PERTEMUAN TOPIK BAHASAN 7 PENURUNAN

Transkripsi

1 PERTEMUAN TOPIK BAHASAN 7 PENURUNAN

2 PENURUNAN Pengertian meruakan eristiwa termamatnya suatu laisan tanah akibat : Beban luar Pemomaan air Jenis Penurunan Penurunan Segera (Immediate Settlement);S e Penurunan Konsolidasi;S c Penurunan Sekunder (Rangkak);S s S = S + S + e c S s

3 PENURUNAN Tujuan Memelajari rilaku enurunan Mengetahui besar enurunan dan waktu enurunan Memelajari engaruh enurunan terhada stabilitas konstruksi di atasnya Memelajari teknik-teknik enanggulangan terhada masalah enurunan

4 PENURUNAN

5 PENURUNAN SEGERA Meruakan enurunan yang terjadi seketika ada saat embebanan terjadi atau dalam jangka waktu yang endek Terjadi karena sifat elastisitas tanah Tergantung dari jenis beban yang diberikan Pada tanah lemung umumnya sangat kecil jika dibandingkan dengan enurunan konsolidasi sehingga seringkali diabaikan Umumnya dialikasikan ada laisan tanah asir

6 PENURUNAN SEGERA

7 PENURUNAN SEGERA Persamaan Umum (Harr, 1966) Pondasi Fleksibel Pada Sudut Pondasi Pada Pusat Pondasi Rata-rata 1 α = ln π 1+ m 1+ m Pondasi Kaku B.q o S = E e 1 + m + m.ln m s ( µ s ) α r 1+ m 1+ m E s = Modulus elastisitas tanah B = Lebar Pondasi L = Panjang Pondasi S S S e α ( 1 µ s ) B.q o = Es B.q o = ( µ s )α Es B.q o = µ s α E e 1 e 1 s ( ) av B ; m = ; H = L

8 PENURUNAN SEGERA

9 PENURUNAN SEGERA Persamaan umum (Bowles, 198) S e = q o 1 µ.b'. E s s. F 1 M = L' B' F 1 = 1 π M.ln ( ) 1+ M + 1 M + N ( ) M 1+ M + N ln ( ) M + M + 1 M + M + N 1+ N + 1 N = H B' E s = Modulus elastisitas tanah H = tebal efektif laisan, misalnya samai 4B di bawah ondasi Pusat Pondasi Sudut Pondasi L B L ' = B ' = dan F 1 dikali 4 L ' = L B ' = B dan F 1 dikali 1

10 PENURUNAN SEGERA Pada Tanah Lemung Jenuh Air S = A e 1.A qo.b E s

11 PENURUNAN SEGERA Pada Tanah Berasir S = dimana : e C 1.C ( ) z q q I z = faktor engaruh regangan z I E 0 s C 1 = faktor koreksi terhada kedalaman ondasi yang tertanam = 1 0,5.[q/(q-q)] C = faktor koreksi untuk memerhitungkan rangkak ada tanah = 1+0,.log(t/0,1) t = waktu dalam tahun q = tegangan akibat beban luar ada dasar ondasi q = γ. Df z

12 PENURUNAN SEGERA Modulus Young Pondasi Bundar atau L/B =1 z = 0 I z = 0,1 z = z 1 = 0,5 B I z = 0,5 z = z = B I z = 0,0 Pondasi dengan L/B 10 z = 0 I z = 0, z = z 1 = B I z = 0,5 z = z = 4B I z = 0,0

13 CONTOH PERHITUNGAN Sebuah Pondasi dangkal berukuran 3 m x 3 m (lihat gambar di bawah) terletak ada laisan tanah berasir dengan nilai modulus Young bervariasi sesuai dengan nilai N-SPT (gunakan korelasi berikut : E s = 766N) Hitung Penurunan yang terjadi untuk kurun waktu 5 tahun dengan menggunakan metode faktor engaruh regangan (strain influence method)

14 CONTOH PERHITUNGAN

15 CONTOH PERHITUNGAN Kedalaman (m) z (m) E s (kn/m ) I z (rata-rata) I E z z (m 3 s /kn) 0,0 1,0 1, ,33 0,91 x ,0 1,5 0, ,433 0,17 x ,5 4,0, ,361 0,903 x ,0 6,0, ,111 0,139 x 10-4 Σ 1,55 x 10-4 q 17,8x1,5 C 1 1 0,5 t 5 = = 1 0,5 = 0,9 q q C 1 0,.log 1 0,.log 1, ( 17,8x1,5) = + = + = 0,1 0,1 S S S e e e = = = C 1.C. ( q q) B I E z 0 s. z (0,9)(1,34)(160 17,8x1,5)(1,55x10 4,8mm 4 )

