Perencanaan Turap PDF

Preview

Summary

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH PERENCANAAN TURAP DAN DINDING PENAHAN TANAH GAMBAR 1 GAMBAR 2 Pada suatu area dengan topografi kontur yang naik-turun akan dibangun suatu kompleks perumahan.Untuk menyamakan dan meratakan elevasi maka perlu dilakukan cut and fill pada beberapa area. Kontur asli ...

Description

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

PERENCANAAN TURAP DAN DINDING PENAHAN TANAH

GAMBAR 1

GAMBAR 2

Pada suatu area dengan topografi kontur yang naik-turun akan dibangun suatu kompleks perumahan.Untuk menyamakan dan meratakan elevasi maka perlu dilakukan cut and fill pada beberapa area. Kontur asli kawasan yang akan dibangun adalah seperti pada Gambar 1, sedangkan kontur rencana setelah dilakukan cut adalah seperti pada gambar 2. Dengan adanya cut seperti pada gambar di atas dan dengan adanya tambahan beban perumahan setara 2 t/m2 maka perlu dilakukan perkuatan berupa turap atau dinding penahan untuk menghindari kelongsoran.

1 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

Dengan kondisi-kondisi yang tersebut diatas maka ;

Diminta: Desain perkuatan dengan menggunakan turap dan dinding penahan tanah. Note : Apabila dibutuhkan data tanah lebih dari 10 m, maka yang dipakai adalah data tanah kedalaman 10 m.

Desain Perkuatan Turap

2 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

Berdasarkan hasil NSPT didapatkan data berikut ini

H M

jenis tanah

0-3

Wc

Yd

y sat

c

pi

Gs

%

ton/m3

ton/m3

ton/m3

67,87

0,928

1,557834 0,32

11

2,641

3-5

lanau

47,44

1,018

1,500939 0,29

15

2,662

5-7

kelempungan 56,05

0,928

1,448144 0,26

19

2,683

68,34

0,827

1,392172 0,35

13

2,654

59,925

0,92525

1,474772 0,305

14,5

2,66

7-10 0-10

Average

Dari data diatas diketahui bahwa pada kedalaman 0-10 m memiliki jenis tanah yang sama sehingga data data yang akan digunakan adalah hasil rata-rata sbb : H M 0-10

jenis tanah lanau

Wc

Yd

y sat

c

%

ton/m3

ton/m3

ton/m3

59,925

0,92525

1,474772 0,305

∅ 14,5

Gs

2,66

kelempungan

Asumsikan = jenis tanah pada kedalaman 10 m – D adalah lanau kelempungan sehingga data tanah pada kedalaman D ke bawah sama dengan data tanah diatasnya. Perhitungan tekanan tanah lateral menggunakan teori Rankien. Diasumsikan desain perencanaan turap pada saat kondisi tanpa muka air tanah.

3 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

1. MENENTUKAN D DAN KEDALAMAN TURAP

a. Menghitung nilai Ka dan Kp -

Mencari nilai Ka dan Kp dapat dicari dengan rumus

Tanah pasif � = ��

+ ∅⁄

Tanah aktif �� = ��

− ∅⁄

Perhitungan : �� �

= ��

= ��

∅ − ) = ��

(

∅ + ) = ��

(

(

(

,

−

,

∓

)= ,

)= ,

b. Menghitung tegangan horizontal ditiap titik -

Untuk menghitung tegangan horizontal dilakukan perhitungan tegangan vertical (� ) terlebih dahulu dengan rumus sbb :

-

�� = � + �′ ∗ ℎ

Kemudian menghitung tegangan horizontal (� ) dengan rumus sbb : �ℎ = �� ∗ �� −

�ℎ = �� ∗ � +

Contoh perhitungan:

√��

√�

Step 1: mencari tegangan vertikal dititik 1 �� =

�� =

�� =

+�∗ℎ

+

�/

,

∗

4 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

Rekap Hasil Perhitungan Tegangan Vertikal Tanah Aktif σv’ (ton/m2)

