teori mektan

Download teori mektan

Post on 02-Dec-2015

71 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

BAB IPENDAHULUAN

Mekanika tanah adalah cabang dari ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat-sifat fisik dari tanah perlakuan massa tanah tersebut bila bermacam-macam gaya. Sedang ilmu rekayasa tanah (soil enggenering) merupakan aplikasi dari prinsip-prinsip mekanika tanah dalam problem-problem praktisnya.Dalam pengertian teknik secara umum, tanah sendiri didefenisikan sebagai material yang terdiri dari agregat atau butiran mineral-mineral padat yang tidak tersendimentasi (terikat secara kimia) satu sama lain dari bahan-bahan organik yang telah melapuk (berpatikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut.Tanah merupakan faktor yang sangat menunjang dalam pekerjaan sipil, seperti bahan bangunan juga sebagai pendukung pondasi. Oleh karena itu, seorang insinyur sipil harus mampu mempelajari sifat-sifat dari tanah seperti asal-usulnya, penyebaran ukuran butiran, kemampuan mengalirkan air, sifat pemadatan bila dibebani (kompresibility) kekuatan geser, kapasitas daya dukung terhadap beban, dan lain sebagainya.Tidak dapat diketahui sejak kapan manusia mulai menggunakan tanah sebagai bahan bangunan, untuk beberapa mulanya. Seni rekayasa tanah hanya dilaksanakan berdasarkan pengalaman dimasa lalu. Tetapi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, perencanaan dan pelaksanaan struktur yang lebih baik dan lebih ekonomis menjadi lebih diperlukan.

1.1 Persoalan yang menyangkut Mekanika TanahHampir sebagian besar pekerjaan teknik sipil tidak terlepas dari permasalahan tanah, semuanya berhubungan langsung dengan tanah. Diantaranya tanah sebagai bahan material dan perancangan pondasi. Dalam penentuan jenis tanah yang dipakai dalam suatu konstruksi harus melalui uji coba yang baik dilaboratorium sekaligus mempelajari dampak positif dan negatif serta aman tidaknya bangunan yang dibangun diatas tanah tersebut. Begitu pula dengan merencanakan jenis pondasi yang tepat untuk suatu konstruksi. Jenis pondasi yang dipakai disesuaikan dengan jenis daripada tanah tersebut.

1.2 Sifat-sifat TanahSecara umum bahan-bahan pembentuk kerak bumi dibedakan atas tanah dan batuan. Tanah menyatakan lapisan-lapisan yang lunak dan saling terlepas. Oleh karena itu tanah dapat dianggap terdiri dari sebuah jaringan butiran-butiran yang padat dan mempunyai rongga atau pori. Rongga atau pori ini dapat terisi oleh air atau udara dan atau keduanya.Keadaan tanah dapat dinyatakan sebagai berikut :a. Kering: Jika rongga-rongganya terisi penuh dengan udara.b. Jenuh: Jika rongga-rongganya terisi penuh dengan air.c. Jenuh sebagian: Jika rongga-rongganya terisi oleh udara dan air.Suatu fase atau bentuk adalah suatu bagian dari sistim tanah yang secara fisik dan kimiawi berbeda dengan bagian-bagian yang lain. Tanah merupakan suatu bahan dengan banyak fase (multifase) terdiri atas tanah : Padat (butiran-butiran mineral). Cair (biasanya air). Gas (biasanya udara).Sifat kohesif disebabkan karena adanya air yang terserap (adsorbed water) disekeliling dari partikel lempung apabila tanah berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat diremas-remas (remolded) tanpa menimbulkan retak. Kondisi ini menunjukkan suatu sifat kohesif dari mineral lempung.Sifat plastis dari suatu tanah adalah disebabkan oleh air yang terserap dikelilingi permukaan partikel lempung (adsorbed water) maka dapat diharapkan bahwa tipe dan jumlah mineral lempung yang dikandung didalam suatu tanah akan mempengaruhi batas plastis dan batas tanah yang bersangkutan. Batas plastis didefenisikan sebagai kadar air, dinyatakan dalam persen. Dimana tanah apabila diguling dengan diameter Cara pengujiannya adalah sangat sederhana yaitu dengan cara menggulung massa tanah berukuran elipsoida dengan telapak tangan diatas kaca.Indeks plastisitas (plasticity) indeks (PI) perbedaan antara batas plastis suatu tanah atau:PI = LL PLDimana:PL= Plastis Indeks.LL= Liquid Limit.LL= Plastisitas.

1.3 Tanah Sebagai PondasiSemua bangunan yang dibangun diatas rumah tanahnya harus diperhatikan lebih dahulu dengan cermat struktur tanah dan jenisnya. Tanah merupakan faktor yang sangat menunjang dalam suatu konstruksi yang dibangun diatasnya. Dengan kata lain tanah merupakan suatu pondasi utama (mine foundation), sebab apabila struktur tanahnya tidak memungkinkan untuk berdirinya suatu bangunan, maka identik dengan pondasi beton yang campurannya tidak memenuhi syarat dan dapat menyebabkan keretakan, bahkan bangunan tersebut dapat ambruk.

