bab vii, pemampatan tanah
Post on 16-Feb-2016
293 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB VII KEMAMPUMAMPATAN
TANAH (SETTLEMENT)
BAB VII KEMAMPUMAMPATAN
TANAH (SETTLEMENT)
1.
PENYEBAB SETTLEMENT.
•
PENAMBAHAN BEBAN DIATAS MUKA TANAH•
PENURUNAN MUKA AIR TANAH
2. KOMPONEN SETTLEMENT.
•
IMMEDIATE SETTLEMENT/PEMAMPATAN SEGERA, Si
•
CONSOLIDATION SETTLEMENT/PEMAMPATAN KONSOLIDASI/PRIMARY CONSOLIDATION,Sc
•
SECONDARY SETTLEMENT/PEMAMPATAN SEKUNDER, Ss
.
Settlement
Time
Consolidationsettlement
Initialsettlement
Finalsettlement
Typical settlement -
time response
Load
Time
Components of settlement
Constructiontime
Settlement
Time
Consolidationsettlement sc
Initialsettlement si
Total finalsettlement
sTf
Const.time
3. PEMAMPATAN SEGERA, Si
•
p = Beban
terbagi
rata.•
B = Lebar
pondasi
(diameternya)•
μ
= Poisson ratio (Tabel
7.2)•
E = Modulus Young (Tabel
7.3)•
Ip
= Faktor
pengaruh
(Tabel
7.1)
pi IE
BpS21..
Tabel
7.1. Faktor
Pengaruh
Untuk
Pondasi
Bentuk
I pPanjang-----------
lebar
L e n t u r Kaku
Pusat Pojok Tengah
sisi
terpendek
Tengah
sisi
terpanjang Rata-rata Rata-rata
- Bulat - 1.0 0.64 0.64 0.64 0.85 0.88- Bujur
sangkar1 1.12 0.56 0.76 0.76 0.95 0.82
- Empatpersegipanjang
1.5 1.36 0.67 0.89 0.97 1.15 1.06
2.0 1.52 0.76 0.98 1.12 1.30 1.203.0 1.78 0.88 1.11 1.35 1.52 -5.0 2.10 1.05 1.27 1.68 1.83 1.70
10.0 2.53 1.26 1.49 2.12 2.25 2.10100.0 4.00 2.00 2.20 3.60 3.70 3.40
1000.0 5.47 2.75 2.94 5.03 5.15 -10000.0 6.90 3.50 3.70 6.50 6.60 -
Tabel
7.2. Harga-harga
Angka
Poisson (μ).
Jenis
Tanah Angka
Poisson, μ
-
Pasir
lepas-
Pasir
agak
padat-
Pasir
padat-
Pasir
berlanau-
Lempung
lembek-
Lempung
agak
kaku
0.20 -
0.400.05 -
0.400.20 -
0.430.20 -
0.400.15 -
0.250.20 -
0.50
Tabel
7.3. Harga-harga
Modulus Young (E).
Jenis
TanahModulus Young (E)
psi kN/m2
-
Lempung
lembek-
Lempung
keras
-
Pasir
lepas-
Pasir
padat
250 -
500850 -
2000
1500 -
10005000 -
10000
380 -
34723865 -
13200
10350 -
2760034500 -
69000
Soil Layer
Rigid bedrock
h
P a pav 2
rigid
Rigid circular footing on an elastic layer on a rigid base
2a
s p aE
Iav
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0h/a a/h
1.6
1.2
0.8
0.4
0.0
Settlement Factor for rigid circular footing on a layer
2a
P a pav 2
h
s p aE
Iav
0.00.20.40.5
I
3m9m
500 kN
Young’s Modulus = 5 MPaPoisson’s ratio = 0.3
Example: Rigid circular footing
I
p kPa
s m
av
122
50015
70 7
70 7 15 1225000
0 026
2
.
( . ).
. . . .
for a/h = 0.167,
= 0.3 by interpolation
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0h/a a/h
1.6
1.2
0.8
0.4
0.0
Settlement Factor for rigid circular footing on a layer
0.00.20.40.5
I
E mz0
2a
Circular footing on a very deep non-homogeneous soil
p
E
z
s p aE
I0
E mz0
2a
21
10--1
10--2
10--3
10--4
10---4 10---2 1 102
Settlement of circular footing on non-homogeneous soil
I
0
1/3
1/2
Ema
0
p
E MPa0 220m
p kPa 75
E = 5MPa
10m
Example: circular footing on non-homogeneous soil
E E mzm
m MPa m
0
5 2 100 3. /
Soil Layer
Rigid bedrock
h
Settlement under the edge of a flexible strip footing on an elastic layer overlaying a rigid base
B
sp h
EI
p
Settlement factor for a flexible strip load on a soil layer
2.0
1.6
1.2
0.8
0.4
0.00.0 0.25 0.5 h/B
2.0 1.0 0.0B/h
p
h B
sp h
EI
I
0.0
0.2
0.4
0.5
4. PEMAMPATAN KONDOLIDASI, Sc
LIHAT MODEL “SPRING ANALOGY”
(GAMBAR 7.1)–
PEGAS ANALOG DENGAN : BUTIRAN TANAH–
AIR DALAM SILINDER ANALOG DENGAN : AIR PORI.
