Ebook Teknik Pondasi 2 Edisi Ke 4 Hary C

TEKNIK FONDASI

11

Edisi ke-

4

Untuk ayah, ibu, isteri anak, dan

DAFTARISI

KATA PENGANTAR ... ... ... ... ... iii

BAB I. T U RAP ... . ... .. ... . . . ... .. . 1.1 Pendahuluan ... . 1.2 Tipe-tipe Turap ... . 1.2.1 Turap Kayu ... . I .2.2 Tu rap Beton .. .. ... ... .... ... ... ... ... ... .... ... .... .. .. I 1.2.3 Turap Baja ... ... 2

1.3 Tipe-tipe Dinding Turap .. ... ... ... ... .. .... ... 3

1.3.1 Dinding Turap Kantilever... 3

1.3.2 Dinding Turap Diangker... 3

1.3.3 Dinding Turap dengan Landasan _{(Platform)...} 4

1.3.4 Bendungan Elak Seluler ... 4

I .4 Gaya-gaya Lateral pada Dinding Tu rap ... .... ... .... .. .. ... .. ... .. . . 4

1.4.1 Gaya Lateral akibat Tekanan Tanah... 6

1.4.2 Gaya-gaya Lateral akibat Tekanan Air ... 6

1.5 Perancangan Dinding Turap ... 7

1.5.1 Prinsip Umum Perancangan Turap Kantilever ... 7

1.5.1.1 Turap Kantilever pada Tanah Granuler... 8

1.5.1.2 Turap Kantilever pada Tanah Kohesif... 12

1.5 .2 Dinding Tu rap Diangker... .. ... ... ... ... . ... ... .. .. 27

1.5.2.1 Metode Ujung Bebas ... 28

1.5.2.2 Metode Ujung Tetap ... ... 36

1.6 Cara-cara Mengurangi Tekanan Tanah ... ... ... ... ... 38

1.7 Perancangan Blok Angker... 39

I .7. I Blok Angker Memanjang di Dekat Permukaan Tanah ... ₃₉

1.7.2 Blok Angker Pendek di Dekat Permukaan Tanah ... 40

I. 7.3 Blok Angker pada Kedalaman Besar ... . ,_g Letak Angker ... . 41 41 1.9 Batang Pengikat dan Balok Horisontal ... 42

BAB 11. FONDASI TIANG ... 6 1

2.3 Kelakuan Tiang selama Pembebanan ... 69

2.4 Pengaruh Pekerjaan Pemasangan Tiang... 70

2.4. 1 Pengaruh Pemancangan Tiang ... 7 1 2.4.2 Pengaruh Pemasangan Tiang Bor... 74

2.5 Hitungan Kapasitas Tiang ... ... .75

2.5. 1 Kapasitas Ultimit Cara Statis... 76

2.5.2 Kapasitas Tiang dalam Tanah Granuler .... .. ... 78 2.5.3 Kapasitas Tiangdalam Tanah Kohesif... 1 0 1 2.5.3.1 Kapasitas Tiang Pancang... 10 I 2.5.3.2 Kapasitas Tiang Bor Cetak di Tempat dalam Tanah

Lempung.. .. .... ... .. ... ... ... ... ... .. I 08 2.5.4 Kapasitas Tiang pada Kondisi Terdrainase (Drained).... ... I l l 2.5 .5 Kapasitas Tiang dalam Tanah c -q> ... .. ... ... ... ... 1 1 2 2.5.6 Kapasitas Tiang dari Uj i Kerucut Statis (Sondir) ... 1 1 3 2.5.7 Kapasitas Tiang dari Uj i Penetrasi Standar (SPT)... 1 1 7 2.6 Faktor Aman.. ... ... ... ... ... ... ... 1 1 8 2. 7 Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis ... ... ... ... ... .... 1 23 2. 7 . I AI at Pancang tiang ... ... 1 24 2.7.2 Rumus Pancang... 1 27 2.7.3 Pemilihan Pemukul Tiang... 1 35 2.7.4 Catatan Pemancangan Tiang (Pile Driving Record) ... 1 37 2. 7.5 Penyemprotan Air ( Water Jeting) ... 1 37 2.8.2 Kapasitas Kelompok dan Efisiensi Tiang dalam Tanah

BAB Ill. KAISON ... · 293

3 . 1 Pendahuluan ... 293

3.2 Kaison Bor . . . .. . . . .. . . .. . . ... . . .. . . .. . ... . .. . . .. .. . .. . . ... .. . 293

3 .2. 1 Struktur Kaison Bor .... ... ... ... ... . . . ... 295

3 .2.2 Kapasi tas Dukung .... .... . ... ... ... 296

3 .2.3 Penurunan . . . ... . . .... ... . . . .... . . ... . ... ... . ... . . ... 300

3.2.4 Tahanan Gesek Dinding Kaison . . . ... ... ... ... .... 30 I 3 .2.5 Gaya Momen ... .... ... ... 301

3.2.6 Gaya Horisontal ... . ... ... ... ... . . ... . . ... . . . . ... 301

3.2.7 Pemeriksaan pada Pekerjaan Pelaksanaan . . . ... . ... . . .... ... . . . 302

3.2.8 Perencanaan Kaison Bor ... . . ... . . . ... . . ... . ... ... . ... 302

3.3 Kaison . . . 305

3.3 . 1 Kaison Terbuka . . . .... . . ... . . .... . . ... . . . ... . . ... ... . . .. 306

3.3.2 Kaison Pneumatik . ... . . . . ... . ... . . ... . ... . . ... . . ... . . . .... ... . . ... . 307

3.3.3 Kaison Apung . . . ... ... . . ... ... . . ... . . ... . . .... . . ... . . 308

TURAP

1 . 1 Pendahuluan

Dinding turap adalah dinding

vertikal relatif tipis

yang berfungsi

kecuali untuk menahan tanah juga

berfungsi untuk menahan

masuknya

air ke dalam lubang galian.

k

arena pemasangan yang mudah dan biaya

pelaksanaan yang relatif murah, turap banyak digunakan pada

pekerjaan-pekerjaan, seperti: penahan tebing galian sementara, bangunan-bangunan di

pelabuhan, dinding penahan tanah,

bendungan elak dan lain lain.

Dinding turap

tidak cocok un

tu

k

menahan tanah timbunan yang sangat

tinggi karena akan memerlukan luas tampang bahan turap yang besaL Selain

itu, dinding turap juga tidak cocok digunakan pada tanah yang mengandung

banyak batuan-batuan, karena menyulitkan pemancangan.

1 .2 Tipe-tipe Turap

Tipe turap dapat dibedakan menurut bahan yang digunakan. Bahan

turap tersebut bermacam-macam, contohnya: kayu, beton bertulang, dan baja.

1.2. 1 Turap Kayu

Turap kayu digunakan untuk dinding penahan tanah yang tidak begitu

tinggi, karena tidak kuat menahan beban-beban lateral yang besar. Turap ini

tidak cocok digunakan pada tanah berkerikil, karena turap cenderung pecah

bila dipancang. Bila turap kayu digunakan untuk bangunan permanen yang

berada di atas muka air, maka perlu diberikan lapisan pelindung agar tidak

mudah lapuk.Turap kayu banyak digunakan pada pekerjaan-pekerjaan

sementara, misalnya untuk penahan tebing galian. Bentuk-bentuk susunan

turap kayu dapat dilihat pada

Gambar 1 . 1

1.2.2 Turap Beton

Turap beton merupakan balok-balok beton yang telah dicetak sebelum

dipasang dengan bentuk tertentu. Balok-balok turap dibuat saling mengkait

satu sama lain

(Gambar 1 .2).

Masing-masing balok, kecuali dirancang kuat

menahan beban-beban yang bekerja pada turap, juga terhadap beban-beban

yang akan bekerja pada waktu pengangkatannya. Ujung bawah turap

biasanya dibentuk meruncing untuk memudahkan pemancangan.

(a) (b)

or::c==:3< or::c===so::

(c) (d)

Gambar _1.1 Turap kayu.

Gambar _1.2 Turap beton.

1.2.3 Turap Baja

Turap baja

(Gambar 1 .3)

sangat umum digunakan, karena lebih

menguntungkan dan mudah penanganannya. Keuntungan-ke_untungannya

antara lain:

I .

Turap baja kuat menahan gaya-gaya benturan pada saat pemancangan.

2 .

Bahan turap relatiftidak begitu berat.

3 .

Turap dapat digunakan berulang-tilang.

4.

Turap baja mempunyai keawetan yang tinggi.

(a) _(c)

Gambar _{1 .3} Tampang turap b!Ua.

1.3 Tipe-tipe Dinding Turap

Terdapat

4

tipe dinding turap yaitu:

I .

Dinding turap kantilever.

2.

Dinding turap diangker.

3.

Dinding turap dengan landasan/panggung

(platform)

yang didukung

tiang-tiang.

4.

Bendungan elak seluler

(cellular cofferdam). 1.3. I Dinding Tu rap Kantilever

Dinding turap kantilever

(Gambar J.4a)

merupakan turap yang dalam

menahan beban lateral mengandalkan tahanan tanah di depan dinding.

Defleksi lateral yang terjadi relatif besar pada pemakaian turap kantilever.

Karena luas tampang bahan turap yang dibutuhkan bertambah besar dengan

ketinggian tanah yang ditahan (akibat momen lentur yang timbul), turap

kantilever hanya cocok untuk menahan tanah dengan ketinggian sedang.

1.3.2 Dinding Turap Diangker

Dinding turap diangker cocok untuk menahan tebing galian yang

dalam. tetapi masih juga bergantung pada kondisi tanah

(Gambar 1.4b)

.

Dinding turap ini menahan beban lateral dengan mengandalkan tahanan

tanah pada bagian turap yang terpancang ke dalam tanah dengan di bantu

oleh angker yang dipasang pada bagian atasnya. Kedalaman turap menembus

tanah bergantung pada besamya tekanan tanah. Untuk dinding turap yang

tinggi, diperlukan turap baja dengan kekuatan tinggi. Stabilitas dan

tegangan-tegangan pada turap yang diangker bergantung pada banyak faktor. misalnya

kekakuan relatif bahan turap, kedalaman penetrasi turap,

kemudah-mampatan tanah, kuat geser tanah, keluluhan angker dan lain-lainnya.

