turap

(1)

Tanah I (urugan pasir): ? = 18 kN/m3; f = 20 deg; c = 0 kN/m2 Tanah II (asli): ? = 22 kN/m3; f = 20 deg; c = 0 kN/m2 175 275 650 D??? q = 25kN/m3 Pertanyaan :

1. Gambarkan distribusi tekanan tanahnya

2. Hitung kedalaman pancang aktual, dengan faktor keamanan 20%-30% 3. Hitung Gaya Angkur jika angkur dipasang tiap 6 meter / 10 meter 4. Gambar Desain Angkur, turap, dan pertemuan keduanya (skala 1:20) 5. Desainkan profil baja turap yang bisa dipakai dan ekonomis (sesuai momen

maksimal). (untuk tipe baja dan profil baja dapat dilihat pada tabel baja). Tanah I (urugan pasir) : ϒ = 18kN/m3; φ = 20O; c = 0 kN/m2

Tanah II (asli) : ϒ = 22kN/m3; φ = 20O; c = 0 kN/m2

(2)

FIXED END METHOD

Diketahui suatu konstruksi turap dengan angkur yang digunakan untuk menahan tanah pada suatu pelabuhan. Dalam pembahasan ini digunakan metode ujung tetap (fixed end methode) dengan pertimbangan bahwa kedalaman penembusan turap sudah cukup dalam, sehingga tanah dibawah dasar galian mampu memberikan tahanan pasif yang cukup untuk mencegah ujung bawah turap berotasi.

Diketahui: 1. Karakteristik Tanah I γ1 = 18 kN/m3 ϕ1 = 200 kN/m3 c1 = 0 kN/m2 2. Karakteristik Tanah II ϕ2 = 200 γ2 = 7.8 kN/m3 c2 = 0 kN/m2

I. ANALISIS GAYA YANG BEKERJA PADA TURAP

Koefisien tekanan tanah aktif (Ka) :

Tanah I

Ka1 = Ka2 = tg2 (45-ϕ/2)° = tg2 (45-20/2)° = 0.49

Koefisien tekanan tanah pasif (Kp) :

Tanah I

(3)

175 275 650 D??? q = 25kN/m3 Pa5 Pa7 Pa8 Pp Pa3 Pa4 Pa2 Pa1 Pa6 kN H q Ka Pa 83 , 134 11 25 49 , 0 1        kN H Ka Pa 36 , 89 5 , 4 18 49 , 0 5 , 0 5 , 0 2 2 1 2          

(4)

kN H H Ka Pa 14 , 258 5 , 4 5 , 6 18 49 , 0 2 1 1 3           kN H Ka Pa 86 , 82 5 . 6 ) 10 18 ( 49 , 0 5 , 0 ' 5 , 0 2 2 1 4            dkN d H q Ka Pa 26 , 12 25 49 , 0 5        dkN d H H Ka Pa 72 , 64 11 12 49 , 0 '₂ ₁ ₂ 6           kN d d H H Ka Pa 2 2 1 1 7 53 , 23 8 49 , 0 '          kN d d H Ka Pa 2 2 2 2 9 94 , 2 12 49 , 0 5 , 0 ' 5 , 0           Tegangan Pasif (Pp) kN d d H Kp Pp 2 2 2 2 43 , 22 22 04 , 2 5 , 0 5 , 0          

Tabel Tegangan dan Momen Tegangan Aktif

Bangun Pa (kN) Jarak terhadap titik A

(m) Momen (kN.m) 1 134.8299 1.25 168.5373926 2 89.35546 3.75 335.0829796 3 258.138 6 1548.827995 4 82.85911 7.083333333 586.9187016 5 12.25726d 9.25+0.5d 161.875d+8.75d2 6 64.71836d 9.25+0.5d 1566.95d+84.7d2 7 23.53395d 9.25+0.5d 310.8d+16.8d2 8 2.941744d2 9.25+0.67d 38.85d2+2.814d3

(5)

Maka ΣMaktif =

Tabel Tegangan dan Momen Tegangan Pasif

Bangun Pp (kN)

Jarak terhadap titik A

(m) Momen (kN.m) 1 22,43d2 9.25+0.67d 207,53d2+15,03d3 Maka ΣMpasif = 207,53d2+15,03d3 3 2 3 2 3 2 06 , 13 06 , 130 71 , 929 64 , 5264 ) 03 , 15 53 , 207 ( 97 , 1 47 , 77 71 , 929 37 , 2639 d d d d d d d d M M

Mtotal aktif pasif

           



Dalam kondisi seimbang

0 06 , 13 06 , 130 71 , 929 64 , 5264 0 3 2     



d d d M_total

Dengan menggunakan cara coba-coba (trial and error), didapatkan d = 6,4 m. Untuk keamanan nilai d dikalikan dengan angka keamanan 20-30% (1,2-1,3), sehingga: D = 1,3d = 1.3 x 6,4 = 8,32 m.

