kriteria daya dukung pondasi tradisional di atas tanah

59
1 Webinar – DPC PERTAPIN KOTIM TAHUN 2021 Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah Lunak untuk Konstruksi Embankment Dipresentasikan oleh: 1 Staf pengajar Prodi Teknik Sipil S1, S2, FT., Universitas Khairun 2 Professor at Graduate School of Engineering., Gifu University, Japan Kotawaringin Timur, 28 April 2021 Suyuti 1 , K. Sawada 2 , A. Yashima 2 https://www.gifu-u.ac.jp/en/

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

1

Webinar – DPC PERTAPIN KOTIM TAHUN 2021

Kriteria Daya Dukung Pondasi

Tradisional di Atas Tanah Lunak untuk

Konstruksi Embankment

Dipresentasikan oleh:

1Staf pengajar Prodi Teknik Sipil S1, S2, FT., Universitas Khairun

2Professor at Graduate School of Engineering., Gifu University, Japan

Kotawaringin Timur, 28 April 2021

Suyuti1, K. Sawada2, A. Yashima2

https://www.gifu-u.ac.jp/en/

Page 2: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Outline Materi

Materi 1. Pendahuluan

Materi 2. Proposal perhitungan empiris

Materi 3. Kriteria desain perkuatan pondasi tanah lempung

lunak dengan metode konstruksi tradisional

Materi 4. Pendekatan desain klasik untuk perkuatan

tradisional pada tanah lunak untuk embankment.

Materi 5. Kesimpulan

2

Page 3: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Maluku

Siak river

Tembilahan river

Sumatera

3

Situasi alam di Indonesia

Terjadi banjir 1,566 di bagian timur Sumatra (307), bagian utara

Jawa (1,020) and bagian selatan Kalimantan (239) (Oct.1, 2009 ~

Feb 28, 2015) (PU., 2015; Satibi, 2009)

Materi 1: Pendahuluan

Page 4: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Keruntuhan Tanggul sungai Tembilahan di atas tanah fondasi

lemah dipicu oleh curah hujan tinggi

Rekonstruksi tanggul sungai Tembilahan(PU.,2008)

4

Page 5: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Parameter tanah sekitar tanggul

sungai di Tembilahan

Depth (m)

Soil properties Remark γs

(kN/m3) cu

(kPa) PI

(%) φs (o )

0.0~6.0 14.8 18 52 3 Soft clay-1

6.0 ~ 21.0 16.0 10 83 3 Very soft clay-2

21.0 ~ 23.0 16.8 25 22 10 Medium clay

23.0 ~ 30.0 17.2 5 - 30 Sand

30.0 ~ 45.0 17.5 23 33 6 Stiff clay

5

PI = 22 %, ϕs = sangat rendah hingga kedalaman 21 m.

Page 6: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Plate bridge ( t = 25cm) Sidewalk

Concrete

beam

Concrete piles

d = 600 mm, L ≈ 32 m

s = 2.0 m s = 2.0 m

Flood level

Normal level

Soil dike failure

Original ground

Asphalt

Old dike

Not to scale

(N-SPT= 15 ~ 27)

Medium clay

to sand layer

Dike before collapse

Soft clay

ground: cu, ϕs, γs

(N-SPT = 1 ~ 3)

- 21 m

- 32 m Stiff layer

(N-SPT > 43)

± 0.0

- 27 m Sand to stiff

(N-SPT 18 ~ 21)

Jembatan beton untuk rekonstruksi tanggul

6

Page 7: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Konstruksi tanggul sungai Siak (PU, 2005a)

Tanggul sungai sepanjang 600 m 7

Page 8: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

1 Geo-grid

6 m

Not to scale

River dike area Slope area

4.5 m 13 m

+5 m

+2 m

±0.0

-1m

Installed timber piles

Counterweight

(impermeable)

