UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK Jawaban UAS Teknikk Pondasi (Waktu 1 menit) Tanggal : 11 Juni 1 Soal no 1. Teori a. Sebutkan data fisik tanah yang diperlukan untuk perencanaan. Data fisik tanah yang diperlukan untuk perencanaan adalah: Ukuran butir, distribusi ukuran butir. Pada tanah berbutir kasar nonkohesif aka sanagt berpengaruh pada density dan density sangat berpengaruh pada kuat geser tanah Liquid limit & plastic limit ( batas atterberg), kadar air. Pada tanah kohesif akan berpengaruh pada kuat geser tanah Unit weight ( γ ), specific gravity Gs b. Sebutkan percobaan apa saja untuk menyajikan sifat mekanis tanah. Jawaban: Pengujian yang menghasilkan sifat mekanis (mechanical properties) parameter kuat geser c, φ Unconfined compression test (uji kuat tekan bebas) Direct shear test (uji geser langsung) Triaxial compression test (uji tekan sumbu) Vane shear test c. Apa yang saudara ketahui tentang SPT Uji SPT dilakukan karenaantara lain sulitnya memperoleh undisturbed sample tanah berbutir (granular). Pada pengujiann ini, sifat-sifat tanah ditentukan dari pengukuran kerapatan relatif secara langsung di lapangan. Pengujian SPT dilakukan pada saat pengeboran inti, jika telah mencapai kedalaman yang akan diuji, mata bor dilepas diganti dengan tabung belah standar (split spoon sampler). Setelah tabung dipasang bersama-sama dengan pipa bor, alat diturunkan sampai ujungnya mencapai lapisan tanah dasar dan kemudian dipukul dari atas dengan alat pemukul (hammer) berat 6,5 kg (14 lbs) dan tinggi jatuh 76, cm ( inches). Tahap pertamaa, tabung belah (split spoon sampler) dipukul sedalam 15 cm (6 inches), kemudian tahap kedua sedalam,48 cm (1 inches) atau (dua) kali 6 inches. Jumlah pukulan tahap kedua ini yang didefinisikan sebagai nilai SPT. Contoh hubungan anata N sifata tanah pasir adalah sbb:
HUBUNGAN N - KEPADATAN RELATIF, Φ PASIR. TANAH N -5 5-1 1- -5 KEPADATAN RELATIF Dr (%) -5 5- -6 6-95 Φ( o ) 6-8-5 5-4 8-46 d. Apa Yang saudara ketahui tentang Tes Pembebanan Tes Pembebanan adalah pengujian yang dilakukan langsung di lapangan untuk mengetahui daya dukung tanah. Seperti contoh untuk mengetahui daya dukung pondasi tiang dilakukan sbb: e. Bagaimana saudara pembebanan menentukan daya dukung izin tiang pancang dari hasil tes Salah satu cara untuk menentukan dukung ijin tiang pancang dari hasil tes pembebanan adalah cara Davisson seperti gambar berikut. Selanjutnya untuk mendapatkan daya dukung ijin beban batas (ultimate load) dibagi dengan faktr keamanan.
f. Kriteria apa saja yang harus dipenuhi untuk merencanakan pondasi Dalam perencanaan pondasi harus memperhitungkan adanya keruntuhan geser dan penururunan yang berlebihan. Untuk itu perlu dipenuhi kriteria stabilitas (stability) dan kriteria penurunan (elasticity). Seperti telah dijelaskan bahwa persyaratan yang harus dipenuhi dalam perencanaan pondasi adalah: Angka keamanan terhadap keruntuhan geser harus cukup, umumnya digunakan angka keamanan. Penurunan pondasi baik total dan perbedaan (total and differential settlement) masih dalam batas toleransi. g. Apa tujuan penyelidikan tanah ( sebutkan minimal lima ) Tujuan penyelidikan tanah, antara lain: 1. Menentukan jenis dan kedalaman pondasi. Mengevaluasi beban - dayaa dukung pondasi. Memperkirakan penurunan 4. Menetukan potential problem misal : tanah ekspansif, tanah mudah longsor, (collapsible soil) dll. 5. Memperkirakan air tanah 6. Memperkirakan tekanan tanah lateral misal : untuk dinding penahan tanah 7. Menentukan cara pelaksanaan ( construction method ) h. Dalam menentukan daya dukung pondasi dangkal, data tanah apaa saja yang anda perlukan Data tanah yang diperlukan dalam menentukan daya dukung pondasi dangkal adalah density/unit weight/berat satuan tanah γ baik di atas maupun di bawah muka air, parameterr kuat geser tanah c dan φ.