Total (t/m2)

1

2

2

2

2 + (1,475 x10)

16,75

3

16,75 + (1,475 x 0)

16,75

4

16,75 + ( Do x1,475)

16,475 + 1,475D

Titik

σv’ (ton/m2)

Total (t/m2)

1

0

0

2

1,475 x ( 3+D )

4,425 + 1,475D

Titik

Tanah Pasif

Step 2: mencari tegangan horizontal �ℎ = � ∗ �� − �ℎ =

�ℎ = ,

∗ ,

�/

√��

−

.

√ .

Tanah Aktif Titik

σh’ (ton/m2)

Total (t/m2)

1

(2 x 0,599) – ( 2 x 0,305 x √ 0,5995)

0,727

2

(16,75 x 0,599) – ( 2 x 0,305 x √ 0,5995)

9,57

3

(16,75 x 0,599) – ( 2 x 0,305 x √ 0,5995)

9,57

4

(16,75+1,475D) x 0,599 – ( 2 x 0,305 x √ 0,5995)

9,57 + 0,884D

Titik

σh’ (ton/m2)

Total (t/m2)

1

(0 x 1,668) + ( 2 x 0,305 x √ 1,668)

0,788

2

(4,425 x 1,475D) x 1,668 + ( 2 x 0,305 x √ 1,668)

8,169 + 2,46D

Tanah Pasif

5 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

c. Gambar Diagram Tegangan Aktif dan Pasif

c. Menghitung Gaya yang Bekerja Pada Turap Perhitungan Gaya-Gaya Tekanan Tanah Aktif : P

σ' H (ton/m2)

1

0,727

2

H

Total

Luasan

P = (Luasan) x H

10

persegi

0.727 x 10

7,27

9,57

10

segitiga

0,5 x (9,75 – 0,727) x 10

44,215

3

9,57

D

persegi

9,57 x D

9,57D

4

9,57 + 0,884D

D

segitiga

0,5 x (9,57 + 0,884D – 9,57) x D

0,442D2

(m)

(ton)

Perhitungan Gaya-Gaya Tekanan Tanah Pasif : P 1 2

σ' H (ton/m2)

H (m)

Luasan

3+D

persegi

8,169 + 2,46D 3 +D

segitiga

0,788

P = (Luasan) x H

Total (ton)

0,788 x (3+D) 0,5 x (8,169 + 2,46D 0,788) x (3+D)

2,364 + 0,788D –

11,0715 + 1,23D2

6 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

d. Menghitung Momen yang Bekerja Pada Turap Perhitungan Momen akibat Tekanan Tanah Aktif (ke Titik A dimana angkur dipasang) Titik

P (ton)

Lengan/Jarak ke

Momen (t.m)

titik A (m) Aktif 1

7,27

1,5

10,905

2

44,215

3,166

139,985

3

9,57D

6,5 + 0,5 D

62,205D + 4,785D2

4

0,442D2

6,5 + 0,3 D

2,873D2 + 0,1326D3

ƩMaktif

0,1326D3 + 7,658D2 + 62,205D +150,89

Perhitungan Momen akibat Tekanan Tanah Pasif Titik

P (ton)

Lengan/Jarak ke

Momen (t.m)

titik A (m) Pasif 1

2,364 + 0,788D

5 + 0,5D

0,394D2 + 9,062D +11,82

2

11,0715 + 1,23D2

5,5 + 0,6D

0,738D3 + 6,765D2 + 6,643D + 60,893

ƩMpasif

0,738D3 + 6,765D2 + 6,643D +60,893

e. Mencari Kedalaman dan Panjang Turap ƩMtotal = ƩMpasif – ƩMaktif = (0,738D3 + 6,765D2 + 6,643D +60,893 ) – ( 0,1326D3 + 7,658D2 + 62,205D +150,89 ) = 0,6054D³ + 6,765D² + 6,643D + 60,893 Dalam kondisi seimbang ƩMtotal = 0 ƩMaktif – ƩMpasif = 0,

