OBJEKTIF AM : Mempertimbangkan kestabilan

TEKANAN SISI TANAH -

KOREKAN BERTOPANG

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM

: Mempertimbangkan kestabilan

korekan bertopang

Objektif Khusus

:

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :- 1. menyatakan keadaan di mana korekan bertopang

diperlukan

2. mengira beban topang berdasarkan teori Terzaghi dan Peck(1967) untuk

- Tanah Pasir Padat dan Sederhana Padat - Tanah Liat dengan No. kestabilan < 4

- Tanah Liat dengan No.kestabilan di antara 4 dan 6 - Tanah Liat dengan No. kestabilan di antara 6 dan 8

3. menyemak faktor kestabilan untuk korekan bertopang menurut Bjerrum dan Eide (1956) dengan keadaan :-

- menyokong tanah asal

- menyokong tanah dengan tambahan beban.

Bagaimana pula jika tembok yang dalam dan sempit perlu

didirikan? Adakah memadai dengan tembok cerucuk keping

atau kayu sahaja untuk menopang sisi korekan tersebut atau

adakah topang diperlukan bagi menentukan kestabilannya?

Semua ini akan dapat diketahui dari Unit 11 .

INPUT

11.0 PENGENALAN

Pernahkah anda melihat korekan sementara yang dibuat semasa kerja pembinaan berjalan di tapak ?

Kaedah korekan bertopang selalunya digunakan untuk tujuan tersebut.

Ikuti kandungan unit ini seterusnya !!

11.1 KOREKAN BERTOPANG

Korekan yang sempit dan dalam selalunya diperlukan semasa pengorekan tanah bagi kerja-kerja kejuruteraan awam seperti kerja-kerja menanam paip-paip pembetung, membuat saluran-saluran terbuka dan sebagainya.

Semasa kerja-kerja pengorekan terbuka dijalankan, tebing perlu disokong atau ditopang bagi mengelakkan sisi korekan daripada runtuh dan memenuhi korekan tersebut serta mengakibatkan kecederaan ke atas pekerja-pekerja binaan yang berada di dalam korekan tersebut.

Bagi tanah liat, pengorekan dapat dijalankan dengan mudah sehingga pada satu kedalaman tertentu. Kedalaman yang selamat bagi sesuatu korekan dalam tanah liat (tanpa memerlukan topang) adalah

= 2xZ

F

o

di mana ,

Zo =

2C Ka

'

Kedua-dua sisi korekan ditopang dengan cerucuk keping yang di pacu secara tegak ke kedalaman yang diperlukan dan cerucuk keping pula akan disokong oleh topang-topang pada kedalaman-kedalaman yang tertentu seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 11.0.

11.1.1 Beban topang berdasarkan Terzaghi dan Peck (1967)

Kaedah reka bentuk yang selalunya digunapakai bagi menentukan korekan bertopang adalah merupakan kaedah separa-ghalib iaitu kaedah yang berdasarkan kepada ukuran sebenar beban bagi korekan tanah pasir dan tanah liat.

Untuk korekan tanah pasir yang padat dan sederhana padat, Terzaghi dan Peck (1967) telah mencadangkan agihan tekanan seperti pada rajah 11.1.1a.

topang cerucuk keping

atau kayu

Bagi tanah liat Bagi pasir,

Ka = 1 - m Cu

Z

4

 , Ka =

1 1

 

sin sin

 

Agihan ini digunakan untuk mengira beban topang. Bagi korekan tanah liat yang mempunyai nombor kestabilan (ditakrifkan sebagai Z

C ) yang kurang

daripada 4, Peck mencadangkan agar agihan tekanan dalam rajah 11.1.1a(i) digunakan untuk menganggarkan beban topang. Tetapi sekiranya nombor kestabilan bernilai 4 hingga 6, agihan tekanan rajah 11.1.1a(ii) dan rajah 11.1.1a(iii) digunakan dan m di ambil sebagai 1 (iaitu untuk mendapatkan beban yang besar). Bagi nombor kestabilan 6 - 8, Rajah 11.1.1c digunakan dengan m = 0.4.