i. Sebutkan beberapa jenis uji lapangan untuk tanah yang anda ketahui ( minimal 4 jenis ) Uji lapangan untuk keperluan perencanaan pondasi : 1. Uji penetrasi standar (Standard Penetration Test/SPT). Uji sondir (Cone Penetration Test). Uji pembebanan pelat (Plate Loading Test) 4. Uji geser kipas (Vane Shear Test) j. Kenapa jarak tiang pancang dalam satu grup akan mempengaruhi daya dukung grup tiang pancang. Pada tanah pasir pemancangan akan meningkatan kepadatan dari tanah sehingga meningkatan density dan kekuatan tanah makin dekat jarak tiang daya dukung akan meningkat sehingga efisiensi η > 1, dimana Q g η.jumlah tiang.q 1 Pada tanah lempung pemancangan akan menyebabkan tanah sekitar tiang menjadi terganggu (disturbed) dan kuat gesernya menurun sehingga daya dukung kelompok akan menurun, efisiensi η < 1. Pada rumus Converse Laberre : (n 1)m + (m 1)n η 1 θ 9 m n dimana : η efisiensi θ tg -1 (d/s) D diameter tiang s jarak tiang m jumlah baris tiang n jumlah tiang dalam baris
Soal no. γ 17 kn / m φ γ sat 5 o 19 kn / m a. Menghitung beban. MEYERHOF Faktor daya dukung Nc ( Nq 1). ctg φ φ ( π. Nq tg (45 + ). e N γ ( Nq 1). tg (1,4. φ ) (, 1). ctg 5 tg φ ) 46,1 5 ( π. tg (45 + ). e (, 1). tg (1,4.5 ) φ 5 Nφ Kp tan (45 + ) tan (45 + ),69. Faktor Bentuk Pondasi B ζcs 1 +,Nφ 1 +,.,69. 1, L B ζqs ζγs 1 +,1Nφ 1 +,1.,69. 1, L Faktor Kedalaman Pondasi,,69., D ζcd 1 +, Nφ. 1 +,. B D ζqd ζγd 1 +,1 Nφ. 1 +,1. B,,69., 1,8 1,14 tg 5 ), 7,16 Faktor Kemiringan ζci ζqi 1 ζγi 1 Beban q u c.n c.ζ cs.ζ cd.ζ ci + q.n q.ζ qs.ζ qd.ζ qi + ½.γ.B.N γ.ζ γs.ζ γd ζ γi.46,1.1,.1,8.1 + 17.,.,.1,.1,14.1 +,5.9.,.7,16.1,.1,14. 1 1671,97KN/m
q a net qu - γ.d SF 1671,97 17, 545,99 KN/m P maks q a net x B 545,99 x 191,98 KN/m b. Penurunan Menggunakan cara Schmertmann et.al (1978) I z H s C1 C C q' Es σ 17 C1 1.5 zd 1,5,97 q' 545,99 t C 1+. log 1+, log 1,46.1,1 C 1..L / B.7,7 I zp,5 +,1,5 +,1,8 q' σ' vp 545,99 17 + 9
Bila pasir dianggap normally consolidated umur < 1 tahun, Es,5.qc Lapisan H (mm) qc (kn/m) Es (kn/m) Iz Iz.H/Es 1 1 51 175 (,+,51)/,55,8 1 65 165 (,51+,8)/,665,41 14 65 165 (,8+,6)/,75,6 4 9 59 1475 (,6+,51)/,57,5 5 7 11 75,51/,55,4 I z H s C C C q' E Soal no. 1,97 1,46,7 545,99, s Penurunan pondasi tahun setelah pelaksanaan konstruksi adalah 11,89 mm. Pondasi tiang pancang dalam kelompok pada tanah lempung seperti tergambar, Cu4 kn/m, γ18 kn/m,e 1, ; Cc, ; Cr,5 ; σ c 7 kn/m ; sedangkan diameter tiang 4 cm. Pertanyaan : a. Hitung beban maksimum yang dapat dipikul pondasi bla SF. b. Hitung penurunan pondasi akibat konsolidasi tanah lempung dengan anggapan penyebaran beban sampai kedalaman B di bawah ujung tiang. I z H E 11,89 mm s, Penyelesaian : a. Menghitung beban. Daya dukung ujung. Ujung tiang bertumpu pada lapisan lempung cu 4 kn/m Daya dukung ujung (end bearing capacity) Q bu q bu 9.cu 9 x 4 6 kpa Q bu Ab.q bu ¼ x π x (,4) x 6 45,4 kn
Daya dukung geser (skin friction capacity) Q su Tanah sekitar tiang adalah tanah lempung cara α q su α Cu cara API untuk cu 4 kpa α,85 sehingga q su,85 x 4 4 kpa Q su q su x As 4 x π x,4 x 1 51,71 kn Daya dukung ijin,, Kelompok tiang Sekeliling tiang tanah lempung efisiensi η < 1 185,98 Efisiensi θ ( m 1) n + ( n 1) m η 1 9 m. n θ tan -1 (d/s) tan -1 (,4/1,) 18,4 o 18,4 ( 1)4 + (4 1) η 1,71 9.4 Daya dukung ijin kelompok Q g η x juml. tiangxq ijin,71 x x 4 x 185,98 1584,55 kn Bila ditinjau keruntuhan block : Daya dukung kelompok tiang Q + ag * D( Bg + Lg ) su 1 Bg Lg su Nc Dimana : D 1 m ; B,8 m ; L 4, m ; su1 su cu 4 kn/m ; Nc 9 Sehingga Q ag 1 (,8 + 4,) 4 +,8 4, 4 9 156 kn Maka beban maksimum yang dapat dipikul pondasi adalah 1584,55 kn b. Penurunan Untuk menghitung penurunan konsolidasi digunakan imaginary footing method penyebaran beban pada tanah kohesif seperti gambar dan selanjutnya pengaruh beban diperhitungkan sampai kedalaman B x4 8m di bawah ujung tiang. Penyebaran beban dengan pendekatan V : 1H dan selanjutnya lapisan dibagi menjadi 6 sub lapis masing-masing tebal m.