Batang pengikat

H

H = 3 sampai 5 meter Untuk H > 11 meter digunakan 2 angker

(a)

Gambar 1.4 (a) Dir.ding turap kantilever. (b) Dinding turap diangker.

1.3.3 Dinding Turap dengan Landasan (Platform)

(b)

Blokangker

Dinding turap semacam ini dalam menahan tekanan tanah lateral diban­ tu oleh tiang-tiang, dimana di atas tiang-tiang tersebut dibuat landasan untuk meletakkan bangunan tertentu (Gambar l.Sa). Tiang-tiang pendukung landasan juga berfungsi untuk mengurangi beban lateral pada turap. Dinding turap ini dibuat bila di dekat lokasi dinding turap direncanakan akan dibangun jalan kereta api, mesin derek, atau bangunan-bangunan berat lainnya.

1.3.4 Bendungan Elak Seluler

Bendungan elak seluler (cellular cofferdam) merupakan turap yang berbentuk sel-sel yang diisi dengan pasir (Gambar l.Sb). Dinding ini menahan tekanan tanah dengan mengandalkan beratnya sendiri.

1.4 Gaya-gaya Lateral pada Dinding Turap

Landasan (platform) Landasan (platform)

Turap

Tiang-tiang Tiang-tiang

(a)

Sel-sel berisi pasir Tanggul penahan

�

(b)

Gambar 1.5 (a) Dinding turap dengan landasan yang didukung tiang-tiang. (b) Bendungan elak selular.

1.4. 1 Gaya Lateral akibat Tekanan Tanah

Pada hitungan dinding penahan tanah yang umum, analisis didasarkan

pada anggapan bahwa dinding b

�

engan cara menggeser

atau berotasi terhadap kaki dinding, sedemik1an hingga kuat geser tanah di

belakang dinding sepenuhnya termobilisasi. Dalam kondisi ini, tekanan tanah

lateral memenuhi teori-teori Rankine atau Coulomb.

Gaya-gaya lateral akibat tekanan tanah yang bekerja pada dinding turap

sebenamya tidak dapat dihitung secara langsung dengan teori-teori Rankine

maupun Coulomb. Ha! ini, disebabkan karena dinding turap bersifat lebih

fleksibel, sehingga kekakuan deformasi atau keluluhan struktur yang terjadi

tidak sama dengan keluluhan dinding penahan tanah pada umumnya.

1.4.2 Gaya-gaya Lateral akibat Tekanan Air

Kondisi ketidakseimbangan tekanan air di depan dan di belakang din­

ding terjadi pada dinding turap yang dibangun untuk bangunan-bangunan

yang tergenang air. Kondisi ketidakseimbangan tekanan, umumnya terjadi

saat air di depan dinding turap surut

(Gambar 1.6).

Tekanan lateral pada

turap mencapai maksimum bila muka air di depan turap pada kedudukan

paling rendah. Kondisi lain dapat pula terjadi bila hujan lebat, muka air tanah

di belakang dinding menjadi Jebih tinggi daripada muka air di depannya,

sehingga menimbulkan tambahan tekanan pada dinding turap. Pengaliran air

dari belakang dinding menuju ke depan, menimbulkan pengurangan tekanan

tanah efektif pada tanah di depan dinding, dengan demikian mereduksi

tekanan tanah pasif. Oleh sebab itu, evaluasi stabilitas turap akibat ketidak­

seimbangan tekanan air tersebut sangat perlu dilakukan.

Kecepatan penurunan muka air di belakang dinding bergantung pada

jenis tanah urug yang digunakan. Jika tanah urug berupa pasir kasar atau

kerikil, kondisi perbedaan muka air di depan dan belakang dinding saat

terjadinya penurunan muka air sangat kecil. Untuk tanah urug yang berupa

pasir halus atau pasir berlanau, beda tinggi muka air akan mulai tampak. Jika

tanah urug adalah lempung atau lanau, maka ketidakseimbangan tekanan air

harus benar-benar diperhitungkan, terutama pada beda tinggi air yang

maksimum. Dinding turap kantilever bila dipancang ke dalam tanah lanau

atau lempung, dapat berotasi terhadap ujung bawahnya.

Gambar 1 .6a

menunjukkan kondisi aliran rembesan yang digambarkan

dengan cara jaring arus (jlow

net),

urUuk dinding turap yang dipancang pada

tanah granuler dengan koefisien permeabilitas sedang.

Gambar l .6b,

Gambar _{1 .6} Tekanan air neto di belakang turap. (a) Penggambaran jaring arus.

(b) Diagram tekanan air neto di belakang turap (Terzaghi, 1954).

1.5 Perancangan Dinding Turap

1.5. 1 Prinsip Umum Perancangan Turap Kantilever

Bekerjanya tekanan tanah pada dinding turap yang kaku sempurna dapat diterangkan seperti pada Gambar 1.7. Akibat pengaruh tekanan tanah aktif oleh tanah di belakang turap, turap berputar pada titik B (Gambar 1.7a). Tekanan tanah yang terjadi pada bagian bawah turap yang tertanam akan berupa tekanan tanah pasif, di bagian-bagian belakang BC dan di depan BD. Sedangkan di depan BC dan bagian belakang BD, bekerja tekanan tanah aktif. Pada titik rotasi B, karena tanah tidak bergerak, maka titik ini akan mendapatkan tekanan tanah yang sama dari depan dan belakang (yaitu tekanan tanah lateral saat diam). Jadi tekanan tanah lateral pada titik B terse but akan sama dengan no I. Gambar 1. 7b menunjukkan distribusi tekanan tanah netto (tekanan tanah pasif dikurangi tekanan tanah pasit) pada turap, dan Gambar 1.7c adalah penyederhanaan dari Gambar 1.7b untuk

tanah ke turap (c) Penyederhanaan distribust tekanan tanah Gambar _{1 .7} Tekanan tanah pada turap kantilever.

Distribusi tekanan tanah lateral pada dinding turap tidak sama untuk tanah kohesif dan tanah non kohesif (pasir atau kerikil). Karena itu, perancangan harus dibedakan atas jenis tanahnya.

1.5.1.1 Turap Kantilever pada Tanah Granuler

Distribusi tekanan tanah pada turap yang terletak pada tanah granuler homogen, diperlihatkan dalam Gambar 1 .8. Bila tanah berlapis-lapis, maka diagram tekanan tanah akan berbeda, namun prinsip perancangan tetap sama.

Karena turap terletak dalam tanah granuler, cukup beralasan hila diasumsikan muka air tanah mempunyai ketinggian yang sama di bagian depan dan belakang turap. Sehingga, distribusi tekanan (termasuk pengaruh beban terbagi rata dan lain-lainnya) dapat ditentukan dari nilai Ka dan KP. , Jika faktor aman diperhitungkan, maka dapat dipilih salah satu dari 2

kemungkinan:

I . Mereduksi Kp (sampai 30%-50%) atau

2. Menambah kedalaman penetrasi antara 20% sampai 40%. Hal ini akan memberikan faktor aman sebesar ± 1 ,5- 2,0.

D

Tekanan

PP T ekanan pasif netto

Tanah

granuler

',�

\,

T

,

�MO

�··

Dari distribusi tekanan tersebut, lokasi saat tekanan sama dengan nol akan terdapat pada jarak a dari permukaan galian. Jarak ini dapat dihitung dengan memakai perbandingan pada diagram tekanan segitiga, yaitu :

q'K

a= a

y'(Kp -Ka)

dengan q' = "f.H(y;. Dari menjumlahkan gaya-gaya pada arah horisontal dapat diperoleh persamaan untuk menghitung jarak z (lihat Gambar 1.8), yang

diperoleh dari "i.F H = 0,

Pa+PP' - Pp = O Karena,

[Pp' - Pp]=(pp+pp')!...- pP'!_

2 ₂

Substitusi ke Persamaan (l.l) dihasilkan, P a + (pp +Pp') !._ - Pp'!.... = 0

2 2

Penyele'saian dari persamaan tersebut dapat diperoleh,

z

= PpY-2Pa

Pp+Pp

Dengan mengambil "i.Mdasar turap= 0,

a tau

dengan _{y =} jarak diukur dari tekanan sama dengan no I sampai P a· Substitusikan z, ke Persamaan (1.2), diperoleh

6Pa (Y+y)

+ [

I .

)

{p/Y2 - 4pPYPa+ 4P})- ppY2 = 0

· Pp+ Pp

Jika dikalikan dengan (pp+ pp'), dihasilkan

( 1.1)

( 1 .2)

( 1 .3)

6(pP +pp') Pa (Y +y) + p/Y2- 4pPYPa+ 4P/- Pa2Y2- PuPp. Y2 = 0

Selanjutnya, dengan substitusi _Pr

=

y'(K, - Ka)Y = CY,

6Pa(CY2 + CYy

+

p,· Y + p,'_{y) -}

4CY2Pa +

₄

P

/

-CY3p,· = 0 Bila dibagi dengan -C Pr',

Y-

2Pa

Pp Pp C C Pp

dengan

C

=

y'(K,- Ka)

Pr'

=

yh"K" + y'K,(H

+

D-h11) - y'Ka( Y + a)

y'(K , -Ka )

q' Ka =[(yh,.. + y'(H - hw)]Ka

Dengan rpemperhatikan Gambar 1 .9a:

P

a = PI+

P2

+

P3

+

P4

P1 =

� K.yhw2

P2 =

yhwKa(H - h11)

P3 =

'/2

Kay'(H - h"i

( 1 .4)

Penyelesaian dari Persamaan (1 .4) dilakukan dengan cara coba-coba (trial

and

error), dari sini dapat ditentukan p,, p,·, a, z, dan lain-lainnya.

Setelah itu, dihitung Y dan D. Perkiraan awal nilai penetrasi D (Teng,

1962)

ditunjukkan dalam Tabel 1 . 1 .

Tabe/ 1. 1 Estimasi penetrasi turap pada tanah granuler (Teng, /962)

Kerapatan relatif (D,) NilaiN-SPT Kedalaman penetrasi turap (D)

Sangat padat >50 0 ,75H

Padat 31-50 1 ,00 H

Sedang 11-30 1 ,25 H

Tidak padat 5-10 1 ,50 H

Sangat tidak padat 0-4 2 ,00H

M.a.t

(a)

Gambar 1.9 (a) Tekanan tanah aktif pada turap.

