Mimi Grafis

MEKANIKA TANAH II MENENTUKAN GARIS FREATIK (PHREATIC LINE)

A. TEORI Didalam merencanakan sebuah bendungan, perlu diperhitungkan stabilitasnya terhadap bahaya longsoran, erosi lereng dan kehlangan air akibat rembesan yang melalui tubuhh bendungan. Beberapa cara diberikan

untuk

menentukan

besarnya

rembesan

yang

melewati

bendungan yang dibangun dari tanah homogen. Salah satunya dalam tugas ini adalah metode Scaffernack – Itterson untuk bendungan yang memiliki kemiringan sudut β adalah ≤ 30⁰. Cara yang dipakai adalah analitis dan grafis. Asumsi Scaffernack – Itterson bahwa i = tanβ =

dy dx

adalah sama

dengan kemiringan garis freatik dan merupakan gradien konstan sepanjang garis freatik.

H Se Se sin β

d

Se =

Se cos β

d d2 H2 − − cos β cos 2 β sin 2 β

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

A. PERHITUNGAN

PANJANG

PERMUKAAN

BASAH

DAN

GARIS

FREATIK SECARA ANALITIS

GARIS FREATIK (FREATIC LINE)

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II L1 = 6m

L= 6m

H= 6,5m

h2=5m

h1=3,3m 31°

60°

60°

29°

Garis freatik merupakan garis yang menentukan arah aliran ait tanah. Langkah-langkah perhitungan freatik line (cara analitis) A.

Embung 1 1. Hitung panjang permukaan basah (Se) dengan menggunakan persamaan : Se =

d=

H 2 + d 2 − d 2 − H 2 cot 2 β

H − h1 H − h1  h 2 − h1  + L1 + −  0,7 ⋅  tan β tan α  tan α 

6.5 − 3.3 6.5 − 3.3  5 − 3.3  +6 + −  0,7 ⋅  tan 31 tan 60 tan 60   d = 5.333 + 6 +1.847 − (0.687) d=

d = 12.49

Dimana

:

H = 1.7m

Se = 1.7 2 + 12.49 2 − 12.49 2 − 1.7 2 cot 2 31o Se = 0.439m

2. Hitung jarak parameter (y0) y0 =

H 2 + d 2 −d

y 0 = 1.7 2 +12.49 2 −12.49 y 0 = 0.115m

3. Titik pada kaki bendungan bagian hilir adalah titik asal 4. Hitung Y dengan persamaan : y = 2 ⋅ x ⋅ y0 + y02

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

Maka diperoleh hasil X(m

:

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Y(m

0.11

0.4

0.6

0.83

0.96

1.07

1.18

1.27

1.36

1.44

1.52

1.59

1.66

1.73

)

5

9

8

8

6

8

0

4

1

3

0

4

5

2

)

Pada titik keluar parabola dasar akan memotong suatu titik maka diperlukan koreksi ∆Se sehingga parabola dasar akan berubah arah ke bawah. Koreksi ∆Se menurut Cassagrande diperoleh melalui nilai

:

∆Se Se + ∆Se

Secara analitis dapat di hitung

:

FH = Se + ∆Se =

FH = Se + ∆Se = FH = 0.805m

0.115 1 − cos 31

∆Se = FH − Se = 0.805 −0.439 ∆Se = 0.366m

B.

Embung 2 ,

y0 1 − cos β

⇒

∆Se 0.366 = = 0,454 Se + ∆Se 0.805

ß=27º

L2=6m

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

H untuk B1

A

H untuk A2

H untuk A1 h=5m

29°

60° L

B1

L2

A2

d

1. Hitung panjang permukaan basah (Se) dengan menggunakan persamaan: Se =

d d2 H2 − − cos β cos 2 β sin 2 β

Dimana : H 5m = = 2.88m tan α tan 60 H 2m B1 = = = 1.15m tan α tan 60 A1 =

L = A1 – B1 = 2.88m – 1.15m = 1.73m 0.3L = 0.3*1.73m A2 =

H 5m = = 8.66m tan β tan 30

d = B1 + L2 + A2 = 1.15m + 8m + 8.66m = 17.81

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Dimana, H = 2.5m 13.5 13.5 2 2 .5 2 − − cos 27 cos 2 27 sin 2 27 = 15.151m −14.123m Se = 1.1m Se =

B2 = Se cos β = 1.1 cos 27 = 0.980108 m GC = Se sin β = 1.1 sin 27 = 0.499389 m

2. Hitung jarak parameter (y0) Y0 = H – GC

X0 = (d+0.3L)-B2

= 2.5 m - 0.499389 m

= (13.5m + 1.3 m) -

0.980108 m = 2.000611 m

= 13.89 m

3. Titik pada kaki bendungan bagian hilir adalah titik asal 4. Hitung Y dengan persamaan :

Y = - kx ²

*Nilai Negatif karena garis freatik berbentuk

lengkung ke bawah

k=

Maka diperoleh hasil

y0 2.0 = = 0.011 2 x0 13.89 2

:

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II X(m)

0

2

4

6

8

10

12

13

13.7

Y(m)

0

-0.04

-0.2

-0.4

-0.6

-1.0

-1.4

-1.7

-2.0

KESTABILAN LERENG (SLOPE STABILIITY) Dinyatakan dengan Fs = FAKTOR KEAMANAN ; penahan

Fs = τf / τd = peruntuh Untuk prosedur kestabilan lereng analisanya terbagi atas 2 jenis, yaitu : 1. MASS PROCEDURE, asumsi yang digunakan adalah slope yang bersifat homogen. Metode – metode yang digunakan adalah: •

Chart Taylor

•

Chart Coussins

•

Chart Yang

2. METHOD OF SLICES, asumsi yang digunakan: tanah di atas bidang gelincir dibagi atas slice vertikal dan dihitung. Metode ini memperhitungkan ketidakhomogen tanah dan tekanan air pori (μ), juga variasi tegangan normal sepanjang bidang keruntuhan dapat dihitung. Metode – metode yang digunakan adalah : •

Asumsi Culmann finith slope

•

Sweddish sollution (Fellenius Method)

•

Bishop’s simplified Method

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

A. METODE FELLENIUS Analisa stabilitas lereng dengan cara fellenius menganggap gayagaya yang bekerja pada sisi kanan-kiri dan sembarangan irisan Omempunyai

resultan = 0 pada tegak lurus bidang longsornya.

R

R Phreatic Line

Ln

γd

Phreatic Line

αn

αn

z

αn

bn H

γ sat

1. Rumus – rumus Yang Digunakan Hitungan menggunakan tabel dengan langkah-langkah rumus sebagai berikut : a. Wn = γ ⋅ Ln ⋅ Hn untuk irisan yang terdapat satu jenis tanah( γ d atau γ sat) Wn = ( H − z ) * ( Ln ⋅ γ d ) + ( z ⋅ Ln ⋅ γ sat )

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Untuk irisan yang terdapat dua jenis tanah( γ d dan γ sat) b. ∆ ln =

bn cos αn

c. u = γw ⋅ Hw Untuk irisan yang hanya terdapat kondisi tanah dibawah garis freatik (kondisi basah)

u = γw ⋅ z Untuk irisan yang yang terdapat dua kondisi tanah (kondisi kering dan basah) d. U = u ⋅ ∆Ln e. N ' = Wn ⋅ cos αn − U

P

Fs =

∑ [ c ⋅ ∆ ln + (Wn ⋅ cos αn − U ⋅ ∆ ln ) tan ϕ ] n =1

P

∑ [Wn ⋅ sin αn] n =1

2. Penurunan Rumus Syarat kesetimbangan blok ABC (dalam buku B. M. Das, Jilid 2) ∑m P

gaya dorong terhadap titik o =

∑ Un ⋅ γ ⋅ sin αn + H ⋅ o n =1

Dimana : Tr =

τd ⋅ ( ∆ ln ) τd ⋅ ( ∆ ln ) = 1 Fs

Tr =

1 ⋅ ( c + σ ' tan ϕ ) ⋅ ( ∆ ln ) …………… (B. M. Das, Jilid 2) Fs

Penyelesaian

:

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II c + σ ' tan ϕ ⋅ ∆ ln⋅ γ Fs n =1

P

P

∑ Wn ⋅ γ ⋅ sin αn = ∑ n =1

P

Fs =

∑ [ ( c + σ ' tan ϕ ) ∆ ln⋅ γ ] n =1 P

∑ [ (Wn + sin α n) + H ⋅ a] n =1

  Wn + P  2  bn  Fs = ∑  c +   cos α n − U  tan ϕ  ⋅    bn   cos α n P

Fs =

∑ [ c ⋅ ∆ ln(Wn ⋅ cos αn ) tan ϕ ] n =1

P

∑ [Wn ⋅ sin αn] n =1

Fs =

P



n =1



bn 



bn 

∑ c ⋅ cos α n Wn ⋅ cos α n + U ⋅ cos α n  tan β  

P

∑ [Wn ⋅ sin α n] n =1

P

Fs =

∑ [ c ⋅ ∆ ln(Wn ⋅ cos αn − U ⋅ ∆ ln ) tan ϕ ] n =1

P

∑ [Wn ⋅ sin αn] n =1

P

Fs =

 bn 



bn 

∑  cos αn Wn ⋅ cos αn − U ⋅ cos αn  tan ϕ  n =1





P

∑ [Wn ⋅ sin αn]