16 PENURUNAN KONSOLIDASI Saat tanah lunak komresif (lemung) menerima beban, sebagian besar beban diikul oleh air tanah sehingga timbul tegangan air ori ekses (berlebih) Konsolidasi adalah roses terdisiasinya tegangan air ori ekses ini seiring dengan berjalannya waktu Catatan: Disiasi tegangan air ori terjadi bersamaan dengan tereras keluarnya air ori yang bersangkutan. Oleh sebab itu waktu yang dierlukan untuk roses konsolidasi tergantung ada: Panjang lintasan temuh air ori untuk keluar Permeabilitas tanah lunak yang bersangkutan

17 ac ao ac PENURUNAN KONSOLIDASI Valve (soil s ermeability) Ho Sring (soil articles) Si ao ai IDEALISASI Water filled chamber (water saturated soil s ores) (Ho - Si) Pressure is borne by ore water SETTLEMENT CURVE IMMEDIATE SETTLEMENT (Si) UNDRAINED Lateral deformation SETTLEMENT PRIMARY OR CONSOLIDATION SETTLEMENT (Sc) ai Water is exelled Sc SECONDARY SETTLEMENT (Ss) LOG TIME HYDROSTATIC PRESSURE (Ho - Si - Sc) Sring comressed Water ressure reduced CONSOLIDATION No water flow Ss as (Ho - Si - Sc - Ss) All load is borne by sring Hydrostatic ressure (zero excess ore water ressure) LOAD DRAINED CREEP

18 PENURUNAN KONSOLIDASI Pertama kali dikemukakan oleh Terzaghi ( ) dengan asumsi : Konsolidasi 1 dimensi Lemung dalam keadaan jenuh air Air tidak daat ditekan Partikel tanah tidak daat ditekan Berlaku hukum Darcy Deformasi tanah kecil Permeabilitas tanah konstan Kerangka tanah ada tia laisan homogen sehingga mengikuti isotroik linier elastic constitutive law

19 PENURUNAN KONSOLIDASI Penurunan Konsolidasi Normal consolidation Tanah dasar dalam kondisi alamiah (belum mengalami embebanan sebelumnya) Over consolidation Tanah dasar sudah ernah dibebani/ terkena beban sebelumnya

20 PENURUNAN KONSOLIDASI Normal Consolidation atau c 1 c o o S c = Cc 1 + eo.h c.log o + o Over consolidation c o > atau c > 1 o o + < c S c = Cs 1 + eo.h c.log o + o o < c < o + S c Cs = 1 + eo.h c.log c o + Cc 1 + eo.h c.log o + c

21 PENURUNAN KONSOLIDASI dimana : eo = angka ori awal yang didaat dari indeks test Cc = indeks komresi, didaat dari ercobaan konsolidasi Cs = indeks swelling, didaat dari ercobaan konsolidasi c = tegangan rakonsolidasi, didaat dari ercobaan konsolidasi o = Σ γ.z = tegangan akibat beban luar dihitung melalui metode Boussinesq, Westergaard atau Newmark

22 PENENTUAN PROPERTI KONSOLIDASI

23 PENENTUAN PROPERTI KONSOLIDASI Langkah-langkah : 1. Tentukan titik O ada kurva e- log yang memunyai sudut kemiringan aling tajam (jari-jari kelengkungan aling kecil). Gambar garis horisontal OA 3. Gambar garis OB yang meruakan kemiringan/tangent kurva e-log ada titik O 4. Gambar garis OC yang terletak di tengah sudut AOB 5. Gambar garis lurus ada kurva e- log yang memotong garis OC di titik D yang meruakan tegangan rakonsolidasi, c.

