Rekayasa Pondasi(2)

(1)

- Beban merata permukaan (q)

q = t/m2

- Tinggi turap diatas tanah (H)

H = m

- Tinggi muka air (Ha)

Ha = m

- Konstruksi jangkar dan profil baja (sheet pile)

Data tanah :

g1 = t/m3 g2 = t/m3 g3 = t/m3

f1= 0 f2= 0 f3= 0

C1= C2= C3=

Dimana : g₂ dan g₃ = g_sat

A. PERHITUNGAN KONSTRUKSI TURAP

1.98 35

0

I. Konstruksi Turap Baja

0 1.85 35 0 6.3 3.9 1.7 26 0.6 H Ha Hb D g₁ f₁ C1 g_sat f₂ C2 g_sat3 f3 C₃ q

Diketahui suatu konstruksi turap baja berjangkar yang menahan tanah

dibelakangnya seperti gambar

terlampir, dengan data-data :

Dari data-data tersebut diatas diminta untuk :

1. Hitung kedalaman benaman turap (D) dengan metode free earth support, 2. Rencanakan konstruksi jangkar,

3. Tentukan profil dinding turap yang paling efektif (gunakan metode reduksi Momen Rowe) dan balok mendatarnya (Wales),

4. Gambar konstruksi turap dan jangkarnya dengan skala yang sesuai (kertas ukuran A3).

(2)

1. Sketsa diagram tekanan tanah Diketahui : H = Hb = Ha = ya =

2. Menghitung tekanan tanah aktif dan tekanan tanah pasif a. Koefisien tekanan tanah aktif menurut Rankine adalah :

Ka = tan2_{( 45 -}_f_{/2 )}

- Untuk nilai f₁ 260 _{- Untuk nilai}_f

2 35 0

Ka1 = Ka2 =

- Untuk nilai f₃ 350

Ka3 =

b. Koefisien tekanan tanah pasif menurut Rankine adalah : Kp = tan2_{( 45 +}_f_{/2 )}

- Untuk nilai f3 350

Kp =

3. Menentukan tekanan tanah aktif

2.4 m 3.9 m 1 m 6.3 m 0.39046 0.27099 0.27099 3.69017 = = = = a b c d e Ta Pa₁ Pa2 Pa3 Pa₄ Pa5 Pp a x D H_b H_a y_a H

(3)

- Tekanan tanah aktif akibat pengaruh beban luar (q) s₁ = q . Ka1

s₁ =

s₁ = t/m2

- Tekanan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi Hb

s₂ = g₁. Hb . Ka1

s₂ =

s₂ = t/m2

- Tekanan tanah aktif akibat pengaruh beban luar (q) dan tanah setinggi Hb

terhadap tanah setinggi Ha

s₃ = ( q + g₁.Hb ) . Ka2

s₃ =

s₃ = t/m2

- Tegangan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi Ha

s₄ = (g_2sat - g_w) . Ha . ka2

s₄ = 1 )

s₄ = t/m2

- Tekanan tanah aktif akibat pengaruh beban luar , tanah setinggi Hb , tanah

setinggi Ha terhadap tanah setinggi a

s₅ = (q + g₁.Hb + (g2sat - gw) . Ha) . ka3

s₅ = 1 )

s₅ = t/m2

1 )

4. Menghitung gaya tekanan tanah aktif

Pa1 Pa1 = = t/m 0.271 ) ( 1.98 0.56226 = ( 3.6902 ( kp-ka3 ). (g3sat - gw) a = 1.26823 2.16657

Sehingga dapat diperoleh kedalaman a (jarak dimana tegangannya = 0) : 2.16657 m 3.9 ) ( 1.85 3.9 m 0.27099 0.89833 ( 0.6 4.08 ( 1.85 0.27099 0.23428 2.4 0.39046 0.6 0.23428 ( 1.7 2.4 0.3905 ) 1.59308 s1 . Hb ( 0.6 4.08 ) s₅ a = 0.64658 0.27099 x x x + x - x x + + -- x x - x -= = x x x

(4)

Pa2 Pa2 = 0.5 = t/m

Pa3 Pa3 = = t/m

Pa4 Pa4 = 0.5 = t/m

Pa5 Pa5 = 0.5 = t/m

- Resultan gaya tekanan tanah aktifnya adalah :

Ra = = t/m

- Jarak resultan gaya terhadap titik 0 adalah :

