asas cetek

8/8/2019 ASAS CETEK

http://slidepdf.com/reader/full/asas-cetek 1/25

ASAS CETEK

Pengenalan

Asas sesebuah struktur bolehlah ditakrifkan sebagai bahagian struktur yang bersentuhan terus

dengan tanah. Sudah tentulah tanah akan mengalami enapan dan kadangkalanya gagal apabila

dibebankan kerana biasanya tanah adalah jauh lebih lemah daripada konkrit, keluli ataupun kayu.

Dengan itu, asas merupakan `alat' yang bertujuan untuk memindahkan beban struktur kepada

bumi dengan selamat. Selamat di sini bermaksud selamat dari segi keupayaan tanah dan juga

enapan yang tidak melebihi had-had tertentu. Jenis dan saiz sesuatu asas yang digunakan

berkait rapat dengan berapa besarnya saiz beban yang hendak dipindahkan dan juga kekuatan

ricih tanah. Oleh yang demikian, reka bentuk asas adalah usaha ataupun proses menentukan

jenis serta saiz asas dan beban maksimum yang dapat disokongnya untuk sesuatu tanah yang ada

di lapangan.

Oleh sebab asas menopang sesuatu struktur sepanjang hayatnya, maka amat penting untuk jurutera

mengambil kira semua beban yang akan dialaminya kerana adalah amat sukar untuk mengubah

atau membaiki sesuatu asas setelah dibina.

Jenis-Jenis Asas

Pada amnya, asas sesebuah struktur bolehlah dibahagikan kepada dua kategori, iaitu (a) asas

cetek dan (b) asas dalam. Dalam bab ini, kita hanya akan membincangkan asas cetek

sahaja. Asas dalam terdiri daripada cerucuk dan kaison. Cerucuk diperlukan untuk keadaan

tanah pada aras pengasasan tidak berkeupayaan untuk menopang asas-asas pad, jalur atau rakit,

8/8/2019 ASAS CETEK


atau untuk struktur-struktur yang dibina di atas air, seperti yang digambarkan dalam Rajah

4.1. Perbincangan yang lebih lanjut tentang asas cerucuk ini akan dimuatkan dalam Bab 6.

Rajah 4.1: Asas cerucuk

Asas-Asas Cetek

Asas-asas cetek (atau rebak) terdiri daripada (a) asas pad, (b) asas tergabung, (c) asas jalur

dan (d) asas rakit.

a. Asas Pad - Asas-asas ini (lihat Rajah 4.2) selalunya dibina untuk menyokong tiang struktur.Asas jenis ini menopang keseluruhan beban untuk sesuatu tiang secara tersendiri (terasing).

Asas terebut terdapat dalam berbagai-bagai bentuk seperti bulat, segi empat dan segi empat

sama. Reka bentuk asas pad ini melibatkan pengiraan mencari saiz pad yang diperlukan untuk

menopang beban yang dikenakan oleh tiang.

8/8/2019 ASAS CETEK


b. AsasTergabung - Asas tergabung merupakan penyatuan asas pad disebabkan beberapa

keadaan istimewa tertentu. Terdapat empat jenis asas tergabung seperti yang digambarkan

dalam Rajah 4.3, iaitu:

Rajah 4.2: Asas pad (i) Konkrit jisim untuk tiang keluli (ii) Konkrit bertetulang dengan

permukaan atas sendeng (iii) Konkrit bertetulang biasa (iv) Konkrit bertetulang bertangga

Asas Tergabung Segi empat

Asas jenis ini dibina sekiranya dua atau lebih tiang dapat disokong di atas sebuah asas segi

empat. Sekiranya tekanan bersih tanah yang boleh dibenarkan diketahui, keluasan A asas

tersebut dapat ditentukan seperti yang berikut.

8/8/2019 ASAS CETEK


(4.1)

Rajah 4.3: Asas Tergabung

iaitu Q1, Q, ialah beban tiang

qa11 (bersih) ialah keupayaan galas tanah bersih yang dibenarkan Dengan merujuk kepada

Rajah 4.4, kedudukan paduan beban tiang dapat dikira melalui persamaan:

(4.2)

Untuk beban seragam di bawah asas, paduan daya tiang mestilah melalui sentroid asas.

