Jawaban UAS Teknik Pondasi 2013

(1)

Soal no 1 Teor a b c. UNIVERSI FAKULTA 1. ri . Sebutkan Jawaban Data fisik Ukura sanag geser Liquid akan b Unit w . Sebutkan Jawaban Pengujia kuat gese Uncon Direct Triaxi Vane s . Apa yang Jawaban Uji SPT tanah be pengukur Pengujia kedalama (split spo alat ditu dipukul d jatuh 76 dipukul s inches) didefinisi adalah sb ITAS BRAWIJ AS TEKNIK Jawaban

n data fisik t :

k tanah yang an butir, dist t berpengar tanah d limit & pl

berpengaruh weight ( γ ), n percobaan

:

n yang men er c, φ nfined comp

t shear test al compress shear test g saudara ke

:

dilakukan erbutir (gra

ran kerapata n SPT dila an yang aka oon sample urunkan sam dari atas den ,2 cm (30 i sedalam 15 atau 2 (du ikan sebaga bb:

JAYA

n UAS Teknik Tangga

tanah yang d

g diperlukan tribusi ukura ruh pada de lastic limit h pada kuat specific gra apa saja un

nghasilkan si ression test (uji geser la sion test (uji

etahui tentan

karenaantar nular). Pad an relatif se akukan pad an diuji, mat r). Setelah mpai ujungn ngan alat pe inches). Tah cm (6 inche ua) kali 6 ai nilai SPT

k Pondasi (W l : 11 Juni 2

diperlukan u

n untuk pere an butir. Pa ensity dan ( batas atte geser tanah avity Gs ntuk menyaj

ifat mekanis (uji kuat te angsung)

i tekan 3 su

ng SPT

ra lain sulit a pengujian ecara langsu

da saat pe ta bor dilep tabung dip nya mencap emukul (ham hap pertama es) , kemud

inches. Ju . Contoh h

Waktu 120 m 2013

untuk perenc

encanaan ad ada tanah be

density san erberg), kad h

ikan sifat m

s (mechanic ekan bebas) umbu)

tnya memp n ini, sifat-s

ng di lapang engeboran

as diganti d asang bersa pai lapisan mmer) berat a , tabung ian tahap k umlah puku ubungan an enit) canaan. alah: erbutir kasa gat berpeng dar air. Pad

mekanis tana cal propertie peroleh und sifat tanah gan. inti, jika dengan tabu ama-sama d tanah dasa t 63,5 kg (14

belah (split kedua sedala

lan tahap nata N – sif

r nonkohesi garuh pada da tanah ko

ah.

es) Æ param

isturbed sa ditentukan telah menc ng belah sta

engan pipa r dan kemu 40 lbs) dan t t spoon sam am 30,48 cm

(2)

d

e

HUBUNGA PASI R.

30- 50 10- 30 5- 10

0- 5 N

. Apa Yang Jawaban Tes Pem mengeta pondasi t

. Bagaiman

pembeba Jawaban Salah sa pembeba mendapa keamana

N N - KEPADATAN

60- 9 30- 6 5- 30 0- 5 D r ( % KEPAD ATAN

g saudara ke :

mbebanan ad hui daya du tiang dilakuk

na saudara anan

:

atu cara un anan adalah atkan daya d an.

RELATI F, Φ TANA

38 95

35 60

28 0

26 5

% )

Φ N RELATI F

etahui tenta

dalah pengu ukung tanah kan sbb:

menentuka

ntuk menen h cara Davi dukung ijin AH

8- 46 5- 42 8- 35 6- 30 (o

)

ng Tes Pemb

ujian yang h. Seperti c

n daya du

ntukan duku isson sepert = beban ba

bebanan

dilakukan l contoh untu

ukung izin t

ung ijin tia ti gambar tas (ultimat

angsung di uk mengetah

iang pancan

ang pancang berikut. Se te load) dib

lapangan u hui daya du

ng dari hasi

g dari hasi elanjutnya u

agi dengan untuk ukung

il tes

l tes untuk

(3)

f.

g.

h

Kriteria a Jawaban Dalam pe penururu (stability persyarat Angka

angka Penur masih . Apa tujua

Jawaban Tujuan p 1. Mene 2. Meng 3. Mem 4. Mene

(coll 5. Mem 6. Mem 7. Mene . Dalam m

perlukan Jawaban Data tan adalah d muka air

apa saja yan :

erencanaan unan yang y) dan krite tan yang ha a keamanan

keamanan 3 unan ponda dalam bata an penyelidi :

penyelidikan entukan jen gevaluasi be mperkirakan

etukan pote apsible soil) mperkirakan mperkirakan entukan car enentukan d

:

nah yang d density/unit r, parameter

ng harus dipe

pondasi har berlebihan eria penuru rus dipenuh terhadap ke

3.