24 PENENTUAN PROPERTI KONSOLIDASI Cc = e 1 e log 1

25 PENENTUAN PROPERTI KONSOLIDASI Cs = e 3 e log 4 3 4

26 PENENTUAN PROPERTI KONSOLIDASI

27 PENURUNAN KONSOLIDASI Persamaan Lain..H m S c v c = Dimana : m v = koefisien komressibilitas H c = tebal laisan tanah lunak = ertambahan tegangan akibat beban luar o v v ' 1 ' 1 v e 1 a m e e a + = =

28 WAKTU KONSOLIDASI t = Tv.H Cv Dimana : t = waktu konsolidasi T v = faktor konsolidasi tergantung dari derajat konsolidasi (U) U = 0 60% U > 60% T v T v π U% = = 1,781 0,933.log ( 100 U% ) U = derajat konsolidasi dalam ersen, menyatakan besarnya rasio enurunan yang terjadi terhada enurunan total U = S S c,i c x100% Cv = koefisien konsolidasi, didaat dari ercobaan konsolidasi

29 WAKTU KONSOLIDASI t = Tv.H Cv Dimana : H = anjang lintasan air Laisan Porous Laisan Porous H c H c Laisan Keda Laisan Porous H = H c H = 0,5H c

30 WAKTU KONSOLIDASI TANAH BERLAPIS H c,1 Cv 1 t = 1 T v. ( H ) c,1 Cv 1 = 5, tahun H c, Cv t = T v. ( H ) c, Cv = 3,4 tahun H c,3 Cv 3 t = 3 T v. ( H ) Cv c,3 3 = 6,1 tahun Ambil Terlama t = 6,1 tahun

31 WAKTU KONSOLIDASI TANAH BERLAPIS -Hitung H c ekivalen dari setia laisan H c,1 Cv 1 H = ' c,i H c,i Cv Cv i acuan -Hitung H c ekivalen total H c, H c,3 Cv Cv 3 -Cari Cv ekivalen Cv ek -Hitung waktu konsolidasi t = = Cv Tv. acuan ( H ) Cv. ek ' ( H c ) ( H ) c c

32 CONTOH SOAL Hitung waktu konsolidasi total dari 3 laisan tanah lemung yang berbeda dalam nilai koefisien konsolidasi dan ketebalan untuk derajat konsolidasi 90 %. Lais 1 : Tebal 5 m, Cv = 5 x 10-3 cm /s Lais : Tebal 3 m, Cv = 6 x 10-3 cm /s Lais 3 : Tebal 8 m, Cv = 7 x 10-3 cm /s

33 PENYELESAIAN Lais Tebal (H c ) Cv (m /s) Tebal ekivalen (H c ) Cv ek (m /s) t 1 5 m 5 x ,00 m 3 m 6 x ,9 m 3 8 m 7 x ,47 m 6,16 x , 18 tahun Total 17,76 m Cv acuan adalah Cv 1

34 CONTOH SOAL Dari ercobaan konsolidasi di laboratorium untuk tanah lemung terkonsolidasi secara normal dengan tebal benda uji 5,4 mm dan terdrainasi ada kedua arah didaatkan hasil sebagai berikut : Beban, (kn/m ) Angka ori ada akhir konsolidasi, e 140 0,9 1 0,86 Waktu yang dibutuhkan untuk mencaai derajat konsolidasi 50% adalah 4,5 menit. Laisan tanah lemung sejenis ditemukan di laangan setebal,8 m dengan kondisi terdrainasi ada kedua arah dengan kondisi embebanan yang sama yaitu o = 140 kn/m dan o + = 1 kn/m, maka tentukan : 1. Penurunan konsolidasi maksimum yang terjadi di laangan. Waktu konsolidasi di laangan untuk mencaai enurunan 40mm 3. Ulangi soal no. jika kondisi drainasi di laangan hanya 1 arah

35 CONTOH SOAL Pertanyaan no.1 e e1 0,9 0,86 Cc = Cc = = 0, log log S c = Cc 1 + eo.h c.log o + o 0,333 1 S c =.,8.log = 1 + 0, ,5mm

36 CONTOH SOAL Pertanyaan no. Tentukan koefisien konsolidasi (Cv) Dari ercobaan di laboratorium Cv = T v H t Dimana : T v = π/4 (U ) = 0,197 (U = 50%) H = H c / = 1,7 mm t = 4,5 menit Dieroleh Cv 1,7 = 0,197 = 7,061 mm /menit 4,5