Jadi panjang turap yang masuk ke tanah adalah 8.32 m, sehingga panjang turap yang dibutuhkan adalah 11 + 8.32 = 19.32 m.

II. PENENTUAN PROFIL TURAP

Dalam soal ini, digunakan turap baja dengan profil LARSSEN. Penentuan ukuran dan geometri profil turap baja didasarkan pada Widerstands Moment yang tersedia pada tabel profil Larssen. Mengacu pada gambar turap diatas dengan diagram momen yang sama, maka untuk menentukan ΣMtotal adalah dengan mengganti “d” dengan “x.”.

3 2 06 , 13 06 , 130 71 , 929 64 , 5264 x x x M M

M_total _aktif _pasif

     



Letak momen maksimum dapat diperoleh dengan mendeferensialkan persamaan momen total diatas terhadap x.

(6)

0 83 , 1728 12 , 260 18 , 39 0 18 , 39 12 , 260 71 , 929 0 2 2       



x x x x dx M_total

dengan mengggunakan rumus ABC, maka dapat difaktorkan sebagai berikut:

) _ ( 21 , 9 ) ( 58 , 2 18 , 39 . 2 ) 71 , 929 .( 18 , 39 . 4 12 , 260 12 , 260 2 1 2 2 , 1 memenuhi tidak m x memenuhi m x x         Maka, m ton m kN x x x M_total . 8 , 394 . 3948 58 , 2 . 06 , 13 58 , 2 . 06 , 130 58 , 2 . 71 , 929 64 , 5264 06 , 13 06 , 130 71 , 929 64 , 5264 3 2 3 2          



Digunakan turap baja dengan profil Gabungan antara Larssen dengan IWF dengan σt = 210 MN, maka diperoleh : 3 3 8 , 18799 0187998 , 0 210000 3948 cm m i M W jin total    





Dari tabel profil turap Larssen, tidak ditemukan momen tahanan yang lebih dari 18799,8 cm3 , maka dibuat 2 alternatif profil gabungan :

1. dari Profil LX 25 dan IWF 800x300

(7)

Alternatif 1 (LX 25 dan IWF 800 x 300) 800 300 17 34 450 330 15,6 9,2 600 Profil LX 25

(8)

(9)

Keterangan mengenai profil gabungan :

Profil gabungan ini dihitung menggunakan software autocad untuk mengetahui luas, momen inersia, jari-jari, serta titik beratnya. Berikut ini adalah hasilnya :

(10)

Momen inersia x (Momen of Inertia) dalam satuan 10548876738,79 mm4 =1054887,67 cm4

Luas (Area) dalam satuan 96012,64 mm2

Momen tahanan (W) = Ix/(H/2) = 1054887,67/45,481 = 23194 cm3

Alternatif 2 (Profil LX 25 dan Profil H 300 x 300)

300 300 450 600 330 20 20

(11)

Keterangan mengenai profil gabungan :

Profil gabungan ini dihitung menggunakan software autocad untuk mengetahui luas, momen inersia, jari-jari, serta titik beratnya. Berikut ini adalah hasilnya :

(12)

Momen inersia x (Momen of Inertia) dalam satuan 9988298153,25 mm4 = 998829,81 cm4 Luas (Area) dalam satuan 133368,62 mm2

Momen tahanan (W) = Ix/(H/2) = 998829,81/45,481 = 21961,47 cm3

III. PENENTUAN DIAMETER BAJA ANGKUR Gaya dan momen akibat tekanan tanah aktif

Bangun Pa (kN)

(m) Momen (kN.m) 1 134.8299 1.25 168.5373926 2 89.35546 3.75 335.0829796 3 258.138 6 1548.827995 4 82.85911 7.083333333 586.9187016 5 78.4465 10.53758348 826.6364948 6 414.1975 10.53758348 4364.640693 7 150.6173 10.53758348 1587.14207 8 120.4938 10.97536187 1322.463245

ΣEaktif = 1328,94 kN dan ΣMaktif = 10740,25 kNm

(13)

ΣEaktif = 6 x 1328,94 kN = 7973,64 KN/m dan ΣMaktif = 6 x 10740,25 = 64441,5 KNm

Gaya dan momen akibat tekanan tanah pasif

Bangun Pp (kN)

(m) Momen (kN.m)

1 918.9652 10.97536187 10085.9757

2 T 15.65 15.65T

Karena jarak antar angkur 6 m, maka ΣEpasif dan ΣMpasif dikalikan dengan 6, sehingga; ΣEpasif = 6 x 918,97 + T = 5513,82 + T KN/m dan ΣMpasif = 6 x 10085,98 + 15.65T = 60515,88 + 15.65T KNm.