,maka

:

n =1

Fs =

P



n =1



bn 

bn 



∑ c + cos αn  Wn ⋅ cos αn + U ⋅ cos αn  tan ϕ  

P

∑ [Wn ⋅ sin αn]

⇒B. M. Das, Jilid 2

n =1

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

3. Perhitungan Pada Embung 1 (1st trial) Untuk irisan 1 (n=1) Dik:

bn

=2m

γ sat1

αn

= -24°

γ w = 1 t/m³

=

1.51 t/m³

Ln

= 1.7 m

Hn

Hw

= 0.75 m

= 0.3 m

Dit

: Fs= …?

Peny

:

∗ Langkah 1 : u = γw ⋅ Hw = 1 t/m³ * 0.75 m = 0.75 t/m² ∗ Langkah 2 : Wn = γ ⋅ Ln ⋅ Hn = γsat ⋅ Ln ⋅ Hn = 1.25 t/m³ * 2.1m * 0.75m = 1.9688 t/m

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II bn

2

∗ Langkah 3 : ∆ ln = cos αn = cos(−24) = 2,1893m ∗ Langkah 4 : U = u ⋅ ∆Ln = 0.75 t/m² * 2.1893 m = 1.642 m ∗ Langkah 5 : N ' = Wn ⋅ cos αn − U = 1.9688 t/m cos (-24) ͦ - 1.642 m = 0.1566 Hasil perhitungan selanjutnya lihat di tabel

C. COUSSINS METHOD A. TEORI Coussins (1978) menggunakan suatu variasi lingkaran geser menurut Taylor, untuk membuat stabilitas (stability chart), untuk talud sederhana yang homogen dengan memperhatikan pengaruh – pengaruh tekanan air pori yang disebabkan oleh rembesan. Grafik – grafik tersebut dipakai berdasarkan parameter tanah. Parameter tanah yang digunakan bermacam – macam, antara lain : 1. Tinggi talud,

H

2. Fungsi kedalaman, D 3. Berat volume tanah,

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 4. Parameter –parameter kekuatan geser efektif tanah dari tanah tersebut, C dan φ 5. Rasio tegangan air pori,

Ru; didefinisikan sebagai :

Ru = ( w*hw)/(( d*H)+(δ'*hw)); yang mana

δ' = (H1*γd)+(H2*γsat1),

6. λcφ = ( *H*tanφ)/c);

yang mana nilai

yang digunakan adalah

ave = (1/H)*(( d*H1)+( δ'*H2)) 7. Faktor stabilitas Ns, yang dapat didefinisikan sebagai : Ns = γ*H*Fs/C

Langkah – langkah perhitungan: 1. Tentukan parameter λcφ 2. Cek kemungkinan keruntuhan dasar (Gunakan Chart 11.6 (d) – 11.6(f)) 3. Cek terhadap kemungkinan keruntuhan kaki lereng (Gunakan Chart 11.6(a) – 11.6(c)) 4. Hitung Fs dengan memasukkan nilai Ns terkecil yang diperoleh dari Step 2&3, dengan rumus : Fs =

Ns.c

γ.H

5. Menentukan koordinat titik pusat lingkaran kritis Jika D = 1

Gunakan Chart 11.6 (j) – 11.6 (l)

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Jika D > 1

Gunakan Chart 11.6 (g) – 11.6 (i)

Kesimpulan Antara 2 Metode Kestabilan Lereng Metode

Faktor Keamanan (Fs)

FELLENIUS (embung 1) COUSSINS (embung 1) FELLENIUS (embung 2) COUSSINS (embung 2)

Jika

2.42 1.079 4.37 1.035

Fs < 1 =

lereng dalam keadaan tidak stabil

Fs = 1 =

lereng dalam keadaan seimbang (kritis)

Fs > 1 =

lereng dalam keadaan stabil

Dari hasil analisis embung untuk data-data yang ada, maka embung berada dalam keadaan stabil dimana Fs > 1. Suatu permukaan tanah yang miring dengan sudut tertentu terhadap bidang horisontal dan tidak dilindungi kita namakan sebagai talud

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II tak tertahan( unresrained slope ). Talud ini dapat terjadi secara alamiah atau buatan, bila permukaan tanah tidak datar, maka komponen berat tanah yang sejajar dengan kemiringan talud akan menyebabkan tanah bergerak ke arah bawah. Bila komponen berat tanah cukup besar , kelongsoran talud dapat terjadi, yaitu tanah dapat bergelincir ke bawah. Dengan kata lain, gaya dorong(driving farce) melampaui gaya perlawanan yang berasal dari kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor.