Dengan demikian;

8/8/2019 ASAS CETEK


Rajah 4.4: Keratan dan pelan asas tergabung segiempat

L = 2 (L2 + X) (4.3)

Iaitu L ialah panjang asas

L1 = L – L2 – L3 (4.4)

Dengan itu, lebar asas

B = A/L (4.5)

Asas Tergabung Trapezoid

Asas jenis ini (Rajah 4.5) kadangkala digunakan untuk keadaan terdapatnya ruang yang

tidak mencukupi untuk asas rebak yang membawa tiang dengan beban yang sangat besar.

8/8/2019 ASAS CETEK


Sekiranya tekanan tanah bersih yang dibenarkan diketahui, keluasan A asas ini dapat

ditentukan daripada persamaan (4.1) seperti yang di atas.

Merujuk kepada Rajah 4.5:

(4.6)

Paduan daya untuk beban tiang diberi:

(4.7)

(4.8)

8/8/2019 ASAS CETEK


Rajah 4.5: Keratan dan pelan asas tergabung trapezoid

Sekiranya nilai-nilai A, L, X dan L2 diketahui, persamaan (4.6), (4.7) dan (4.8) dapat diselesaikan

untuk mendapatkan B, dan B2. Perhatikan bahawa untuk trapezoid,

L/3<X+L2<L/2

Tapak Julur

Tapak ini digunakan sebagai 'alur pengikat' untuk menyambung asas tiang yang terbeban secara

sipi kepada asas tiang luar, seperti yang digambarkan dalam Rajah 4.3. Tapak ini dapat juga

digunakan sebagai pengganti kepada tapak trapezoid atau tapak segiempat untuk keadaan

keupayaan galas tanah bawah adalah tinggi dan jarak antara tiang agak jauh.

8/8/2019 ASAS CETEK


c. Asas Jalur-Asas ini selalunya dibina untuk dinding-dinding penggalas beban (lihat Rajah

4.6), dan untuk baris tiang yang berjarak tersangat dekat antara satu sama lain sehingga lebih

menjimatkan untuk membina asas Jalur daripada asas pad.

d. Asas Rakit - Asas ini mungkin diperlukan sekiranya keupayaan galas tanah bawah adalah

tersangat rendah, atau dalam kes tiang-tiang struktur dijarakkan tersangat dekat antara satu sama

lain dalam kedua-dua arah membujur dan memanjang. Asas jenis ini juga berguna untuk

mengurangkan enapan kebezaan yang sangat besar atau dalam keadaan terdapatnya

perbezaan yang sangat besar dalam pembebanan tiang-tiang struktur. Rajah 4.7 meng-

gambarkan berbagai-bagai jenis asas rakit ini.

Kaedah-kaedah reka bentuk am untuk asas-asas cetek, iaitu kaedah-kaedah untuk menganggar

keupayaan galas dan enapan, telahpun diperihalkan dalam Bab 2 dan Bab 3. Walau

bagaimanapun, perbincangan yang lebih lanjut tentang asas rakit akan dimuatkan dalam

bahagian yang berikut.

Rajah 4.6: Asas jalur (a) Asas jalur untuk dinding penggalas beban (b) Asas jalur untuk baris tiang yang

dijarak rapat

8/8/2019 ASAS CETEK


Asas Rakit

Seperti yang ditakrifkan dalam bahagian 4.1, asas rakit sebenarnya merupakan salah satudaripada jenis asas cetek atau asas rebak. Kegunaan yang paling biasa ialah untuk asas di atas

tanah yang mempunyai keupayaan galas yang rendah sekali. Asas rakit ini juga digunakan

untuk asas di atas tanah yang mempunyai kebolehmampatan yang sangat berbeza, iaitu

untuk menghadkan enapan kebezaan.