Tegangan vertikal efektif sebelum pembebanan pada tengah-tengah sub lapis lempung z dari mulai penyebaran beban, sehingga: σ ' γ lempung σ ' 18(8 + z). σ ' 144 + 18z (8 + z) Δσ P B' L' Selanjutnya perhitungan ditabelkan sebagai berikut: Lapis z (m) B B+z (m) L L+z (m) Δσ (kpa) σ (kpa) σ 1 σ +Δσ (kpa) Sc (mm) 1 1 5,8 8,4 16 45,4 54,1 7 5,8 9, 198 7,,44 5 9 7,8,57 4 56,57 1, 4 7 11 9,8 14,7 7 84,7 6,91 5 9 1 11,8 1, 6 16, 4, 6 11 15 1,8 7,65 4 49,65,88 Σsc 1,68 mm
Karena σ > σc tanah normallyconsolidated maka digunakan rumus s C CC σ ' + Δσ. H.log 1+ e σ ' Penurunan pondasi akibat konsolidasi lempung adalah 1,68 mm 1,7 cm Soal no4. Dinding turap baja (steel sheet pile wall) memikul beban tanah seperti gambar. Pertanyaan : a. Hitung kedalaman pemancangan D. b. Tentukan dimensi turap bila dipakai baja dengan tegangan ijin 1 MPa. γ 17 kn / m γ sat φ' c 19kN / m γ 19kN / m sat φ' c 4kN / m
Penyelesaian : φ k a tan (45 ) tan (45 ), p 1 γl 1 ka 17 x 1,5 x, 8,49 kn/m /m p ( γ L1 + γl ) ka [17 x 1,5 + (19-1) x 4,] x,,48 kn/m /m dimana γ γ sat - γ w P 1 area ACDE,5p 1 L 1 + p 1 L +,5(p 1 -p ) L,5(8,49)(1,5) + (8,49)(4,) +,5 (,48 8,49) x 4, 64,1 kn/m _ Hitung z1 dengan mengambil momen terhadap E pada area ACDE P 1 z 1 _ z 1 1 1,5 4, 4, )] [6,7 (4, + 64,1, m ) +,96 ( ) +,98( Hitung D dengan menggunakan persamaan : P1 ( P1 + 1cz1 ) D [ 4c ( γl1 + γ' L )] DP1 ( γl1 + γl ) + c 64,1(64,1+ 1(4)(,)) D [(4)(4) ( (17)(1,5) + (9)(4,) )] D(64,1) ((17)(1,5) + (9)(4,) ) + (4) atau 98,5D 18,6D 465,54 D 1,1 D 4,7 ; didapat D,9 m D actual 1,5 D 1,5 (,9) 4,4 m _
p 6 4c ( γl1 + γ' L ) p 7 4c ( γl + γ L ) (4)(4) [(17)(1,5) + (9)(4,)] 98,5 + 1 ' (4)(4) + [(17)(1,5) + (9)(4,)] 1,5 ( Dp6 P L 4 1) (,9)(98,5) 64,1 1,4 m 4c (4)(4) Distribusi tegangan bisa digambar seperti yang ditunjukkan pada gambar di depan P 1 64,1 z,65 m p 98, 5 M max 6 P( z 1 p6z' + z') 98,5(,65) 64,1(, +,65) 149,61 knm/m S M max ; dimana S modulus section minimum dari turap σ all σ all tegangan ijin turap 1 MN/m S M max 149,61 1 x1 σ all,71 x 1 - m /m dari dinding (atau 71, x 1-5 m /m) Gunakan PZ-7 dengan PSA- (S 91,9 x 1-5 m /m) > S perlu