si baik total as toleransi. ikan tanah (

tanah, anta is dan kedal eban - daya penurunan ential proble

) dll. air tanah tekanan tan a pelaksana daya dukung

iperlukan d weight/ber r kuat geser

enuhi untuk

rus memperh . Untuk it unan (elastic

i dalam pere eruntuhan g l dan perbed

( sebutkan m

ara lain: laman ponda a dukung po em misal : ta

nah lateral m an ( constru g pondasi d

dalam mene rat satuan t tanah c dan

k merencana

hitungkan ad tu perlu d

city). Sepe encanaan po geser harus

daan (total

minimal lima

asi ndasi anah ekspan

misal : untuk uction meth dangkal , dat

entukan day tanah γ baik n φ.

akan pondasi

danya kerun dipenuhi kr

rti telah d ondasi adala

cukup, umu and differen

a )

sif, tanah m

k dinding pe hod )

ta tanah apa

ya dukung k di atas m i

ntuhan gese riteria stab ijelaskan b ah:

umnya digun ntial settlem

mudah longso

enahan tanah

a saja yang

pondasi dan maupun di b

r dan bilitas ahwa nakan ment)

or,

h

anda

(4)

i. Sebutkan beberapa jenis uji lapangan untuk tanah yang anda ketahui ( minimal 4 jenis )

Jawaban :

Uji lapangan untuk keperluan perencanaan pondasi : 1. Uji penetrasi standar (Standard Penetration Test/SPT) 2. Uji sondir (Cone Penetration Test)

3. Uji pembebanan pelat (Plate Loading Test) 4. Uji geser kipas (Vane Shear Test)

j. Kenapa jarak tiang pancang dalam satu grup akan mempengaruhi daya dukung grup tiang pancang .

Jawaban :

Pada tanah pasir pemancangan akan meningkatan kepadatan dari tanah sehingga meningkatan density dan kekuatan tanah makin dekat jarak tiang daya dukung akan meningkat sehingga efisiensi η > 1, dimana Qg = η.jumlah tiang.Q1

Pada tanah lempung pemancangan akan menyebabkan tanah sekitar tiang menjadi terganggu (disturbed) dan kuat gesernya menurun sehingga daya dukung kelompok akan menurun , efisiensi η < 1. Pada rumus Converse Laberre :

dimana :

η = efisiensi θ = tg -1 (d/s) D = diameter tiang s = jarak tiang

m = jumlah baris tiang n = jumlah tiang dalam baris

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

−

+

−

=

n

m

90

1)n

(m

1)m

(n

1

θ

(5)

Soal no 2.

3

/ 17kN m

= γ

3

/ 19kN m

sat = γ o 35 = φ

a. Menghitung beban. MEYERHOF

Faktor daya dukung

16

,

37

)

35

.

4

,

1

(

).

1

30

,

33

(

)

.

4

,

1

(

).

1

(

30

,

33

).

2

35

45

(

).

2

45

(

13

,

46

35

).

1

30

,

33

(

).

1

(

) 35 . ( 0 2 ) . ( 0 2

=

−

=

−

=

+

=

+

=

−

=

−

=

tg

Nq

N

e

tg

e

tg

Nq

ctg

Nq

Nc

tg tg

φ

γ

φ

π φ π

69

,

3

)

2

35

45

(

tan

)

2

45

(

tan

2

+

=

2

+

=

φ

Kp

N

1 1 Beban Kemiringan Faktor 14 , 1 0 , 2 0 , 2 . 69 , 3 . 1 , 0 1 . 1 , 0 1 28 , 1 0 , 2 0 , 2 . 69 , 3 . 2 , 0 1 . 2 , 0 1 Pondasi Kedalaman Faktor 0 , 1 0 . 69 , 3 . 1 , 0 1 1 , 0 1 0 , 1 0 . 69 , 3 . 2 , 0 1 2 , 0 1 Pondasi Bentuk Faktor . = = = = + = + = = = + = + = = + = + = = = + = + = i qi ci B D N d qd B D N cd L B N s qs L B N cs

ζγ

ζ

φ

ζγ

ζ

φ

ζ

φ

ζγ

ζ

φ

ζ

qu = c.Nc.ζcs.ζcd.ζci + q.Nq.ζqs.ζqd.ζqi + ½ .γ.B.Nγ.ζγs.ζγdζγi = 0.46,13.1,0.1,28.1 + 17.2,0.33,30.1,0.1,14.1 + 0,5.9.2,0.37,16.1,0.1,14. 1

(6)

qa net = SF D . -qu

γ

=

3

2 00 , 17 97 ,

1671 − ×

= 545,99 KN/m2 P maks= qa net x B = 545,99 x 2 = 1091,98 KN/m

b. Penurunan

Menggunakan cara Schmertmann et.al (1978)

Izp = 0,5 +0,1 vp

'

q

σ

= 0,5 + 0,1

2 9 2 17

99 , 545

× +

×

= 0,82

∑

=

s z

E H I q C C C

s ₁ ₂ ₃ '

97

,

0

99

,

545

2

17

5

,

0

1

'

5

.