Gravel

1.5 Original ground

Gravel

Depth

Stiff

6 m

4 m

50 cm

50cm

15cm

10 cm

Soft soil: cu, ϕs, γs

River

Desain konstruksi tanggul sungai menggunakan

Sistem perkuatan tradisional

Desain konstruksi tanggul sungai Siak

8

Pondasi tradisional

(PU, 1999; 2002; 2005)

Page 9: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Depth (m)

Soil properties

Remark γs

(kN/m3)

cu

(kPa)

PI

(%)

φs

(o )

0.0~2.1 17 22 64.5 3 Soft clay

2.1 ~ 10.2 11.0 9 83.5 7 Very soft clay

10.2 ~ 12.0 15 14 29.5 9 Soft clay

12.0 ~ 20.0 20 0 - 25 Hard layer

9

Parameter tanah sekitar konstruksi

tanggul s. Siak

PI > 30 %, ϕs = rendah hingga kedalaman 12 m.

Page 10: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Kohesi tanah undrained cu diasumsikan sama kuat

geser su

su = cu(ϕs ≈ 0o) Shear strength su(kPa)

σ3 σ1 0

cu

Normal stress, σn (kPa)

Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb failure tanah uji triaksial

10

Page 11: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

11

Situasi Teknik

Sistem perkuatan tradisional menggunakan tiang

kayu /bambu telah banyak digunakan untuk perkuatan tanah lunak

Pemerintah daerah telah mengerjakan uji coba

konstruksi untuk mendesain embankment

Tanah lunak kapasitas dukung rendah and

settlement besar untuk embankment

Pedoman – proses konstruksi embankment untuk Jalan (PU., 1989; 1999; 2002; 2005)

Page 12: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

12

Cerucuk kayu

Cerucuk kayu

Perkuatan tradisional menggunakan tiang kayu sebagai fondasi

Page 13: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

1. Prosedur konstruksi untuk embankment jalan

(PU., 1999; 2002)

2. Uji coba konstruksi skala penuh dikerjakan untuk

menyediakan kebutuhan kriteria desain (PU., 2002;

2005)

13

Pedoman teknik dan uji model skala penuh

untuk embankment jalan

3. Uji skala penuh diteliti untuk menentukan kriteria

stabilitas fondasi traditional (Suyuti dkk., 2019,

2020)

Page 14: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Timbunan

14

Gambaran konstruksi timbunan diperkuat tiang-tiang (PU., 2002)

Page 15: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

15

Lantai timbunan bertiang

Page 16: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

16

Pemikul beban dengan cap tiang

Page 17: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

17

1. Prosedur konstruksi (PU., 1989; 1999; 2002)

a. Menggali permukaan tanah b. Memasang tiang-tiang kayu

c. Meletakkan lembaran geotextile d. Menghampar dan memadatkan kerikil

Page 18: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

e. Mengerjakan embankment

G.S (after cutting)

G.W.T.

Embankment

Soft soil: cu, ϕs, γs

Tiang kayu

Geo-synthetic

Matras

Bb

Ba n

1 Hb

s

d

Original ground

surface

Dm

H1

Stiff layer

Depth

Hb is height of embankment, n is gradient of embankment slope, Ba is width

at the top of embankment and Bb is width at the bottom of embankment.

18

Page 19: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

2. Uji coba konstruksi di Jawa (PU., 2005(b))

Matras tanah-semen, digunakan untuk mengukur keandalan kapasitas dukung untuk embankment

19

s

G.S (after cutting)

G.W.T.

Soft soil: su, γs, ϕs Timber piles

H1 d

Depth

Matras (tanah-semen) No geo-synthetic

Dm

Hb n

1

Plat penurunan

Page 20: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

20

Klaster tiang kayu

G.W.T

Hb (Embankment)

B

Soft clay-1:

su1, γs1

Soft clay-2: su2, γs2

n 1

H1

Ba

d

s

Hs (considered depth)

Original ground

surface (G.S)

Bb

Geo-textile tanpa kerikil

Timber piles

60o 5/2×dπ

d

de

(Circumference

of three piles)