7 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

Maka;

0,6054D³ + 6,765D² + 6,643D + 60,893= 0 Dengan trial and error maka didapatkan D = 11 (memenuhi) D = –1,72 D = – 7,825 Dengan menggunakan cara coba-coba, maka digunakan nilai yang positif yaitu D = 11 m. Untuk itu, panjang turap yang masuk kedalam tanah adalah H =3 + 11 = 14 m. Sehingga panjang total turap yang dibutuhkan adalah = 14 + 7 = 21 m (secara teoritical) Sedangkan untuk panjang secara actual = 1,2D + L =(1,2x11) +3+ 7 = 23,2 m

2. PERENCANAAN PROFIL TURAP Dalam perencanaan ini, digunakan baja dengan profil LARSSEN. Penentuan ukuran dan geometri profil turap baja didasarkan pada Widerstands Moment yang tersedia pada table profil Larssen. Berdasarkan perencanaan diatas, didapatkan berikut ini : ƩMtotal = 0,6054D³ + 6,765D² + 6,643D + 60,893 Menghitung letak Momen Maksimum yaitu dengan cara mendeferensialkan persamaan momen total diatas terhadap x (D = X)

� � didapatkan

�� �� = , �

1,82 D2 – 1,786 D – 55,562 = 0

8 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

Dengan menggunakan rumus ABC, maka diperoleh nilai x1 dan x2 sebagai berikut :

�=

− .

± √ .

Sehingga diperoleh : X1 = 6,04 m

− − .

− .

.

X2 = –5,06 m Maka momen maksimum yang diperoleh adalah : ƩMtotal

= (0,6054 x 6,07³) – ( 0,893 x 6,072 ) – ( 55,562 x 6,04 ) –89,997 = –324,77 tonm = 324,77 tonm

Digunakan turap baja dengan profil Larsen dengan σt = �=

������ σ�

=

�

7,7

^

MN, maka diperoleh =

=1,546 x 10-3 m3 = 1546,5 cm3

Dengan W adalah Widerstands Moment.

Dari table profil turap Larssen, digunakan profil Larssen 704 dengan W = 1600 cm3 > 1546,5 cm3 dengan dimensi sbb :

b = 700 mm h = 440 mm t = 9,5 mm s = 10,2 mm 9 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

a. Penentuan diameter Baja Angkur Gaya P dan Momen akibat tanah aktif dengan D = 11 m dan pusat lengan di B Titik

P (t/m)

Lengan/Jarak ke titik B(m)

Momen (t.m)

Aktif 1

7,27

16

116,32

2

44,215

14,3

632,27

3

105,27

5,5

578,985

4

53,482

3,67

196,279

210,237

Jumlah

1532,854

1

11,032

7

77,224

2

159,9015

4,67

746,74

3

T

16

16 T

170,9335+T

Jumlah

823,964 + 16 T

Pasif

Pada perencanaan ini angkur dipasang pada kedalaman 3,5 m, maka ƩP dan ƩM dikalikan dengan 3,5, maka didapatkan : ƩPaktif

= 210,237 x 3,5 =735,83 ton/m

ƩMaktif = 1532,854 x 3,5 = 5364,975 ton/m ƩPpasif= (170,9335+T) x 3,5 = 598,267 + T tonm ƩMpasif = (823,964 + 16 T) x 3,5 = 2883,874 + 16 T tonm Pada kondisi seimbang maka ; ƩPaktif -ƩPpasif = 0 735,83 – (598,267 + T) = 0 735,83 – 598,267 – T = 0 137,563 – T = 0 >> T = 137,563

10 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

b. Perencanaan Angkur 1. Perencanaan diameter Angkur Jarak Angkur = S = 3,5 m T’ = T x S T’ = 137,563 x 3,5 T’ = 481,47 tm Direncanakan ada 3 angkur pada 1 angkur, shg T = 481,47 / 3 =160,5 t Diketahui σangkur = 3700 kg/cm2 σangkur = T/A, dimana A = Luas penampang baja angkur (� = , sehingga diperoleh diameter baja angkur (d) =