Analisa stabilitas talud bukanlah merupakan suatu pekerjaan yang ringan. Bahkan untuk mengevaluasi variabel-variabel seperti lapisan-lapisan tanah

dan

parameter-parameter

kekuatan

geser

tanah

merupakan

pekerjaan yang cukup rumit. Rembesan dalam talud dan kemungkinan bidang longsor atau gelincir menambah kerumitan masalah yang akan ditangani. Faktor yang perlu dilakukan dalam pemeriksaan tersebut adalah menghitung

dan

membandingkan

tegangan

geser

yang

terbentuk

sepanjang permukaan retak yang paling mungkin dengan kekuatan geser tanah yang bersangkutan. Perhitungan analitis stabilitas talud ditentukan dengan faktor keamanan. Pada umumnya angka keamanan terhadap kekuatan geser tanah yang diterima pada umumnya adalah > 1.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

KONSOLIDASI Konsolidasi adalah perpindahan tanah secara vertikal ke arah bawah akibat beban yang bekerja yang menyebabkan terjadinya perubahan volume pada tanah. Ada 2 settlement :  Pada tanah non-kohesif (C=0)  Pada tanah kohesif (C>0)  1. Pada tanah non-kohesif t

S

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 2. Padatanahkohesi

t

S

Secara umum settlement dibagi atas : 

Immediate Settlement , Disebabkan oleh deformasi elastis pada tanah kering jenuh air tanpa terjadi perubahan kadar air.



Primary Consolidation



Secondary Consolidation Settlement

GRAFIK HUBUNGAN e DAN P Grafik

ini

menjelaskan

tentang

perubahan

angka

pori

e

terhadap

penambahan tegangan. Langkah-langkah membuat grafik e dan P; antara lain : 1. Hitung H s yakni tinggi benda uji setelah pengujian.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Hs =

W A ⋅ G s ⋅ γw

W= Berat kering benda uji A = Luas penampang benda uji G s = Berat spesifik γ w = Berat volume air 2. Hitung tinggi air pori H v , Hv = H - Hs 3. Hitung angka pori awal benda uji e 0 e0 =

Hv Hs

4. Pada setiap penambahan beban sebesar P 1 pada benda uji menyebabkan ∆ H 1 , hitung ∆ e 1 ∆e1 =

∆H 1 ∆ Hs

5. Hitung angka pori e 1 setelah konsolidasi akibat pembebanan P 1 e1 = e 0 - ∆ e1 untuk pembebanan sebesar P 2 ,  ∆H 2  e 2 = e1 −    Hs 

Lempung Terkonsolidasi Normal (Over Consolidated And Normally Consolidated) Menurut riwayat tegangan yang dialami oleh lempung;

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II  Lempung NC ; Tegangan efektif overburden yang dialami saat ini adalah nilai tegangan over burden maksimum yang pernah dialami sebelumnya.  Lempung OC ; Tegangan efektif yang dialami saat ini lebih kecil dari nilai tegangan over burden yang pernah dialami sebelumnya. Tegangan efektif overburden yang pernah dialami sebelumnya disebut tekanan prakonsolidasi. Casagrande (1936) menyarankan suatu cara untuk menentukan besarnya tekanan pra konsolidasi berdasarkan kurva e dan Log P.

Prosedur menentukan nilai tekanan pra konsolidasi berdasarkan kurva e dan Log P antara lain ; 1. Melalui pengamatan visual tentukan titik a pada kurva yang memiliki kelengkungan maksimum. 2. Tarik garis lurus horisontal ab yang melalui titik a. 3. Tarik garis singgung ac yang melalui titik a. 4. Tarik garis ad yang membagi sudut adc sama besar. 5. Perpanjang bagian bawah kurva menjadi garis lurus yang memotong titik f pada garis ad. 6. Plot

titik

f

terhadap

sumbu

p,nilai

tersebut

adalah

nilai

∆∆Pc( tekanan prakonsolidasi ).