Plat penurunan

Uji coba konstruksi embankment di Kalimantan

(Suheriyatna dkk, 2015)

Page 21: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

21

Uji coba embankment konstruksi pada tanah

lempung lunak diperkuat geo-textile (tanpa kerikil)

and klaster tiang kayu

Simulasi hasil laju penurunan embankment dengan FEM

Dimonitor deformasi vertikal selama 98 hari

Mendesain kriteria laju penurunan untuk embankment di atas klaster tiang kayu

Page 22: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

22

3. Pengujian skala penuh diteliti untuk menentukan

kriteria stabilitas fondasi traditional (Suyuti dkk.,

2019, 2020)

Pondasi traditonal tiang-tiang bambu

Persiapan tanah dasar sangat lunak

Persiapan bak uji skala penuh ( H = 2m)

Proses pemasangan tiang-tiang bambu sebagai fondasi

Page 23: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

23

Geobambu Geobag pasir

Setting uji CBR Pembacaan CBR

Page 24: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

24

Soil properties Result

Water content, in (%) 102.6

Plasticity Index, PI (%) 7

Unit weight of soil, γs (kN/m3) 14.3

Cohesion, cu (kPa) 5.0

Internal friction, ϕs ( o) 9.5

Specific weight, Gs (-) 2.08

Geometri dan parameters

Page 25: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

25

Hasil – hasil pengujian

Point

of test

Results

Remark Pressure

(kg/mm2)

CBR (%)

1 0.037 5.21 0.1 inch

2 0.055 7.75 0.1 inch

3 0.029

4.62 0.1 inch

0.054 0.2 inch

4 0.030

4.96 0.1 inch

0.062 0.2 inch

5 0.027

3.41 0.1 inch

0.032 0.2 inch

6 0.025

4.05 0.1 inch

0.049 0.2 inch

7 0.024

4.04 0.1 inch

0.049 0.2 inch

Average of CBR = 4.86 %

%100/71.0 2

mmkg

pCBR measured

%100/06.1 2

mmkg

pCBR measured

penetration 5.08 mm, CBR:

Penetration 2.54 mm, CBR:

Hasil uji tekanan vs deformasi

Publikasi: https://www.geomatejournal.com/sites/default/files/articles/32-39-09817-Suyuti-Jan-2019-53.pdf

Page 26: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

26

Pengujian daya dukung horisontal tiang

Pemasangan beban statis

Page 27: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

27

Geometri dan parameters

Page 28: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

28

Hasil – hasil pengujian Hasil uji tekanan horinstal vs defleksi

Publikasi: https://www.geomatejournal.com/sites/default/files/articles/102-109-59237-Sabaruddin-Jan-2020-65g.pdf

Page 29: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

29

1. Mekanisme

perkuatan tradisional

dgn beban ban

Model telapak kecil

Konstruksi matras dibebani Telapak kecil memanjang.

Mengidentifikasi

penyebaran

beban di dalam

matras

G.S G.W.T

Soft clay: su, γs

Matras Geo-grid

Tiang kayu

Dm

H1

Tires of

truck Ban truk

P0r P0r

Hs

d

s

Tujuan penelitian

Page 30: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

30

2. Mekanisme perkuatan

tradisional dgn beban

telapak lebar

Skema proposal

perhitungan empiris

Dataset uji konstruksi adalah diadopsi untuk

mendesain embankment

G.W.T. Embankment

Soft clay: su, γs

Tiang kayu

Geo-textile

Bb Ba

n 1 Hb

s

d

G.S

H1

Hs

Model telapak lebar

Page 31: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

31

Materi 2: Proposal Metode Empiris

Model telapak memanjang kecil di atas matras

p0 is the static pressure from two tires, qur1 is the bearing capacity of soft clay reinforced by geo-grid and tember piles.

Page 32: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

pf1 is pressure of mattress, qur1 is bearing capacity of soil with geo-textile, su is

undrained shear strength of soil, γs is unit weight of soil above G.W.T, γs0 is unit

weight of saturated soil, γb and Hb are unit weight and height of embankment.