URUTAN PERISTIWA–
KONDISI AWAL DARI MODEL :•
TEGANGAN AIR TANAH = Uo
= TEGANGAN AIR TANAH NETRAL
•
TEGANGAN PADA BUTIRAN TANAH =σ’o
= TEGANGAN OVERBURDEN EFEKTIF.
–
DIBERI BEBAN = Δσ•
SAAT t = 0
TEG. AIR = U = Uo
+ ΔσTEG. PADA BUTIRAN = σ’ = σo
’ + 0•
SAAT t = t1
TEG. AIR = U = Uo
+ ΔU1
ΔU1
< ΔσTEG. PADA BUTIRAN :σ’= σ’1 + Δ σ’1
Δ σ1
< Δ σCATATAN : ΔU + Δσ1
=
Δσ•
SAAT t = ~
TEG. AIR U = U0
. ΔU~
=0 TEG. PADA BUTIRAN : σ’= σ’1 + Δ σ
Soil-water analogy : Equilibrium
HydrostaticHydrostaticpressure, pressure, uuoo
Valve Valve ((closedclosed))
SpringSpring ((soil skeletonsoil skeleton))
Pore waterPore water
Overburden pressure, Overburden pressure, vv
Soil-water analogy : Application of surcharge, at t=0
HydrostaticHydrostaticpressure, pressure, uuoo + + u u
Valve Valve (closed)(closed)
Small springSmall springcompressioncompression
Small waterSmall watercompressioncompression
''vv + + ssee
uu
''vv
Soil-water analogy : Application of surcharge, at t>0
HydrostaticHydrostaticpressure, pressure, uuoo
Valve Valve ((openopen))
Large springLarge springcompressioncompression
Water expulsionWater expulsion
vv + + sscc
uutt11
''vv
uutt22 tt
Soil-water analogy
11
22
33
44
55
vv + +
''vv
uutt11tt22
tt
KONSOLIDASI
SATU DIMENSI.
LIHAT GAMBAR 7.2.
0000 1 ee
HH
AxHAxH
VV
•
TEST KONSOLIDASI 1 DIMENSI.
ALAT : (GAMBAR 7.3)-
CONSOLIDOMETER FIXED –
RING-
CONSOLIDOMETER FLOATING –
RING
UKURAN SAMPEL :
DIAMETER : 2.5 INCHI (63.5mm)TINGGI : 1 INCHI (25.4mm)
RASIO PENAMBAHAN BEBAN :
LAMA/PERIODA PEMBEBANAN : 24 JAM UNTUK TIAP BEBAN.
DATA YANG DIPEROLEH :•
t = WAKTU.•
ΔH = BESAR PEMAMPATAN•
Δσ
= BESAR PENAMBAHAN BEBAN
1
Base
Oedometer
Test
Porous Stone
Soil Specimen
Porous Stone
Loading Plate
Water / pore fluidWater / pore fluid Load( 25kPa )Load( 25kPa )
Confining RingConfining Ring
Cell
Loading cap
Load Displacement measuring device
Soil samplewater
Porous disks
Measurement of soil properties
The oedometer
apparatus
PARAMETER YANG DIPEROLEH :
-
INDEK KOMPRESI (Cc
)-
INDEK MENGEMBANG (Cs
)-
TEG. PRAKONSOLIDASI (σ’c
)-
KOEF. KONSOLIDASI (Cv
)
DIPERLUKAN UTK. MENGHITUNG BESAR PEMAMPATAN, Sc
.
DIPERLUKAN UTK. MENGHITUNG BESAR PEMAMPATAN, Sc
.
•
PEMAMPATAN KONSOLIDASI, Sc
.
ADALAH TIME-DEPENDENT PROCESS.RATE OF Sc IS CONTROLLED BY RATE OF WATER CAN BE EXPELLED FROM THE VOID ………………..
KURVA e vs
log σ
KURVA e vs
log σ
DIGAMBARKAN DARI DATA HASIL TEST KONSOLIDASI LABORATORIUM.
•
URUTAN PEMBUATAN KURVA
–
HITUNG TINGGI BUTIRAN (SOLID) DARI TANAH (LIHAT GAMBAR 7.2)
ws
ss GA
WH..
Hs
= tinggi
solid tanah
–
HITUNG TINGGI AWAL PORI (Hv
).
Hv
= H –
Hs
H = tinggi
sampel
yang ditestkonsolidasi.
–
HITUNG ANGKA PORI AWAL (eo
).
s
v
s
v
s
v
HH
AHAH
VVe
.
.0
sHHe
–
HITUNG PERUBAHAN ANGKA PORI, Δe, AKIBAT PEMAMPATAN TANAH, ΔH.
–
BUAT TABULASI PERHITUNGAN.
σ ΔH Δe e
σ1 ΔH1 Δe1 e1=e0
-e1
σ2 ΔH2 Δe2 e2=e1
-
Δe2
: : : :
dst dst dst dst
NOTE :
222
2223
111
1112
1
1
ΔH1
= PEMAMPATAN AKIBAT BEBAN σ1
.
ΔH2
= PEMAMPATAN AKIBAT BEBAN σ2
.