OCR ( Over Consolidated Ratio) OCR = Pc

Pc P

= Tekanan prakonsolidasi

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II P

= Tekanan overburden yang dialami saat ini

OCR = 1 , merupakan lempung NC OCR > 1 , merupakan lempung OC

Simplified Void Ratio(Pressure Equation) Dari

hubungan

hidro

void

ratio

preassure

dapat

dihitung

modulus

pemampatan (Mv), coefisien pemampatan (a),dan settlement( H ). Mv =1 +

a=

ei a

∆e ∆P

S =H ⋅

∆P , dimana H adalah tinggi awal benda uji Mv

Perhitungan Index Pemampatan (Cc),Index Pemuaian (Cs),Dan Settlement Konsolidasi Primer Index pemampatan (Cc) 1. menurut TERZAGHI •

lempung tak terganggu, Cc = 0,009(LL-10)

•

lempung terganggu, Cc = 0,007(LL-10)

2. menurut RENDON HERRERO •

e   Cc = 0,141 ⋅ Gs 1, 2 ⋅ 1 + 0  Gs  

2 ,3

3. menurut NASARAJ S. MURTY •

a   Cc = 0,2343 ⋅  LL ⋅  ⋅ Gs 100  

Index pemuaian (Cs)

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 1.

menurut NASARAJ S.MURTY •

a   Cs = 0,0463 ⋅  LL ⋅  ⋅ Gs 100  

Settlement Primer(S) • Lempung terkonsolidasi normal S = Cc ⋅

•

H  Po + ∆P  ⋅ log  , untuk lempung NC 1 + e0  Po 

Lempung terkonsolidasi lebih jika 1. P 0 + ∆P ≤ P c , maka S = Cs ⋅

H  Po + ∆P  ⋅ log  , untuk lempung OC 1 + e0  Po 

2. P 0 + ∆P ≤ P c , maka S = Cs ⋅

H Pc H  Po + ∆P  ⋅ log + Cc ⋅ ⋅ log  1 + eo Po 1 + eo  ∆P 

P 0 = Tegangan efektif overbuerden awal pada lapisan setebal H ∆P = Penambahan tegangan vertikal

Settlement Sekunder (S) Cα =

∆e t log 2  t1

C'α =

 , dinamakan index pemampatan sekunder  

Cα 1+ ep

Maka ;

Ss = C ' α ⋅ H cos

t2 t1

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

Perhitungan Koefisien Konsolidasi (Cv) Cv dapat ditentukan melalui hasil dilaboratorium,dengan menggunakan metode : •

Metode logaritma waktu

•

Metode akar waktu

Hubungan Cv,t,dan Tv dinyatakan dengan persamaan ; Cv =

Cv ⋅ t Tv ⋅ Hdr 2 atau Tv = Hdr 2 t

Hubungan Cv, k, dan Mv dinyatakan dengan persamaan ; Cv =

k atau Mv ⋅ γw

Mv =

( ) ∆e ∆P

1 + e ave

Untuk 1 way drainage, Hdr =

H Tv ⋅ Hdr 2 Tv ⋅ H2 →t = = 2 Cv Cv

Untuk 2 way drainage, Hdr = H → t =

2

Tv ⋅ Hdr 2 Tv ⋅ H 2 = Cv Cv

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

WAKTU PENURUAN Variasi nilai faktor waktu (Tv) dan derajat konsolodai (U) •

2 Way Drainase U (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

•

TV 0 0,008 0,031 0,071 0,126 0,197 0,287 0,403 0,567 0,848 ∞

1 Way Drainase

U (%)

TV Case I( )

Case II( )

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 0,003 0,009 0,024 0,048 0,092 0,160 0,271 0,440 0,720 ∞

0 0,047 0,100 0,158 0,221 0,294 0,383 0,500 0,665 0,940 ∞

Atau menggunakan rumus Untuk U = 0-60%

TV

πU = 

  4  100 

2

Untuk U>60% TV =1,781 −0,933 log(100 −U )

Rumus waktu penurunan (t) t = T . Hdr2 Cv Perhitungan lihat table.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

CARA MENGURANGI PENURUNAN Penurunan

boleh

direduksi(dikurangi)

dengan

menambahkan

kecepatan dengan pengurangan yang dihasilkan didalam nilai banding rongga dari pemadatan partikel. Pemadatan partikel juga menambah regangan tegangan didalam kebnyakan kasus sehingga penurunan segera direduksi. Metode/modifikasi perbaikan

tanah

dalam

mengurangi

penurunan

diantaranya

sebagai

berikut :

1. PEMAMPATAN Ini merupakan metode yang paling murah untuk memperbaiki tanah lokasi. Pemampatan tersebut dapat dirampungkan dengan menggali suatu

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II kedalaman , kemudian mengurangnya kembali secara hati-hati didalam ketebalan jenjang yang dikontrol dan memampatkan tanah dengan peralatan pemampatan yang sesuai. Pemampatan tanah-tanah kohesif dapat dirampungkan dengan menggunakan mesin gilas tumbuk atau penggilas yang mempunyai ban karet. Pemampatan tanah tak berkohesi dapat

dirampungkan

dengan

menggunakan

mesin

penggilas

yang

mempunyai roda licin,biasanya sebuah alat bergetar didalamnya. Jadi, pemampatan

adalah

suatu

kombinasi

batasan,tekanan,dan

getaran.