32

Telapak lebar memanjang pada matras

Case-1 :

Tekanan beban dari embankment (pb1)

G.S. G.W.T. Soft clay-1: su1,γs0

Bb

Dm

Original ground

surface pb1

qur1

Matras

Geo-textile

C' C

A' A pb1+pf1

Soft clay-1: su1,γs1

Hs

Stiff layer

Kapasitas dukung batas tanah diperkuat geo-

textile (qur1)

Page 33: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

111 urfb qpp gtur qqq 11

Kriteria stabilitas:

33

q1 is the bearing capacity of soil, qgt is the tensile bearing capacity of geo-textile

01 hhh emr Penurunan total ∆hr1

Laju penurunan ∆ht 10 zmt Uhhh

Kriteria Penurunan:

δhem is the deformation of an embankment on the mattress, δh0 is the primary

settlement by consolidation of soft clay and Uz1 is the degrees of consolidations

of soft clay.

Page 34: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

34

Penurunan konsolidasi primer δh0

12

01

10110

0

0'

'log

1HH

e

Ch

v

vvc

where Cc is the compression index, e0 is the initial void ratio of soil, σ'v01` is the

effective overburden pressure, H1 is the compression of soft clay-1, H2 is the

compression of soft clay-2.

s

sbmem

E

IBh

1' 01

Deformasi matras δhem (PWRC., 2000)

I0 is the influencing factor of load distribution, B' is the width spreading of

loading pressure, σbm1 is the vertical pressure, υs is the poisson’s ratio of

subsoil, Es is the Young’s modulus of soil

Page 35: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

pf2 is presssure of mattress, qur2 is bearing capacity of mattress supported by

timber piles, Dm is thickness of mattress, H1 is length of timber pile, γ'sp is

effective unit weight of soil with timber piles. 35

Case-2 :

Soft clay-2: su2, γs2

Soft clay-1: su1, γs1 Dm + L

G.W.T. G.S.

Bb

Installed timber piles: γ'sp

Original ground

surface Pb2

qur2

A A'

H1 Pb2+pf2

(Df, Depth of foundation)

Soft clay-1: su1, γs0

Hs

Diasumsikan bahwa area tanah yang diberikan perkuatan

tiang kayu dan matras berperilaku sbg blok tanah untuk menerapkan teori Klasik Terzaghi-Peck’s (mengacu:

(Dm+L) / Bb < 1.0

Page 36: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

212 hhhh mr

221* zt Uhhh

Penurunan total

Laju penurunan ∆ht*

δhm is the deformation of mattress (rigid δhm ≈ 0), δh1 is the elastic deformation

of soil-reinforcing timber piles, δh2 is the primary consolidation settlement of

subsoil without piles, Uz2 is the degree of consolidation of soil.

36

δhm

δh1

δh2

Syarat stabilitas:

222 urfb qpp LDHpp spmmbbfb '22

LDNcq smscuur 1022 ' pepsepsp dnsdn 4/'4/1'2

1

22

Kriteria Penurunan:

Page 37: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

37

Case-2:

Deformasi elastis matras δhem

Deformasi elastis pd perkuatan kayu δh1 (PWRC., 2000)

spbm EHh /)( 121

σbm2 is the vertical pressure, H1 is tength of timber pile, Esp is Young's modulus

of soil with timber piles,

3'

'log

1

12

02

20210

0

2

HH

e

Ch

v

vvc

δhem ≈ 0

Cc is the compression index, e0 is the initial void ratio of soil, σ'v02 is the

effective overburden vertical pressure due to soft clays σ'v02,H1 is the

compression of soft clay-1, H2 is the compression of soft clay-2.

Penurunan konsolidasi primer δh2

Page 38: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Data uji coba

konstruksi di

Indonesia

(Suheriyatna dkk,

2015)

Mengikut

tahapan uji

coba konst.