37 CONTOH SOAL Pertanyaan no. Hitung derajat konsolidasi laangan Hitung waktu konsolidasi Tv.H t = Cv Dimana : S U = S c,i c U = 45,7% x100% = 40 87,5 T v = π/4 (U ) = 0,177 (U = 45,7%) H = H c / = 1,4 m = 1400 mm Cv = 7,061 mm /menit x100% = 45,7% Dieroleh t 0,177x1400 = = 4913 menit = 34,1 hari 7,061

38 CONTOH SOAL Pertanyaan no.3 Hitung waktu konsolidasi t = Tv.H Cv Dimana : U = 45,7% T v = π/4 (U ) = 0,177 (U = 45,7%) H = H c =,8 m = 800 mm Cv = 7,061 mm /menit Dieroleh t 0,177x800 7,061 = = menit = 136,5 hari

39 PENGARUH TEGANGAN AIR Ada engaruh tegangan air ada enurunan yaitu : Tegangan dalam tanah akibat berat sendiri tanah ( o ) Besar Beban kerja Gaya ke atas air menyebabkan beban kerja menjadi lebih kecil

40 PENURUNAN SEKUNDER (RANGKAK) Terjadi sesudah enurunan konsolidasi terjadi Didefinisikan sebagai enyesuaian kerangka tanah sesudah tekanan ori yang berlebih menghilang Penurunan sekunder tergantung ada waktu dan daat berlangsung dalam waktu yang lama Sukar untuk dievaluasi

41 PENURUNAN SEKUNDER (RANGKAK) S s = Cα 1+ e.h c.log t + t t Dimana : Cα = e t log t Lihat grafik e = angka ori ada saat konsolidasi rimer selesai t = waktu ketika konsolidasi rimer selesai t = ertambahan waktu t = t + t

42 PENURUNAN SEKUNDER (RANGKAK)

43 CONTOH SOAL Dari ercobaan konsolidasi terhada benda uji setinggi 5,4 mm untuk menghitung enurunan sekunder didaatkan hasil seerti ada tabel berikut ini :

44 CONTOH SOAL Misalkan tebal laisan yang daat termamatkan adalah 10 m dan enurunan konsolidasi rimer (S c ) yang terjadi 30 cm selama 5 tahun, angka ori mula-mula,855 dan embacaan awal adalah 1700 mm Pertanyaan : Hitung enurunan sekunder (rangkak) yang terjadi dalam kurun waktu 5 50 tahun selesai masa konstruksi. Asumsikan keceatan enurunan di laboratorium sama dengan yang terjadi di laangan

45 CONTOH SOAL Cα = 0,05 e =,37

46 CONTOH SOAL S s = Cα 1+ e.h c.log t + t t S s = 0,05 1 +,37.10.log 50 5 S s = 4,6 cm

47 Permasalahan dan Penanggulangan Untuk struktur berat dengan ola embebanan terusat, beban disalurkan ke strata yang lebih baik dengan mengguna-kan fundasi-dalam: tiang ancang tiang bore anel dinding Untuk konstruksi yang mencaku bentangan luas dengan ola beban tersebar seerti: embankment jalan & rel K.A., landas acu esawat terbang, lahan enumukan container, kawasan industri & erumahan, lahan tanki, Perbaikan Tanah umumnya lebih sering diilih karena alasan ekonomis dibandingkan enggunaan fundasi-dalam.

48 Permasalahan dan Penanggulangan A P P L IACP PAL IBC ALB LE GGR ARI N AS IIZ N E R ASN GI ZE S E F OR DAI FNF EGR EEN T S TFA BOI L IR Z A TDI O N I FM FE TEH ORD SE N T S T A B I L I Z A T I O N M E T H O D S G R A V E L S A N D S I L T C L A Y V I B R O - C O M P A C T I O N V I B R O - D I S P L A C E M E N T C O M P A C T I O N P A R T I C U L A T E G R O U T C H E M I C A L G R O U T D I S P L A C E M E N T G R O U T P R E L O A D I N G D Y N A M I C C O N S O L I D A T I O N ( H E A V Y T A M P I N G ) E L E C T R O - O S M O S I S R E I N F O R C E M E N T THER M AL TR E ATM E NT R E M O V E A N D R E P L A C E P R E W E T T I N G P A R T I CP ALR T IC E L E S IZIE Z[ me m ] [ m m ] Jam es K. M itchell, "Stabilization of Soils for Foundations of Structures", U niversity of California, Berkeley, 1976

49 Permasalahan dan Penanggulangan