Kedalaman jenjang sampai kira-kira 1,5 M-2 M dapat dimampatkan dengan peralatan tersebut.

2. PRA KOMPETI (PRA PEMBEBANAN) Metode ini memperbaiki tanah yang jelek sebelum konstruksi fasilitas permanen adalah pra pembebanan. Pra beban tersebut dapat terdiri dari tanah atau kadang-kadang batuan. Tujuan utama pra pembebanan adalah : a. beban-beban tambahan digunakan untuk menghilangkan penurunan yang jika tidak akan terjadi setelah konstruksi diselesaikan. b. Memperbaiki kekuatan geser tanah dan tanah lapisan bawah dengan merubah kerapatanmereduksi nilai banding rongga dan mengurangi kandungan air. Pra pembebanan paling efektif yaitu pada saat lumpur normal sampai lumpur yang sedikit melebihi melebihi konsolidasi, lempung, dan deposit organik. Jika deposit tebal dan tidak mempunyai sambungan lipat pasir yang berganti-ganti, maka pra pembebanan mungkim membuat penggunaan saluran buangan pasir.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 3. DRAINASE (SELIMUT PASIR DAN SALURAN BUANG) Metode ini bertujuan mempercepat penurunan dibawah pra pembebana tetapi dapat juga menamba kekutan geser tanah. Bila sebuah urugan maupun sebuah pra beban tambahan ditempatkan diatas deposit kohesif jenuh, maka panjang lintasan drainase boleh ditambah dampai ke puncak urugan. Karena panjang drainase menentukan waktu untuk konsolidasi, maka lintasan drainase ini harus dibuat sependek mungkin. Bila dinding atas

air

jenjuh

sangat

dekat

ke

permukaan

tanah,

maka

lapisan

pasir(selimut pasir dapat ditempatkan pada puncak dari tempat sebelum menempatkan urugan. Kita dapat memperluas konsep ini lebih jauh dan memasang kolom pasir vertikal pad interval-interval yang dipilih cidalam tanah yang ada. 4. METODE GETAR Metode ini bertujuan memperbesar kepadatan tanah. Daya dukung yang dibolehkan dari pasir sangat bergantung dari kondisi tanah. Hal ini digambarkan dalam bilangan penembusan atau nilai tahanan kerucut seperti halnya dalam sudut gesekan dalam. Metode tersebut paling lazim digunakan untuk pemadatan deposit pasir dan kerikil yang tak berkohesi dengan tidak melebihi 20% lumpur atau 10% lempung adalah pemampatan getar apung atua sisipan dengan menggunakan penembus silinder yang berdiameter ± 432 mm, panjang 183 mm, berat ± 17,8 KN dan daya dukung 250-400 Mpa.

5. PENGADUKAN ENCER PONDASI Pengadukan encer adalah suatu cara untuk menyisipkan sejenis bahan menstabil kedalam massa tanah dibawah tekanan. Tekanan memaksakan bahan masuk kedalam ruangan yang terbatas disekitar tabung suntukan. Bahan tereaksi dengan tanah atau dirniya sendiri untuk membentuk sebuah massa stabil. Metode ini mempunyai sejumlah besar pemakaian seperti : 1. pengontrolan massa air dengan mengerek retakan dan pori.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 2. pencegahan

pemadatan

pasir

dibawah

konstruksi

yang

berdekatan karena pendorongan tiang pancang. 3. penguatan dukung pondasi dengan menggunakan pengadukan enter mampat. 4. pengurangan getaran dengan menggeserkan tanah. 5. pengurangan dengan mengurung rongga, yang dilakukan dengan menyemen konstruksi tanah yang lebih kuat.

6. MENGUBAH KONDISI AIR TANAH Dari konsep satuan yang terbenam jelaslah bahwa tekanan antar butiran dapat ditambahkandengan menghilangkan efek apung dari air. Hal ini dapat ditambah dengan merendahkan bidang batas air jenuh. Didalam banyak kasus mungkin hal ini dapat ditambahkandan tidak terlihat karena mungkin hanya sebagai keadaan sementara. Dengan penambahan tekanan tekanan efektif, makam penurunan tak diizinkan mungkin dihasilkan dan tidak mungkin merendahkan bidang batas air jenuh tepat didalam batas.

