin maapaineen pientämiseen. Keveydestä johtuen rakenteeseen kohdistuva vaakasuora maanpaine vähentyy jopa 80 %:lla verrattuna luonnon maamateriaalilla täyttämisellä. Pienempi maanpaine mahdollistaa maata tukevien rakenteiden optimoinnin ja on siksi usein kustannustehokas vaihtoehto.

Käytettäessä Leca-kevytsoraa maapaineen pienentämiseen tulee ottaa huomioon mm.: 

  • Pohjamaan ominaisuudet ja kuormitushistoria 
  • Huokosveden paine pohjamaassa 
  • Pohja- ja/tai orsiveden sekä mahdollisen avoveden pinnan taso 
  • Sallitut painumat ja siirtymät rakenteessa ja sen läheisyydessä 
  • Viereiset rakenteet ja niiden perustukset  
  • Pysyvät ja muuttuvat kuormat  
  • Työnaikainen varmuus ja rakenteen toteutettavuus

Tukimuurit

Periaateratkaisuja Leca-kevytsoran käytöstä maanpaineen vähentämisessä on esitetty alla olevissa kuvissa. Kuvassa on esitetty Leca-kevytsoratäytön ja tavanomaisen kiviainestäytön tukimuuria vasten aiheuttama vaakasuoran maanpaineen kuvaaja syvyyden suhteen. 

Maanpaineen pienentäminen, tukimuuri kuva 1

Tukimuurin taustalle aiheutuvan vaakasuoran maanpaineen suuruus syvyyden mukaan. Ensimmäisessä kuvassa Leca-kevytsoralla rakennettu taustatäyttö. Toisessa puolestaan tavanomaisella maa-aineksella tehty taustatäyttö. 

>> Katso esimerkkilaskelmat maanpaineen pienentämisestä

Taustatäytöt

Maanpaine tulee huomioida rakenteissa, joiden tausta täytetään kaltevuuteen, joka ylittää kaltevuuden, jossa täyttömaa luonnollisesti pysyy. Tällaisia rakenteita ovat esimerkiksi tukimuurit, ponttiseinät, siltojen taustatäytöt ja perustukset. Leca-kevytsora on luonnollinen valinta taustatäyttömateriaaliksi sen keveyden, roudaneristävyyden ja hyvän vedenjohtavuuden ansiosta.

KUVA 1

Maanalaista kellarinseinää vasten käytettäessä Leca-kevytsoraa täyteaineena ja ilman kevytsoratäyttöä. Kuvassa näkyy kellarin seinään kohdistuvan maanpaineen pieneneminen. Kevytsora on kuvattu vihreällä ja tavanomainen maa-aines punaisella.  Pienempi maanpaine mahdollistaa kevyemmän seinärakenteen ja vähentää rakennuksen ympärillä olevan maanperän painumisesta aiheutuvia muodonmuutoksia. Lisäksi kevytsora toimii rakenteessa salaojamateriaalina.

Geotekniikka_maanpaine_kuva-1.jpg

Kuva 1

KUVA 2

Kuvassa esitetään maanpaine sillan maatukea ja sen perustusta vasten käytettäessä Leca-kevytsoraa täyteaineena ja ilman kevytsoratäyttöä.

Ratkaisut_geotekniikka_maanpaine-sillan-maatukea-ja-sen-perustusta-vasten.jpg

Kuva 2

Satama-alueet ja laiturirakenteet

Rakennettaessa satama-alueita ja laiturirakenteita joudutaan usein työskentelemään hyvin pehmeillä maapohjilla lähellä vedenpinnantasoa. Kevytsoran käytöllä voidaan parantaa rakenteiden vakavuutta sekä vähentää kiinteisiin laiturirakenteisiin kohdistuvaa maanpainetta. Viime vuosina ympäri maailmaa on rakennettu useita laiturirakenteita käyttäen Leca-kevytsoraa taustatäyttömateriaalina.

>> Lue, kuinka Leca-soraa käytettiin Frederician huvivenesataman kunnostus- ja uudistamisprojektissa

Luonnon savesta valmistettu Leca-kevytsora on täysin inertti materiaali, eikä siitä liukene vesistöihin haitallisia aineita, joten kevytsora satama-alueilla ja laiturirakenteissa on rakennuskohteen ympäristöä kuormittamaton vaihtoehto.  

Kevytsora laiturirakenteen taustatäyttönä.

Geotekniikka_maanpaine_kuva-3.jpg

Laskennassa huomioitavaa

Maanpaineelle altistuvien rakenteiden rakentamisessa on tärkeää, että rakenteiden suhteellinen liike otetaan huomioon. Maanpainelaskelmissa on kolme merkitsevää tapausta riippuen rakenteen tyypistä ja liikkeestä:

  • Maan lepopaine, σ0
  • Aktiivinen maanpaine, σA 
  • Passiivinen maanpaine, σP 

Talot, suuret rakennelmat ja sisäpuolelta tuetut rakenteet, jotka eivät pääse liikkumaan ympäröivään maahan nähden, altistuvat maan lepopaineelle. Pienemmät rakenteet, kuten tukimuurit ja ponttiseinät, voivat liikkua suhteessa ympäröivään maa-ainekseen, jolloin liikesuunnasta riippuen altistuvat aktiiviselle tai passiiviselle maanpaineelle.

>> Katso esimerkkilaskelmat maanpaineen pienentämisestä

Maan lepopaine

Oheisessa kuvassa kuvassa esitetään rakenne, jolla ei ole suhteellista liikettä ympäröivään maa-ainekseen nähden. Rakenteen molemmilla puolilla vaikuttaa yhtä suuri maan lepopaine.

        δ0=0
 

Geotekniikka_maanpaine_maan_lepopaine.jpg

 


 

Aktiivinen maanpaine

Kuvassa esitetään tukimuuri, joka pääsee liikkumaan poispäin ympäröivästä maa-aineksesta. Tämä saa aikaan muuriin kohdistuvan aktiiviseksi maanpaineen, jonka suuruuteen vaikuttaa muurin taakse muodostuvan liukuvan maakiilan paino ja liukumisvastus. Aktiivinen maanpaine on pienempi kuin maan lepopaine.

Geotekniikka_maanpaine_aktiviinen_maanpaine.jpg

 

Passiivinen maanpaine

Viereisessä kuvassa esitetään tukimuuri, joka liikkuu ympäröivää maa-ainesta vastaan. Tämä saa aikaan muuriin kohdistuvan passiivisen maanpaineen, joka aiheutuu työnnettävät maakiilaan painosta ja liukumisvastuksesta. Passiivinen maanpaine on huomattavasti aktiivista maanpainetta ja maan lepopainetta suurempi.

Geotekniikka_maanpaine_passiivinen_maanpaine.jpg


Ota yhteyttä Leca-asiantuntijoihimme!

Asiantuntijamme palvelevat sinua kaikissa geotekniikkaan liittyvissä kysymyksissä arkisin klo 8–16.