Membuat

geometri

embankment

Input

parameters

model material

untuk simulasi

Cek hasil hitungan

untuk kriteria

desain

Mulai

Selesai

38

Untuk Simulasi FEM

A mattress constructed on soft clay ground reinforced timber piles,

which is modeled for calculating design criteria of embankment.

Page 39: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Tinggi, Hb (m)

Waktu, t (hari) 14 52 65 98 0

Embankment 1st stage

2nd stage

3rdStage

3 m 4.5 m

1.5 m

(38 days) (13 days) (33 days) (14 days)

Uji coba konstruksi embankment di Kaltim selama 98 hari (Case

1 dan Case 2)

Tahapan konstruksi uji coba embankment

39

Page 40: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Membuat model geometri konstruksi

(150, 120)

y

x

(0, 0)

(15, 120)

(150, 0)

(Unit : m)

(-150, 120)

(-150, 0)

(-15, 120)

Soft clays

Tekanan p0

Not to scale

(-150, 119.2)

Matras

Telapak 2B0

(-150, 108)

Model telapak kecil

40

G.S (15, 119.2)

Geo-grid (2.5 m free) Matras

Soft clays (15, 116.2) for L = 3m

Tiang kayu

B0

G.W.T

Page 41: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

y

x

(0, 0)

(15, 120)

(8.25, 124.5)

(150, 0)

(Unit : m)

(-150, 120)

(-150, 0)

(-15, 120)

(-8.25, 120)

Ground

Embankment

Not to scale

(150, 120)

Model telapak lebar embankment

41

Page 42: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Input parameter tanah dasar dan model material:

Model Mohr-Coulomb

untuk analisis plastis

Parameter material perkuatan (geo-textile dan

klaster tiang kayu)

Pengaturan skema pehitungan - simulasi FEM

Model Modified Cam Clay

untuk analisis konsolidasi

42

Page 43: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Dm

tekanan, p0'

Matras

Soft clay ground

Tekanan

statis, p0

2B0

2B'0 Hs

Δa

qur

G.W.T

1

2

Installed pile area

Geo-grid

L0 Luas tekanan

mamDLB

LBpp

)''2(

)2('

00

00

00

00

0

02 LB

Pp r

arqp '0

Fs

qq ur

ar

Distribusi tekanan beban ban pada matras

Where p0' is the load pressure distribution, ∆a is the vertical deformation, qar is the

allowable bearing capacity with reinforcement, P0r is the point load- two tires, Dm is

the thickness of mattress. 43

Materi 3: Kriteria Desain Perkuatan

Page 44: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

44

Kapasitas dukung batas tanah lempung lunak dgn perkuatan (qur)

The interface friction of the mattress to geo-grid ψ, The angle of inclination θ0

at point-D .

2B0 p0

p0'

∆a Dm

Matras: γm , ϕm

Soft clay: cu, ϕs

Geo-grid 2B'0 A

D

qur

2

1

Soft clay: cu, ϕs

Matras

Geo-grid

Tgg

Δa

θ0

B'0 cL

p0'

q0

P0'

Y

X 0

D

Tgg

Dm

pggur qqq

tan

'2

2sin

'2

10

0

00

0

pB

BpT

Bq magggg

Page 45: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

45

Kapasitas dukung batas tiang kayu terpancang pd

tanah lempung qp:

Where cu is the cohesion of soft clay, L is the length of pile embedded in soil,

d is the diameter of pile;

s is the spacing of piles, σv0' is the soil effective vertical stress (σv0' = L × (γs –

γw)), γs is the unit weight of saturated soil, γw is the unit weight of water.

Geo-grid tekanan, p0'

Matras

Soft clay

2B'0

L qp

G.W.T

Tgg Tgg

Tiang kayu

upp csBq /'2 0

3,0

0

2.0'

4055.0

u

v

pcd

L

Faktor adesi tiang-tanah αp:

Page 46: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

46

Aplikasi desain

p0 = 205.05 kPa (beban ban)

(with P0r = 26.7 kN 2B0 = 0.51 m

L0 = 0.255 m)

Matras :

γm = 20.5 kN/m3;

Dm = 0.2 m, 0.5 m, 0.8 m

Hs = 21 m, cu = 18 kPa,

γs = 14.8 kN/m3.

