Upload
dohanh
View
228
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
GEOTEKNIK FORENSIKGEOTEKNIK FORENSIK(FORENSIC GEOTECHNICAL ENGINEERING)TOPIK KHUSUS – CEC 715SEMESTER GANJIL 2012/2013
Dr.Eng. Agus S. MuntoharDr.Eng. Agus S. Muntohar
1Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
ESTIMASIESTIMASI PENURUNANPENURUNAN
FONDASIFONDASI
Geoteknik Forensik
FONDASIFONDASI
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering 2
3Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
4Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
5Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
6Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
7Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
8Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
9Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
10Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
11Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
12Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
PENURUNANPENURUNAN ELASTISELASTIS
Estimasi Penurunan fondasi
13Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan ElastisElastis: : DefinisiDefinisi
� dapat kembali ke posisi semula,
� penurunan segera
� Ditentukan oleh modulus elastisitas tanah:� Ditentukan oleh modulus elastisitas tanah:
◦ Kondisi tak terdrainase (undrained): Eu
◦ Kondisi terdrainase (drained): Ed
14Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan ElastisElastis
σσσσσσσσQQ
E
ρ = H σ/E = H.εz15
EHH
εεεεzKondisi umum tegangan
dan regangan
E
ρρρρρρρρ = = εεεεεεεεzz .dz.dz00
∞∞∞∞∞∞∞∞
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
Paramater Elastisitas: LempungParamater Elastisitas: Lempung
� Tipikal nilai Eu
◦ Lempung = lunak2000 - 5000 kPa
◦ Lempung keras = 5000 - 10000 kPa
◦ Lempung kaku = 10000 - 25000 kPa
◦ Lempung sangat kaku = 25000 - 60000 kPa
KondisiKondisi taktak terdrainaseterdrainase
◦ Lempung sangat kaku = 25000 - 60000 kPa
� Tipikal Eu/cu
◦ Semua jenis lempung = 200 - 300
� Tipikal angak Poisson νu
◦ Semua jenis lempung = 0.5 (tidak terjadiperubahan volume)
16Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
ParamaterParamater ElastisitasElastisitas: : PasirPasir
� Tipikal nilai Ed
◦◦ PasirPasir lepaslepas = = 10000 10000 -- 17000 17000 kPakPa
◦◦ PasirPasir kepadatankepadatan sedangsedang = = 17500 17500 -- 25000 25000 kPakPa
◦◦ PasirPasir padatpadat = = 25000 25000 -- 50000 50000 kPakPa
KondisiKondisi terdrainaseterdrainase
◦◦ PasirPasir padatpadat = = 25000 25000 -- 50000 50000 kPakPa
◦◦ PasirPasir sangatsangat padatpadat = = 50000 50000 -- 85000 85000 kPakPa
� Tipikal angka Poisson νd
◦◦ PasirPasir lepaslepas = 0.1 ~ = 0.1 ~ 0.30.3
◦◦ PasirPasir padatpadat = 0.3 = 0.3 ~0.4 (~0.4 (terjaditerjadi perubahanperubahan
volume)volume)
17Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
DistribusiDistribusi TeganganTegangan : : BebanBeban TitikTitik
� Teori Boussinesq
RR zz
σσσσ = Q I ψψψψ
18
rr
RR zz
σσσσσσσσzz
σσσσσσσσθθθθθθθθ
σσσσσσσσrr
σσσσz = Q Iσσσσ
z2
IIσσσσσσσσ = = 3 3 1 1
22ππππππππ [1+(r/z)[1+(r/z)22]]5/25/2
IIσσσσσσσσ = = faktorfaktor pengaruhpengaruh
tegangantegangan
ψψψψ
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
DistribusiDistribusi TeganganTegangan : : BebanBeban LingkaranLingkaran
ddθθθθθθθθ
drdr
load, qload, q
By integration of By integration of
BoussinesqBoussinesq
19
ddθθθθθθθθ
rr
zz
σσσσσσσσzz
aaBoussinesqBoussinesq
solution over solution over
complete area:complete area:
σσσσσσσσzz = q [1= q [1-- 1 1 ] = q.I] = q.Iσσσσσσσσ
[1+(a/z)[1+(a/z)22]]3/23/2
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
DistribusiDistribusi TeganganTegangan : : BebanBeban PersegiPersegi
� Menggunakan prinsip beban titik, dimana bekerja pada salah satuujung bentuk perseginya.