-
GAMBAR KURVA e vs
log σ
(GAMBAR 7.4) HARI HASIL PERHITUNGAN.
TEGANGAN PRAKONSOLIDASI (σ’c
)
σc
’
DITENTUKAN DARI KURVA e vs
log σ’
(GAMBAR 7.4) DENGAN CARA :
-
TENTUKAN TITIK PADA KURVA e vs
log σ’
YANG MEMPUNYAI JARI-JARI TERPENDEK (MIS.: TITIK A).
-
DARI TITIK A, BUAT :
-
GARIS DATAR
-
GARIS SINGGUNG
-
BUAT GARIS BAGI PADA SUDUT
-
PERPANJANG BAGIAN YANG LURUS DARI KURVA (GARIS ) HINGGA MEMOTONG GARIS DI TITIK H. ABSIS TITIK H = HARGA σc
’
YANG DICARI.
AB
CD
AE
AEFG
BAD
A
C
B
D
F
pc
e
Estimating the preconsolidation
pressure
log (’)
Casagrande’s
method
E
F
G
H
• Preconsolidation
stress (pressure)The maximum effective stress which has been applied to an element of soil
• Over-consolidated A soil is called over-consolidated (OC) if:
• Normally consolidatedA soil is called normally consolidated (NC) if:
Teminology
Current Effective Stress
Preconsolidation
Stress<
Current Effective Stress
Preconsolidation Stress
=
r
TANAH YANG TERKONSOLIDASI NORMAL (NORMALMALLY CONSOLIDATED SOIL/NC-SOIL)
TANAH YANG TERKONSOLIDASI LEBIH (OVER CONSOLIDATED SOIL/OC-SOIL)
-
NC –
SOIL 1''
o
cOCR
-
OC –
SOIL
OCR > 1
OCR = OVER CONSOLIDATED RATIO.
σo
’
= TEG. OVERBURDEN EFEKTIF.
σc
’
= TEG. PRAKONSOLIDASI EFEKTIF.
σo
’ = ’h
σo
’
AKIBAT BERAT EFEKTIF TANAH DIATAS BIDANG/TITIK YANG DITINJAU.
’
BERAT VOL. TANAH EFEKTIF.
h KEDALAMAN TITIK YANG DITINJAU.
INDEK KOMPRESI (Cc
).
•
INDEK KOMPRESI LAPANGAN (Cc-lap
) DIPERLUKAN UNTUK MEMPRAKIRAKAN BESAR PEMAMPATAN KONSOLIDASI Sc
AKIBAT ADANYA BEBAN Δσ
.
•
CARA MENENTUKAN Cc-lap
UNTUK NC-SOIL (GAMBAR 7.5)
•
TENTUKAN /PLOT HARGA eo
PADA SUMBU ORDINAT PADA KURVA e vs
log σ.
•
TENTUKAN HARGA σc
’
DARI KURVA e vs
log σ’.
•
PLOT HARGA σc
’
PADA KURVA e vs
log σ’.
•
BUAT GARIS DATA MELALUI eo
HINGGA MEMOTONG GARIS KERJA σc
’
DI TITIK B.
•
BUAT GARIS DATAR MELALUI TITIK D (TTK. D TERLETAK PADA ORDINAT 0.42 eo
) HINGGA MEMOTONG PERPANJANGAN BAGIAN KURVA YANG LURUS DI TITIK C.
•
HUBUNGKAN TITIK B DAN TITIK C KEMIRINGAN/ TANGEN DARI GARIS ADALAH Cc(LAB)
.
BC
'log'log42.0
1)(
c
ooLAPc
eeC
BC
•
CARA MENENTUKAN Cc-lap
UNTUK OC-SOIL (GAMBAR 7.6)
•
TENTUKAN HARGA eo
, σc
’, σo
’.
•
PLOT HARGA eo
, σc
’, σo
’
PADA KURVA e vs
log σ’.
•
BUAT GARIS DATAR MELALUI eo
HINGGA MEMOTONG GARIS KERJA σc
’
DI TITIK D.
•
BUAT GARIS DATAR MELALUI TITIK D YANG SEJAJAR GARIS
( ADALAH GARIS LURUS DARI KURVA UNLOADING) HINGGA MEMOTONG GARIS KERJA σc
’
DI TITIK E.
•
BUAT GARIS DATAR MELALUI TITIK F (TITIK F MEMPUNYAI ORDINAT 0.42 eo
) HINGGA MEMOTONG PERPANJANGAN BAGIAN KURVA YANG LURUS DI TITIK C.
•
HUBUNGKAN TITIK C DAN TITIK E KEMIRINGAN/ TANGEN DARI GARIS ADALAH Cc(LAB)
.B
'log'log42.0
2
1)(
c
oLAPc
eeC
GF GF
CE
INDEK MENGEMBANG (Cs
).
•
HARGA Cs
UNTUK NC-SOIL.
LIHAT GAMBAR 7.5 KEMIRINGAN DARI GARIS EF
ADALAH HARGA Cs
.
'log'log EF
FEs
eeC
'log'log GH
HGs
eeC
•
HARGA Cs
UNTUK OC-SOIL.
LIHAT GAMBAR 7.6 KEMIRINGAN DARI GARIS GH
ADALAH HARGA Cs
.
