IV. STABILITAS LERENG. I. Umum Lereng alam Bukit Galian Basement Lereng buatan Timbunan tanggul jalan bendung. Dorong membuat tanah longsor

Transkripsi

1 IV. STABILITAS LERENG I. Umum Leeng alam Bukit Galian Basement Leeng buatan Timbunan tanggul jalan bendung Gaya-gaya d o o n g Doong membuat tanah longso Lawan kuat gese tanah - Beat sendii tanah (γ b, γ d, γ sat, γ ) - Tekanan ai pai / tekanan embesan - Gempa - Getaan - Beban diatas tanah kendaaan Gaya gesek tanah ϕ C - Gaya gesekan : N tg ϕ / N tg ϕ - Kohesi : AC / AC A : luas bidang gese c dan c kohesi A. Leeng Alam : - tejadi betahun-tahun, tapi masih dimungkinkan tejadi longso Peubahan sifat tanah Peubahan beat Vol. Tanah teutama kaena ai Gangguan yang tejadi * alam * manusia menggali * pembuatan saluan * penebangan pohon aka-aa pohon stabilitas ai tanah B. Leeng Buatan N tg ϕ Galian vetikal (H) Galian biasa (m) γ, muka ai tanah, ϕ, c

2 Bendungan Tanggul Pelu data : Jalan - Badan tanah - Syaat yang haus dipenuhi : 1. D % 2. O M C & MDD 3. beapa % kepadatan 95 % 4. ϕ, C dan ϕ, C 5. leeng hulu (up steam) 6. leeng hili (down steam) Hitungan : Ada 3 tinjauan: 1. Pada saat setelah selesai dibuat 2. Pada saat waduk penuh ai hulu tegenang ai hili ada embesan ai 3. tinjauan pada leeng hulu apid daw - down Bila k < 10-4 cm/dt, pada umumnya tanah belum dapat mengikuti tuunnya ai waduk. Hal Penting : a. Tanggul / Bendungan Coffedam spill way (peluap) tanggul b. Bendungan dai tanah homogen Homogen eath fill

3 c. Bendungan dai tanah heteogen coe Rock fill ilte/tansisi d. Pelindung leeng Bag. hulu dilindungi :Rip Rap (batu kosongan) melindungi gelombang. Caa untuk mempebaiki/mengamankan leeng alam yang tidak stabil a. b. Dibuat balon/teas seing c. Bei bahan tambahan Counte weigth Dain

4 Batu kosongan dengan ijuk JKA II. Hitungan Stabilitas 1. Untuk tanah non kohesive (pasi, keikil) Rock fill dam longso pemukaan, suface sliding α < x masih stabil. m tg ϕ tg α γ sat γ ' akto aman untuk suface sliding, bila ada gaya gempa Koef gempa : k k 0,1-0,25 1 m ( m k) tg α m ctg α (1 + k. m) Ada gempa, ada ai // pemukaan leeng m ( m k. ) tg ϕ k (1 + k.. m) kemiingan sudut leeng koef. Gempa γ sat γ '

5 Contoh : Bendungan Rock ill disyaatkan 1,2 Rock ill ϕ 25 o 45 o γ sat 2 2,5 γ 1 1,5 Misal ditetapkan : k 1,2 γ sat 2,1 ϕ 40 o Up steam slope : 1 : 3 Down steam slope : 1 : 2 Hitung :? γ sat 2,1 γ ' 1,1 1, 91 Up steam suface down + gempa ( m k) (1 + k. m..) tg ϕ 3 0,12 x 1,91. tg 40 o 1+ 0,12 x 3x 1,91 1 1,3 > 1,2 dapat sedikit cuam Down Steam (gempa saja) ( m k) tgϕ (1 + km) (3 1,2) tg 40 o (1 + 1,2 x 3) 2 1,27 1,2 okey