Pada kondisi balance; ΣMaktif - ΣMpasif = 0, sehingga :

kg 25083 kN 83 , 250 T 3926 15,65T 0 = 15,65T) + (60515,88 -64441,5    Diketahui σangkur = 1000 kg/cm2 2 angkur 083 , 25 1000 25083 A T = A cm   

, dimana A = luas penampang baja angkur = 0.25πd2, sehingga diperoleh

cm d 65 , 5 4.25,083 4A d 25 , 0 = A 2      

diameter baja angkur (d) = 5,65cm ≈ 5,7 cm

untuk jarak antar angkur =10 m

ΣEaktif = 1328,94 kN dan ΣMaktif = 10740,25 kNm

(14)

ΣEaktif = 10 x 1328,94 kN = 13289,4 KN/m dan ΣMaktif = 10 x 10740,25 = 107402,5 KNm

Karena jarak antar angkur 10 m, maka ΣEpasif dan ΣMpasif dikalikan dengan 10, sehingga; ΣEpasif = 10 x 918,97 + T = 9189,7 + T KN/m dan ΣMpasif = 10 x 10085,98 + 15.65T = 100859,8 + 15,65T KNm.

Pada kondisi balance; ΣMaktif - ΣMpasif = 0, sehingga :

kg 1808 4 kN 08 , 418 T 6543 15,65T 0 = 15,65T) + (100859,8 -107402,5    Diketahui σangkur = 1000 kg/cm2 2 angkur 808 , 41 1000 41808 A T = A cm   

, dimana A = luas penampang baja angkur = 0.25πd2, sehingga diperoleh

cm d 3 , 7 4.41,808 4A d 25 , 0 = A 2      

diameter baja angkur (d) = 7,3cm

IV. PERENCANAAN BLOK ANGKUR Ko diambil = 0.4.

(15)

Telah diasumsikan sebelumnya bahwa h = 0,5 m dan H = 2,5 m. Apabila nilai h ≤ H/3 maka dianggap tinggi papan angker = H dan termasuk jenis blok angkur memanjang didekat permukaan tanah, sehingga tekanan tanah aktif dan pasif yang bekerja pada blok angkur adalah setinggi H. Selanjutnya apabila h > 0.5H maka dapat dianggap RA = luas papan angker x kuat dukung tanah (Terzaghi) atau RA = A x σtanah, denganσtanah = 1,3cN c

+Pb’ Nq’ + 0,4dNϒ , dimana

c = kohesivitas tanah (untuk pasir c=0)

Nc, Nq, Nγ = faktor kapasitas dukung tanah (gambar 2.6-Teknik Fondasi I-HCH) pb’ = tekanan overburden efektif pada ujung bawah tiang

d = diameter tiang

Teng (1962) mengusulkan persamaan untuk menghitung kapasitas ultimit blok angkur pendek didekat permukaan tanah untuk jenis tanah granuler sebagai berikut.

dengan

T = kapasitas ultimit blok angkur pendek

L = panjang blok angkur

Pa dan Pp = tekanan aktif dan pasif total

K0 = koefisien tekanan tanah saat diam (diambil = 0.4) γ = berat volume tanah

Kp, Ka = koefisien tekanan tanah pasif dan aktif

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

h = 0.5, dan H = 2.5 m,

h ≤ H/3 → 0.5 ≤ 2.5/3 → 0.5 ≤ 0.83 → OK!. Maka dapat dianggap tinggi blok angkur = H.

Untuk jarak angkur = 6m

kN K H Pa kN K H Pp a p 38 , 165 6 49 , 0 18 5 . 2 2 / 1 6 2 / 1 5 , 688 6 04 , 2 18 5 . 2 2 / 1 6 2 / 1 2 1 1 2 2 1 1 2                  

(16)

m L L L tg L tg H Ka Kp K P P L T p a 42 , 0 78 , 221 ) 12 , 523 ( 05 , 29 ) 12 , 523 ( 83 , 250 20 5 , 2 ) 49 , 0 04 , 2 ( 18 4 , 0 3 / 1 ) 38 , 165 5 , 688 ( 83 , 250 ) ( 3 / 1 ) ( 3 3 0                 Maka dipakai L = 1 m

Dipakai H = 2,5 m, sehingga tinggi blok angker = H-h = 2,5-0,5 = 2,00 m

V. MENENTUKAN PANJANG BAJA ANGKUR

Letak angkur harus terletak pada zone tanah yang stabil. Blok angkur bekerja penuh jika:

1. daerah aktif turap yang alan runtuh tidak memotong bidang longsor blok angkur; 2. blok angkur terletak dibawah garis yang ditarik dari ujung bawah turap yang membuat sudut φ terhadap horizontal.

Gambaran selengkapnya adalah sebagai berikut.

175 275 650 640 192 2111,25 8° 20° 55°

dari penggambaran secara skalatis diperoleh panjang batang angkur baja 21,15 m diambil 22 m ditarik agak sedikit ke bawah dengan sudut 80.