� Tentuka m = B/z dan n = L/z
BB
LL
� Tentuka m = B/z dan n = L/z
� Selesaikan dengan grafikNewmark atau persamaan :
20
Iσσσσ = 1 2mn(m2+n2+1)1/2 . m2+n2+2
m2+n2-m2n2+14ππππ m2+n2+1+ tan-1
2mn(m2+n2+1)1/2
m2+n2-m2n2+1
zz
σσσσσσσσzz
σσσσσσσσzz = = q.Iq.Iσσσσσσσσ
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
0
1
2
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
PerubahanPerubahan TeganganTegangan TotalTotal
IIσσσσσσσσ
2
3
4
5
6
7
8
L/B = 1
L/B = 2
L/B = 10
21
z/Bz/B
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PenghitunganPenghitungan PenurunanPenurunan
1. Tentukan regangan vertikal :
2. Jumlahkan regangan tiap lapisan :
RR zz
ψεεεε = 1 [σσσσ - νννν ( σσσσ + σσσσ )]
��������∞∞∞∞∞∞∞∞
22
rr
RR zz
σσσσσσσσzz
σσσσσσσσθθθθθθθθ
σσσσσσσσrr
ψεεεεz = 1 [σσσσz - νννν ( σσσσr + σσσσθθθθ )]
Eεεεεz = Q .(1+νννν).cos3ψ.ψ.ψ.ψ.(3cos2ψψψψ-2νννν)
2pz2E
ρρρρρρρρ = = εεεεεεεεzz ..dzdz00
∞∞∞∞∞∞∞∞
ρρρρρρρρ = = Q Q (1(1--νννννννν2 2 ))
ππππππππrErE ��������∞∞∞∞∞∞∞∞Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan FondasiFondasi LingkaranLingkaran
ddθθθθθθθθ
drdr
BebanBeban, , qq
Di Di pusatpusat ::
ρρρρ = 2q(1-νννν2).a
23
ddθθθθθθθθ
rr
zz
σσσσσσσσzz
aa
Di Di tepitepi ::
ρρρρ = 4q(1-νννν2).a
ππππππππEE
ρρρρ = 2q(1-νννν2).a
EE
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan didi Ujung Ujung FondasiFondasi PersegiPersegi
BB
LL
MetodeMetode Schleicher’sSchleicher’s
ρρρρρρρρ1 1 -- νννννννν22
II
24
zz
σσσσσσσσzzρρρρρρρρ = = q.Bq.B
1 1 -- νννννννν
EEIIρρρρρρρρ
IIρρρρρρρρ = = m ln + ln m ln + ln 11ππππππππ
11+ m+ m22 + 1+ 1
mmmm+ m+ m22 + 1+ 1
m = L/Bm = L/B
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
nz
z
σz =
q.Iσ
x
Area coveredwith uniform
normal load, q
mzy z
Note: m and n are interchangeable
m = ocm = 3.0m = 2.5
m = 2.0m = 1.8
m = 1.6
m = 1.4m = 1.2
m = 1.0
m = 0.9
m = 0.8
m = 0.7
m = 0.6
m = 0.5
m = 0.4
0.26
0.24
0.22
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
Iσσσσ
m = 0.3
m = 0.2
m = 0.1
m = 0.000.01 2 3 4 5 0.1 2 43 5 1.0 2 3 4 5 10
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
VERTICAL STRESS BELOW A CORNER
OF A UNIFORMLY LOADED FLEXIBLE
RECTANGULAR AREA.25
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan didi Tengah Tengah FondasiFondasi PersegiPersegi
BB
LL
L/2L/2
26
BB
B/2B/2
ρρρρcentre = 4q.B2
1 1 -- νννννννν22
EEIIρρρρρρρρ
Superposisi untuk titikyang berbesa
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan dibawahdibawah Tanah (Tanah (DuaDualapisanlapisan): ): MetodeMetode SteinbrennerSteinbrenner
XX
ρρρρcorner = q.B1 1 -- νννννννν22
EEIIρρρρρρρρ IIρρρρρρρρ = = FF11 + + FF22
11--νννννννν
11--22νννννννν
27
HH
BB
EE
Kaku
XX
YY