0.65 Ka  Z 0.2  Z hingga 0.4  Z

1.0 Ka  Z cerucuk keping

topang

Z

0.25Z 0.25Z

0.25Z

0.75Z

Rajah 11.1.1a : Rajah agihan tekanan

Secara umumnya penerangan di atas boleh diringkaskan seperti pada Jadual 11.1.1 di bawah :-

No. Kestabilan Agihan Tekanan M Tanah liat

11.1.2 Faktor kestabilan untuk korekan bertopang menurut Bjerrum dan Eide (1956)

Untuk mengira faktor kestabilan terhadap lambong dasar Bjerrum dan Eide (1956) telah mencadangkan persamaan berikut:-

F = N C

Z

c u



Sekiranya permukaan tanah yang bersempadan dengan korekan dikenakan beban tambahan q, maka faktor keselamatan menjadi :-

Z/B Nc (untuk B/L = 1.0)

0 6.2

1 7.6

2 8.4

3 8.7

4 8.9

Untuk korekan yang berbentuk segiempat tepat,

Nc (korekan berbentuk = (0.84 + 0.16 B/L ) Nc segiempat tepat) (korekan berbentuk segi empat sama)

di mana , B = lebar korekan, L = panjang korekan.

CONTOH 11.1a

Sebuah korekan selebar 2.5 m dan tinggi 5.5 m telah dilakukan ke atas tanah pasir lembab yang mempunyai ciri-ciri tanah seperti berikut:-

 = 18.64 kN/m3  = 30o C = 0

Topang-topang telah dipasang pada kedalaman-kedalaman tertentu seperti yang ditunjukkan pada Rajah contoh 11.1a. Seterusnya dapatkan :-

a. Lakaran rajah tekanan yang sesuai b. Beban topang yang paling maksima.

PENYELESAIAN

a. Bagi tanah pasir, seperti rajah di bawah.

b. Beban topang paling maksimum Bagi tanah pasir, Ka = 1 30

1 30

 

sin

sin = 0.333

0.65KaZ = 0.65 (0.333) (18.64) (5.5) = 22.21 kN/m2 Katalah korekan tersebut akan dipasang topang sepanjang 2m c/c dan untuk mendapatkan beban maksimum, luas yang berkaitan adalah pada tengah korekan tersebut seperti pada rajah tekanan di atas,

= 1.25 x 2 = 2.5 m 0.5 m

1.25 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m

0.5 m

0.5 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m

0.5 m

5.5m

0.65 Ka  Z

1.25m

Dengan itu tekanan maksimum dalam topang adalah korekan pada tanah yang mempunyai ciri-ciri berikut :-

 = 15o  = 17.8 kN/m3

Apabila tinggi korekan adalah 5.8m, tebing runtuh. Dapatkan nilai kejelekitan bagi tanah tersebut.

PENYELESAIAN

Kedalaman yang selamat bagi korekan secara pugak

adalah = 2Z

Dengan itu kedalaman yang selamat adalah

= 2 0147x C

F

.

Tebing runtuh pada kedalaman 5.8m, maka nilai faktor keselamatan pada tahap ini adalah 1.

5.8 = 2 0147

1

x . C

C = 19.64 kN/m2

CONTOH 11.1c

Sebuah korekan yang diandaikan sebagai panjangnya infiniti,dan lebarnya 9.0 m dibina di dalam tanah liat lembut. Berat unit tanah liat adalah 19.5 kN/m3 dan kekuatan ricih tanah Cu = 22 kN/m2 . Sekiranya korekan sedalam 6m diperlukan, tentukan beban topang yang dipasang pada kedalaman 0.8m, 2.8m, 4.4m di bawah aras bumi. Seterusnya dapatkan faktor keselamatan terhadap lambong dasar bagi korekan tersebut.

PENYELESAIAN

Contoh ini boleh diselesaikan dengan 2 kaedah i. Kaedah luas rajah tekanan

ii. Kaedah momen.