6 2. Leeng Tanah kohesive a. Longsoan Tanslasional Hampi // dengan tanah keas Tanah keas b. Bentuk longsoan dengan gais lengkung. - bentuk tidak teatu - hitungan sulit - anggap sebagai gais lengkung lingkaan dibuat pias kecil2, kaena tanah tidak homogen untuk tanah Homogen. longso melalui kaki leeng umum Biasanya untuk ϕ >>> Untuk tanah kohesive muni (ϕ 0) longsoan tejadi bila sudut α agak cuam Penelitian α 53 o longso longsoan lewat bawah kaki - tanah keas jauh - tejadi tanah lempung x 0 - sudut lantai α < 53 o Longsoan lain jauh a b bid. Longso menyinggung tanah keas Ada bebeapa kemungkinan a. menyinggung kaki b. menyinggung di bawah leeng

7 III. PRINSIP HITUNGAN STABILITAS Anggapan : longsoan bebentuk gais lengkung lingkaan Gaya gese pendoong > kuat gese Kesulitan : dimana letak gais lengkung pelu coba2 (tial and Eo) pada setiap lingkaan dihitung? kuat gese > gaya gese lawan tetentu leeng stabil yang dipakai kecil Kiteia jika tanpa gempa 1,5 jika dengan gaya gempa 1,2 Sudden dawdown + gaya gempa 1,1 Belum pasti untuk ance-ance 1. Lengkung tanah Cohesive (ϕ 0) Keadaan tanah homogen Tidak ada genangan ai dipakai c (bukan c ) Diket : γ, c O B C d W Lihat lengkung ABC Beapa luas lengkung. ABC A Dimana pusat beat bid. ABC Beapa panjang gais lengkung AC l A c

8 Dalam hitungan dipandang bid. Gamba 1 m Beat tanah yang akan longso W (1. A) γ momen M W. d Gaya yang melawan : C l. C Momen yang melawan. l. c momen yang melawan Sehingga angka keamanan momen yang medoong. l. c W. d Catatan : a. Sebenanya ada gaya lain, yaitu eakasi gaya nomal yang besanya dai titik satu ke titik lain tidak sama, tetapi semuanya menuju titik O O b. Mencai titik beat α Po Po α 2 sinα π 2 O c. Mencai pusat beat longsoan Dibagi menjadi segitiga-segitiga Pusat beat yang dicai Dicai pusat beat tiap ( 3 1.t) Ap Ao. Po A 1 P 1 A 2 P 2

9 d. Beapa panjang gais lengkung (l) l α. 2 π. 360 e. muka tanah ada beban Q Q q. a Ditambahkan pada beat a l f. Tanah lempung pada musim kemaau pecah 2 2c l Panjang l l Retak2 hujan teisi pada bongkah2 tek. Hidostatis P 2 1 h 2. 1 Tanah Homogen (ϕ - C ) 1. B W C Gaya yang bekeja pada benda W A. γ A 2. Caa penyelesaian : Kohesi yang melawan Kohesi sepanjang lengkung Panjang lengkung AC l 1 Penjang gais luus AC l 2 Gaya kohesi total pada bid. Lengkung l 1. C O A B l 2 l 1 C l 3. C

10 Untuk memudahkan dapat dianggap luus yaitu l 2.C yang aahnya // AC. Momen tehadap O didapat Mo O (l 1.C). U 2. C) l 3 l 1. C. l 3 l. C 2 l 3 l 1. l 2 3. a N tg ϕ R N 1 tg ϕ R N N 1 Gaya eaksi tanah dasa tehadap bid. Longso tehadap benda ABC Gaya eaksi meupakan kombinasi dai : - gaya nomal (N) - gaya gesekan (N tg ϕ) Dihitung pada setiap segmen atau elemen N tg ϕ R membentuk sudut thd N N Keseimbangan Gaya Pelu coba-coba supaya ke tiga gaya seimbang, kaena : W C Diketahui, tapi R? 1 W Sebelum longso R 1 C 1 c tg ϕ yang tepakai bau c 1 c 1 Kaitan dengan c & tg ϕ Kohesi c Gesekan tg ϕ tg ϕ 1 tg ϕ 1 Belum bekeja max c tg ϕ