BESAR PEMAMPATAN KONSOLIDASI (Sc
) DI LAPANGAN.
•
FORMULA Sc
UNTUK NC-SOIL.
LIHAT GAMBAR 7.2 .
HeeSH
ee
HH
oc
oo
11
BILA :
•
PADA TEG. OVERBURDEN, σ0
’
, HARGA e = eo
.
•
AKIBAT PENAMBAHAN BEBAN, Δσ
, HARGA eo
BERKURANG MENJADI e1
.
(Δe = eo
–e1
).
•
HARGA Δe DIGANTI DENGAN HARGA Cc
(GBR. 7.5)
Δe = Cc
(log σ1
’
-
log σo
’) σ1
’ = σo
’+ Δσ
•
ATAU :
''log
o
oeCe
JADI :
'
'log1~
o
oe
oc C
eHS
NC-SOIL
……………………………….. a
FORMULA Se UNTUK OC-SOIL
LIHAT GAMBAR 7.6 DAN DENGAN CARA SAMA UNTUK NC-SOIL DIDAPAT :
-
BILA (σo
’ + Δσ) ≤ σo
’
'
'log1~
o
os
oc C
eHS
-
BILA (σo
’ + Δσ) >
σc
’
'
'log1'
'log1 1
~c
oc
o
cs
ec C
eHC
eHS
………………….. b
…………………. c
Over -
consolidated soil
Q
P
R
e = e0e = ef
O
0 f pc logarithmic scale
F
OCR pc
Overconsolidation
ratio, (5)
KOEFISIEN PEMAMPATAN/COMPRESSIBILITY COEFFICIENT (av
).
KOEFISIEN PERUBAHAN VOLUME/VOLUME CHANGE COEFFICIENT (mv
).
•
HARGA av
.
-
DITENTUKAN DARI KURVA e vs
σ’
(GBR. 7.7)
-
av
MERUPAKAN TANGEN DARI GARIS SINGGUNG YANG DIBUAT PADA BAGIAN KURVA YANG PALING LENGKUNG.
12
21
eeav
•
HARGA mv
.
-
DITENTUKAN DARI KURVA ε
vs
σ’
(GBR. 7.8)
-
mv
MERUPAKAN TANGEN DARI GARIS SINGGUNG YANG DIBUAT PADA BAGIAN KURVA YANG PALING LENGKUNG.
o
vv
ov
eam
eem
1
:maka1
karena;12
21
Stress-strain :
vs ’
Coefficient of volume change, mv
0.0%
5.0%
10.0%
15.0%
20.0%
25.0%
0 1000 2000 3000 4000Effective pressure, ' (kPa)
Vert
ical
Str
ain,
(%)
mv = -
d
= 1d’
D
mv = -
d
= 1d’
D
1320 kPa1320 kPa
650 kPa
= 13.0%650 kPa
= 13.0%2000 kPa
= 21.2%2000 kPa
= 21.2%
At 1320 kPa :mv = 6.21e-5 kPa-1
and D = 16.1 MPa
1
D = Constrained ModulusD = Constrained Modulus
mv
•
PENENTUAN HARGA Cc
DAN Cs
SECARA EMPIRIS.
Cc
= 0.009 (LL –
10)
Cs ≈
1/5 sampai
1/10 Cc
.
KECEPATAN WAKTU KONSOLIDASI.
•
LIHAT GAMBAR 7.1. DAN GAMBAR 7.9.
FORMULA YANG DIKEMBANGKAN OLEH TERZAGHI (1948) DENGAN ASUMSI :
1.
TANAH ADALAH HOMOGEN.
2.
TANAH DALAM KONDISI JENUH.
3.
KEMAMPUMAMPATAN AIR DAN BUTIRAN DIABAIKAN.
4.
ALIRAN AIR HANYA TERJADI DALAM SATU ARAH (PADA ARAH PEMAMPATAN).
5.
HUKUM DARCY BERLAKU
Stress-strain : e vs
log ’ Compression Index, Cc
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1 10 100 1000 10000Effective pressure, ' (kPa)
Void
Rat
io, e
Cc = -
de d log'
Cc = -
de d log'
420~3200 kPa420~3200 kPa
420 kPae
= 0.87420 kPae
= 0.873200 kPae
= 0.533200 kPae
= 0.53From 420~3200 kPa :Cc = 0.386
•
LIHAT GAMBAR 7.10.–
LAPISAN TANAH LEMPUNG YANG MEMAMPAT, TEBAL = 2 H.
–
BEBAN Δσ
DIBERIKAN; TEG. AIR PORI BERTAMBAH.
–
PADA ELEMEN A :
KECEPATAN AIR MENGALIR KELUAR –
KECEPATAN AIR YANG MENGALIR MASUK = KECEPATAN PERUBAHAN VOLUME.