7. PENGGUNAAN GEOTEKSIL Tujuannya untuk memperbaiki sebuah tanah geoteksil(geotulang). Didefenisikan sebagai anyaman simetris yang cukup tahan untuk waktu yang lama didalam lingkungan tanah yang banyak rintangan. Sejumlah anyaman dari bahan sintetis, biasanya poliester,nilon,polifrofilen digunakan sebagai geoteksil untuk memperbaiki tanah dengan berbagai cara. Anyaman tersebut dapat ditenun/dirajut dan dipakai dalam lajur untuk penulangan massa tanah atau mungkin didalam lembaran plastik yang tidak permeabel atau permeabel yang digunakan untuk membuat bagian tanah menjadi tahan terhadap air,mengontrol erosi,atau memisahkan

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II bahan-bahan yang berlainan, geoteksil dapat digunakan didalam janur penulangan sebuah massa tanah.

PENYEBAB TERJADINYA KELONGSORAN Kelongsoran hanya bisa terjadi jika kekuatan geser dilampaui yaitu perkiraan geser pada bidang gelincir tak cukup besar untuk menahan gayagaya ynag bekerja pada bidang tersebut. Dengan kata lain kelongsoran terjadi jika gaya-gaya geser pada bidang tersebut ada. Makin besar gaya yang bekerja pada bidang gelincir, maka makin besar gaya yang bekerja pada lereng. Berrtambahnya gaya-gaya yang bekerja tersebut disebabkan oleh: 1. pengaruh alam 2. a) adanya gempa bumi b) runtuhnya gua-gua c) erosi d) naiknya muka air tanah / naiknya aliran e) pelemahan lereng karena terjadinya retakan, sehingga air dapat merembes 3. perbuatan manusia a) penambahan beban pada lereng / tepi lereng b) penggalian tanah di bawah kaki leren

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

Cara pencegahan longsor 1. lereng dibuat lebih datar / bertangga

a)

b)

c)

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

2. Menimbun tanah di kaki lereng

Tanah timbunan

3. Perlindungan pada kaki lereng terhadap erosi

Daerah longsor Kritis

Daerah

yang

Kemungkinan

tererosi

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 4. Mengurangi ketinggian muka air untuk mereduksi tekanan air pori pada lereng selokan

Pipa drainase

Penurunan muka air tanah

5. pemakaian tiang pancang (paku bumi)

6. Dengan tembok penahan tanah turap Letak tiang pancang

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

KESIMPULAN

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Dari hasil trial dari tiap embung dengan menggunakan beberapa metode, diperoleh hasil sebagai berikut :

Embung

Metode

Kondisi

Faktor Keamanan (Fs)

1

Fellenius

Toe Circle Slope Circle Base Failure Toe Circle Slope Circle Base Failure Toe Circle Slope Circle Base Failure Toe Circle Slope Circle Base Failure Toe Circle Slope Circle Base Failure Toe Circle Slope Circle Base Failure

2,597 3,404 2,318 2,714 3,462 2,516

Bishop

C oussins

2

Fellenius

Bishop

C oussins

Jika 1,5

1,848 1,851 1,836

2,058 1,709 2,563 2,076 1,738 2,694 0,937 0,927 0,935

Fs < =

lereng dalam keadaan tidak stabil Fs = 1,5 =

lereng dalam keadaan seimbang (kritis)

Fs > 1,5 =

lereng dalam keadaan stabil

Dari hasil analisis embung untuk data-data yang ada, maka embung I berada dalam keadaan stabil dimana Fs > 1,5 untuk setiap metode yang ditinjau. Embung II berada dalam keadaan stabil dimana Fs > 1,5 untuk metode Fellenius dan Bishop, namun untuk metode Coussins, embung berada dalam keadaan tidak stabil dimana Fs < 1,5.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Suatu permukaan tanah yang miring dengan sudut tertentu terhadap bidang horisontal dan tidak dilindungi kita namakan sebagai talud tak tertahan( unresrained slope ). Talud ini dapat terjadi secara alamiah atau buatan, bila permukaan tanah tidak datar, maka komponen berat tanah yang sejajar dengan kemiringan talud akan menyebabkan tanah bergerak ke arah bawah. Bila komponen berat tanah cukup besar , kelongsoran talud dapat terjadi, yaitu tanah dapat bergelincir ke bawah. Dengan kata lain, gaya dorong(driving farce) melampaui gaya perlawanan yang berasal dari kekuatan geser tanah sepanjang bidang longsor. Analisa stabilitas talud bukanlah merupakan suatu pekerjaan yang ringan. Bahkan untuk mengevaluasi variabel-variabel seperti lapisanlapisan tanah dan parameter-parameter kekuatan geser tanah merupakan pekerjaan yang cukup rumit. Rembesan dalam talud dan kemungkinan bidang longsor atau gelincir menambah kerumitan masalah yang akan ditangani. Faktor yang perlu dilakukan dalam pemeriksaan tersebut adalah menghitung

dan

membandingkan

tegangan

geser

yang

terbentuk

sepanjang permukaan retak yang paling mungkin dengan kekuatan geser tanah yang bersangkutan. Perhitungan analitis stabilitas talud ditentukan dengan faktor keamanan. Pada umumnya angka keamanan terhadap kekuatan geser tanah yang diterima pada umumnya adalah > 1,5.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

