Transcript Penurunan Konsolidasi - Dinas Bina Marga dan Pengairan Kab

Pendahuluan
Sebelum mendirikan bangunan perlu
ditinjau:
1. Dayadukung tanah
2. Penurunan yang terjadi
Penurunan
Penambahan beban di atas permukaan
tanah menyebabkan lapisan tanah
mengalami pemampatan.
Pemampatan disebabkan oleh
1. Terjadinya deformasi partikel tanah
2. Keluarnya air atau udara dari pori
3. Relokasi partikel tanah
Penurunan
Penurunan (settlement) meliputi
1. Penurunan segera (immediate settelement)
Penurunan ini terjadi sesaat beban diletakkan di
permukaan tanah. Penurunan ini bersifat elastis.
2. Penurunan konsolidasi (consolidation settlement)


Penurunan konsolidasi primer, terjadi akibat
berlangsungnya konsolidasi primer atau keluarnya air dan
udara dari massa tanah akibat bekerjanya beban luar.
Penurunan konsolidasi sekunder, terjadi akibat relokasi
butiran partikel tanah ke posisi yg lebih stabil.
Penurunan
e
eo
P (log)
Pra konsolodasi
Konsolidasi Konsolidasi
primer
sekunder
Penurunan
Tahap penurunan pada tanah
Tahap 1: Pemampatan awal (initial compression) akibat
pembebanan awal. Ini disebut juga tahap pra-konsolidasi
Tahap 2: Pemampatan yang disertai keluarnya air dan udara
dari massa tanah. Ini disebut juga tahap konsolidasi primer
Tahap 3: Pemampatan setelah air dan udara pada pori
telah
keluar. Pemampatan pada proses ini terjadi akibat relokasi
butiran yang bersifat plastis pada tanah. Ini dísebut juga
tahap konsolidasi sekunder.
Penurunan
Penurunan tanah secara keseluruhan
dinyatakan
St = Si + Sp + Ss
dimana,
St = total penurunan
Si = penurunan segera (immediate settlement)
Sp= penurunan akibat konsolidasi primer (primary
consolidation settlement)
Ss = penurunan akibat konsolidasi sekunder (secondary
consolidation settlement)
Pada peristiwa konsolidasi akan dipelajari 2 hal:
Besarnya penurunan yang terjadi, tergantung pd:
- kompresibilitas tanah
- ketebalan tanah yg kompresibel
- besarnya tambahan tegangan
2. Laju/kecepatan proses konsolidasi, tergantung pd:
- permeabilitas tanah
- ketebalan tanah yg kompresibel
- kondisi drainase di atas dan di bawah tnh yg
kompresibel
1.
Kondisi tanah di alam:
1.
Tanah normally consolidated
Tanah di alam telah mengalami
konsolidasi oleh pengaruh beban
beratnya sendiri selama riwayat
pembentukannya (lihat Gambar 1)
Gambar 1 (Tanah NC):
2. Tanah over consolidated
Tanah yang dalam sejarahnya pernah
mengalami tekanan efektif yng lbh besar
drpd tekanan efektif saat ini (Gambar 2a
dan Gambar 2b).
Gambar 2a:
Gambar 2b:
Konsolidasi
Uji konsolidasi di laboratorium
Terzaghi memperkenalkan pengujian
konsolidasi 1 dimensi sebagai berikut :
Contoh tanah dibebani selama waktu (t)
tertentu.
Proses pembebanan dilakukan bertahap
Lama pembebanan masing-masing 24
jam
Setiap saat dicatat penurunan dial
(besarnya penurunan di permukaan
tanah
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
Cc 
e
Cc 
e
 (e)
Cc 
 (log P )
Cc 
 (e)
 (log P )
e
 log P
e
log P ´ log Po

e
 P' 
log  
 Po 
atau
Po
P’
 log P
 P' 

P (log)  e  C c log 
P 
 o 
P '   P  Po
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
Vv
void
Vs
solid
VTo
eo
1
Sebelum ada beban luar
V
V To

e
1  eo
VT
Vv1
void
Vs
solid
V = e =eo- e1
e1
1
Setelah ada beban luar
Tinjauan 1 dimensi
H
H

o
H

e
1  eo
e
1  eo
H
o
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
Penurunan akibat konsolidasi primer
Penurunan akibat beban luar
maka
 P' 

 e  C c log 

 Po 
H 
e
1  eo
Ho
 P'  H o

 H  C c log 
1 e
P
o
 o
karena P’=P+Po, maka
  P  Po 

H  Cc
log 

1  eo
P
o


Ho
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
Bila tekanan efektif overburden tahah Po dinyatakan so’ dan
pertambahan tegangan pada tanah akibat beban luar P
dinyatakan s maka,
 s  s o ' 

