kantavuuden

Kantavuus on geotekniikassa maaperän tai rakennuksen perustuksen kyky kantaa siihen kohdistuva kuorma ilman merkittävää muodonmuutosta tai sortumaa. Se määrittää, kuinka suuri kuorma pinta-alaa kohti voidaan turvallisesti vastaanottaa. Kantavuus riippuu maaperän lujuudesta ja tiiviydestä, veden tilasta sekä perustuksen syvyydestä ja geologisesta rakenteesta. Käytännössä se jaetaan lopulliseen kantavuuteen sekä suunnittelukäyttöön tarkoitettua sallitun kantavuuden arvoon; varmuustekijöillä kontrolloidaan liikettä ja painumaa.

Kantavuuden päätyypit ovat lopullinen kantavuus ja suunnittelukantavuus. Lopullinen arvo kertoo suurimman kuorman, jonka maaperä voi kestää ennen epäonnistumista. Suunnittelukantavuus on käytäntöarvo, jota käytetään rakennuksen mitoituksessa ottaen huomioon varmuudet ja sallittu liike sekä painuman rajoitukset.

Laskentamenetelmät perustuvat maaperäominaisuuksiin. Yleinen Terzaghin kaava laatan perustukselle on qult = c Nc + q Nq + 0,5 γ B Nγ, jossa c on koheesiovakio, q on pohjapinnan ylätason paine, q = γ Df, γ maaperän yksikkötiheys, B laatan leveys ja Df perustuksen syvyys. Erilaiset maaperät voivat vaatia Meyerhofin, Vesicin tai Hansenin muunnelmia.

Arviointi koostuu sekä laskenta- että kokeellisista menetelmistä. In-situ-tutkimukset kuten SPT ja CPT sekä paalutestit antavat käytännön suuntaviivat kantavuudelle. Laboratoriotestit ja mallit tukevat maaperän ominaisuuksien määrittelyä suunnittelua varten.

Sovellukset kattavat rakennusten perustukset, paalut sekä laatanalustat. Kantavuuden huomioiminen on tärkeää sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä, sillä liialliset painumat voivat vaikuttaa rakenteen toimivuuteen. Vesitalous ja maaperän heterogenisyys vaikuttavat arvioon ja suunnitteluun.