(b) Gaya-gaya pada turap di atas titik dengan gaya lintang nol.

Dari 'i.M0 (titik pada gaya lintang V= 0) , diperoleh

Mmaks=Pa(y + x)-Ppl

(�)

=Pa(y + x)-Pa

(�)

a tau

Mmaks = Pa(y + 2/3 x)

Dengan mensubstitusikan x, diperoleh

Dari keimbangan arah horisontal "'.F H = 0

Pp1 = Pa

Sehingga,

I

x=[

2Pa

]2

y'(Kp- K0)

Penyelesaian secara praktis dengan menggunakan grafik untuk menentukan kedalaman (D) dan momen (Mmaks) untuk tiga nilai y', diperlihatkan dalam

Gambar-gambar 1 . 1 0, 1 . 1 1 dan 1 . 1 2. Tabel 1 .2 menunjukkan nilai DIH, untuk y. = 0,5y pada turap kantilever pada tanah granuler yang diperlihatkan dalam Gambar 1 . 1 1 .

"- Raaio moman

o.o 2 3 • s 1719100

1.5. 1. 2 Turap Kantilever pada Tanah Kohesif

Perancangan turap dalam tanah kohesif sangat kompleks, karena kuat geser tanah tersebut berubah dengan berjalannya waktu. Dengan dem ikian, tekanan tanah pada turap berubah pula dari waktu ke waktu. Dimensi dan kedalaman dinding turap harus memenuhi syarat kuat menahan tekanan pada waktu segera setelah selesai pelaksanaan pekerjaan, maupun setelah waktu yang lama, di mana kuat geser lempung telah berubah. Segera sesudah turap dipasang, dan beban tanah urug beserta beban terbagi merata telah bekerja, tekanan tanah dapat dihitung berdasarkan sudut gesek dalam (<P) lempung no!, dan kohesi c = 0,5qu (q11 = kuat tekan bebas).

Tinjauan stabilitas jangka panjang juga harus diperhatikan akibat kuat geser tanah lempung yang berubah dengan waktunya. Analisis harus dida­ sarkan para parameter tegangan efektif <P' dan c' yang diperoleh dari peng­ ujian-pengujian triaksial consolidated drained (terkonsolidasi-terdrainase), atau dari pengujian consolidated undrained (terkonsolidasi-tak terdrainase), di mana dalam pengujian ini diadakan pengukuran tekanan air pori. Data yang terbatas menunjukkan, kohesi (c) pada waktu jangka panjang sangat kecil. Karena itu, dalam perancangan stabilitas jangka panjang, sangat aman hila kohesi (c), dianggap sama dengan no!. Nilai akhir pada waktu jangka panjang dari sudut gesek dalam tanah (<P) akan mendekati 20° - 30°. Tekanan tanah lateral tanah lempung pada waktu jangka panjang ini mendekati sama dengan tekanan tanah granuler. Karena itu, analisisnya sama dengan turap pada tanah granuler.

Dinding turap mungkin dipancang dalam tanah lempung seluruhnya, atau dipancang dalam tanah lempung, tapi di bagian atas diurug dengan tanah granuler. Tekanan tanah pada turap dari ke dua tipe dinding turap tersebut akan memberikan bentuk tekanan yang berbeda.

a. Se/uruh turap di da/am tanah /empung

H

D

Gens tu:enen , tAnah pall: p. • l(z-H)+2c

(b)

.fc + q'

(a)

(c)

Gambar 1 . 13 Tekanan tanah awal pada turap kantilever yang dipancang dalam tanah kohesif.

(a) Turap secara keseluruhan pada tanah lempung

(b) Turap pada tanah lempung diurug tanah granuler

(c) Gaya-gaya di atas titik dengan gaya lintang no! untuk kasus pada

Gambar 1 . 13b.

Pada kondisi runtuh , tekanan tanah aktif dinyatakan oleh:

pp= yz tg2 (45° + q>/2) + 2c tg (45° + q>/2) Karena pada tanah kohesif jenuh q> = 0,

Ka = tg2(45° -q>/2) = I Kp = tg2(45° + q>/2) = I \faka, untuk q> = 0, Ka = Kp = I .

( l .7b)

:::>engan memperhatikan Persamaan-persamaan (1 .7a) dan (1 .7b), tekanan ::;nah pas if di depan turap, secara umum dapat dinyatakan oleh persamaan:

Pp = }'(z -H)+ 2c untuk z > H (1 .8a) Tekanan tanah aktif dari belakang tunip:

Pa = yz -2c ,jengan

( 1 .8b)

z kedalaman tanah di bawah tanah asli (permukaan tanah urug)

c = C11 = kohesi tanah pada kondisi undrained

y = berat volume efektif (berat volume basah hila tanah di atas muka air dan berat volume terapung bila terendam air)

H = tinggi tanah yang berada di atas dasar galian

Bila tanah tidak homogen, berlapis atau sebagian terendam air maka tekanan efektif merupakan tekanan overburden efektif, yaitu q' _{= '£yH;} (gunakan berat volume apung (y') bila tanah terendam air).

Karena kemiringan garis-garis tekanan aktif dan pas if sama (berhubung Ka = Kp), tahanan netto pada sisi depan turap besamya akan konstan untuk tanah yang berada di bawah galian pada bagian turap yang bergerak ke kiri, yaitu

Pp- Pa = 4c-yH = 4c-q' (I. 9a)

Pada bagian bawah turap di mana turap bergerak ke belakang (Gambar I. 13a ), tahanan pas if neto dinyatakan oleh :

Pr- Pa = yz + q' + 2c -yz + 2c

= 4c + q' ( 1 .9b)

Zone tanah lempung yang mengalami tarikan diabaikan. Cara hitungan perancangan sama dengan turap kantilever pada tanah granuler. Titik K dan kedalaman penembusan turap D dipilih sedem ikian hingga harus memenuhi 2 kriteria:

(!) Jumlah gaya-gaya horisontal sama dengan nol.

(2) Jumlah momen-momen pada sembarang titik sama dengan nol.

Dari jumlah gaya-gaya horisontal sama dengan nol (F

H)

= 0: Pa +(Pp'-Pp)=

0

(Pp'- Pp)= (z/2)(4c- q' + 4c + q')- D(4c- q')

= 4cz- D(4c- q') Pa + 4cz-D(4c- q') = 0 Sehingga:

z= D(4c- q')- Pa 4c

Jumlah momen pada sembarang titik sama dengan not, Pa (y +D)-(D212)(4c-q ') +

{

il3)(4c) = 0

( 1 . 1 0)

( 1 . 1 1 ) Dengan y = jarak resultan gaya-gaya tekanan tanah aktif diatas dasar galian terhadap dasar galian (titik A). Substitusi Persamaan-persamaan ( 1 . 1 0), ( 1 . 1 1 ) dan dengan melakukan penyederhanaan, diperoleh persamaan untuk menentukan kedalaman penetrasi turap (D):

D2(4c-q')-2DPa-

(

P,,(l2cy+P,,)

)

=o

2c+q' ( 1 . 1 2)

Untuk tanah urug yang berlapis-lapis q' = 'i.y;H; dan bila ada bagian tanah yang tidak terendam air, maka berat volume tanah di bagian di atas air dipakai berat volume basah (yb) atau kering (yd) (bila tanahnya kering).

Kedalaman penetrasi turap yang dipakai dalam pelaksanaan ditentukan dengan mengalikan D hasil hitungan dengan I ,2- I ,4.

Momen maksimum terjadi bila gaya lintang V = 0, dari Gambar 1 .1 3c diperoleh,

Mmak=Pa(x+y)-(4c-q) (x)

(�)

Keseimbangan horisontal, L.F

H

= 0:

Pa = (4c- q ')x a tau

(

P,,

)

[(

Pa

)

1 Pa

]

Mmu=Pa

--

+y

----4c - q' 2 4c - q'

b. Turap dipancang pada tanah kohesif diurug tanah granuler

( 1.13)

Metode yang telah diterangkan di atas dapat pula diterapkan dalam hat turap dipancang dalam tanah lempung dan diurug dengan tanah granuler. Hanya bedanya, tekanan aktif di atas dasar galian adalah sama dengan Ka y z

untuk tanah timbunan granuler Gambar 1 . 1 31). Gambar diagram tekanan

Gambar 1.14 Turap kantilever pada tanah dasar kohesif diurug tanah granuler, untuk y' = 0,4y (Cernica, 1 995).

u

s.o

U 2!..L

y'K.H3 2.0

1.5

1.0 1.0

0.5

0.1

(2q.,-q') y'K,H

Gambar 1 . 15 Turap kantilever pada tanah dasar kohesif diurug tanah granuler, untuk y' = 0.5y (Cernica, 1995).

0.1 z s .. '. , •• , z (2q.-q')

y'K,H

Contoh soa/ 1.1:

Diketahui turap pada Gambar Cl. I.

Tanah urug dan dasar galian berupa pasir , dengan: y = 18 kN/m3; rp = 30 °, c = 0

y'= 8,19 kN/m3

Ka= tg2 (45 °- rp/2) = 0 ,33 Kr= tg2 (45 ° + rp/2) = 3

Hitung kedalaman turap dan momen maksimum yang terjadi dengan cara analitis dan dengan menggunakan Gambar 1 . 1 0 dan 1 . 1 1 .

Gambar Cl. _{I .}

P�nyelesaian:

q' = y1H = 18 x5 = 90 kN/m2

a =

y'(Kp - Ka)

90 x 0 ,33

= I 36 m

8 , 19(3- 0 ,33) '

= Y:z X 90 X 0,33 X 5 + Y:z X 90 X 0,33 X I ,36 = 94 ,45 kN/m

Menentukan y dengan "'f.M0 =

0,

P �

= 112

PaH (a+ H/3) +

12

Pa a (2a/3)

= Y, X

90

X

0,33

X

5

X

(1,36 + 5/3) +

\-i X

90

X

0,33

X

1,36

X

(2

x I

,36/3) = 243,04

kN y

= P �!Pa =242,851175,09 = 2,57

m Dari persamaan,

Pp, = yHKp+ y '(Y + a)Kp - y ' (Y

+ a)Ka

dan

(a)

y3_

[

2Pa.