Ra . y = Pa1(1/2.Hb+Ha+a)+Pa2(1/3.Hb+Ha+a)+Pa3(1/2.Ha+a)+Pa4(1/3.Ha+a)+Pa5(2/3.a)

Ra . y = y = m

4. Menghitung kedalaman pemancangan turap

Diketahui : H = Ha = Hb = ya = a = y = Ra = t/m Ta = Ra - Pp Pp = 0,5.[(g3sat-gw)(Kp-Ka3)].x'2

- Dari gambar diatas diperoleh syarat keseimbangan sebagai berikut :

Pp . (2/3.x+a+H-ya) - Ra . (H-(y-a)-ya) = 0

Dimana :

Pp = x'2

2/3.x' + a + H - ya = Ra . (H-(y-a)-ya) =

Sehingga diperoleh persamaan keseimbangan :

0 30.007 2/3.x' + x'2 _{. ( 2/3 .x' +} 1.6754 5.9466 ) 5.94658 6.3 m SMf = 0 0,5.[(g_3sat-g_w)(Kp-Ka3)].x'2 = 1.6754 0.65 m 3.04 m 9.87225 3.9 m 2.4 m 1 m 0.89833 2.16657 3.03953 1.9117 4.94611 1.75175 1.26823 3.9 1.75175 0.70043 0.70043 9.87225 3.9 0.64658 0,5 x s₂ x a 1.9117 4.94611 0,5 x s₂ x Hb s₃ . Ha 0,5 x s₄ x Ha S P = 0.56226 28.6992 - 28.69918 = 1.59308 2.4 = = = = = x x x x x x x x + + + + a b c d e T_a Pp a x D R_a H_b H_a y y_a f x'2₊₍ ₎

(5)

x'3₊ _{= 0}

Untuk mencari nilai x digunakan Metode Newton :

Sehingga; D' = a + x' D' = D' =

Panjang Turap seluruhnya; h' = H + D' h' =

h' = Direncanakan panjang turap ;

Sehingga nilai D yang sebenarnya ; D = htotal - H

D = D =

= (Disarankan 20% - 50%) OK!! Sehingga nilai x yang sebenarnya ; x = D - a

x = x =

- Besarnya tekanan tanah pasif (Pp)= 0,5.[(g_3sat-g_w)(Kp-Ka3)].x'2

2.82 m = 100% = 2.82 2.21 27.49% 2.82 Penambahan penanaman ; D - D' D' 100% 0.65 2.17 m 8.51 m 9.12 m 9.12 6.3 htotal = 2.21 2.21

Jadi, dengan metode diatas diperoleh nilai x' = 1.57 m 0.00126 0.65 1.57 2.21 m 6.3 1.56542 1.56542 1.62365 1.62365 2.34617 41.18597 0.05697 1.56668 2.00360 20.27961 53.37469 0.37995 0.00002 39.40353 0.00000 1.56542 1.56668 0.04978 39.44192 3.03712 3.03712 94.49023 91.42519 1.03353 2.00360 5 359.98991 183.39896 1.96288 1.11693 9.9629 -28.699 f(x) f'(x) xn x'2₊₍ ₎ xn -+ + -x x -) ( ' ) ( x f x f ) ( ' ) ( x f x f

(6)

Pp = t/m

- Besarnya gaya jangkar (Ta) = Ra - Pp Ta = t/m

Hasil - hasil perhitungan :

h' = Pa1 = t/m H = Pa2 = t/m Ha = Pa3 = t/m Hb = Pa4 = t/m ya = Pa5 = t/m y = Ra = t/m D' = Pp = t/m a = Ta = t/m x' = q = t/m2

B. PERHITUNGAN KONSTRUKSI JANGKAR 1. Menentukan kedalaman batang jangkar

Direncanakan dalamnya batang jangkar dari permukaan adalah; ya =

2. Menentukan perletakan batang jangkar pada papan jangkar

- Perhitungan tinggi papan jangkar (hb)

Diketahui : g1 = t/m3 ya = f₁ = 0 _T a = t/m Ka1= Kp1= 4.10563 5.76662 8.51 m 6.3 m 3.9 m 2.4 m 1 m 3.04 m 2.21 m 0.65 m 1.57 m 0.56226 1.9117 4.94611 1.75175 0.70043 9.87225 4.10563 5.76662 0.6 1 m 1.7 1 m 5.76662 26 tan2_{( 45 -}_f_{/2 ) = 0.39046} _tan2_{( 45 +}_f_{/2 ) = 2.56107} S c yb T_a 1/2 y_b 1/2 y_b g₁.Kp₁.S g₁.Ka₁.S