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
2
L/B = 1
L/B = 2 F1
Values of F ( ) and F ( )1 2
Dep
th
fact
or
d =
H/B
FaktorFaktor PengaruhPengaruh MetodeMetodeSteinbrennerSteinbrenner
4
6
8
10
L/B = 5
L/B = 10
L/B = oo
L/B = 1
L/B = 2
L/B = 5
L/B = 10
L/B = oo
1
Dep
th
fact
or
d =
H/B
Influence values for settlement beneath the corner of a uniformly loaded
rectangle on an elastic layer (Depth D) overlying a rigid base
F2
28Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan dibawahdibawah Tanah Tanah BerlapisBerlapis ::
HH11
BBEE
ρρρρρρρρ = = ρρρρρρρρ((HH11,,EE11) +) + ρρρρρρρρ((HH11++HH22,,EE22) ) -- ρρρρρρρρ((HH11,,EE22) )
29
HH11 EE11
““RigidRigid””
HH22EE22
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
SuperposisiSuperposisi menggunakanmenggunakan MetodeMetodeSteinbrennerSteinbrenner
LL
30
BB
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PengaruhPengaruh GedungGedung Yang Yang BerdekatanBerdekatan
31Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
FondasiFondasi FleksibelFleksibel vsvs KakuKaku
FF FF
32
TeganganTegangan
DefleksiDefleksiDefleksi
ρρρρρρρρcentrecentre0.8 0.8 ρρρρρρρρcentrecentre
Faktor kekakuan:RF = 0.8
Faktor kekakuan:RF = 0.8
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
FaktorFaktor KoreksiKoreksi KedalamanKedalaman (Depth (Depth Factor)Factor)
0.9
1
1.1
De
pth
Fa
cto
r
BBzz
33
0.5
0.6
0.7
0.8
0 2.5 5 7.5 10
De
pth
Fa
cto
r
z/B
BBzz
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PENURUNANPENURUNAN
KONSOLIDASIKONSOLIDASI
Estimasi Penurunan fondasi
KONSOLIDASIKONSOLIDASI
34Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
Konsolidasi Primer
� Suatu fenomena perubahan volume yang dapat terjadipada tanah pasir dan lempung.
� Lebih sering identik terjadi pada lapisan lempung.
� Air keluar dari tanah bersamaan dengan meningkatnyategangan efektif dan kuat geser. tegangan efektif dan kuat geser.
� Amount can be reasonably estimated in lab, but rate is often poorly estimated in lab
� Hanya dapat kembali ke semula secara sebagian
35Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
UjiUji OedometerOedometer ((LaboratoriumLaboratorium))
� Perubahan tinggi benda uji(∆h)
� Beban (P)
� Angka pori (e)
� Tegangan (σ)
Pengukuran/data : HubunganHubungan yang yang dicaridicari
PP
� Beban (P)
36
hh
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
Kurva perubahan tinggi dan waktuKurva perubahan tinggi dan waktu
hhoo
Tin
gg
iT
ing
gi
Interval Interval WaktuWaktu pengukuranpengukuran t :15st :15s, 30s,, 30s,
1m, 2m, 3m, 5m, 10m, 15m, 30m, 1h, 2h,1m, 2m, 3m, 5m, 10m, 15m, 30m, 1h, 2h,
3h, 6h, 12h, 24h, 36h, 48h, 60h ….etc.3h, 6h, 12h, 24h, 36h, 48h, 60h ….etc.