JADI :
tVdzdydx
zVz
zuk
zhkkiV
wz
HUKUM DARCY :
tvdzdydx
zuk
w
2
2
SEHINGGA :
NOTE :
teV
tVe
tVeVV
ttV
edzdydx
eVV
eVVVVV
sss
ss
s
ssvs
)(
11
KARENA TANAH TIDAK KOMPRESSIBLE MAKA :
te
edzdydx
teV
tVt
V
s
s
1
0
MASUKKAN PERSAMAAN 1 KE PERSAMAAN 2
te
ezUk
te
edydzdxdzdydx
zUk
w
w
11
1
2
2
2
2
TELAH DIKETAHUI
uaae
eea
vv
v
MASUKKAN 4 KE 3.
tUa
ezUk
vw
11
2
2
2
2
2
2
2
2
)1(zU
aek
zU
mk
tU
tUm
zUk
wv
o
wv
vw
vwv
o Ca
ek
)1(
ATAU :
BILA :
MAKA :
2
2
zUC
tU
v
Cv
= Koef. konsolidasi
UNTUK PENYELESAIAN PERSAMAAN DIATAS DIPERLUKAN :
PENENTUAN KONDISI BATAS DAN KONDISI AWAL UNTUK KONSOLIDASI SATU DIMENSI.
YAITU :
-
z = 0
u = 0
-
z = 2 Hdr
u = 0 Hdr
= panjang
aliran
air terpanjang.
•
KONDISI DOUBLE DRAINAGE Hdr
= H/2
•
KONDISI SINGLE DRAINAGE Hdr
= H
H = TEBAL LAPISAN TANAH YANG MEMAMPAT.
- t = 0
Δu = Δσ
= (σ2
’ – σ1
’)
z = 2H : u = 0z = 2H : u = 0
z = 0 : u = 0z = 0 : u = 0
t = t =
: : u = 0u = 0t = 0 : t = 0 : u = u =
INITIALINITIALCONDITIONSCONDITIONS
BOUNDARYBOUNDARYCONDITIONSCONDITIONS
2H2H
•
PENYELESAIAN MATEMATIS (TERZAGHI 1925) :
U =(σ2
’ – σ1
’)
Σ
f1
(Z) f2
(T)
waktufaktor;
waktu;
ditinjauyangkedalaman;
2
T
tH
tCT
zHzZ
drv
•
WAKTU KONSOLIDASI (t)
v
dr
CHT
t 2
•
DERAJAT KONSOLIDASI (U).
PROSES KONSOLIDASI PADA SUATU WAKTU t DAN PADA SUATU KEDALAMAN Z PADA LAP. YANG MEMAMPAT DAPAT DIKORELASIKAN DENGAN ANGKA PORI e.
KORELASI TERSEBUT DINAMAKAN :
DERAJAT KONSOLIDASI (U)
1221
1 ; eeeeeeeU z
e1
= ANGKA PORI SEBELUM PEMBEBANAN/ANGKA PORIAWAL.
e2
= ANGKA PORI PADA SAAT TEG. AIR PORI = Uo
= 0/ANGKA PORI FINAL.
'''
efektifawalteg.'''''
12
112
1
Uz
ii
i
UU
UUUUz
1'' 1
Ui
= DERAJAT KONSOLIDASI SAAT t = 0
U = DERAJAT KONSOLIDASI SAAT ~ > t > 0
YANG UMUM DIPERLUKAN ADALAH :DERAJAT KONSOLIDASI RATA-RATA (URATA2
)
~,
,2
e
teRATA S
SU
ATAU :
Se,t
= Se
pada
saat
t.
Sc,~
= Se
pada
saat
t = ~.
•
TIME FAKTOR (T)
UNTUK URATA-RATA
≤
60%
22
100%
44
UUT
UNTUK URATA-RATA
> 60%
T = 1.781 –
0.933 log (100-U%)
KOEFISIEN KONSOLIDASI (Cv
).
•
HARGA Cv
DITENTUKAN DARI DATA KONSOLIDASI HASIL TEST LABORATORIUM DENGAN MENGGUNAKAN :
1.
METODA LOGARITME –
WAKTU (CASSAGRANDE, 1940)
2.
METODA AKAR WAKTU (TAYLOR, 1942)
•
METODA LOG. WAKTU (GBR. 7.11)
–
DATA YG DIPLOT ADALAH :
•
WAKTU PEMBICARAAN PEMAMPATAN (t).
•
BESAR PEMAMPATAN (ΔH)
–
SKALA YANG DIPAKAI ADALAH : SEMI –
LOG
ORDINAT : SKALA LINIER
ABSIS : SKALA LOG
–
SETIAP BEBAN DIHASILKAN 1 (SATU) KURVA
ΔH vs
log t LIHAT GAMBAR 7.11.