(7)

dari gambar tegangan yang bekerja pada papan jangkar diperoleh ; Pu = B ( Pp -Pa) ( Pu dalam satuan permeter panjang ) Dimana : Pp = 0.5 .Kp1. g1. S2 = S2 Pa = 0.5 .Ka1. g1. S2 = S2 Pu = S2_- _S2₌ _S2 Pu S2 Fk

Dari syarat gaya diperoleh :

S2 _>

S > Pu =

Dari, perhitungan diatas dapat diambil S = Kontrol :

> (OK!!!)

Perhitungan tinggi papan turap ; S

yb

3. Perhitungan panjang batang jangkar Dari sketsa penjangkaran diperoleh ;

D L1 Ha L2 Hb 8.9 t/m 0.90 m c = S - yb = 2.17691 0.33189 2.17691 0.33189 1.84502 Pall = = Pall> Ta 6 t/m 1.84502 1.5 = 5.8 t/m 1.23001 S2 Pall> Ta 1.23001 5.76662 4.68826 2.16524 2.20 m 2.20 yb = 1.7 yb = 1.30 m = 1,5 - 2 (diambil 1,5) m 3.9 = 2.03021 m 1.92098 2.82 1.92098 = 1.468 DDEF = tg(45 + f3/2) = L1 = DFGI = tg(45 + f2/2) = L2 = DIKN = tg(45 + f1/2) = L3 = 2.4 = 1.49969 m

(8)

L3 S L4 Lt1= = m Ha a1 Hb a2 Lt2= = m

Jadi, jarak efektif papan jangkar dari turap berada pada interval ; Lt1 < Lt < Lt2

diambil ; Lt =

Sehingga, panjang batang jangkar adalah :

r = = m

4. Menentukan jarak antar batang jangkar

Direncanakan jarak antar batang jangkar adalah ; p = 5. Perhitungan diameter batang jangkar

Direncanakan menggunakan baja Bj. 37(Fe. 360) dimana; s = kg/cm2

F = = ton kg

F F

A s

4 . p .

Jadi, diambil diameter batang jangkar adalah = 6. Perhitungan dimensi papan jangkar

Direncanakan menggunakan baja Bj. 37(Fe. 360) dimana; s = ₁₆₀₀ kg/cm2

1600  p . d 2 4 0.80 m 25.4 mm = 1.92 cm d = 4613.3 1600  s 4613.3 p . Ta = 0.80 5.76662 4.6133 DIKN = tg(45 + f1/2) = L3 = = 1.49969 m 1.60033 DNOQ = tg(45 - f1/2) = L4 = 2.2 = 3.52074 m 0.62487 8.51863 1.468 2.03021 1.49969 3.52074 = 3.9 0.70021 tg(f₂) = a1 = 4.92073 m 0.48773 DJLP = tg(f1) = a2 = 2.4 5.56978 m (0.65) (9.5) 9.52221 = 5.56978 4.92073 10.4905 DCHJ = 9.5 m + + + + + 2 2 = x

s

p

.

4

F

d



(9)

Mmax Berada Pada daerah yang tegak lurus

pada jangkar dan nilainya sebesar :

Mmax = 0,5.g1.(kp1-ka1).(c+0,5yb)2.1/3.(c+0,5yb)

Mmax = tm (permeter panjang)

Mmax = kg.cm(permeter panjang)

Dari nilai wx yang telah diperoleh maka digunakan profil bentuk YSP . FA

Dengan data-data sebagai berikut :

wx = cm3 w = mm h = mm t = mm Kontrol ; s  s  (OK!!!)