Kaedah i

Semak no. Kestabilan Nc = Z

C =

19 5 6 22

. x

= 5.3 < 6

Dengan itu gunakan agihan tekanan seperti di bawah

9.0 m

0.8m

2.8m

4.4m

6.0m

P1

P2

P3

0.25 Z = 1.5m

0.25 Z = 4.5m

1.0 Ka  Z

0.8m

1.8m

3.6m

Dengan m = 1, Ka = 1 - m Cu

Faktor Keselamatan terhadap lambong dasar

Dengan itu bagi korekan berbentuk segiempat tepat,

Ambil momen pada P2

Luas 2

Ambil momen pada P2

P32 (1.6) = 29.02 (1.6/2)2

P32 = 18.57 kN/m

P22 + P32 = 29.02 x 1.6

P22 = 46.43 – 18.57

= 27.86 kN/m P2 = P21 + P22

= 33.37 + 27.86 = 61.23 kN/m Ambil momen pada P3

P33 = 29.02 x 0.8

P3 = P33 + P32

= 23.22 + 18.37 = 41.59 kN/m

AKTIVITI 11A

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya . Sila semak jawapan anda pada maklum balas di halaman berikutnya.

Aktiviti 11A-1

Daripada rajah aktiviti 11A-1, kirakan beban yang sepatutnya dapat ditanggung oleh kayu jika m = 0.7. Kirakan faktor keselamatan terhadap lambung dasar jika panjang korekan adalah 30m.

0.5m

2.4m

2.4m

2.4m

0.6m

4.0m

Tanah liat berpasir

 = 28o

 = 18.5 kN/m3 c = 30 kN/m2

MAKLUM BALAS

Maklum balas aktiviti 11A-1

Nombor Kestabilan, N =

Gunakan agihan tekanan dalam rajah 11.1.1(iii)

Ambil momen pada titik B,

PA (2.4) = ½ (69.56)(2.075)(0.825+2.075/3) +

69.56(0.825)(0.825/2) PA = 55.47 kN/m

PA + PB1 = 69.56 (1/2)(2.9+0.825)

PB1 = 129.56 – 55.47

= 74.09 kN/m

Luas 2

Ambil momen pada C.

PB2 (2.4) = 69.56 (2.4)(2.4/2)

PB2 = 83.5 kN/m

PC1 + PB2 = 69.56 (2.4)

PC1 = 83.44 kN/m

Luas 3

Ambil momen pada C.

PD (2.4) = 69.56 (3.0) (3/2)

PD = 130.425 kN/m

PC1 + PD = 69.56 x 3

PC1 = 78.26 kN/m

69.56 kN/m2 2.4

PC1

PD

PB1

PC1

2

Beban pada setiap topang PA = 55.47 kN/m

PB = 74.09 + 83.5 = 157.59 kN/m

PC = 83.44 + 78.26 = 161.7 kN/m

PD = 130.425 kN/m

Faktor keselamatan terhadap lambong dasar

F =

Z C NC



Untuk mendapatkan Nc

PENILAIAN KENDIRI

ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN.

Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini bagi mengetahui objektif unit ini telah tercapai.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

SELAMAT MENCUBA ! ! SEMOGA BERJAYA ! !

SOALAN 1

Rajah di atas menunjukkan keratan rentas sebuah korekan bertopang yang panjangnya 25 m. Kirakan beban yang

sepatutnya di tanggung oleh setiap topang dan dapatkan faktor keselamatan terhadap lambong dasar.

Jadual Nc (korekan bulat atau segiempat sama)

Z/B Nc (B/L = 1.0)

0 6.2

1 7.6

2 8.4

3 8.7

4 8.9

A

B

C

D

0.5m

1.8m

1.8m

1.8m

0.6m

 = 0

MAKLUM BALAS KENDIRI

Adakah anda telah mencuba dahulu ?

Jika YA, Sila semak jawapan anda

.

Jawapan soalan 1

PA = 70.98 kN/m

PB = 171.11 kN/m

PC = 182.52 kN/m

PD = 152.1 kN/m

Faktor Keselamatan =

5 . 6 20

18 91 . 6

x x

= 0.95 < 1