]

_{y2 -6Pa}

[

�

+�

J

r- 2Pa,(2Pa+3p

/y

)=O

.. . . (b)

Pp

Pp

L

Cpp

dengan

C

= y'(Kp - Ka)

= 8,19(3- 0,33) = 21,87

Nilai Y ditentukan secara coba-coba, pada:

Y =

6,55

m

Dari substitusi ke Persamaan (a), dapat diperoleh: Pp,

= 442,97

kN/m2

Jika nilai ini disubstitusikan ke Persamaan (b), diperoleh nilai,.,

0

(OK) D

=

Y + a

=6,55+ 1,36=7,91

m

Dengan mengalikan D dengan faktor I

,20

untuk keamanan, D' =

1,2

X

7,91

=9,5

m.

Panjang turap yang dibutuhkan = D' + H =

9,5 + 5

=

14,5

m Menentukan Mmak•

Mmak =

Pa(y

+

2/3

x)

2P0

2

x

94,45 2

[ ]�

[

]l

x =

Sehingga, Mmak = 94,45(2,57 + 2/3 X 2,94) = 427,9 kN.m

Bila hitungan dilakukan dengan didasarkan pada Gambar 1 . 1 0, 1 . 1 1 dan 1 .1 2 .

y'ly = 8, 1 9/ 1 8 = 0,455 a = I

K,IKa = 3/0,33 = 9

Dari Gambar 1 . 1 0 dengan y' = 0,4 y, diperoleh DIH = 1 ,70

Dari Gambar 1 . 1 1 dengan y' = 0,5 y, diperoleh D/H = 1 ,55

Dengan melakukan interpolasi linier untuk y'/y = 0,455 diperoleh DIH"" I ,62 Sehingga,

D = 1,62 x 5

= 8, I 0 m (hampir sama) D' = 1 ,2 x 8, 1 0 = 9,72 m Dari Gambar 1 . 1 0,

M

untuk y' = 0,4 y ; mak = 1,6 r'K H 3_a Dari Gambar 1 . 1 1 ,

M

untuk y' = 0,5 y; "'"* = I ,08

y' KaH 3

dengan interpolasi linier untuk y' ly = 0,455, diperoleh, Mmak _{= 1 35}

r'K H3 _a '

Mmak = 1,35 X 8, 1 9 X 0,33 X 53 = 456, I kNm (hampir sama)

Contoh soa/ 1.2:

Dinding turap ditunjukkan dalam Gambar C 1 .2. Tanah terdiri dari 2 lapisan, bagian urugan berupa pasir dengan rp1 = 32° (Ka1 = 0,307), c1 = 0, Yhl = 1 5,87

kN/m3 dan y1 ' = 9,43 kN/m3. Tanah bagian bawah (dasar galian) berupa lempung dengan c2 = 47,02 kN/m2, q>2 = 0, y2' = 8,9 kN/m3• Tentukan:

(a) Kedalaman penetrasi turap (D). (b) Momen maksimum pada turap.

(c) Idem soal (b), dengan menggunakan Gambar 1 . 1 6 (pasir urug: Yl'lyhl = 0,6).

(d) Hitung Mmak dengan menggunakan Gambar 1 .16.

Gambar Ct.2.

Penyelesaian:

Tekanan tanah pada kedalaman dasar galian:

q· = '[.y;HI = hm + hzr1 ' = 2 x 1 5,87 + 3 x 9,43 = 60,03 kN/m2 Tekanan tanah aktif total:

P a = 0,5 h/ YbKal + hz hl YbKal + 0,5 h/ Y1 'Kal

= (0,5 X 22 X 1 5,87 X 0,307) + (3 X 2 X 1 5,87 X 0,307) + (0,5 X 32 X 9,43

x 0,307) = 9,74 + 29,23 + 1 3,63 = 52,61 kN/m

= 9,74 (3 + 2/3) + 29,23 (1,5) + 13,63 ( 1 ) = 1 77 m

y _{52 605}

,

_'

�· .\fenghitung D

4c2 - q ' = 4 x 47,02 - 60,03 = 1 28,05 kN/m2 D2 (4cz-q ') - 2DPa - Pa ( 1 2 c2y+ Pa) = 0

2c2 + q'

l28.0S D2 _ l X 52,6\D _ 52,6 1 ( 1 2

X 47,02 X 1 ,77 + 52,6 1 ) =

O

2 X 47,02 + 60,03 Dari persamaan tersebut diperoleh:

D = 2, 1 3m ?anjang penetrasi turap:

D' = I ,2D = I ,2 x 2, 1 3 = 2,56 m

?anjang tu rap total = D' + H _{= 2,56} + 5 = 7,56 m"" 7,60 m

- .\1omen maximum (MmaJ

M = 52 61

[(

52,6 1 I 77

)

_

.!_

52,6 1

]

maks , _{4x47,02-60,03} + , _{2 4x47,02-60,03}

Mmaks = 1 03,93 kN.m -, Bi/a digunakan Gambar 1.16

2 a = - = 0 4

5 ' 4c - q' y'Ka H

128,05 _{= 8 85} 9,43 X 0,307 X 5 '

Bila D dihitung dengan Gambar 1 . 1 6, diperoleh D

-::::0 43 H - ,

D = 0,43 x 5 = 2, 1 5 m (hasilnya hampir sama dengan hitungan (a))

a tau

0,29

Mmak = 0,29 X 9,43 X 0,307 X 53 = 1 04,95 kN.m

Contoh soal 1.3:

Turap kantilever diperlihatkan dalam Gambar C l .3. Tanah di atas galian (pasir): y = 1 7 kN/m3, y' = 1 0 kN/m3 <p =30°, c = 0 kPa. Tanah di bawah galian (lempung): <p =0°, c = 50 kPa, y' = 9 kN/m3. Tentukan kedalaman penetrasi turap yang aman.

Penyelesaian:

3m

H=6m

Turap

Taneh pasir:

Y•• = 17 kN/m,, y," = 10 kN/m3 .,. • 3tf, c ,. 0 kN/m2

P, (total) • 90,59 kN/m' 2,11 m

Taneh lempung: 12' = 9 kN/m3

"'= Cf, c =50 kNim2

Gambar Cl .3.

Tanah diatas galian: Ka = tg2 (45° - q>/2) = tg2 (45° - 1 5°) = 0,33 : K, = tg2 (45°+ q>/2) = tg2 (45° + 1 5°) = 3

T ekanan tanah aktif total:

Pa (total) = _{0,5 h12 Y1 Ka + h2 h1 Y1 Ka+ 0,5 h/ yl' Ka}

= (0,5 X 32 X 1 7 X 0,33) + (3 X 3 X 1 7 X 0,33) + (0,5 X 32 X 1 0 X 0,33)

= 25,25 + 50,49 + 1 4,85 = 90,59 kN/m

jarak titik tangkap P.(total) terhadap dasar galian (y) diperoleh dari momen gaya-gaya terhadap A sama dengan no!:

= 25,25 (4) +50,49 ( 1 ,5) m

y _90,59 ,

\1enghitung D:

4c - q ' = (4 x 50) - 8 1 = 1 1 9 kN/m2

D2(4c - q)-2DPa- Pa (l2 cy + Pa) = 0 2c + q'

1 1 9 D2 -2 X 90,59D - 90,59 ( 1 2 X 50 X 2,1 1 + 90,59) = 0

(2 X 50) + 8 ) Dari persamaan tersebut diperoleh:

D = 3,26 m

Kedalaman penetrasi turap:

D ' = 1 ,2D = 1 ,2 x 3,26 = 3,9 1 m

Panjang turap total = D' + H = 3 ,9 1 + 6 = 9,9 1 m, dipakai 1 0 m.

1.5.2 Dinding Turap Diangker

Telah disebutkan bahwa untuk menahan beban-beban lateral yang besar lebih baik jika dipakai dinding turap diangker. Distribusi tekanan pada turap yang diangker menjadi tidak sama dengan distribusi tekanan dinding turap kantilever. Gambar 1 . 1 7 memperlihatkan hubungan antara kedalaman penembusan turap, distribusi tekanan lateral, dan garis perubahan bentuknya.

I. 5. 2. 1 Met ode Ujung Bebas

Pada metode ujung bebas (jree end method) atau disebut juga metode tanah bebas (jree earth method), kedalaman turap di bawah dasar galian dianggap tidak cukup untuk menahan tekanan tanah yang terjadi pada bagian atas dinding turap. Karena itu, keruntuhan terjadi oleh akibat rotasi dinding turap terhadap ujung bawahnya.

(a)

Gambar 1 . 1 7 Pengaruh kedalaman turap pada distribusi tekanan dan perubahan bentuknya.

Dalam analisis stabi litas turap diangker dengan metode ujung bebas, terdapat anggapan-anggapan sebagai berikut:

1 . Turap merupakan bahan yang sangat kaku dibandingkan dengan tanah di sekitamya.

2. Kondisi tekanan tanah yang bekerja dianggap memenuhi syarat teori Rankine atau Coulomb.

3. Turap dianggap berotasi dengan bebas pada ujung bawahnya, namun tidak dizinkan bergerak secara lateral di tempat angket. Pada kapasitas ultimitnya, turap runtuh akibat gerakan angker ke arah luar.

Diagram tekanan tanah yang bekerja pada dinding turap diangker, dengan keruntuhan terjadi rotasi turap terhadap ujung bawahnya tersebut, diperlihatkan dalam Gam bar 1 . 1 8.

(a) Turap pada tanah granuler a. 1 Cara-1

Diagram tekanan tanah aktif dan pas if yang bekerja pada turap dengan titik putar pada ujung bawahnya diperlihatkan dalam Gambar 1 . 1 8a.

Tekanan tanah aktif yang bekerja pada bagian belakang turap:

yK a ( b)2 y' Ka 2

Pa = -- a + + yK" (a + b)(Hw + D) +--(Hw + D) . .. ( 1 . 1 4)

2 2

Tekanan tanah pas if yang bekerja pad a bagian belakang turap:

Dengan mengambil momen terhadap angker dapat diperoleh:

yK

_{2 a+b}

H + D

dlPa

=

_ _

a (a+b) (---b)+yK0(a+b)(H w + D)( w + b)

2 3 2

H

+

y'K

d2Pp

=--P

₂

D2(Hw +b + '% D)

M.e.t

T..tl grWIU

d, d.

ler

'

'

-,I(Je • • , (a)

H

(c)

Lempung, 'P = 0 (b)

Gambar 1.18 Tekanan tanah pada turap diangker dengan metode ujung bebas. (a) Turap pada tanah granuler (pasir) - (cara-1 )

(b) Turap pada tanah granuler (pasir) - ( cara-2) (c) Turap pada tanah kohesif (lempung).