C. PERHITUNGAN DIMENSI TURAP 1. Mencari momen maksimum

Momen maks akan terjadi pada titik yang mempunyai geseran = 0. cm3 s 1600 1.01038 101038.4526 = 63.149 101038.4526 wx = Mmax wx = 117 400 44.5 12.70 s = Mmax = 101038 = 863.577 wx 117 863.577 1600 Pa Pa1 Pa₂ Ha Hb T_a ya x w h t S c y_b Ta 1/2 yb 1/2 yb g1.kp1.S g1.ka1.S

(10)

dimana ; Ta = t/m Ha =

Pa1 = t/m Hb =

Pa2 = t/m ya =

Pa3 = t/m

Pa4 = t/m

Dari gambar dan gaya-gaya yang telah dihitung dapat diketahui bahwa geseran = 0 terjadi diantara bidang batas air dengan garis keruk

S H = 0 Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 - Ta = 0 Pa1 = Pa3 = x Pa2 = Pa4 = 0,5.(gsat2-1).ka2.x2= x2 x + x2_- _{= 0} x2₊ _{x -} _{= 0} Sehingga; Ta = Pa3 = Pa1 = Pa4 = Pa2 =

Untuk menghitung momen maksimum digunakan persamaan dibawah ini

Mmax = Ta(Hb-ya+x) - (Pa1 (1/2.Hb+x) + Pa2 (1/3.Hb+x) + Pa3(1/2.x) + Pa4(1/3.x))

Mmax = t.m (persatuan panjang)

Mmax = kg.cm (persatuan panjang)

2. Metode Reduksi Momen Rowe (perhitungan dinding turap)

2.75082 0.54184 0.11517 2.17 m 5.76662 1.9117 5.76662 0.11517 1.26823 3.29266 1.26823 1.75175 1.9117 1.26823 0.11517 4.94611 1 m (q + g1.Hb).Ka2.x = 0.56226 5.76662 0.56226 x = 0.56226 9.63598 963597.819 1.9117 3.9 m 2.4 m 0.56226 1.9117 Pa₃ Pa₄ H_a x bH H + D aH + +

a

ac

b

x

2

4

2 2 ,1



-



-Created by ANCHA 08

(11)

Diketahui : aH = H = bH = H = E = kg/cm2₌ _MN/m2 Menghitung nilai r ; H4 EI

Momen maksimum pada papan turap; Mmax = t.m (persatuan panjang)

Direncanakan menggunakan baja Bj. 37(Fe. 360) dimana; s = ton/m2

3. Memilih profil yang sesuai

= 9.12 2100000 1 9.12 b = 1 I (10-8₎ (m4_/m) r 9.63598 0.00000400 I 0.10965 = 0.69079 206010 YSP - U15 1310 16400 r = 0.0002437 YSP - III 880 10600 1340 16800 1520 22800 FSP - III 0.0001753 21.44 14.08 1.46119 20.96 2.17518 M/Mmax M = s.wx (t.m) FSP - IIA Profil wx (10 -6₎ (m3_/m) 24.32 2.52387 -3.7562 -3.6236 -3.6131 -3.4236 2.22499 a = 6.3 9.12 0.0003771 16000

Tabel Pemilihan Profil Metode Reduksi Momen Rowe = 0.0006 m3 Log r wx = Mmax wx = 9.63597819 s 16000 = 10,91.10-7 0.0002379 6.3 9.12 = 206010 . I 0.007547517 D H = a H + D aH

(12)

Berdasarkan kurva reduksi momen rowe diatas , dari keempat profil yang diuji Kita peroleh profil yang paling baik untuk dipakai adalah : Profil YSP - III Dengan data-data sebagai berikut

wx = cm3/m'

w = mm

h = mm

t = mm

I = cm4

4. Menghitung dimensi balok horisontal (ganjal datar)

Direncanakan menggunakan baja Bj. 33(Fe. 310) dimana; s = kg/cm2 1

10 kg.cm

Direncanakan dengan profil CNP (rangkap) sehingga ; wx = cm3

Dari nilai wx yang telah diperoleh maka digunakan profil bentuk CNP-6

13.00 16400 1310 400 125.0 Mmax = 0,8.Ta . P 2 Mmax = 4.6133 . 0.64 = 0.29525 wx = 29525.09865 = 22.1494 1333 11.0747 tm 10 Mmax = 29525.09865 wx = Mmax cm3 s 1333

Kurva Reduksi Momen Rowe untuk Papan Turap Dalam Pasir

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 w h t Pasir Longgar Pasir Padat Log r Mm ax /M o FSP - IIA YSP - III YSP - U15 FSP - III a = 0,684 ½

(13)

Dengan data-data sebagai berikut : wx = cm3 h = mm b = mm d = mm t=r= mm s = mm ht = mm Kontrol ; s  s  (OK!!!) 42.0 7.5 14.2 2 . wx 33 834.042 17.7 65 1333 = 29525.1 = 834.042 35.4 5.50 s = Mmax h x x y s b d t h_t