37log log tt
ElastisElastis KonsolidasiKonsolidasiutamautama KonsolidasiKonsolidasi sekundersekunder
DibuatDibuat untukuntuk tegangan:12.5tegangan:12.5, 25, 50, 100, 200, 400, 800 and 1600 , 25, 50, 100, 200, 400, 800 and 1600 KPaKPa
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
AngkaAngka poripori, e = , e = ff(h)(h)
ee 1.001.00
e = 0.8e = 0.8
38
Volume Volume relatifrelatif BeratBerat jenisjenis
11 2.652.65
1 + e1 + e 1.9171.917
e = 0.8e = 0.8
h = 1.9 cmh = 1.9 cmdiameter diameter = 6.0 cm= 6.0 cmW = 103.0 gW = 103.0 gDr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
0
1
2
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
PerubahanPerubahan TeganganTegangan TotalTotal
IIσσσσσσσσ
2
3
4
5
6
7
8
L/B = 1
L/B = 2
L/B = 10
39
z/Bz/B
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PerubahanPerubahan TekananTekanan Pori Pori dandanTeganganTegangan EfektifEfektif
∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ = = ∆∆∆∆∆∆∆∆u + u + ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ′′′′′′′′
40
σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′ii
σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′ff
PadaPada t t = 0 : = 0 : ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ = = ∆∆∆∆∆∆∆∆uu
PadaPada t t = = ∞∞∞∞∞∞∞∞ : : ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ = = ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ′′′′′′′′
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
TeganganTegangan NonNon--LinierLinier
qqnetnet
41
zzDr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
TeganganTegangan NonNon--LinierLinier
1
1.1
1.2CCrr
ρρρρρρρρ = = ΣΣΣΣΣΣΣΣ log + loglog + logCCr r HH
1+1+eeoo
CCc c HH
1+1+eecc
pp′′′′′′′′ccσ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′ii
σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′ffpp′′′′′′′′cc
42
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
10 100 1000
Clay
CCccpp′′′′′′′′ccσ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′ii σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′σ′ff
ee
σσσσσσσσvvDr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
KoefisienKoefisien PemampatanPemampatan VolumeVolume
1
1.1
1.2
Clay
ρρρρρρρρ = = ΣΣΣΣΣΣΣΣmmvv..∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ′′′′′′′′..∆∆∆∆∆∆∆∆HH
43
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 200 400 600 800 1000
(1+(1+eeoo).).mmvv
ee
σσσσσσσσvvDr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
LajuLaju KonsolidasiKonsolidasi
44
FlowFlowh = Hh = H FlowFlowh = Hh = H / 2/ 2
T = cT = cv v ttii / / HH22
U = 90% : T = 0.848U = 90% : T = 0.848Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
Koefisien KonsolidasiKoefisien Konsolidasi
� Koefisien konsolidasi, cv (m2/yr)
� Hasil uji laboratorium dikenal memberikan hasil yang lebih rendah (underestimate)(underestimate)
� Bergantung pada metode untuk menentukan cv yang bergantung pada penentuan faktor waktu Tv (misal untuk mencapai 90% konsolidasi).
45Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering
Konsolidasi Sekunder Cα
� Sebagai fenomena rayapan (creep)
� Tidak terjadi perubahan tekanan pori
� Mulai terjadi pada akhir konsolidasi primer� Mulai terjadi pada akhir konsolidasi primer
� cα/Cc ≈ 0.05
46
ccαααααααα = = ∆∆∆∆∆∆∆∆ee
log log ((tt2 2 / t/ t11))ρρρρρρρρ = log= log ((tt22/t/t11))
ccααααααααHH
(1+(1+eepp))
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
PenurunanPenurunan TotalTotal
ρρρρρρρρtottot = = RFRF x x DFDF ( ( ρρρρρρρρelaselas ++ ρρρρρρρρpr.conpr.con + + ρρρρρρρρsecsec ))
47
RF = roughness factor (0.8 ~ 1)
DF = depth factor
Dr.Eng. Agus S. Muntohar Department of Civil Engineering
ContohContoh PenghitunganPenghitungan
� (Silahkan ikuti pertemuan di kelas)
48Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Department of Civil Engineering