0

1

=

×

−

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ′

−

=

q

C

σ

zD

46

,

1

,

0

20

log

2

,

0

1

.

0

log

2

.

0

1

2

⎟

=

+

=

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

=

t

C

73

,

0

73

.

0

/

03

.

0

03

.

1

3

=

−

L

B

≥

=

(7)

Bila pasir dianggap normally consolidated umur < 100 tahun, Es = 2,5.qc

Lapisan H (mm) qc (kN/m2) Es (kN/m2) Iz Iz.H/Es

1 1000 5100 12750 (0,2+0,51)/2=0,355 0,028

2 1000 6500 16250 (0,51+0,82)/2=0,665 0,041

3 1400 6500 16250 (0,82+0,63)/2=0,725 0,062

4 900 5900 14750 (0,63+0,51)/2=0,57 0,035

5 3700 11000 27500 0,51/2=0,255 0,034

Penurunan pondasi 20 tahun setelah pelaksanaan konstruksi adalah 112,89 mm. Soal no 3.

Pondasi tiang pancang dalam kelompok pada tanah lempung seperti tergambar, Cu=40 kN/m2 , γ=18 kN/m3,e0=1,0 ; Cc=0,30 ; Cr=0,05 ; σc=70 kN/m2; sedangkan diameter tiang= 40 cm.

Pertanyaan :

a. Hitung beban maksimum yang dapat dipikul pondasi bla SF = 3.

b.

Hitung penurunan pondasi akibat konsolidasi tanah lempung dengan anggapan penyebaran beban sampai kedalaman 2B di bawah ujung tiang.

Penyelesaian :

a. Menghitung beban. Daya dukung ujung .

Ujung tiang bertumpu pada lapisan lempung cu = 40 kN/m2 Daya dukung ujung (end bearing capacity) Qbu

qbu’=9.cu =9 x 40= 360 kPa

Qbu = Ab.qbu’ = ¼ x π x (0,40)2x 360 = 45,24 kN

20 , 0

=

∑

s z

E H I

mm E

H I q C C C s

s

z ₀_,₉₇ ₁_,₄₆ ₀_,₇₃ ₅₄₅_,₉₉ ₀_,₂₀ ₁₁₂_,₈₉

'

3 2

1 = × × × × =

(8)

Daya dukung geser (skin friction capacity) Qsu Tanah sekitar tiang adalah tanah lempung Æ cara α qsu = α × Cu

cara API untuk cu = 40 kPa Æ α = 0,85 sehingga qsu = 0,85 x 40 = 34 kPa

Qsu = qsu x As = 34 x π x 0,4 x 12 = 512,71 kN

Daya dukung ijin = , , 185,98

Kelompok tiang

Sekeliling tiang tanah lempung Æ efisiensi η < 1

Efisiensi

⎥⎦

⎤ ⎢⎣

⎡ − + −

− =

n m

m n n m

. ) 1 ( ) 1 ( 90 1

θ

η

θ= tan-1(d/s) = tan-1(0,4/1,2) = 18,43o

71 , 0 4

. 3

3 ) 1 4 ( 4 ) 1 3 ( 90

43 , 18

1− _⎢⎣⎡ − + − _⎥⎦⎤=

=

η

Daya dukung ijin kelompok Qg = η x juml. tiangxQijin = 0,71 x 3 x 4 x 185,98 = 1584,55 kN

Bila ditinjau keruntuhan block : Daya dukung kelompok tiang

Dimana : D = 12 m ; B = 2,8 m ; L = 4,0 m ; su1 = su2 =cu = 40 kN/m2 ; Nc = 9 Sehingga

Maka beban maksimum yang dapat dipikul pondasi adalah 1584,55 kN b. Penurunan

Untuk menghitung penurunan konsolidasi digunakan imaginary f oot ing met hodÆ

penyebaran beban pada tanah kohesif seperti gambar dan selanjutnya pengaruh beban diperhitungkan sampai kedalaman 2B = 2x4 = 8m di bawah ujung tiang.

Penyebaran beban dengan pendekatan 2V : 1H dan selanjutnya lapisan dibagi menjadi 6 sub lapis masing-masing tebal 2m.