Rajah 4.7: Asas Rakit (i) Papak rata (ii) Papak dan alur

(iii) Rakit tingkat bawah (Besmen)

Merujuk kepada Rajah 4.7, asas rakit bolehlah dibahagikan kepada empat jenis, iaitu:

8/8/2019 ASAS CETEK


Rakit Papak Rata

Asas rakit ini dibina dengan ketebalan yang seragam dan boleh digunakan di atas tanah dengan

enapan yang besar tidak dijangka akan berlaku, dan dengan itu sesebuah rakit yang sangat

kukuh tidak diperlukan. Satu lapisan jejaring tetulang ditempatkan di bahagian atas dan bawah

papak untuk merintang momen lentur yang disebabkan oleh pesongan meleding dan melendut

pada sebarang titik dalam papak.

Rakit Sisi Terkukuh

Rakit jenis ini sesuai untuk asas struktur-struktur ringan seperti bangunan satu atau dua tingkat di

atas tanah-tanah lembut boleh mampat atau bahan-bahan timbusan berbutir yang longgar. Alur

dibina dalam kedua-dua arah membujur dan memanjang dan tiang-tiang ditempatkan pada

persilangan alur tersebut.

Rakit Papak dan Alur

Rakit jenis ini digunakan untuk bangunan-bangunan berat dengan kekukuhannya

diperlukan untuk menghindar ubah bentuk berlebihan superstruktur yang disebabkan oleh

perbezaan dalam kebolehmampatan tanah bawah.

Rakit Tingkat Bawah (Besmen)

8/8/2019 ASAS CETEK


Untuk rakit jenis ini, dinding-dinding rakit bertindak sebagai pengukuh kepada asas rakit

tersebut. Adakalanya asas-asas rakit ini ditopang di atas cerucuk. Cerucuk-cerucuk ini

membantu dalam mengurangkan enapan struktur yang dibina di atas tanah-tanah yang sangat

boleh mampat. Dalam keadaan aras air bumi agak tinggi, cerucuk bertindak sebagai pengawal

pengapungan.

Keupayaan Galas Asas Rakit

Keupayaan galas muktamad asas rakit ini dapat ditentukan dengan persarnaan seperti yang diberidalam Bab 2, iaitu;

q' f = c' Nc dc sc + Po’ Nq dq sq + 1/2 Bγ’ Nγ dγ sγ

dan

qf = cu Nc dc s c+ Po

iaitu nilai-nilai NY, N dan N, dapat diperoleh daripada Rajah 2.15, serta d dan s ialah faktor

pembetulan masing-masing untuk kesan kedalaman dan bentuk.

8/8/2019 ASAS CETEK


Reka Bentuk Asas Rakit

Terdapat dua kaedah biasa untuk reka bentuk asas rakit, iaitu (a) kaedah tegar biasa dan (b)

kaedah boleh lentur hampir. Yang berikut diperihalkan prosedur-prosedur untuk mengira tekanan

ke atas asas rakit (Das 1984)

Kaedah Tegar Biasa

Dalam kaedah ini, rakit diandaikan sebagai tegar sepenuhnya. Tekanan tanah teragih dalam satu

garisan lurus dengan sentroid yang sekena dengan garis tindakan beban-beban tiang paduan.

Merujuk kepada Rajah 4.8, kaedah reka bentuk ini dapat dibuat seperti yang berikut:

- Jumlah beban tiang, Q = Ql + Q2+ Q + Q …. ....................................... (4.9)

- Tekanan tanah, q, di bawah rakit pada titik-titik A,B,C dan D diberi oleh persamaan

yang berikut. Pastikan bahawa nilai q ini kurang daripada tekanan bersih tanah yang

dibenarkan.