1.4 Perhitungan Tegangan EfektifTegangan efektif merupakan gaya per satuan luas yang dipikul oleh butir-butir tanah.

Dimana : P1 (v),..... Pn (v) adalah partikel dari P1, P2,........ Pn A adalah luas penampang melintang massa tanahTegangan efektif didialam tanah jenuh sebagian, air tidak mengisi seluruh ruang pori yang ada dalam tanah. Dalam hal ini terdapat tiga fase, yaitu butiran padat, air pori dan udara pori. Maka dari itu, tegangan total pada setiap titik didalam tanah terdiri dari tegangan antara butiran, tegangan, air pori dan tegangan udara air pori. Maka didapat suatu persamaan: Dimana: = Tegangan efektif. = Tegangan total. = Tekanan udara pori.1.5 Analisa PembebananApabila merencanakan suatu bangun apakah bangunan itu suatu balok baja atau kolom rumah plat lantai, suatu pondasi atau apasaja, yang penting adalah membuat perhitungan yang tepat dari semua beban yang bekerja pada bangunan tersebut. Pada umumnya suatu bangunan dapat merupakan sasaran konstruksi atau suatu ketika dimasa datang beberapa atau semua beban. Gaya-gaya atau tekanan-tekanan berikut ini: Beban mati adalah beban yang berhubungan dengan berat gravitasi dari bangunan itu sendiri, beban ini termasuk beban material permanen yang berada pada bangunan dan alat-alat servis yang ada. Beban hidup adalah beban gravitasi yang berhubungan dengan bagian yang digunakan dan pengguna pada bangunan tersebut.Misalnya manusia, kendaraan, perabotan rumah dan sebagainya. Beban salju adalah beban gravitasi yang diterima bangunan akibat turunnya salju sehingga tertimbun pada bagian atas bangunan. Namun hanya pada daerah-daerah tertentu. Tekanan tanah adalah gaya lateral tanah yang bekerja terhadap bagian dari bangunan tambahan yang terletak dibawah tanah. Beban ini biasanya diasumsikan sebagai beban mati. Tekanan air adalah tekanan lateral yang dapat dihasilkan oleh adanya pergerakan air pori. Tekanan air juga dapat menghasilkan suatu gaya vertikal keatas (hidrostatis) pada bagian dasar suatu bangunan. Gaya ini harus dinetralkan dengan beban mati atau beberapa ketentuan-ketentuan yang lain yang harus dikerjakan untuk menahan bangunan tersebut. Ada beberapa macam yang dapat berpengaruh terhadap kestabilan posisi pondasi:A. Pembebanan eksentrisPerencanaan dari suatu tiang menjadi agak lebih rumit jika telapak tersebut harus menyokong suatu beban yang eksentris. Beban-beban yang eksentris akibat beban yang berada dari arah sembarang yang tidak terletak dititik sentral dari tiang tersebut dari momen yang bekerja misalnya momoen akibat beban angin yang bekerja pada tiang atau kolom pada bangunan tinggi. Tiang dari beban-beban yang eksentris dapat dianalisa. Untuk menghitung daya dukung bisa digunakan dua cara: Konsep dari lebar manfaat (useful with) Penggunaan dari faktor-faktor pengurangan-pengurangan (reducation factor)

Dalam metode useful with, hanya bagian tiang itu yang simetris dan dengan beban itu yang digunakan untuk menentukan daya dukung dengan metode yang biasanya dengan sisa tiang yang diabaikan. Jadi beban eksentris yang bekerja pada tempat yang ditunjukkan pada daerah yang diarsir merupakan daerah yang simetris. Dengan beban tersebut dan digunakan untuk menentukan daya dukung. Daerah tersebut sama dengan X (B 2eb). B. Beban miringJika pada suatu tiang bekerja suatu beban yang miring sehingga harus diubah menjadi komponen yang vertikal dan horisontal. Komponen vertikal kemudian dapat digunakan untuk analisa daya dukung. Setelah daya dukung itu dihitung dengan prosedur yang normal, hitungan tersebut harus dibetulkan dengan suatu R1 kestabilan dari tiang dengan adanya komponen horisontal pada beban miring dengan menentukan faktor keamanannya.

Dimana: Qv = komponen vertikal QQv = Q. CosQa = daya dukung yang dizinkan dari tiang horizontal ke beban vertikalR1 = faktor redaksi

1.6 Analisa PenurunanJika lapisan tanah mengalami pembebanan maka lapisan tanah akan mengalami renggangan atau penurunan. Renggangan yang terjadi dalam tanah disebabkan oleh berubahnya susunan tanah maupun oleh pengurangan rongga pori/air dalam tanah tersebut. Jumlah dari renggangan sepanjang kedalaman lapisan merupakan penurunan tanah totalnya. Penurunan yang terjadi pada tanah berbutir kasar dan tanah berbutir halus yang kering atau tak jenuh terjadi dengan segera sesudah penerapan bebannya. Penurunan pada kondisi ini disebut penurunan segera (inmedir settlement) yang merupakan bentuk penurunan elastis. Penurunan konsolidasi (consodilation setttlement) terjadi pada tanah berbutir halus yang terletak dibawah muka air basah. Penurunan terjadi pada waktu yang lamanya pada kondisi dan dinamika lapisan tanah. Penurunan konsulidasi terbagi dalam tiga fase:1. Fase awalDimana penurunan terjadi dengan segera setelah pembebanan bekerja pada suatu titik tanah.2. Fase konsolidasi primer (hidrodinaic consolidation)Penurunan yang dipengaruhi oleh kecepatan aliran air yang keluar dari pori tanah akibat pembebanan. 3. Fase konsolidasi sekunder (secondary consolidation)Proses lanjut dari konsolidasi primer dimana prosesnya sangat lambat.

Ada beberapa sebab terjadinya penurunan akibat pembebanan yang bekerja pada permukaan tanah diantaranya: Keruntuhan geser akibat terlampauinya daya dukung tanah. Kerusakan atau terjadinya defleksi yang besar pada pondasinya. Distorsi geser (shear distortion) dari tanah pendukungnya. Turunnya tanah akibat berubahnya angka pori

Penurunan total ada