Parameter desain:

Applied reinforcement such as

Timber pile driven soft clay by spacing s (s = 3d, 5d, 7d), diameter (d = 8 cm,

and 1 d = 0 cm), length (L = 3 m, L = 4.5 m).

Tensile strength of geo-grid Tgg = 24 kN/m.

pressure, p0' Matras

Soft clay

Tekanan ban

statis, p0 2B0

2B'0

Dm

Hs

Δa

qur

G.W.T

1

2

Page 47: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

47

Hasil desain:

10

20

30

40

50

3 4 5 6 7

Ka

pa

sit

as

du

ku

ng

q

ar (

kP

a)

Jarak tiang s = nd

Criterion of reinforced soft clay using geo-grid and timber pile (with d = 8 cm, L

= 3.0m, cu = 18 kN/m2)

Kapasitas dukung ijin perkuatan lempung lunak qar

Page 48: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

48

Untuk d = 8 cm, L = 3.0 m Untuk d = 8 cm, L = 4.5 m

Jarak tiang s

Ka

pa

sit

as

du

ku

ng

ijin

fo

nd

as

i, q

ar (

kP

a)

Ka

pa

sit

as

du

ku

ng

ijin

fo

nd

as

i, q

ar (

kP

a)

Jarak tiang s

Dm =

0.20m

Dm =

0.50m

Dm =

0.80m

Page 49: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

49 Untuk d = 10 cm, L = 3.0 m Untuk d = 10 cm, L = 4.5 m

Dm = 0.20m

Dm = 0.50m

Dm = 0.80m

Jarak tiang kayu s

Ka

pa

sit

as

du

ku

ng

ijin

fo

nd

as

i, q

ar (

kP

a)

Ka

pa

sia

s d

uk

un

g i

jin

fo

nd

as

i, q

ar (

kP

a)

Jarak tiang kayu s

Page 50: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

50

Tekanan beban ban p’0 pada lempung lunak dgn

perkuatan

0

20

40

60

80

100

0.20 0.40 0.60 0.80

Te

ka

nan

ban

p0' (k

Pa

)

Matras Dm (m)

Tekanan beban ban p0' versus matras Dm

p0' = 35.17 kPa

Page 51: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

51

Reinforced soft clay

Allowable bearing

capacity,

qar (kPa)

Remark

Geo-grid on piles s =

3d, d = 8 cm

L = 3 m 45.85 qar > p0' OK

L = 4.5 m 48.26 qar > p0' OK

Geo-grid on piles s =

5d, d = 8 cm

L = 3 m 29.69 qar < p0' NO

L = 4.5 m 32.34 qar < p0' NO

Geo-grid on piles s =

3d, d = 10cm

L = 3 m 35.53 qar > p0' OK

L = 4.5 m 38.91 qar > p0' OK

Geo-grid on piles s =

5d, d = 10cm

L = 3 m 24.70 qar < p0' NO

L = 4.5 m 26.73 qar < p0' NO

Summary of qar for reinforced soft clay (with cu = 25

kPa and mattress Dm = 0.80 m, p0' = 35.17 kPa)

Page 52: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

Reinforced soft clay

Calculation results

Empirical

Ult.b.Capacity

qur (kN/m2)

FEM

Soil stresses

σ (kN/m2)

Timber pile d = 8 cm

s = 50 cm, L = 3m

40.5 53.4

Timber pile d = 8 cm

s = 50 cm, L = 4.5m

42.9 67.3

Perbandingan hasil FEM dan metode Empiris

(Untuk cu =18 kPa, Dm = 0.80 m)

52

FEM

Simulation

Axial stiffness

EpAp (kN/m)

Axial forces (kN) Remark

Fcomp Ftens

1 4.26E+03 28 39 for L = 3.0 m

2 6.04E+03 42 72 for L = 4.5 m

Page 53: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

53

Skema perhitungan dan simulasi FEM

Tahapan konstruksi

Model tanah dasar

Model embankment

Materi 4: Pendekatan Desain Klasik

Input parameter tanah:

Model Mohr-Coulomb - Analisis plastis

Model Modifikasi Cam Clay – Analisis konsolidasi

Input parameter perkuatan tanah

Kekakuan axial geo-textile, dan tiang kayu

Gaya tekan axial kayu Fcomp dan tarik Ftens

Pengaturan skema perhitungan and hasil yg diperoleh.