(4.10)

8/8/2019 ASAS CETEK


Iaitu A = B.L

Ix = (1/12) B.L3 - momen inersia pada paksi x

Iy = (1/12) L.B3 - momen inersia pada paksi y

Mx = momen beban tiang pada paksi x (= Q x ey)

My = momen beban tiang pada paksi y (= Q x ex)

Iaitu ex dan ey ialah kesipian beban dalam arah x dan y. Nilai kesipian ini boleh ditentukan

dengan menggunakan koordinat x' dan y' seperti yang berikut:

(4.11)

dan

ex = x’ – B/2 (4.12)

Begitu juga,

(4.13)

8/8/2019 ASAS CETEK


dan

ey = y’ – L/2 (4.14)

Dengan membahagikan asas rakit kepada beberapa jalur dalam arah x dan y seperti yang

ditunjukkan dalam Rajah 4.8 (a), daya ricih dan momen untuk setiap jalur tersebut dapat

ditentukan. Purata tekanan tanah diberi oleh:

qav = (q1 + q) / 2 (4.15)

q1 + q r ialah tekanan tanah pada titik I dan F yang ditentukan dengan persamaan (4.10).

Dengan demikian, jumlah daya tindak balas tanah ialah sama dengan qav B1B (iaitu B1 = lebar

jalur dan B = lebar rakit ). Walau bagaimanapun, jumlah beban tiang di atas jalur (Ql + Q2 + Q3

+ Q4) tidak akan sama dengan qav B1B. Hal ini kerana daya ricih antara jalur dengan beban tiang

tidak diambil kira. Oleh itu, tindak balas tanah dan beban tiang perlu diselaraskan, atau diambil

purata.

Beban purata = (q,,.B jB + (Q1 + 0 2+Q,,, + Q)) / 2 (4.16)

Dengan demikian, tindak balas tanah purata yang diubah suai menjadi;

8/8/2019 ASAS CETEK


qav (mod)= (beban purata)

qA,, BIB (4.17)

dan juga faktor ubahsuaian beban tiang menjadi:

F = (beban purata) / (Q1 + Q2 + Q3 + Q 4) (4.18)

Dengan itu, beban tiang yang diubah suai menjadi FQ1, FQ2, FQ, FQ seperti yang digambarkan

dalam Rajah 4.8 (b). Seterusnya gambar rajah daya ricih dan momen untuk jalur ini dapat dilukis.

Prosedur ini diulangi untuk kesemua jalur dalam arah x dan y.

Kaedah Boleh Lentur Hampir

Dalam kaedah ini, tanah diandaikan sebagai setara dengan pegas anjal yang tak terhingga

(infinit) jumlahnya seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.9 (b). Juga kadangkala dirujuk

sebagai 'asas Winkler'. Angkatap anjal pegaspegas andaian ini dirujuk sebagai pekali tindak

balas subgred, K.

Untuk memahami konsep reka bentuk ini, bayangkan sebuah alur dengan lebar B 1 dan mempunyai

panjang yang tak terhingga dan dikenakan dengan beban terpumpun tunggal Q seperti yang

digambarkan dalam Rajah 4.9 (c) Daripada teori mekanik bahan;

M = Er Ir d2z/dx2 (4.19)

8/8/2019 ASAS CETEK


Iaitu M= momen sebarang keratan rentas

Er = momen Young bahan jalur

Ir = momen inersia keratan rentas jalur = (1/12)B1h3

namun demikian,

dM/ dx = daya ricih = V

dan

dV / dx = q = tindak balas tanah

Dengan itu:

d2 M / d x2 = q (4.20)

Menggabungkan persamaan (4.19) dan (4.20)

Er Ir d4z / dx4 = q

8/8/2019 ASAS CETEK


Rajah 4.9: (a) Prinsip reka bentuk kaedah tegar biasa (b) Prinsip reka bentuk kaedah boleh lentur

hampir (c) Alur di atas anjal

Namun demikian, tindak balas tanah

Q = - zK’

iaitu z = pesongan

K’ = KB1

K = pekali tindak balas subgred (kN/m3)

beban per unit luas

8/8/2019 ASAS CETEK


enapan yang dialami oleh asas tersebut

Nilai K ini bukanlah suatu nilai yang malar, tetapi bergantung kepada berbagai-bagai faktor seperti panjang asas (L), lebar asas (B) dan ukur dalam pembenaman. Nilai K ini dapat

ditentukan dengan ujian-ujian luar seperti pembebanan plat dan penusukan piawai (SPT)

seperti yang berikut:

Untuk Asas di Atas Tanah Pasir

K B= K O.3 (B+0.3)2

2B (4.22)

iaitu K B = tindak balas subgred untuk asas BxB (m)

K 0 3 = tindak balas subgred yang diukur dengan plat 0.3 x 0.3m

Untuk Asas di Atas Tanah Liat

8/8/2019 ASAS CETEK


K B = K O 3 (0.3/B) (4.23)

Untuk asas segi empat dengan d imensi BxL di atas tanah yang sama, persamaan 4.22

dan 4.23 di atas diubah suai menjadi:

K = K B (1 + B/L)

1.5 (4.24)

iaitu K = tindak balas subgred untuk asas B x L (m)

Scott (1981) telah mencadangkan untuk tanah-tanah berpasir, nilai K 0.3 dapat diperoleh

daripada ujian rintangan penusukan piawai (SPT) seperti yang berikut:

K 0.3 (MN/m3) = 1.8N (4.25)

Iaitu N ialah nombor rintangan penusukan SPT yang sudah dibetulkan. Vesic (1961) telah

mencadangkan untuk alur-alur yang panjang, tindak balas subgred dapat dianggar dengan

persamaan yang berikut:

K= 0.65 '&SB4.Es) (Er Ir .B(1-u2)) (4.26)

dengan Es = modulus Young tanah

8/8/2019 ASAS CETEK


B = lebar asas

Er = modulus Young alur

Ir = momen inersia keratan rentas alur

υ = nisbah Poisson tanah

Untuk tujuan praktik, persamaan (4.26) di atas dapat dipermudah menjadi:

K = Es / (B (1 - v2)) (4.27)

Seterusnya, persamaan 4.21 dapatlah ditulis semula menjadi;

Er Ir d4 /dz4 = -z.K. B1 (4.28)

Z = e-αx ( A' cos βx + A" sin βx ) (4.29)

dan penyelesaiannya adalah iaitu A' dan A" adalah angkatap, dan

β = (4.20)

dengan b ditakrifkan dalam sebutan (panjang)-1. Parameter ini penting sekali dalam

menentukan sama ada asas rakit tersebut harus direka bentuk dengan kaedah tegar biasa atau

8/8/2019 ASAS CETEK


8/8/2019 ASAS CETEK


Rajah 4.10: Sistem koordinat kartesian untuk rekabentuk kaedah boleh lentur hampir

Momen dalam sistem koordinat polar suatu titik yang disebabkan oleh beban tiang (lihat

Rajah 4.10(a)) diberi oleh persamaan yang berikut:

Momen tangen, (4.33)

Momen jejarian, (4.34)

Di mana, r = jarak jejarian daripada beban alur

Q = beban alur

A1, A2 ialah fungsi r/L’ (lihat rajah 4.11)

Dalam sistem koordinat kartisian:

8/8/2019 ASAS CETEK


mx = mt sin2α + mr cos2α (4.35)

my = mt sin2

α + mr cos2

α (4.36)

- Daya ricih (V) per unit lebar asas diberi:

V = -Q.A3 / 4 L’

Kaedah-kaedah untuk mereka bentuk asas rakit untuk kes-kes rakit diandaikan sebagai tegar

sepenuhnya telahpun dibincangkan. Walau bagaimanapun, dalam keadaan yang sebenar, asas

rakit mempunyai ketegaran yang tak terhingga, dengan perkataan lain, asas-asas ini tidaklah

tegar sepenuhnya dan tidak juga bolehlentur sepenuhnya seperti yang diandaikan. Kesan

ketegaran asas dalam konteks saling tindak antara tanah dan struktur akan dibincangkan dengan

lebih lanjut lagi dalam Bab 8.

8/8/2019 ASAS CETEK


Rajah 4.11: Plot r/L’ melawan A1, A2, A3, untuk reka bentuk kaedah boleh lentur hamper

8/8/2019 ASAS CETEK


combined footing

pad footing

pad footing

strip footing strip footing

raft foundation

continuous footing continuous

footing

asas cetek

Documents