Sheet Pile

(1)

- Beban merata permukaan (q)

q = KN/m2

- Tinggi turap diatas tanah (H)

H = m

- Tinggi muka air (Ha)

Ha = m

- Konstruksi jangkar dan profil baja (sheet pile)

Data tanah :

g1 = KN/m3 g2 = KN/m3 g3 = KN/m3

f1= 0 f2= 0 f3= 0

C1= KN/m2 C2= KN/m2 C3= KN/m2

Dimana : g2 dan g3 = gsat

1.8 23 1.2 2.5

I. Konstruksi Turap Sheet Pile

0 1.75 25 0 5 2.68 1.62 24 H Ha Hb D g1 f1 C1 gsat f2 C₂ gsat3 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)

(2)

A. PERHITUNGAN KONSTRUKSI TURAP 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 240 - Untuk nilai f2 250

Ka1 = Ka2 =

- Untuk nilai f3 230

Ka3 =

b. Koefisien tekanan tanah pasif menurut Rankine adalah : Kp = tan2_{( 45 +}_f_{/2 )} - Untuk nilai f3 230 Kp = 2.32 m 2.68 m 1 m 5 m 0.42173 0.40586 0.43809 2.28262 = = = = a b c d e Ta Pa1 Pa2 Pa3 Pa4 Pa5 Pp a x D Hb Ha ya H

(3)

3. Menentukan tekanan tanah aktif

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

s1 =

s1 = KN/m2

- Tekanan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi Hb

s2 =g1 . Hb . Ka1

s2 =

s2 = KN/m2

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

terhadap tanah setinggi Ha

s3 = ( q + g1.Hb ) . Ka2

s3 =

s3 = KN/m2

- Tegangan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi Ha

s4 = (g2sat - gw) . Ha . ka2

s4 = 1 )

s4 = KN/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 = KN/m2 1 ) 3.7584 ) 2.32 0.40586 2.68 ) 0.4381 ) ( 1.8 0.43809

Sehingga dapat diperoleh kedalaman a (jarak dimana tegangannya = 0) : 3.62232 m a = a = 1.05433 ( 1.62 2.5 ( 2.2826 ( kp-ka3 ). (g3sat - gw) s5 2.54002 2.45477 0.42173 0.40586 0.4217 ) 1.58503 ( 2.5 ( 2.5 ( 1.75 2.68 m 0.81578 3.7584 ( 1.75 = 3.62232 x x x + x - - x x + + - - x x - x -

(4)

4. Menghitung gaya tekanan tanah aktif Pa1 Pa1 = = KN/m Pa2 Pa2 = 0.5 = KN/m Pa3 Pa3 = = KN/m Pa4 Pa4 = 0.5 = KN/m Pa5 0,5 x s2 x a - 2c (ka)^0.5 a Pa5 = 0.5 = KN/m

- Resultan gaya tekanan tanah aktifnya adalah :

Ra = = KN/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 = 0,5.[(g3sat-gw)(Kp-Ka3)].x'2 + 2c3 (Kp-ka3)x'= x'2 + 3.3 x'

2/3.x' + a + H - ya = Ra . (H-(y-a)-ya) = 56.6465 2/3.x' + 2.32 m 1 m 1.09314 0.54652 6.80727 5 m SMf = 0 0.73781 2.45 m 4.45 m 12.7316 2.68 m 4.44928 2.44604 1.83864 6.80727 1.09314 2.54002 2.68 25.5331 3.62232 0.54652 S P = 2.44604 1.05433 1.83864 0.81578 2.32 1.58503 2.32 0,5 x s2 x Hb 12.7316 2.68 2.45477 s1 . Hb s3 . Ha 0,5 x s4 x Ha 6.45477 = = = = = x x x x x x x x + + + + a b c d e Ta Pp a x D Ra Hb Ha y ya f

(5)

Sehingga diperoleh persamaan keseimbangan :

( x'2 + 3.3 x') 0

x'3 + = 0

x'3 + x'2 + 3.2 x'2 + x' 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%) Kalasi Sehingga nilai x yang sebenarnya ; x = D - a

x = x = . ( 2/3 .x' + 3.35 3.35 19.42% 4.00 = 100% = 4.00 1.55 m 8.35 m 9.00 m 9.00 5 htotal = 4.00 m 0.895 m 100% 2.45 2.45 0.895 3.35 m 5 0.89478 Penambahan penanaman ; D - D' D' 3.35 Jadi, dengan metode diatas diperoleh nilai x' =

0.89478 0.00000 36.42536 0.00000 0.89478 0.89481 0.89481 0.89478 0.90563 0.00000 58.69139 0.88991 0.00108 36.42591 0.00003 0.39608 36.62631 0.01081 40.48018 0.20446 0.90563 0.89478 0.00000 36.42536 1.11009 1.11009 8.27653 2 4.76241 -25.533 f(x) f'(x) - 25.53312 = xn 52.23026 0.73781 6.4548 ) 0.49187 0.49187 4.7624 ) 21.039 ) - 25.5 = x'2_{+ (} ₎ xn - + + - x x - - ) ( ' ) ( x f x f ) ( ' ) ( x f x f

(6)