11 C Misal 1,6 C 1 Maka R1 haus menyinggung lingkaan, bila tidak 1,6 menyinggung beati belum tepat Pelu coba-coba A. Stability Numbe TAYLOR Keadaan homogen tidak tegenang untuk tanah C dan ϕ - C Tanpa tekanan poi akto-fakto yang dipehitungkan : Tinggi leeng (H) Sudut leeng (α) Sifat tanah γ, ϕ, & C akto-fakto tesebut oleh TAYLOR digabung menjadi: Sudut leeng (α) Sudut gesek inten total (ϕ) bukan (ϕ ) Gabugan c, γ, H Stability Numbe H α Stability Numbe Ns C γ. H Hubungan antaa α, ϕ dan Ns digambakan pada suatu gafik Kalau digunakan angka keamanan, maka yang digunakan dalam gafik, yaitu: tg ϕ tg ϕ ϕ1 tg ϕ1 ϕ1 ac tg ϕ dalam paktek : ϕ1 selain digunakanϕ 1 juga digunakan c 1 c 1 c

12 Bentuk longsoan 1. 0 o < ϕ < 30 o > Longsoan lewat kaki H α Lonsoan selalu lewat kaki Tidak dipengauhi oleh kedalaman lapisan keas < D < H H 1 α H H 1 D \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ Lap. keas Contoh penggunaan: 1. Dibuat galian tanah H 6. ϕ 15 o γ 1,7 t/m 3 c 0,15 kg/cm 2 1,5 t/m 2 Beapa miing leeng (α) aga 1,5 Untuk 1,5 c 1 ϕ 1 1,5 1,5 1,5 1,5 1 t/m 2 10 o

13 Dengan c 1 1 t/m 2 H 6 m γ 1,7 t/m 3 Ns C1 H.γ 1 (1,7) x 6 Ns 0,1 Ns 0,1 U 10 o Tabel/gafik didapat α 2. Sepeti soal no. 1, tapi dibuat leeng < 45 o Beapa H max. 1,5 ϕ 1 10 o α 45 o c 1 t/m 2 γ 1,7 t/m 3 3. Mencai Diket : c 0,12 kg/cm2 γ 1,8 ϕ 18 o H 7 m Miing leeng 1 : 1,5 Dai gafik didapat Ns Ns 1 (1,7).H H max didapat Jawab : Dengan coba 2 18 o ϕ 12 Misal 1,5 1,5 dai gafik dipeoleh Ns 0, 11 α 1 1,5 1 1,33 2 1, γ H C1 Ns 0,11 1,8. 7 C 1 0,11 x 1,8 x 7 0,9 t / m C 1,2... C 0,9 1 2 haus sama dengan mula mula

14 B. Methode of Slices Untuk leeng galian Leeng alam Leeng bendungan Caa ini cocok untuk tanah tidak homogen ada tekanan ai poi Misal : - lingkaan longso belum diket - pelu dibuat lingkaan uji - hitung fakto aman () - bebeapa haga dicai yang tekecil - sehingga pelu tial and eo Contoh : : 3 I II III II I 1:2 60 m Diket : I. Rock fill dengan batu2 ϕ 40 o γ b 1,96 C 0 γ sat 2,10 II. Tansisi sandy gavel ϕ 35 0 γ b 1,80 C 0 γ sat 1,96 III. Cae bahan apat ai Clayey Silt ϕ 270 γ b 1,62 C 0,2 γ sat 1,80

15 Pinsip / Caa : Buat bebeapa lingkaan, sehingga memotong bebeapa leeng Leeng hulu dan hili dihitung sendii. Ada 3 macam caa pandang : 1. Kondisi selesai dibangun Upsteam, down steam dihitung 2. Waduk penuh ai dihitung up steam, tegantung down steam ada embesan 3. Waduk tuun mendadak up steam Bila fakto gempa masuk kondisi beda Aplikasi a O Dipandang leba 1 m bid. Gb. Tembeeng di bagi pias 2 Buat pias dengan luas tidak pelu haus sama Buat pias sebanyak ± 8 pias. b tembeeng Analisis : Buat pias-pias Tiap pias dibuat gais bagi ( ) Uku panjang gais tesebut Cai sudut α dicai secaa gafis Analisis Gafis : sudut pusat pada pepotongan lingkaan a sin α Pendekatan : dasa pias dianggap gais luus b l cos α