–
CARA MENENTUKAN :
Ro
; R50
; R100
; t50
; t100
:
Coefficient of Consolidation,
cv Casagrande
(1938) Method
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.1 1 10 100 1000 10000Elapsed Time (min)
Dis
plac
emen
t (m
m)
PrimaryConsolidation
PrimaryConsolidation
Secondary CompressionSecondary Compression
End of PrimaryConsolidation
End of PrimaryConsolidation
d100 d100
Coefficient of Consolidation,
cv Casagrande
(1938) Method
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.1 1 10 100 1000 10000Elapsed Time (min)
Dis
plac
emen
t (m
m)
d100 : U = 100%d100 : U = 100%
d2 d2
t2 t2
d1 d1
t1 t1
t2 = 4 t1 t2 = 4 t1d0 = 2 d1 - d2 d0 = 2 d1 - d2
d0 : U = 0%d0 : U = 0%
d50 : U = 50%d50 : U = 50%
t50 = 13.6 mint50 = 13.6 min
Coefficient of Consolidation,
cv Casagrande
(1938) Method
Coefficient of Consolidation,
cv Casagrande
(1938) Method
H = 20.58
HHdrdr = 10.29= 10.29
Porous Stone
Porous Stone
Cv = T50 H2 dr
t50
CCvv = T= T50 50 HH22 drdr
tt5050
CCvv = 0.197*1.03= 0.197*1.0322
13.6*6013.6*60 = 2.56x10= 2.56x10--44cmcm22/s/s = 0.81m= 0.81m22/yr/yr
•
PERPANJANGAN BAGIAN KURVA YANG LURUS (PADA PEMAMPATAN KONSOLIDASI PRIMER DAN SEKUNDER) HINGGA BERPOTONGAN DI TITIK A.
-
ORDINAT DARI TITIK A R100
: PEMAMPATAN DI (U = 100%) AKHIR KONSOLIDASI PRIMER.
-
ABSIS DARI TITIK A t100
: WAKTU BERAKHIRNYA KONSOLIDASI PRIMER.
•
PADA BAGIAN AWAL DARI KURVA YANG BERBENTUK PARABOLA, TENTUKAN TITIK (MIS. : TITIK B) YANG MEMPUNYAI ABSIS t1
; MELALUI TITIK B, BUAT GARIS DATA l1
.
•
TENTUKAN SATU TITIK LAGI PADA KURVA (MIS. : TITIK C) YANG MEMPUNYAI ABSIS t2
= 4t1
. MELALUI TITIK C, BUAT GARIS DATAR l2
.
•
UKUR JARAK VERTIKAL ANTARA GARIS l1
DAN l2
, MISALNYA : y;
PADA JARAK y DARI GARIS l1
, BUAT GARIS DATAR HINGGA MEMOTONG SUMBU ORDINAT DI TITIK D.
•
ORDINAT DARI TITIK ADALAH Ro KONDISI PADA SAAT DERJAT KONSOLIDASI U = 0%.
•
UNTUK MENENTUKAN t50
; TENTUKAN TITIK TNEGAH ANTARA R0
DAN R100
. (MIS. TITIK E), DAN BUAT GARIS DATAR MELALUI TITIK E HINGGA MEMOTONG KURVA DI TITIK F.
•
ABSIS DARI TITIK F ADALAH t50
.
•
HARGA Cv50
DIHITUNG DENGAN CARA :
50
250
50)(
tHdrTCv
Hdr
= ½
H DOUBLE DRAINAGE
Hdr
= H SINGLE DRAINAGE
H = TINGGI SAMPEL.
•
METODA AKAR WAKTU
•
DATA YANG DIPLOT :
-
BESAR PEMAMPATAN (ΔH)
-
AKAR WAKTU PEMBACAAN PEMAMPATAN (√t).
•
SKALA PENGEPLOTAN : LINIEAR.
•
SETIAP BEBAN DIHASILKAN 1 (SATU) KURVA ΔH vs
√t
(LIHAT GAMBAR 7.12)
•
CARA MENENTUKAN R0
DAN t90
.
•
BAGIAN YANG LURUS DARI KURVA DIPERPANJANG SAMPAI MEMOTONG SUMBU ORDINAT, TITIK A. PERPOTONGAN TERSEBUT R0
DERAJAT KONSOLIDASI U = 0%.
•
GAMBAR GARIS AC SEDEMIKIAN RUPA DIMANA :
DC = 1.15 DB
HINGGA GARIS AC MEMOTONG KURVA DI TITIK E.
•
ABSIS DARI TITIK E = √t90
29090 tt
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0 10 20 30 40Square Root Elapsed Time (min)
Dis
plac
emen
t (m
m)
Coefficient of Consolidation,
cv Taylor (1948) Method
dd0.15d0.15d
d90 : U = 90%d90 : U = 90%
d0 : U = 0%d0 : U = 0%
t90 = 7.25 min0.5
t90 = 7.25 min0.5
t90 = 52.6 min t90 = 52.6 min
•
HARGA Cv90
DIHITUNG DENGAN CARA :
90
290
90)(
tHTC dr
v
T90
= TIME FACTOR UNTUK U = 90%
Coefficient of Consolidation,
cv Taylor (1948) Method
Coefficient of Consolidation,
cv Taylor (1948) Method
H = 20.58
HHdrdr = 10.29= 10.29
Porous Stone
Porous Stone
Cv = T90 H2 dr
t90
CCvv = T= T90 90 HH22 drdr
tt9090
CCvv = 0.848*1.03= 0.848*1.0322
52.6*6052.6*60 = 2.85x10= 2.85x10--44cmcm22/s/s = 0.90m= 0.90m22/yr/yr
cv Taylor usu. > cv Casagrandeccvv Taylor usu. > Taylor usu. > ccvv CasagrandeCasagrande
CARA MENENTUKAN WAKTU KONSOLIDASI DI LAPANGAN.
FORMULA YANG DIPAKAI :
v
dr
CHTt
2)(
Hdr
= ½
H DOUBLE DRAINAGE
Hdr
= H SINGLE DRAINAGE
H = TEBAL LAPISAN TANAH DI LAPANGAN YANG MEMAMPAT.