* 2 1

)

(

2

g g u g g u c

ag

D

B

L

s

B

L

s

N

Q

=

+

(9)

Tegangan vertikal efektif sebelum pembebanan pada tengah-tengah sub lapis

lempung

z

dari mulai penyebaran beban, sehingga:

z z

z

lempung

18 144 '

). 8 ( 18 '

) 8 ( '

0 0 0

+ =

σ

γ

σ

' ' L B

P

× = Δ

σ

Selanjutnya perhitungan ditabelkan sebagai berikut:

Lapis

z

(m)

B’=B+z

(m)

L’=L+z

(m)

Δσ

(kPa)

σ

0

’

(kPa)

σ

1

’=

σ

0

’+

Δσ

(kPa)

Sc

(mm)

1

5

3,8

83,40

162

245,40

54,12

2

3

7

5,8

39,03

198

237,03

23,44

3

5

9

7,8

22,57

234

256,57

12,00

4

7

11

9,8

14,70

270

284,70

6,91

5

9

13

11,8

10,33

306

316,33

4,33

6

11

15

13,8

7,65

342

349,65

2,88

Σ

sc

=

103,68

mm

(10)

Karena

σ

0’ >

σ

c’

Æ

tanah normallyconsolidated maka digunakan rumus

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

Δ

+

=

'

log

.

1

₀

0

σ

H

e

C

s

C

Penurunan pondasi akibat konsolidasi lempung adalah 103,68 mm = 10,37 cm

Soal no4.

Dinding turap baja (steel sheet pile wall) memikul beban tanah seperti gambar. Pertanyaan :

a. Hitung kedalaman pemancangan D.

b. Tentukan dimensi turap bila dipakai baja dengan tegangan ijin 210 MPa.

3

/ 17kN m

=

γ

0 30 '

/ 19

0 3

= =

=

c

m kN

sat

φ

γ

2 0

3

/ 40

0 '

/ 19

m kN c

m kN

sat

= =

=

φ

γ

(11)

Penyelesaian :

ka= )

2 φ (45

tan2 − = )

2 30 45 (

tan2 − = 0,333 p1=

γ

L

1

k

a = 17 x 1,5 x 0,333 = 8,49 kN/m

2 /m’

p2=

(

γ

L

1

+

γ

L

2

)

×

k

a = [17 x 1,5 + (19-10) x 4,0] x 0,333 = 20,48 kN/m

2 /m’ dimana γ’ = γsat - γw

P1= area ACDE = 0,5p1L1 + p1L2 + 0,5(p1-p2) L2

= 0,5(8,49)(1,5) + (8,49)(4,0) + 0,5 (20,48 – 8,49) x 4,0 = 64,31 kN/m

Hitung 1 _

z dengan mengambil momen terhadap E pada area ACDE = P1 1 _

z

1 _

z = )]

3 0 , 4 ( 98 , 23 ) 2

0 , 4 ( 96 , 33 ) 3

5 , 1 0 , 4 ( 37 , 6 [ 31 , 64

1 ₊ ₊ ₊

= 2,00 m

Hitung D dengan menggunakan persamaan :

(

)

[

]

(

)

c

L

γ

L

γ

z

c

P

DP

L

γ

L

γ

c

D

2

)

12

(

2

'

4

2 1

1 1

1 1 2

1 2

+

−

+

−

= 0

(

)

[

]

(

)

) 40 ( 2 ) 0 , 4 )( 9 ( ) 5 , 1 )( 17 (

)) 0 , 2 )( 40 ( 12 31 , 64 ( 31 , 64 ) 31 , 64 ( 2 ) 0 , 4 )( 9 ( ) 5 , 1 )( 17 ( ) 40 )( 4 (

2

+ +

+ −

− +

− D

D = 0

atau

98,5D2 – 128,62D – 465,54 = 0

(12)

p6=

4

c

−

(

γ

L

1

+

γ

'

L

2

)

= (4)(40) – [(17)(1,5) + (9)(4,0)] = 98,5

p7=

4

c

+

(

γ

L

1

+

γ

'

L

2

)

= (4)(40) + [(17)(1,5) + (9)(4,0)] = 221,5

L4=

c

P

Dp

4

)

(

₆

−

₁

=

)

40

)(

4

(

31

,

64

)

5

,

98

)(

93

,

2

(

−

= 1,40 m

Distribusi tegangan bisa digambar seperti yang ditunjukkan pada gambar di depan z’=

6 1

p

P

=

5

,

98

31

,

64

= 0,65 m

Mmax=

2

'

)

'

(

2 6 1

z

p

z

P

+

−

=

2

)

65

,

0

(

5

,

98

)

65

,

0

,

2

(

31

,

64

2

−

+

= 149,61 kNm/m’

S =

all

σ

M

_max

; dimana S = modulus section minimum dari turap σall = tegangan ijin turap = 210 MN/m2

S =

all

σ

M

_max

= ₃

10 210

61 , 149

x = 0,712 x 10 -3

m3/m dari dinding (atau 71,2 x 10-5 m3/m)