16 Gaya yang dipehitungkan : N Beat pias W diuaikan T bekeja pada dasa Tekanan ai poi Gaya gempa E k. W Gaya kohesi kohesi l. c' Gaya gesekan gesekan N. tg ϕ ' TINJAUAN TANPA U DAN E 1. Buat pias W beat total dai pias Bila tanah homogen W b.h. γ Bila tedii dai bebeapa lapisan : W b.h. γ b (h. γ 1 + h. γ α N W cos α T W sin α N W T b 2. Gaya yang melawan Cohesi selalu melawan aah longsoan b c l. c l Cosα Teletak di dasa

17 Gesekan N tg ϕ W Cos α. tg ϕ Untuk bidang yang akan longso masing 2 pias dijumlahkan Stabilitas dilihat dengan menghitung momen tehadap σ. momen yang melawan momen yang mendoong x gaya yang melawan x gaya yang mendoong c + N. tg ϕ T 3. Tekanan ai poi (U) U dipehitungkan bila memang ada U U l. u. aah ke atas Pelu dihitung pada waktu Waduk penuh. U l Waduk penuh Gamba gais embesan Gamba flownet Gamba gais equipotensial U z. γ w

18 Akan menguangi gaya Nomal N N N U Σc + Σ( N U ) tg ϕ ΣT 4. Gaya Gempa Gaya ini meupakan hoizontal yaitu E k. W. seaah dengan aah longsoan k fakto gempa α E N E T E membeikan tambahan tehadap T N E menguangi N T E T E E Cos α k. W. Cos α N E E Sin α k. W.Sin α Gaya yang ada : E & U maka gaya yang mendoong (T + T E ) (T + T E ) (W sin α + k. W.Cos α) Gaya yang menahan C + (N U) NE tg ϕ b. C + (W Cos α - U k.w.sin α) tg ϕ Cosα Σc + Σ(N U NE) tgϕ Σ(T + TE) Pesamaan Umum Ada 3 kondisi : U tidak ada 1. selesai dibangun E ada 2. waduk penuh U ada 3. sudden daw ow

19 Untuk memudahkan, pelu dibuat tabel : No. Pias B (m) α ϕ c h 1 γ 1 dst. W N T U N E T E c 10 10? g.m.s tial ( uji I, II, III dst ) Catatan: 1. Pada leeng hulu Waduk penuh longsoan haus temasuk ai ai dibuat pias-pias pias A : W ( h 1. γ w + h 2. γ sat ) b B A pias B : W b. h. γ w dimana ai ϕ 0; c 0 jadi ai akan menambah T dan TE

20 2. Keadaan ai tuun mendadak (sudden dawdown) gais equipotensial Mula-mula ai penuh dipehitungkan sampai ai habis. Di dalam ockfill dan tansisi tuunnya sama, kaena tanah pemeable. Untuk coe ---- ai tuun, tapi coe masih kenyang ai 3. Caa altenatif (agak sedehana) - tanpa menggunakan : gais flownet gais embesan masih tetap ada disini beat pias dihitung dua kali (1) beat total Σ (h. γ b + h. γ sat ) b (2) beat efektif (Σ h. γ b + Σ h. γ ) b γ γ sat 1 Jika menggunakan caa tesebut : menghitung (1) T dan E (NE dan TE) bedasa gaya W total (2) N bedasa W dan langsung dipeoleh N (3) U tidak dipehitungkan lagi c + (N' - NE) Sehingga umus menjadi: (T + TE) tg ϕ ' waduk penuh N' T E NE TE W' cos α W sin α k. W k. W sin α k. W cosα Beat ai tidak dihitung tesendii tapi di tanah ai dihitung 2 x