- Besarnya tekanan tanah pasif (Pp)= 0,5.[(g3sat-gw)(Kp-Ka3)].x'2

Pp = t/m

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

Hasil - hasil perhitungan :

h' = Pa1 = KN/m H = Pa2 = KN/m Ha = Pa3 = KN/m Hb = Pa4 = KN/m ya = Pa5 = KN/m y = Ra = KN/m D' = Pp = KN/m a = Ta = KN/m x' = q = KN/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 = KN/m3 ya = f1 = 0 Ta = KN/m Ka1= Kp1= 2.68 m 1.62 1 m 2.44604 0.59072 4.45 m 2.32 m 1.83864 6.80727 1.09314 0.54652 12.7316 12.1409 1 m 8.35 m 5 m 24 tan2_{( 45 -}_f_{/2 ) = 0.42173} _tan2_{( 45 +}_f_{/2 ) =} 1 m 3.35 m 2.45 m 0.89 m 0.59072 2.37118 12.1409 2.5 12.1409 S c yb Ta 1/2 yb 1/2 yb 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 _>

S2 _> _KN/m

S > Pu =

Dari, perhitungan diatas dapat diambil S = Kontrol :

> (OK!!!)

Perhitungan tinggi papan turap ; S yb 18 t/m = 2.00 m 3.40 yb = 1.7 yb 1.40 m 1.92066 1.57906 Pall = = 1.92066 0.3416 0.3416 Pall> Ta 12 t/m 1.57906 1.5 = Pall> Ta 1.05271 12 t/m 1.05271 11.533 3.39603 3.40 m S2 12.1409 = 1,5 - 2 (diambil 1,5) c = S - yb =

(8)

3. Perhitungan panjang batang jangkar Dari sketsa penjangkaran diperoleh ;

D L1 Ha L2 Hb 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 =  p . d 2 4  s 9712.7 0.80 m 5.74728 = 1600 5.23554 m 1600 0.80 12.1409 9.7127 25.4 mm = 2.78 cm d = 9712.7 p . Ta = m 2.68 = 1.70735 m 1.56969 4 1.51084 = 2.64754 DDEF = tg(45 + f3/2) = L1 = m 1.53986 DFGI = tg(45 + f2/2) = L2 = DIKN = tg(45 + f1/2) = m L3 = 0.64941 DNOQ = tg(45 - f1/2) = L4 = 3.4 2.32 = 1.50663 5.21081 11.0971 2.64754 1.70735 1.50663 5.23554 11.0454 = 5.74728 5.21081 DJLP = tg(f1) = a2 = 2.32 = m 0.44523 11 m (1.00) (11.0) 10.9581 DCHJ = tg(f2) = a1 = _0.466312.68 + + + + + 2 2 = x

s

p

.

4 F

d



(9)

6. Perhitungan dimensi papan jangkar

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!!!) cm3 3.36866 336865.6313 1600 1600 = 210.541 wx = Mmax wx = 336865.6313 s 5.00 213 250 70.0 s = Mmax = 1581.53 wx = 213 336866 1581.53 1600 S c yb Ta 1/2 yb 1/2 yb g₁.kp1.S g1.ka1.S

(10)

C. PERHITUNGAN DIMENSI TURAP 1. Mencari momen maksimum

Momen maks akan terjadi pada titik yang mempunyai geseran = 0.

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)

1.08242 (q + g1.Hb).Ka2.x = 6.77379 2.67 m 2.68 m 2.32 m 0.1522 2.54002 0.1522 1 m x = 1.83864 1.09314 1.83864 6.80727 12.1409 0.1522 2.54002 7.85621 2.54002 2.44604 12.1409 22.7233 2272333.463 2.44604 12.1409 1.83864 2.44604 1.83864 2.44604 Pa3 Pa4 Pa1 Pa2 Ha Hb Ta ya x + +

a

ac

b

x

2

4

2 2 ,1



-



(11)

-2. Metode Reduksi Momen Rowe (perhitungan dinding turap) 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

= 0.55556 0.11111 wx = s 5 9 1310 16400 0.0002311 FSP - IIA 10600 YSP - III 880 a = I b = 21.44 14.08 20.96 1 9 0.00000379 1 = 9 22.7233 -3.4466 0.0003576 16000

Tabel Pemilihan Profil Metode Reduksi Momen Rowe

M/Mmax M = s.wx (t.m) Log r 0.61963 22.72333463 24.32 1.07027 -3.7792 -3.6466 -3.6361 0.94352 0.9224 0.0001663 = 0.00142 m3 r = 10,91.10-7 = 206010 . I Mmax wx = 5 = 2100000 9 206010 1340 16800 22800 0.007158051 16000 0.0002256 I (10-8₎ (m4_/m) r FSP - III YSP - U15 Profil wx (10-6) (m3_/m) 1520 D bH 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 = ₁₆₄₀₀ cm4 1310 400 125.0 13.00

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

(13)

4. Menghitung dimensi balok horisontal (ganjal datar)

1 10 kg.cm

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

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

Dengan data-data sebagai berikut :

wx = cm3 h = mm b = mm d = mm t=r= mm s = mm ht = mm Kontrol ; s  s  (OK!!!) Mmax _w x = 62161.30132 80 45.0 s 1333 46 tm 10 Mmax = 62161.30132 26.5 . 0.64 = 0.62161 23.3163 = 46.6326 cm3 1172.85 1333 = 62161.3 = 1172.85 53 6.00 1333 wx = Mmax = 0,8.Ta . P 2 Mmax = 9.7127 8.0 14.5 s = Mmax 2 . wx h x x y s b d t ht ½