Jumlah momen terhadap angker sama dengan no!:

d1 Pa = d2PP ( 1 . 1 6)

Penyelesaian dari Persamaan ( 1 . 1 6) dilakukan dengan coba-coba untuk mendapatkan D. Gaya pada angker (I:FH = 0):

( 1 . 1 7)

a.2 Cara-2

H itungan dilakukan dengan menjumlahkan gaya-gaya tekanan aktif dan pasif. Gambar tekanan tanah netto pada turap diperlihatkan pada Gambar 1 . 1 8b. Dari gambar ini, jarak y (titik pada tekanan no!) dapat dihitung dengan persamaan:

( 1 . 1 8)

( 1 . 1 9)

dengan

q I:y;H; = tekanan tanah pada kedalaman yang sama dengan dasar galian (gunakan y' hila tanah terendam air)

y2 berat volume tanah di bawah dasar galian.

Kp2, Ka2 = koefisien tekanan tanah pas if dan aktif untuk tanah di bawah dasar galian.

Dengan menghitung momen terhadap angker sama dengan nol, diperoleh : ( 1 .20)

dengan Pa = tekanan tanah aktif total di belakang turap (luasan OABC). Gaya pada angker, I:F H = 0:

T + Pr - Pa = O

( 1 .2 1 ) Jadi,

I .

Hitung dan gambarkan diagram tekanan tanah aktif dan pasif berdasar­ kan Ka _{dan K,.}

2. Hitung tekanan akibat tekanan overburden pada kedalaman turap H, q' = L.y;H; (gunakan y' hila tanah terendam air)

3. Tentukan letak titik bertekanan not dengan persamaan:

Yz (Kpz - Kaz ) dengan

q' = L.y/1; = tekanan akibat tanah urug dan beban terbagi rata pada elevasi yang sama dengan dasar galian. Gunakan berat volume apung (y') hila tanah terendam air.

Kp2, Ka2 = koefisien tekanan pasif dan aktif tanah di bawah dasar galian.

4. Ambit momen terhadap angker (Persamaan 1 .20):

LPa -� _{D12 Y2 (Kp2 - Kd} ( Hw + b + y + 213 D.) = 0

Dari persamaan ini akan diperoleh D1•

5. Hitung gaya pada angker (Persamaan 1 .22):

T= Pa -� D12 ¥2 (Kp2 - Ka2)

6. Tentukan besamya momen maksimum dan dinding turap, yaitu pada titik dengan gaya lintang not.

7. Pilihlah dimensi turap berdasarkan momen maksimum tersebut.

8. Untuk keamanan, kalikan kedalaman turap (D), dengan faktor I ,2 - I ,4

atau dengan membagi koefisien tekanan tanah pas if dengan faktor I ,5

sampai 2 pada langkah (3) dan (4).

Bila turap terletak pada tanah granuler (pasir), Gambar 1 . 1 9 sampai

Gambar 1 .2 1 dapat digunakan untuk menghitung penetrasi turap (D), momen maksimum pada turap (Mm ak) dan gaya pada angker (T) yang dipasang pada jarak hi = 0,25H (H = tinggi galian) untuk nilai-nilai berat volume apung tanah y' = 0,4, 0,5 dan 0,6y. Untuk nilai-nilai diantaranya dilakukan cara interpolasi.

1.5

1.5

(b) Turap pada tanah kohesif Tekanan tanah di bawah dasar galian:

Pp -Pa = _{zyKP + 2dKp - (zyKa - 2c>JKa + q' Ka)}

Karena pada <p = 0, Ka = Kp = I , m aka Pp -Pa =4c -q'

Dengan memperhatikan Gambar l . l 8c,

PP = (4c - q')D

Prosedur perancangan turap diangker yang terletak pada tanah kohesif 'l dengan metode ujung bebas, adalah sebagai berikut:

I . Gambarkan diagram tekanan tanah aktif dan pasif.

2. Hitung tekanan tanah akibat tekanan overburden dan beban terbagi rata pada elevasi yang sama dengan dasar galian (q' = 'I.y;H;). Gunakan y' bila tanah terendam air.

3 . Dengan menggunakan kuat geser undrained (cu), ambillah momen terhadap angker (Persamaan 1 .25):

LPa - D(4c - q')(H,. + b + � D) = 0 Dari persamaan ini diperoleh D.

4. Hitung gaya pada angker (Persamaan 1 .26): T = Pa -(4c -q')D

5. Tentukan besar momen maksimum pada turap, yaitu pada titik dengan gaya lintang sama dengan nol.

6. Pilih lah dimensi turap berdasarkan momen maksimum yang diperoleh terse but.

7. Untuk keamanan, kalikan kedalaman turap (D) dengan faktor 1 ,2 sampai I ,4 atau gunakan nilai c sebesar 50-70%-nya dalam langkah 3 dan 4.

3.0

2.5

�

!ii 2.0

E .!! � l! ·� 1.5

..

0::

1.0

0.5

0.0

RaSlO tank angker

;, C1H

_ _

2 3 4

(2qu - q)

y'KJ-1

2 3 4 5 6 7 1 9 0.9

0.6

0.3

0.0

0.2

0.1

Gambar _1.22 Turap diangker pada tanah kohesif diurug tanah granuler (pasir). untuk tanah granuler dengan y' = 0,4y (Cemica, 1 995).

Gambar _{1.23 Turap diangker pada tanah kohesif diurug tanah granuler (pasir), untuk}

tanah granuler dengan y' = 0,5y (Cemica, 1 995).

3.0 0.9

Gambar 1 .24 Turap diangker pada tanah kohesif diurug tanah granuler (pasir), untuk tanah granuler dengan y' = 0,6y (Cernica, 1995).

1.5.2.2 Metode Ujung Tetap

Metode ujung tetap (fiXed end method) atau metode tanah tetap (fiXed earth method) didasarkan pada pertimbangan bahwa kedalaman penembusan turap sudah cukup dalam, sehingga tanah di bawah dasar galian mampu memberikan tahanan pasif yang cukup untuk mencegah ujung bawah turap berotasi. Di sini, dianggap terdapat satu titik balok (B) di dekat permukaan dasar galian (Gambar 1 .25).

(8)

0,2SH 0,20H

f

0,15H 0,10H 0,05H 0

(b) (c)

20 25 30 35 40

-... - . ldMoiiO

(e)

(d)

Gambar _{1.25 Perancangan turap diangker dengan metode ujung tetap.}

Pada metode ujung tetap terdapat anggapan-anggapan sebagai berikut:

I . Kondisi tekanan tanah yang bekerja dianggap memenuhi teori Rankine atau Coulomb.

2.

Turap bebas berotasi , namun tidak diijinkan bergerak pada angkemya.

3. Titik balik (B) (Gambar 1 .25b) ditentukan dari teori elastis. Lokasi titik tersebut merupakan fungsi dari <p tanah timbunan.

4. Diagram tahanan tanah pasif OACE (Gambar t .25c) dipermudah dengan digantikan oleh diagram tekanan ODE dan gaya reaksi R.

Didasarkan pada anggapan-anggapan tersebut, perancangan dinding turap dengan metode ujung tetap dapat dilakukan sebagai berikut:

I . Tentukan besamya tekanan tanah aktif dan pas if (pa dan

Pr)·

2.

Tentukan kedalaman titik 0, dengan persamaan:

q'

y =

y 2 (K p2 - Ka 2 )

dengan

q' = "f.y;H; = tekanan akibat tanah urug dan beban terbagi rata pada

elevasi yang sama dengan dasar galian. Gunakan berat volume apung (y') bila tanah terendam air.

Ka2. Kp2.= koefisien tekanan aktif dan pasif tanah di bawah dasar galian. 3. Tentukan letak titik B dengan menggunakan Gambar 1 .25e.

4. Tentukan gaya geser horisontal R1 pada titik balik B. R1 adalah rekasi horisontal pacta titik B dengan menganggap turap sebagai balok seder­ hana yang ditumpu pada titik B dan angker.

5. Dengan menganggap bagian BE pada turap sebagai balok sederhana

(simple beam) (Gambar 1 .25d), h itung panjang BE dengan cara mengambil momen terhadap E sama dengan no!.

6. Kedalaman penetrasi turap D sama dengan jumlah panjang bagian BE

ditambah x (lihat Gambar 1 .25c). Untuk keamanan, kalikan D dengan

faktor I ,2 - I ,4.

Metode ujung tetap ini hanya cocok untuk turap yang secara keseluruhan terletak di dalam tanah granuler. Pada umumnya titik balik B dan titik dengan tekanan no! ( 0) ditempatkan di dekat permukaan dan x dapat

diambil sama dengan y. Karena itu, kedalaman penetrasi turap (D) dapat dinyatakan oleh persamaan:

7. D = y + ( 1 .26)

dengan

y = jarak titik 0 dari garis galian tanah

R1 = reaksi horisontal pada titik 0 dengan mengganggap turap didukung pada titik 0 dan angker

Ka2, KP2 = koefisien tekanan tanah aktif dan pas if, tanah di bawah garis galian

1 .6 Cara-cara Mengurangi Tekanan Tanah

Untuk mereduksi beban pada turap yang terlalu besar, maka dapat dilakukan hal-hal berikut (lihat Gambar 1 .26):

2. Jika tanah granuler di lapangan mahal atau sulit diperoleh, penghematan dalam penggunaan tanah tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan pelindung pasir atau tanggul pasir, seperti yang terlihat pada Gambar 1 .26.

3. Jika di dekat turap akan dibangun jalan kereta api, atau pelayanan mesin­ mesin berat yang lain, untuk mereduksi tekanan tanah ke dinding turap, beban-beban tersebut sebaiknya di dukung oleh tiang-tiang.

Mulao air

(a)

8 = H: IIU'*I elM ..-;r

8 = 0.5 H: ... � dari lempung

8 • 0.1H: ..._100'11.dari �

H

1. 7 H (minimum)

(b)

. . . .

