Kantavuudella

Kantavuudella tai kantavuudella tarkoitetaan geotekniikassa maan tai rakennuksen perustan kantokykyä, eli suurinta kuormitusta, jonka maapohja pystyy turvallisesti vastaanottamaan ilman epätoivottua muodonmuutosta tai rakennetun järjestelmän epäonnistumista. Kantavuus jakautuu usein lopulliseen kantavuuteen (ultimate bearing capacity) ja mitoitettuun, sallittuun kantavuuteen (design bearing capacity), joihin liitetään rakenteellinen varmuus- ja sietokertoimet.

Kantavuuteen vaikuttavat tekijät ovat maakerrosten tyypit ja rakenne, vedenpitoisuus ja vesipitoisuus, tiheys, muuttuviin olosuhteisiin liittyvät muutokset sekä mahdolliset puristuneet tai huokoiset kerrokset. Granuloiset maalajit kantavat yleensä paremmin kuin kipsiset tai tiukasti sitoutuneet save- jaCL-maal to, mutta lopullinen tulos riippuu myös tiiviydestä, kosteudesta ja jännityksen suunnasta. Kantavuus määritellään kuorman ja aiheutuvan muodonmuutoksen sekä mahdollisten omien rajojen mukaan.

Kantavuuden määrittämiseen käytetään sekä kenttä- että laboratoriotutkimuksia. Kentällä suoritetaan muun muassa laattarikuormituskoe sekä erilaiset penetri- tai röntgentutkimukset (esim. CPT- tai SPT-tutkimukset) kuormituksen ja maaperän vasteen selvittämiseksi. Laboratoriossa voidaan tarkastella rikkoutumismekaniikkaa sekä vesipitoisuuden ja tiivisyyden vaikutuksia. Suunnittelussa noudatetaan usein kansainvälisiä standardeja ja eurokoodia EC7, jotka ohjaavat mitoitukseen käytettävää kantavuutta ja varmuustekijöitä.

Käytännössä kantavuus määrittää rakennusten ja infran perustusten suunnittelun rajat. Jos maaperä ei riittävästi kanna tai siihen liittyy liiallista settelointia, vaihtoehtoja ovat syvät perustukset, paalut tai maaperän parantamistoimenpiteet. Kantavuuden epävarmuus on tärkeä osa geoteknistä suunnittelua, ja sen hallinta edellyttää huolellista tutkimusta ja asianmukaisia varmuuskertoimia.