'

SETTLMENT

Settlement dihitung pada kedalaman dibawah ½ lebar embung

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

1/2L

1/2L

H h2

h1 ℜ1°

Β 2° 1m 2m

5m 7m

9m

Langkah-langkah perhitungan freatik line (cara grafis) Embung 1, •

30°

Perhitungan Panjang Permukaan basah Secara Grafis

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Langkah – langkah : 1. Gambarkan embung sesuai dengan skala dan ukuran yang ada. 2. Gambar garis vertikal melalui A yang akan berpotongan dengan garis yang sesuai dengan kemiringan bendungan bagian hilir pada A1. 3. Gambar garis horizontal melalui A yang akan berpotongan dengan garis yang sesuai dengan kemiringan bendungan bagian hilir pada A2. 4. Gambar setengah lingkaran pada FA1. 5. Tandai titik A3, pada setengah lingkaran sehingga FA2 = FA3. 6. Tandai titik G sehingga A1G = A1A3 dengan demikian FG = Se

•

Menentukan Lintasan Garis freatik Langkah – langkah perhitungannya adalah sebagai berikut : 1. Gambar bendungan sesuai skala. 2. Hitung permukaan basah di bagian hilir secara analitis atau grafis. 3. Tentukan lokasi titik asal parabola, yaitu titik A sampai 0,3L. 4. Sesuai Teori Cassagrande bahwa garis freatik adalah parabola, maka digunakan persamaan parabola sederhana, yaitu : y = k.x2

→

pada xo

= yo

sehingga, k = y0/x02 5. Gambar beberapa jarak xi dan hitung jarak yang berkaitan dengan yi kemudian gambar kurva melalui titik – titik yang di dapat.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 6. Perhatikan bahwa parabola menyinggung muka bendungan bagian hilir pada bagian atas permukaan basah dan berangsur – angsur tegak lurus pada muka bendungan. 7. Muka bendungan bagian hulu adalah garis ekipotensial dan garis freatik adalah garis aliran.

Embung 2, 30°<

•

< 90°

Perhitungan Panjang Permukaan basah Secara Grafis Langkah – langkah : 1. Gambarkan embung sesuai dengan skala yang ada. 2. Gambar busur lingkaran dengan radius sepanjang garis AF yang akan berpotongan dengan garis yang sesuai dengan kemiringan bendungan bagian hilir pada A1. 3. Gambar garis horizontal melalui A yang akan berpotongan dengan garis yang sesuai dengan kemiringan bendungan bagian hilir A2. 4. Gambar setengah lingkaran dengan diameter FA1. 5. Tandai titik A3, pada setengah lingkaran sehingga FA2 = FA3. 6. Tandai titik G sehingga A1G = A1A3 dengan demikian FG = Se

•

Menentukan Lintasan Garis freatik Langkah – langkah perhitungannya adalah sebagai berikut : 1. Gambar bendungan sesuai skala. 2. Hitung permukaan basah di bagian hilir secara analitis atau grafis.

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 3. Hitumg jarak parameter Yo, dengan persamaan sebagai berikut : Yo = √d2 + H2 - d

, dimana d termasuk 0,3L.

4. Titik F pada kaki bendungan bagian hilir adalah titik asal. 5. Hitung Y dengan persamaan : y = √2.X0 + Yo² nilai x dari titik F ke arah kanan adalah positif (+), sedangkan kiri negatif(-). 6. Dengan demikian diperoleh nilai y untuk lintasan parabola dasar.

( contoh penggambaran terlampir )

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II WAKTU PENURUNAN Variasi nilai faktor waktu (Tv) dan derajat konsolodai (U) •

2 Way Drainase U (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

•

TV 0 0,008 0,031 0,071 0,126 0,197 0,287 0,403 0,567 0,848 ∞

1 Way Drainase

U (%) 0 10 20

TV Case I( ) 0 0,003 0,009

Case II( ) 0 0,047 0,100

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II 30 40 50 60 70 80 90 100

0,024 0,048 0,092 0,160 0,271 0,440 0,720 ∞

0,158 0,221 0,294 0,383 0,500 0,665 0,940 ∞

Atau menggunakan rumus Untuk U = 0 - 60%

TV

πU = 

  4  100 

2

Untuk U > 60% TV =1,781 −0,933 log(100 −U )

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II Rumus waktu penurunan (t) t =T .

Hdr 2 Cv

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051

MEKANIKA TANAH II

MIMIE M.M. MAWUNTU 090211051