. . . .

. . . ..

(c)

Gambar 1 .26 Cara mereduksi tekanan tanah pada turap (Teng, 1 962).

1 .7 Perancangan Blok Angker

Blok angker dapat dipasang di dekat permukaan tanah atau jauh dari permukaan tanah. Tahanan angker ke dua kondisi tersebut akan dibahas di bawah ini.

1. 7.1 Blok Angker Memanjang di Dekat Permukaan Tanah

Jika kedalaman puncak blok angker sebesar h, dengan h kurang dari 1 /3 - 1 /2 H (H = kedalaman dasar blok) (Gambar t .27a), kapasitas angker (7)

dapat dihitung dengan menganggap puncak blok angker memanjang sampai permukaan tanah.

� .... h � - ....

�· •..

��to* en;lwr � ._,

(I}

- · ...

(C)

Gambar 1 .27 Kapasitas blok angker.

(a) Blok angker memanjang di dekat permukaan tanah. (b) Blok angker pendek di dekat permukaan tanah. (c) Blok angker terletak sangat dalam (Teng 1 962).

Dari keseimbangan L.FH = 0, kapasitas angker ultimit:

T11 = P,- Pa ( 1 .27)

dengan

T,, = kapasitas ultimit blok angker (kN/m)

Pa = tekanan tanah aktif total (kN/m)

P, = tekanan tanah pasif total (kN/m)

P, dan Pa dapat dihitung dari teori-teori yag telah dipelajari, yaitu dengan

menganggap gesekan dan adhesi antara tanah dan dinding blok angker nol.

1. 7.2 Blok Angker Pendek di Dekat Permukaan Tanah

Gambar 1 .27b memperlihatkan blok angker pendek dengan panjang L

menunjukkan bahwa saat keruntuhan terjadi, tanah yang terangkat lebih panjang dari panjang blok angker. Teng ( 1962) mengusulkan persamaan untuk menghitung kapasitas u ltimit blok angker pendek sebagai berikut:

l . Untuk tanah granuler

T $ L(Pp - Pa) + 1/3 K0y (..JKP + ..JKa ) H3 tg rp ( 1 .28) dengan

T = kapasitas ultimit balok angker pendek

L = panjang balok angker

Pa , Pp = tekanan tanah aktif dan pasif total

K, = koefisien tekanan tanah saat diam (K0 dapat diambil = 0,4) y = berat volume tanah

K,. Ka = koefisien tekanan tanah pas if dan aktif

H = kedalaman dasar blok angker terhadap permukaan tanah rp = sudut gesek dalam tanah

2.Untuk tanah kohesif:

T$ L (Pp - Pa) + 2cH2 dengan c = kohesi tanah.

I. 7.3 Blok Angker pada Kedalaman Besar

Kapasitas angker ultimit untuk blok angker yang dalam' (h

>

H) (Gambar 1 .27c) secara pendekatan sama dengan kapasitas dukung fondasi yang dasamya terletak pada kedalaman Y2 dari kedalaman blok angker (Terzaghi, 1943).

1.8 Letak Angker

Letak angker 'harus sedemikian rupa sehingga tidak terletak pada zone tanah yang tidak stabil. B lok angker akan bekerja penuh jika:

I . Zone aktif turap yang akan runtuh tidak memotong bidang longsor blok angker.

2. Blok angker terletak di bawah garis yang ditarik dari ujung bawah turap yang membuat sudut rp terhadap horisontal.

Penempatan blok angker yang benar dan tidak benar seperti yang disarankan oleh Teng (

1 962),

diperlihatkan dalam Gambar 1 .28.

(b)

(a)

(c)

Gambar 1.28 Penempatan angker.

• • (213)0' unluk '*"''J l8lllp

" D' unluk l4ung .,._

(a) Angker tidak memberikan tahanan. (b) Kapasitas angker terganggu.

(c) Blok angker bekerja penuh (Teng . 1 962). 1

1.9 Batang Pengikat dan Balok Horisontal

Dalam suatu sistem turap diangker, balok horisontal yang disebut wale adalah balok yang berfungsi menahan gaya horisontal turap. Gaya ini oleh wale ditransfer ke batang pengikat (tie rod). Umumnya wale merupakan sepasang besi profil U yang dipasang horisontal. Gambar 1 .29 menunjukkan pemasangan wale diluar permukaan turap dan didalam permukaan turap. Batang pengikat dapat berbentuk bulat atau persegi yang dibuat dari baja. Jika batang pengikat dipasang tegak lurus terhadap turap, maka wale mumi menahan momen, sedang batang pengikat umumnya batang yang menahan tarik.

pengikat didukung tiang-tiang pada interval

6

- I 0 m. Tiang-tiang harus

dipancang sampai lapisan tanah kuat di bawah lapisan tanah lunak tersebut.

Penutup Penutup

Wale

la I ,.,

Batang angker (pengikat)

_ Batang angker

(pengtkat)

Pemisah dapat dibaut

Gambar 1 .29 Pcmasangan batang pcngikat (tie rod) dan balok horisontal (wale). (a) Wale diluar permuka;.m turap.

(b) Wale didalam permukaan turap.

Contoll soal 1.4:

Turap dengan angker ditunjukkan pada Gambar C 1 .4. Data tanah sebagai berikut:

Di atas galian: YJ = 1 3 kN/m3, r" = I 0 kN/m3, lP = 30°, c = 0 kPa

Di bawah galian : r' = I 0 kN/ m', ((! = 33°, c = 0 kPa

Tentukan kedalaman turap dengan cara ujung bebas, dan hitung gaya pada angker. Untuk menghitung tekanan tanah pada dinding digunakan teori Rankine.

Penyelesaian:

Tanah di atas galian : Ka1 = tg2 ( 45° -q>/2) = tg2 ( 45° - ] 5°) = 0,33

: Kr1 = tg2 (45°+ <p/2}= tg2 (45° + 1 5°) = 3 Tanah di bawah galian : Ka2 = tg2 (45° - 1 6,SO) = 0,29

: Kr2 = tg2 (45° + 1 6,5°) = 3 ,39 Tekanan tanah pada keda1aman dasar ga1ian:

q ' = I.y#; + q = (2 x 1 3) + (6 x 1 0) + 1 0 = 96 kN/m2

y = q' K02 96 x 0,29 ₌27,84 _{= 0 89 m}

(Kp2 - K a2 )y2 {3,39 - 0,29) x 1 0 3 1 ' Kedalaman 0 m : qKa1 = 1 0 x 0,33 = 3,3 kN/m2

2 m : qKa1 + ha1Ka1 = 3,3 + (2 x 1 3 x 0,33) = 1 1 ,88 kN/m2 8 m : qKal + hlyiKal + hz Y•' Kal = 3,3 + 8,58 + (6 X 1 0 X 0,33)

= 3 1 ,68 kN/m2

Q = lO kNim'

31, 88 kNA'n2 T

T-'1 1 (pnir):

y., • 13 kNim1, T•' • l O

kNhn1

• • 3/f, � e O kN/m2

y • o.aa m

o,

Tllllh2 �:

lJ0 • 10 lcNim1

• • ss-. c • 0 kNA'n1

Gambar Cl.4.

Tabel Cl. I. Jarak t1tik tangkap gaya-gaya terhadap t1t1k A :

L = 676,49 = 4 1 9 m kedalaman penetrasi turap yang aman dan gaya angkemya.

Pada diagram tekanan no.6, tekanan pada dasar galian didasarkan pada koefisien tekanan aktif K82:

q'Ka2 + h2Yw = 96 X 0,29 + 6 X 9,8 1 = 86,70 kN/m2

Resultan gaya tekanan aktif terhadap titik A:

L= 243 1 ,48 ₌ 5 44 m 447, 1 4 ,

1 m

1 m _{TCI • 13} TerWI 1 (pair): _{kNim', Tt}

• 10 kNim1 • • �. c • 0 kNim2

5.44m

6 m

T8nah 2 (pnir): T2. • 10 kNim'

. .. 33". c . 0 kNim2 o,

Gambar Cl.5.

Tabel C/. 2.

No Tekanan total tanah Jarak ke A Momen ke A

(kN/m) (m) (kN.m)

I 3,3 X 2 = 6,6 0 0

2 0,5 X l l ,88 X 2 = 1 1 ,88 0,33 3,92

3 1 1 ,88 X 6 = 7 1 ,28 4 285, 1 2

4 0,5(3 1 ,68 -l l ,88) X 6 = 59,4 5 297

5 0,5 X 62 X 9,8 1 = 1 76,6 5 882,9

6 0,5 X 2,80 X 86,70 = 1 2 1 ,38 7,93 962,54

Menentukan panjang penetrasi turap, dilakukan ctengan mengambil

L.MA =

0

(pacta angker):

LP a -'l:z D/ Y2' (Kp2 - Kal) (Hw

+

b

+

y

+ 2/3

D,)

= 0

243 I ,48 -

'l:z D,2 X

I O

X

3 , I

X

(6 + I + 2,80 + 2/3

D,) =

0

243 I ,48 - I 5 I ,9

D12 -

1 0,33

D13 =

0

Dengan cara coba-coba, ctiperoieh

D1

= 3,60 m

y

+

D1

= 2,80 + 3,6

=

6,4 m

Dengan mengalikan I

,2,

ctiperoleh

D' =

I

,2

x 6,4 = 7,68 m

Dipakai kectalaman penembusan turap

D'

= 7,70 m

Panjang turap total = 8 + 7,7 = I 5,7 m.

Gaya angker :

T

=

L,P. -

0,5

(Kp2 - Kal) D1y2'

= 447, 1 4 - 0,5 x 3,1 x 3,6 x 1 0 = 39 1 ,34 kN/m

Contoh soa/ 1.6:

Bila ctalam

Contoh soal 1 .4,

tanah cti bawah galian berupa tanah lempung

ctengan

c11

= 40 kN/m2,

<p

= 0, ctan

y'

= 1 0 kN/m3, hitung kectalaman penetrasi

turap

(D)

ctan gaya yang terjacti pacta angker

(7). Penyelesaian:

Hitungan momen terhactap A, ctitunjukkan ctalam

Tabel C1 .3.

Tabel C/. 3.