H  Cc
log 

1  eo
s
'
o


Ho
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
H adalah nilai penurunan akibat konsolidasi primer (Sp)
 s  s o ' 

S p  Cc
log 

1  eo
s
'
o


Ho
Dimana:
Sp = penurunan akibat konsolidasi primer
Cc = koefisien kompressi tanah
Ho = tebal awal lapis tanah yang mengalami konsolidasi
s = pertambahan tegangan di titik yang ditinjau akibat beban luar
so’= tekanan overburden efektif tanah di titik yang ditinjau
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
Beban luar
s’o
s
Ho
Ho-H
atau
Ho-Sp
Penurunan (settlement) akibat
konsolidasi
Untuk memperoleh hasil
perhitungan yang lebih teliti,
lapisan yang terkonsolidasi
sebaiknya dibagi dalam
beberapa lapisan
Sp
  s i  s oi
  C ci
log 
1  e oi
s oi

H oi
Ho1
Ho2
Hoi




Kecepatan penurunan konsolidasi
(time rate consolidation)
Proses keluarnya air dari lapisan tanah berlangsung seiring
proses penurunan yang terjadi.
Hubungan antara waktu penurunan dengan persentase
konsolidasi dinyatakan
Cv 
Dimana : Cv
t
Hr
Tv
Tv H r
2
t
= koefisien konsolidasi (cm2/dt)
= waktu (dt)
= Panjang jalur drainase air di tanah
= faktor waktu (tidak ada satuan)
Kecepatan penurunan konsolidasi
(time rate consolidation)
Hubungan persen konsolidasi dengan faktor waktu
Tv , faktor waktu
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
10
30
Ug
50
Persen
konsolidasi
70
90
100 %
Kecepatan penurunan konsolidasi
(time rate consolidation)
Persen konsolidasi
Jumlah air yang keluar dari tanah berbanding lurus dengan
penurunan tekanan air pori (u) pada tanah.
Persentase penurunan tekanan air pori sebanding dengan
persentase konsolidasi yang terjadi.
Ug 
uo  ui
uo
 1
ui
uo
Dimana Ug  persen konsolidasi
uo= tekanan air pori awal
ui = tekanan air pori dimana konsolidasi telah berlangsung
Kecepatan penurunan konsolidasi
(time rate consolidation)
Penentuan panjang jalur drainase
Bila air keluar dari tanah hanya melaluai1 arah :
lempung
H
pasir
Hr
Hr = H
batuan
Bila air keluar dari tahan melalui 2 arah
pasir
H
lempung
Hr
pasir
Hr = ½ H
Kecepatan penurunan konsolidasi
(time rate consolidation)
Menentukan Cv (koefisien konsolidasi) di laboratorium
Dibuat korelasi) antara penurunan dial (Dh) terhadap
akar waktu ( t ) pada 1 beban uji konsolidasi di lab (misalnya 10 kPa). Nilai Cv
diperoleh dari 90 % konsolidasi
t 90 
b
Hr
0 ,848 H r
b = 1,15a
a
2
Cv
atau
t 90
Cv 
0 ,848 H r
t 90
2
Kecepatan penurunan konsolidasi
(time rate consolidation)
Contoh,
untuk 90% derajat konsolidasi nilai faktor waktu Tv adalah 0,848
Cv 
0 ,848 Hr
2
t 90
untuk 50% derajat konsolidasi nilai faktor waktu Tv adalah 0,197
Cv 
0 ,197 Hr
t 50
2
Penurunan akibat konsolidasi sekunder
Koefisien konsolidasi sekunder
e
ep
Ca
1
tp
1.0
10
100
t
1000
t
Penurunan akibat konsolidasi sekunder
Koefisien kompressi konsolidasi sekunder Ca
Ca 
t2 = tp + t
Ca 
e
 t
log  2
 tp





 H 


H


 t  t
p
log 
 tp





Penurunan akibat konsolidasi sekunder
maka, besarnya penurunan akibat konsolidasi
 t p  t
H s  Ca
log 
 t
1 ep
p

H




Dimana :
H
: tebal lapisan yang ditinjau
H
: penurunan akibat konsolidasi sekunder
tp
: waktu dimana akhir konsolidasi primer dicapai
t
: perubahan waktu yang menghasilkan penurunan
konsolidasi sekunder
Ca
: koefisien kompressi sekunder