CARA MENENTUKAN “BESAR KONSOLIDASI”
(Sc) DI LAPANGAN PADA SAAT “t1
”.
•
HITUNG HARGA TIME FAKTOR (T)
21
)( dr
v
HCxtT
•
HITUNG HARGA DERAJAT KONSOLIDASI (U).
HITUNG HARGA DENGAN : PERSAMAAN 5 ATAU 6
•
HITUNG Sc
PADA SAAT t1
Sct1
Sct1
= Ut1
x Sc~
Sc~
= BESAR PEMAMPATAN KONSOLIDASI PADA SAAT t = ~, DIHITUNG DENGAN PERSAMAAN a, b, ATAU c.
5. PEMAMPATAN SEKUNDER (Ss
).
•
Ss
ADALAH TIME-DEPENDENT PROCESS, YANG TERJADI PADA KONDISI :
TEGANGAN EFEKTIF KONSTAN DAN TANPA PERUBAHAN TEGANGAN AIR PORI.
•
RATE OF SECONDARY SETTLEMENT IS CONTROLLED BY THE RATE AT WHICH THE SOIL SKELETON ITSELF YIELDS.
•
BESAR Ss
DIHITUNG DENGAN CARA :
pp
ds t
tHe
CS 2log1
ep
= ANGKA PORI PADA SAAT AKHIR PEMAMPATANKONSOLIDASI, U = 100%
tp
= WAKTU SAAT U = 100%H = TEBAL LAPISAN YANG MEMAMPAT.Cα
= INDEK PEMAMPATAN SEKUNDER.
•
HARGA Cα
DITENTUKAN DARI :
KURVA e vs
log t
12 loglog tteC
BAB VIIIPEMADATAN
BAB VIIIPEMADATAN
1.
KEGUNAAN PEMADATAN.
MENINGKATKAN BERAT VOLUME TANAH, YANG BERARTI :
•
MENINGKATKAN KEKUATAN TANAH UNTUK MENDUKUNG BEBAN.
•
MENAIKKAN STABILITAS LERENG.
•
MENGURANGI PEMAMPATAN TANAH.
2.
PENGARUH KADAR AIR TERHADAP PEMADATAN :
-
KEPADATAN TANAH MENINGKAT DENGAN MENINGKATNYA KADAR AIR AIR BERFUNGSI SEBAGAI “PELUMAS”.
TAPI :
PENAMBAHAN AIR YANG BERLEBIHAN
KEPADATAN MENURUN.
KARENA :
AIR MENGAMBIL ALIH TEMPAT-TEMPAT YANG SEMULA DITEMPATI OLEH BUTIRAN.
-
KADAR AIR DIMANA KEPADATAN TANAH MAX. KADAR AIR OPTIMUM (Wc-opt
).
3. CARA MENENTUKAN KEPADATAN MAX. (d-max
) DAN KADAR AIR OPTIMUM (Wc-opt
).
JENIS TEST :
-
STANDARD PROCTOR TEST.
-
MODIFIED PROCTOR TEST.
4. STANDARD PROCTOR TEST.
•
CARA PELAKSANAAN TEST :
-
ASTM TEST D-698
-
AASHTO TEST T-99
•
VOLUME CETAKAN : 1/30
ft3
= 943.3 cm3
ø
CETAKAN = 4”
= 101.6 mm.
•
BERAT PALU PEMUKUL = 5.5 lb = 2.5 KG.
•
TINGGI JAUH PALU = 12”
= 304.8mm
•
TANAH DILETAKKAN DIDALAM CETAKAN = 3 LAPIS.
•
JUMLAH TUMBUKAN @ LAPIS = 25 PUKULAN.
5.
MODIFIED PROCTOR TEST.
•
CARA PELAKSANAAN TEST :
–
ASTM TEST D-1557.
–
AASHTO TEST T-180
•
VOLUME CETAKAN : 1/30
ft3
= 943.3 cm3
•
BERAT PALU PEMUKUL = 10 lb = 4.54 kg
•
TINGGI JATUH PALU = 18”
= 457.2 mm.
•
TANAH DILETAKKAN DIDALAM CETAKAN = 5 LAPIS.
•
JUMLAH TUMBUHKAN @ LAPIS = 25 PUKULAN.
6.
ENERGY PEMADATAN.
)(
..
@..
CetakanVolumePenumbuk
JatuhTingx
PemukulBerat
xlapisJmlxlapis
tumbJml
E
7. CARA MENGGAMBAR KURVA PEMADATAN.
•
DATA YANG DIDAPATKAN DARI TEST PEMADATAN :
–
KADAR AIR, Wc
.
–
BERAT VOLUME, .
•
HITUNG KEPADATAN (d
) UNTUK MASING-MASING Wc
.
cd W
1
•
MENGGAMBAR KURVA ZAV (ZERO AIR VOID)
–
ZERO AIR VOID SATURATED (JENUH)
–
MENGHITUNG :
eG ws
zavd
1)(
SR
.e
n= Gs
.Wc
SR
= 100% e = Gs
Wc
cs
wszavd WG
G
1)(
HITUNG d(zav)
UNTUK Wc
TERTENTU
–
GAMBAR KURVA ANTARA Wc
DAN d(zav)
YANG SALING BERSESUAIAN.
8. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEPADATAN.
•
TIPE TANAH YANG DIPADATKAN
–
DISTRIBUSI UKURAN BUTIRAN
–
KADAR AIR
–
ENERGI YANG DIPAKAI UNTUK MEMADATKAN
9.
PENGARUH PEMADATAN TERHADAP STRUKTUR TANAH LEMPUNG.
•
KADAR AIR (Wc
) < Wc
opt
DRY SIDE Wc-opt
.
•
KADAR AIR (Wc
) > Wc
opt
WET SIDE Wc-opt
.
•
PADA TITIK A STRUKTUR BUTIRAN : “FLOCCULATE”
(ACAK).
KARENA :Wc
-RENDAH
DIFFUSE DOUBLE LAYER TIDAK BERKEMBANG SEPENUHNYA. AKIBATNYA : GAYA TOLAK-MENOLAK
ANTAR BUTIR KECIL.
•
PADA TITIK B DIFFUSE DOUBLE LAYER BERTAMBAH.
•
PADA TITIK C GAYA TOLAK-MENOLAK ANTAR BUTIR BESAR SUSNAN PARTIKEL “DISPERSED”.
10. SIFAT TANAH LEMPUNG YANG DIPADATKAN.
•
DAYA REMBES.
•
KEKUATAN TANAH
•
KOMPRESSIBILITAS.
11.
PEMADATAN TANAH DI LAPANGAN.ALAT YANG UMUM DIGUNAKAN :
•
SMOTH-WHELL ROLLER
•
RUBBER-TIRED ROLLER
•
SEEPFOOT ROLLER
•
TAMPING FOOT ROLLER
12. SPESIFIKASI PEMDATAN LAPANGAN.
a.
END PRODUCT SPECIFICATION (EPS).
b.
METHOD SPECIFICATION (MS).
a.
END PRODUCT SPECIFICATION.
YANG DITENTUKAN : PROSENTASE KEPADATAN AKHIR YANG DICAPAI DILAPANGAN : RELATIVE COMPACTION ATAU : KEPADATAN RELATIVE (R ).
%100(%)max
xRlabd
lapangd
ATAU :
lapangd
do
oR
o
lapangd
d
dd
dlapangdR
RRD
RR
xD
min
max
minmax
min
)1(1
b. METHOD SPECIFICATION.
YANG DITENTUKAN :
-
TYPE DAN BERAT ALAT PEMADAT.
-
JUMLAH LINTASAN ALAT PEMADAT.
-
KETEBALAN LAPISAN TANAH YANG DIPADATKAN.
KONTRAKTOR HANYA MENJALANKAN “SPESIFIKASI”
HASIL AKHIR BUKAN TANGGUNG JAWAB KONTRAKTOR.
13.
CARA MENENTUKAN KEPADATAN LAPANGAN.-
SAND CONE.
-
RUBBER BALLOON.
-
NUCLEAR DENSITY METER.
•
SAND CONE.
TENTUKAN :
–
BERAT BOTOR + CORONG + PASIR OTTAWA = W1
.
–
BERAT TANAH GALIAN = W2
–
KADAR AIR TANAH GALIAN = Wc
–
BERAT KERING TANAH GALIAN = W3
.
cWWW
1
23
•
VOLUME GALIAN, CARANYA :
-
TENTUKAN BERAT BOTOL + CORONG + SISA PASIR OTTAWA = W4
.
-
TENTUKAN BERAT PASIR YANG MENGISI LUBANG + CORONG = W5
.
W5
= W1
– Wu
BILA BERAT PASIR PENGISI CORONG = W6
BERAT PASIR PENGISI LUBANG = W7
W7
= W5
– W6
VOLUME GALIAN :
pasird
WV
7
•
RUBBER BALLOON.
SAMA SEPERTI SAND CONE.
HANYA :
VOLUME GALIAN DITENTUKAN DENGAN CARA :
MEMASUKKAN KARET DALAM LUBANG GALIAN DAN DIISI DENGAN CARIAN YANG SUDAH DIKETAHUI BERAT VOLUMENYA.
•
NUCLEAR DENSITY METER.DIOPERASIKAN DIPERMUKAAN TANAH ATAU DIDASAR LUBANG GALIAN.YANG DIUKUR :
–
BERAT TANAH BASAH PER-SAT. VOLUME.–
BERAT AIR YANG DIKANDUNG PER-SAT VOLUME.
14.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEPADATAN LAPANGAN
-
JENIS TANAH.
-
KADAR AIR.
-
TENAGA UNTUK MEMADATKAN.
-
TEBAL LAPISAN YANG DIPADATKAN.
-
INTENSITAS TEKANAN PADA PERMUKAAN.
-
LUAS DAERAH YANG DIPADATKAN.
15. PEMADATAN SPESIAL DI LAPANGAN.
•
TANAH BERBUTIR KASAR
-
DYNAMIC COMPACTION
-
VIBRO FLOATATION
-
BLASTING.
•
TANAH BERBUTIR HALUS :
-
PRELOADING
-
DEWATERING.
top related