No

Tekanan total

_(kN/m)

Jarak ke A

_(m)

Momen ke A

_(kN.m)

I 3,3

X

2

= 6,6

0

0

2 0,5

X I I

,88

X

2

= 1 1 ,88

0,33

3,92

3 1 1 ,88

X

6

= 7 1 ,28

4

285, 1 2

4 0,5 (3 1 ,68 - I I ,88) x 6

=

59,4

5

297

1 49, 1 6

586,04

Jarak titik tangkap gay a terhactap A :

Resultan gay a tekanan aktif terhactap titik A:

L

= 586,04 = 3 93 m

1 49, 16

,

Jumlah momen terhadap

A

sama dengan no!:

LPa - D(4c - q } ( Hw + b + lh D) = O

586,04 -

D

(4

x

40 - 96) (6

+ I + � D) =

0

586,04 - 448

D -

32

D2 =

0

q • 10 kN/m2

1 m T

1 m

3,SI3 m

TIIIWI1 (pellr):

y., • 13 kN/m1, y,' " 10 kNim"

• • '3d', c . 0 kNim2

6m P1 (lollll) • 1<18,16 kNim'

D

Gambar C l .6.

Diperoleh

D = I

,20 m

Dengan mengalikan

I

,2, diperoleh

D' = I

,2

x I

,20

= I

,44 m

Dipakai kedalaman penembusan turap

D' =

I ,50 m

Panjang turap total

= I

,50

+

8

=

9,50 m.

Gaya pada angker :

T = L.P a - ( 4c - q )D

Contoh soal 1. 7:

Turap dengan angker ditu njukkan pada Gambar C1.7. Tanah berupa pa sir homogen dengan : n

= 19,62

k N /m 3, y'

= 9,68

k N /m 3, rp

= 30°,

c

= 0

k Pa .

Bila t ura p diangga p u jung beba s, tent ukan :

(a ) Kedalaman turap

(D')

dan panjang tura p total yang dibutuhkan (b ) Gaya tarik angker ( 7)

(c)

Momen mak simum (Mmu) pada turap

( d) Idem soal (a }, (b ) dan

(c)

dengan menggunakan menggunakan gra fik .

T ...

'9 = 3d'

d, yb .. 19,62 IINim3

.,. = 9,611 kNfniJ

Gambar C1.7.

Penydesaian:

Dalam hitungan akan dig una ka n

cara-t.

K.

= tg2(45-<p/2}= tg2(45-30/2) = 0,33

K.

= tg2(45+<p/2}= tg2(45+30/2) = 3

Teka nan ta nah akti

f

(

Persamaan (1.14):

yK ' K

P,;

=

_{+y/(0(a+b}(H,., + D)+}

'!.___.!!_

(H,., + D)2

2

2

= 19,62x0,33 (3+1)2 +19,62x0,33(3+1}(6+D)+

₂

9,68x0,33 (6+D)2

₂

= 51,8 + 25,9(6 + D) + 1,6(6+Di

Tekanan tanah pasif (Persamaan (1.15)):

'K

PP

₌

!_______t_

₂

D2 = 0,5x9,68x3xD2 = 14,5D2

(a) Kedalaman penetrasi dan panjang turap total: Momen P. terhadap angker A :

yK

2

_a+b

_{H + D}

diPa =

_ _

a (a+b) (---b)+yKa(a+b)(Hw +D)( w +h)

2

3

2

+ y

'

(H w + D)2

[

�(H

w

+ D)+ b

]

+ 1)

+

(6+ D)2

[

�(6+D)+1

]

Diselesaikan:

d1P.

= 892,51 + 3 15,8D + 33,8D2 + 1,07 d

Momen _Pp terhadap angker:

'K

d2 PP =

!_______!!__

D2

(H w

+ b +

y;

D)

2

= 14,5D2{6+1+2/3 D) = 101,5 d

+

_9,7d

Persamaan:

d1Pa

-

d

2

P

r

=

0

892,51 + 3 15,8D + 33,8D2 + 1,07D3 = 101,5 d + 9,7d

8,63D3 + 67,71d - 315,8D- 892,5 = 0

D3

+

7 ,85D2 - 36,6D - 103,4 = 0

Dengan coba-coba, diperoleh

_{D = 4, 70}

m.

D' = 1,2

x

D = 1,2

x

4,70 = 5,64

dibulatkan

D' = 5,70

m Panjang turap total yang dibutuhkan

(c) Gaya tarik angker:

Untuk

D = 4,70

m

P. = 5 1 ,8 + 25,9(6 + D) + 1 ,6(6+D/

= 5 1 ,8 + 25,9 (6 + 4,70) + 1 ,6 (6 + 4,70)2 = 5 12,1

kN

PP = 1 4,5D2 = 1 4,5 x 4,702 = 320,3 1

kN

T = P. - Pp = 5 12, 1 - 320,3 1 =

1 9 1 ,8 kN/m

(d) Momen maksimum

Momen maksimum terjadi pada

'f.Fx = 0

(gaya lintang nol). Dimisalkan

lebih dulu bahwa

'f.F, = 0

terletak di atas dasar galian.

0,5(a + b/ytJ<. + x(a + b)ytJ<. + 0,5x2y'K8 - T = 0

0,5(3 + 1 )2 X 1 9,62 X 0,33 + 4x X 1 9,62 X 0,33 + 0,5x2 X 9,68 X 0,33 -1 9 -1 ,8 = 0

1 ,6x2 + 25,9 x+ 5 1 ,8 - 1 9 1 ,8 = 0 1 ,6x2 + 25,9x - 1 40 = 0

Dipero1eh,

x = 4,4

m

Diperoleh

x = 4,4

m di bawah muka air atau

1 ,6

m di atas galian ( jadi

pemisalan benar).

Mmak = (4,4 + 1 ) 1 9 1 ,8 - (4,4 + 4/3)5 1 ,8 - (4,4)(4,4/2)25,9 +(4,4)2(4,4/3)1 ,6 = 442,76

kN.m/m

(e) Dengan menggunakan grajik

Lokasi angker pada

3/ 1 0 = 0,3H

tidak sama dengan

0,25H.

Dengan

demikian bila digunakan grafik pada

Gambar 1 .20.

sebenamya tidak

tepat, namun dapat diharapkan hasilnya mendekati.

y' /yb = _{9,68/1 9,62 = 0,493 ::::: 0,5}

Dari

Gambar 1 .20,

untuk

KpfK. = 3/0,33 = 9 tx = 4/1 0 = 0,4, y' = 0,5y

dipero1eh:

DIH = 0,48

Jadi,

D = 0,48 x 1 0 = 4,8

m,

mendekati soal (a),

D = 4,70

m.

T

---,--2

= 0,5 8

y' Ka H

T =

0,59

X

9,68

X

0,33

X

1 02

=

1 88,5 kN/m,

mendekati soal (c),

T =

1 9 1 ,8 kN/m

Mmak

_{= 0 1 6}

y' KaH3 ,

Mmak =

0, 1 5

X

9,68

X

0,33

X

1 03

=

447,2 kN.m/m,

mendekati soal (b)

Mmak =

442,76 kN.m/m

Contoh soa/ 1.8:

Diketahui turap dengan angker yang ditunjukkan dalam

Gambar C 1 .8.

Tanah di belakang turap terdiri 2 lapis tanah granuler dengan:

Lapisan

I :

pasir urug: c1 = 0;

<p1=

35°; yd1= 1 1 kN/m3;

'Ysat

= 20 'kN/m3

Lapisan 2: pasir (tanah asli): c2

=

0;

<p2 =

3r;

'Yw=

9,8 1 kN/m3;

Ysat =

22 kN/m3

Hitung kedalaman penetrasi turap

(D)

(metode ujung-bebas), panjang turap

total dan gaya tarik angker

(7).

Penyelesaian :

Penyelesaian akan dilakukan dengan 2 cara.

(b) Cara-1

Koefisien-koefisien tekanan tanah aktif dan pas if:

Kal

= tg2(45° - 35°/2)= 0,27

K.2

= tg2(45° - 37°/2) = 0,25

Kp

₂

=

tg2(45° + 37°/2)

=

4,00

Y1 ' = Ysa1 - Yw=

20 - 9,8 1

=

1 0, 1 9 kN/m3

Yz' · = Ysat - Yw =

22 - 9,8 1 = 1 2, 1 9 kN/m3

Dihitung lebih dulu (lihat

Gambar C1.8a) :

a = qK.1

= 5

x

0,27

= I

,35 kN/m2

c = (h2

+

h3) Y1 'Kal =

( 1

+

2)

X

10, 1 9

X

0,27 = 8,25

kN/m2

d

=

qK82

= 5 x 0,25 = I ,25

kN/m2

e

=

h1Yd1K82

= 0,5 x 1 1 x 0,25

=

I ,38

kN/m2

f

=

(h2 + h3) Y1 ' Ka2

= ( 1 +

2) X

1 0, 1 9

X

0,25 = 7,64

kN/m2 g =

(D +

2)y2'Ka2 =

(D + 2)

X

12, 1 9

X

0,25 = 3,05(D

+

2)

h =(

D

)y2'Kp2

= D x 1 2, 1 9 x 4 = 48,76D

q= 5 kN/m2

A

H = 5,50 m h3=2,0 m

Dasar galian

D

10

h

Gambar Cl.8a.

g

Pasir (tanah asli) c = O ,.= 3r

y. = 22 kNJm'

Hitungan momem terhadap angker A ditunjukkan dalam Tabel C 1 .4. Syarat keseimbangan, 'i.MA

= 0

-- 1 5,3 ID3 - 83,2 1 5d + 65,48D + 89,695 = 0

Penyelt;saian dengan cara coba-coba, diperoleh:

D = 1 ,30

m. Kedalaman penetrasi turap:

D'=1 ,2D = 1 ,2(1 ,30) = 1 ,56

m Jadi, panjang total turap

= 5,5+ I ,56 = 7,06

m

Tabe/ C/.4

No Tekanan tanah total _kN/m Lengan ke A _(m) Momen ke A _(kN.m) I 1 ,35 X 0,5 = 0,675 -1 ,25 -8,44