�= �=√

2. Perencanaan Blok Angkur

,

�′ ×

, ×

�

�

��

= ,

Ko diambil = 0,4

Diasumsikan sebelumnya bahwa h = 1,2, m dan H = 4 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 >

11 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

0.5H maka dapat dianggap RA = luas papan angker x kuat dukung tanah (Terzaghi) atau RA = A x σtanah, dengan σtanah = 1,3cNc + b ' q + 0,4 , dimana : c = kohesivitas tanah (untuk pasir c=0) Nc, Nq, Nγ = faktor kapasitas dukung tanah pb’ = tekanan overburden efektif pada ujung bawah tiang d = diameter tiang Persamaan menghitung kapasitas ultimit blok angkur pendek didekat permukaan tanah adl sbb :

h = 1 m , dan H = 4 m h < H/3 = 1,2 < 4/3 = 1,2 < 1,3 (OK) maka dianggap tinggi balok angkur = H = 4

Pp = (1/2 x 42 x 14,7 x 1,688 x 2) = 397, 1 ton Pa = (1/2 x 42 x 14,7 x 0,5995 x 2) = 141 ton

160,5< L( 397,01 – 141 ) + (1/3 x 0,4 x 14,7 (√1,688+ √0,5995) x 43 x tg 14,5 160,5 < 256 L + 67,26 93,24 < 256 L

L > 0,364 m

12 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

Maka dipakai L = 0,5 m Dipakai H = 4 m sehingga tinggi blok angkur = H – h = 4 – 1,2 = 2,8 m 3. Perencanaan 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.

L a=2/3 d = (2/3)*11 = 7,3 m asumsikan sudut = 40 o Didapatkan L = 11,57 m ≈ 12 m 3. CEK SLIDING �� =

� �

Pada tanah aktif ƩPaktif = 0,442D2 + 9,57D + 51,485

13 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

ƩPaktif =( 0,443 x 212) + (9,57 x 21 ) + 51,485 ƩPaktif = 447,8 ton Pada tanah pasif ƩPpasif = 1,23D2 + 0,788D + 13,4355 ƩPpasif = ( 1,23 x 212 ) + ( 0,788 x 21 ) + 13,4355 ƩPpasif = 572,5 ton

�� =

, ,

= ,

, − ,

( aman )

� �� = ,

,

�

14 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

KESIMPULAN

Desain perkuatan dengan menggunakan turap dengan asumsi bahwa tanah tidak terdapat muka air tanah. Berdasarkan hasil perhitungan perencanaan didapatkan = 1. Perencanaan Kedalaman Turap - Kedalaman D = 11 m - Kedalaman Turap di dalam tanah = 11 + 3 = 14 m - Ketinggian Turap = 14 + 7 = 21 m 2. Profil Turap Profil Turap Digunakan turap baja dengan profil Larsen dengan σt =

MN, maka

diperoleh : W = 1546,5 cm3

Berdasarkan table profil turap Larssen, nilai W yang memenuhi perencanaan adalah profil Larssen 704 dengan W = 1600 cm3 dengan dimensi sbb : -

b = 700 mm

-

h = 440 mm

-

t = 9,5 mm

-

s = 10,2 mm

Profil Angkur Berdasarkan perhitungan didapatkan : -

diameter angkur = 7,4 cm

-

panjang blok angkur = 2,8 m

-

panjang baja angkur = 12 cm

3. Cek Sliding Berdasarkan perhitungan sliding didapatkan SF = 1,28 yang berarti turap aman

15 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN

TIMBUNAN DAN KONSTRUKSI PENAHAN TANAH

16 KELOMPOK 5 KELAS B DYAH R/WIDYA TR/ARDELIA A/AFIDATUL DN...