Maanpaineen laskeminen eri teorioilla

Abstract

Erityisesti kaupunkien keskusta-alueilla rakentaminen tapahtuu usein ahtaissa olosuhteissa, jolloin työmaakaivanto voidaan rajata maan sortumista estävillä tukiseinillä. Niiden kestävyyden mitoittamiseen tarvitaan kuitenkin tuettavien maakerroksien aiheuttaman maanpaineen laskemista. Maanpaineen aiheuttamat voimat ovat tukiseinän mitoituksessa merkittäviä, sillä ne kuormittavat tukiseinää sekä kaivannon ylä-, että alapäästä. Tässä kandidaatintyössä käydään läpi maanpaineen eri lajit, eli maan lepopaine, aktiivipaine ja passiivipaine. Lisäksi työssä käsitellään maanpaineen laskentamenetelmistä Rankinen ja Coulombin maanpaineteoriat sekä eurokoodista löytyvä taulukkolaskentamalli. Esiteltyjä menetelmiä käyttäen lasketaan maanpaineen suuruutta hiekka- ja savimaassa. Eri laskentamenetelmillä saatuja tuloksia vertaillaan keskenään ja pyritään havaitsemaan eroavaisuuksia niiden välillä. Laskelmia tehdään myös tutkimalla momenttitasapainon perusteella maanpaineen vaikutusta yhdeltä tasolta tuetun tukiseinän lyöntisyvyyteen. Maanpainetta laskettaessa huomattiin, että maan ja tukiseinän välinen kitkakulma vaikuttaa hyvin paljon maanpaineen arvoon. Lisäksi Tutkimuksessa selvisi, että eurokoodin laskentamenetelmällä saadaan Coulombin teoriaa luotettavampia tuloksia suurilla seinäkitkan arvoilla erityisesti passiivipaineelle. Suurella seinäkitkalla vaadittiin tukiseinälle huomattavasti pienempää lyöntisyvyyttä kuin ilman seinäkitkaa. Savimaassa maan kitkakulman ollessa 0 ° saatiin kaikilla tässä kandidaatintyössä tutkituilla laskentamenetelmillä yksi tulos passiivi- ja aktiivipaineelle, sillä maanpaineen arvoon vaikuttavat maanpainekertoimet olivat kaikilla laskentamenetelmillä samat.