2 Yz X 1 ,485 X 0,5 = 0,371 - 1 , 1 7 -0,433

3 1,35 X 3 = 4,05 0,5 2,025

4 1 ,485 X 3 = 4,46 0,5 2,23

5 Yz X 8.25 X 3 = 1 2,38 1 ,0 12,38

6 (D + 2) 1,25 = 1 ,25D + 2,5 2+Yz(D+2) 0,625LY + SD + 7,5 7 (D + 2) 1 ,38 = 1 ,38D + 2,76 2+Y,(D+2) 0,69LY + 5,52D +8,28

8 (D + 2)7 ,64 =7 ,64D + 1 5,28 2+ Yz(D+2) 3,82LY + 30,56D + 45,84 9 Yz(D + 2)3,05(D+2) 2+ %(0+2) I ,O:w' + 9,170LY+ 24,4D +20,3 1

= I ,525LY+6, 1 D+6, I

1 0 -( Yzx48,76D x D) = -24,38D2 4+ %0 -97 ,52LY -16,33D'

r.M ... = -1 5,3 1 D3 - 83,2 1 5IY + 65.48D + 89,695

Gaya pada angker:

T= "i..P. - "i..Pp

"i..P.= 1,525D2+ 16,37D + 48,576

"i..Pp = 24,38d

Untuk

_{D =I ,30}

m , diperoleh:

r..P. =72,43

kN/m' dan

_"i..P

_P

_{= 41 ,20}

kN/m' Gaya pada angker:

T= 72,43 - 41,20 = 31,23

kN/m'

(b) Cara-2

Hitungan untuk pembuatan diagram tekanan tanah:

a =

qK.1

= 5

x

_{0,27 = I ,35}

kN/m2

b

=

h1Yd1 Ka1

= 0,5

X

1 1

X

_{0,27 = I ,485}

kN/m2

c

=

(hz + h3) Y1 'Kal

= (I + 2)

x

10,19

x

0,27 = 8,25

kN/m2

d

=

qK.2

= 5

x

_{0,25 = I ,25}

kN/m2

f=

_{(hz + h3) Y}

1

'

K

a2

=

(1 + 2) x 10,19 x 0,25

=

7,64 kN/m2

g

_{= h4y2'Ka2 = 2}

X

_12,19

X

_0,25

=

6,095 kN/m2

q'

= "iyH =

q

+ htYdt + (h2+ h3) Yt' + h4y2'

= 5 + 0,5 x 1 1 + (1 + 2) x 10,19 + 2 x 12,19

= 65,45

kN/m2

q = 5 kNim2

h:s=2,0 m H =5.50 m

Pasir Urug c= o cp = _35"

Y•• = 11 kNim3 y.,. = 20kNirn3

a + b + c = 1 1 ,09 kNim2

11.=2.0 m

y = 0.36 m

o,

Gambar Cl.8b.

Persamaan untuk menentukan panjang y:

d + e + f = 10.27 kNim

Pasir (tanah asli) c = O

·= 37"

y .. = 22 kNim3

y

=

q' K a2

_{= 65,45}

x

0,25 = 0 36

_m

y' (K p2 - Ka2 )

12,19(4-0,25) '

Hitungan momen terhadap angker A ditunjukkan dalam Tabel Cl.S.

Tabel C/. 5

Tekanan tanah total Lengan ke A Moment ke A

No _{(kN/m2) (m) (kN.m)}

I 1 ,35 X 0,5 = 0,675 - 1 ,25 -0,844

2 Y2 X 1 ,485 X 0,5 = 0,37 - 1 , 1 7 -0,433

3 1 ,35 X 3 = 4,05 0,50 2,025

4 1 ,485 X 3 = 4,46 0,50 2,23

5 Y:z X 8,25 X 3 = 1 2,38 1 ,00 12,38

6 1 ,25 X 2 = 2,50 3,00 7,50

7 1 ,38 X 2 = 2,76 3,00 8,28

8 7,64 X 2 = 1 5,3 3,00 45,9

9 Y:z X 6,095 X 2 = 6,095 3,33 20,30

1 0 Y2 x 0,36(1 ,25+ 1 ,38+7,64+6,095) = 2,95 4,1 2 1 2, 1 54

5 1 ,54 LP. = 1 09,464

Persamaan untuk menentukan panjang D1:

LP.-Y:z x D12 x Y2'(Kp2-Ka2)(Hw + y + 2/3DJ) =

0

109,464 -

Y:z X D12 x

12,19

X

3,75(4

+

0,36

+

0,67D1)= 0

109,464 - 22,86

D12(

_4,36

+

_0,67D1}

=

0

-99,66

D12 -

_15,32

D.3 +

_109,464

= o

D13 +

_6,51

D.2 -

_7,15

= o

Dengan cara coba-coba diperoleh, D1 =

_0,97

m Kedalaman penetrasi turap:

D = y + D1

=

_0,36

+

_0,97

=

_1,33

m (hampir sama dengan cara 1 ) Kedalaman penetrasi turap yang aman

D' = 1 ,2D =

_1,2

x

_1,33

=

_1,6

m Panjang turap total =

_5,5

+

_1,60

=

7,10

m

Gaya pada angker:

= 5 1 ,54 -'lz x 3,75 x 0,972 x 1 2 , 1 9

= 30,03 kN/m (hampir sama dengan cara 1 )

Contoh soal l.9:

Diketahui turap dengan ukuran seperti ditunjukkan dalam Gambar C1.9. Tanah di dasar dan diatas galian berupa pasir dengan karakteristik: <p = 30°

(Ka = 0,33, Kp = 3), y = 1 9 kN/m3, y' = 9 kN/m3. Dengan menggunakan metode ujung-tetap, tentukan:

(a) Gaya angker T

(b) Kedalaman penetrasi turap (D). Penyelesaian :

a. Tekanan tanah aktif dan pas if pada dasar turap :

Pa = yKa (a + b) + y' Ka (H .. + D) = ( 1 9) 0,33 (3 + 1 ) + (9) 0,33 (6 + D) = 22,8 + ( 1 6,2 + 2,7D)

=39+2,7D

Pr = y' KrD = 9 x 3 x D = 27 D

Untuk <p = 30° dari Gambar 1 . 1 9e, X = 0,068 H = 0,068 ( 1 0) = 0,68 m

Tekanan tanah aktif total diatas titik B (lihat Gambar Cl.7)

Pal = � yKa (a + b)2 = 0,5 X 1 9 x {0,33) x 42 = 45,6 kN/m y = 6,68 + 4/3 = 8,0 1 m

Pa2 = yKa (a + b) (H .. + X) = 1 9 X {0,33) X 4 X (6 + 0,68)

= 1 52,304 kN/m y = 3,34 m

Pa3 = � y'Ka (Hw + X)2 = 0,5 x 9 x {0,33) x 6,682 = 60,24 kN/m y = 2,23 m

P p4 = 'h y' Kp (X)2 = 0,5 X 9 X 3 X 0,682 = 6,24 kN/m y = 0,68/3 m

LMc = O;

(Tx 7,68)

+

_{6,24

X

_{(0,68/3)} = (45,6}

X

_{8,01)+(152,304}

X

_{3,34) +}

(60,24

X

_2,23)

7,68T= 365,256 + 508,695 + 134,335 - 1,414

T= 131,10

kN/m

(b) Menentukan keda1aman pemancangan turap

_(D)

LFx = O ;

T + Pc =

'f.P

_{a = 45,6 + 152,304 + 60,24 - 6,24}

131,10 + Pc = 251,904

Pc = 120,801

kN/m

(a) Gaya-gaya pada turap (b) Gaya-gaya cl bawah titik B

Gambar C1.9.

Tekanan tanah total dibawah titik B (lihat Gambar C l .9) :

Ppt =

= ( D - X

X

18,36) + 27

Pal

₌

Ya

₌

(

D -X

x

(2x40,84)+39+2,7D

)

3

39+2,7D+40,836

LMdasar turap =

0

P,.

_(D-X)

= Ppl Yp - Pal Ya

D-X

(

₎

P,.

₌

--

_24,3D-83,952

6

dengan substitusi Pc =

_120,801

kN/m dan

_{X= 0,68}

m diperoleh,

24,3LY - 100,476D - 667,7186 = 0

D1 = - 3,57

D2 = 7,70

Dipilih nilai positifnya,

_{D = 7, 70}

m

D' = 1,2 D = 1,2

x

7,7 = 9,24

m

Panjang turap total

_{= H + D' = I 0 + 9,24 = 19,24}

m.

FONDASI TIANG

2.1 Pendahuluan

Fondasi tiang digunakan untuk mendukung bangunan bila lapisan tanah kuat terletak sangat dalam. Fondasi jenis ini dapat juga digun.&kan untuk

mendukung_ bangunan yang menahan �a angkat ke atas,

bangunan-bangunan tingkat tinggi yang_ dipengaruhi oleh gaya-gaya penggu­ lingan akibat beban an

g

Ln. Tiang-tiang juga digunakan untuk mendukung bangunan dermaga. Pada bangunan ini, tiang-tiang dipengaruhi oleh gaya­ gaya benturan kapal dan gelombang air.

Fondasi tiang digunakan untuk beberapa maksud, antara lain :

I . Untuk meneruskan beban bangunan yang terletak di atas air atau tanah lunak, ke tanah pendukung yang kuat.

2. Untuk meneruskan beban ke tanah yang relatif lunak sampai kedalaman tertentu sehingga fondasi bangunan mampu memberikan dukungan yang cukup untuk mendukung beban tersebut oleh gesekan dinding tiang dengan tanah di sekitamya.

3. Untuk mengangker bangunan yang dipengaruhi oleh gaya angkat ke atas akibat tekanan hidrostatis atau momen penggulingan.

4. Untuk menahan gaya-gaya horisontal dan gaya yang arahnya miring. 5. Untuk memadatkan tanah pasir, sehingga kapasitas dukung tanah tersebut

bertambah.

6. Untuk mendukung fondasi bangunan yang perrnukaan tanahnya mudah tergerus air.

Fondasi tiang dapat dibagi menjadi 3 kategori sebagai berikut:

I. Tiang perpindahan besar (large displacement pile), yaitu tiang pejal

atau berlubang dengan ujung tertutup yang dipancang ke dalam tanah sehingga terjadi perpindahan volume tanah yang relatif besar. Terrnasuk dalam tiang perpindahan besar adalah tiang kayu, tiang beton pejal, tiang beton prategang (pejal atau berlubang), tiang baja bulat (tertutup pada ujungnya).