Maanpaineen

Maanpaine on geotekninen käsite, joka kuvaa maan sivuttaista painetta rakennetta tai rakenneltein vastaan. Se syntyy maaperän painosta sekä sen tiivistymisestä ja pystysuorista kuormista, ja siihen vaikuttavat sekä maan ominaisuudet että rakennelman seinän liike ja geometria. Maanpaineen tarkka arvo riippuu muun muassa maaperän tiheydestä, epäjatkuvuuksista sekä veden paineesta.

Maanpaine jaetaan tyypillisesti kolmeen tilaan: levossa oleva maanpaine, aktiivinen maanpaine ja passiivinen maanpaine. Levossa oleva maanpaine esiintyy, kun seinä ei liiku merkittävästi ja maaperä on tiiviissä tilassa. Aktiivinen maanpaine kehittyy, kun seinä kallistuu ulospäin rakennetta kohti ja maaperä mukautuu vapaampaan tilaan, mikä pienentää pystysuuntaista jännitettä seinän vieressä. Passiivinen maanpaine syntyy, kun seinä liikkuu kohti maaperää ja aiheuttaa tiivistyksen, mikä kasvattaa sivuttaista painetta.

Teoreettisessa mielessä maanpaine kuvataan usein Rankinen tai Coulombin maanpaineenteoreemoilla. Näissä malleissa määritellään sivuttaiset paineet p_h = K * gamma * z, jossa gamma on maaperän kokonais- tai piilospigmenttirunko ja z on syvyys, ja K on epäpäättelykerroin. K-arvot riippuvat tilasta (K0 levossa, Ka aktiivinen, Kp passiivinen) sekä maan tartuntakulmasta, vesipainosta ja takaisinrakennelman liikkeestä.

Maanpaineen huomioiminen on olennaista rakennusten ja tukiseinien suunnittelussa, jossa huomioidaan sekä maaperän lujuus- ja tiiveysominaisuudet että veden vaikutus. Maanpaineen arviointi perustuu geoteknisiin testeihin, pitkittäistarpeisiin ja erilaisten suunnittelumallien sovelluksiin. Mallien rajoitukset huomioivat maaperän epäjatkuvuudet, kosteusolosuhteet sekä mahdolliset liikkeet seinässä.