bab vii, pemampatan tanah

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.