Page 54: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

54

Hasil dan Diskusi

Parameter desain dan dimensi uji coba

embankment diterapkan pd simulasi Empiris dan

FEM.

The parameter kekuatan klaster tiang kayu untuk

simulasi FEM.

Reinforce-

ment method

Geo-textile by

axial stiffness

EgtAgt (kN/m)

Timber pile cluster de = 25 cm, H1 = 6 m

Axial stiffness

EpcApc (kN/m) Axial forces (kN)

Fcomp Ftens

Case 1 1.1E+03 - - -

Case 2 1.1E+03 1.04E+04 108 280

Page 55: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

55

Kriteria stabilitas, the diperoleh hasil tegangan

tanah bawah matras σ untuk perbandingan

Metode

perkuatan

Hasil simulasi

Keterangan Empirical FEM

Bearing capacity

qur (kN/m2)

Soil stresses σ

(kN/m2)

Case 1 qru1 = 58.4 σ1 = 42 Reinforced geo-textile

Case 2 qru2 = 89.9 σ2 = 78 Reinforced geo-textile

and timber pile clusters

From calculated results of the ult. bearing capacity

of empirical method.

The allowable embankment heights Har are found,

Har1 = 2.37 m for Case-1:

Har2 = 3.64 m for Case -2 : .

Page 56: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

56

Kriteria penurunan. Diperoleh penurunan total –

Metode Empiris dan FEM.

Metode

perkuatan

Laju penurunan waktu 98 hari Δht (cm)

Reported by

[Suheriyatna, 2015] Simulation results

Trial FEM Empirical FEM

Case-1 113 125 92 132

Case-2 54 60 34 88

Hasi simulasi laju penurunan Δht adalah:

Δht = 92 cm by Uz1 19 % for Case-1 (Tv1 = 0.028, Cc = 0.90,

e0 = 2.2, Cv = 2.34E-02 m2/day, Hs = 18m, δh0 = 2.26 m)

Δht* = 34 cm by Uz2 28.5 % for Case-2 (Tv2 = 0.064, H2= 12m,

γ’sp = 4.64 kN/m3, δh2 = 1.17 m)

Page 57: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

57

Hubungan antara stabilitas dan laju penurunan

untuk mendesain kriteria embankment

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

Safe

ty f

acto

r, F

s1

, F

s2

Height of embankment, Hb (m)

Case-1

Case 2

Kriteria desain (PU., 2002; 2005:

Stabilitas : Fs ≥ 1.30 and

Laju penurunan : δht*< 30 mm/yr.

Page 58: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

58

Materi 5: Kesimpulan

Desain sesuai aturan dan skema perhitungan konstruksi

adalah untuk kebutuhan stabilitas dan penurunan

Mekanisme perkuatan kayu tradisional untuk tanah lempung

telah diinvestigasi.

Engineer lokal and pemerintah dapat memiliki tindakan tepat

untuk mengatasi kegagalan konstruksi, dapat dengan

menggunakan skema desain.

Keuntungan skema desain adalah menghemat waktu,

tanpa uji coba konstruksi, mudah ditangani dan dapat

diterapkan oleh engineer lokal.

Data konstruksi lokasi lain adalah dibutuhkan untuk

meningkatkan akurasi dalam menyediakan kriteria desain.

Page 59: Kriteria Daya Dukung Pondasi Tradisional di Atas Tanah

59

E-mail : [email protected]