dinding penahan tanah.pdf
TRANSCRIPT
-
PENGGUNAAN TEMBOK PENAHAN KRIB SEBAGAI STRUKTUR PENAHAN TANAH
JAMALEZA BINTI JAMEL
UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA
-
PENGGUNAAN TEMBOK PENAHAN KRIB SEBAGAI STRUKTUR PENAHAN TANAH
JAMALEZA BINTI JAMEL
Laporan projek ini dikemukakan
sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat
penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Kejuruteraan Awam
Fakulti Kejuruteraan Awam
Universiti Teknologi Malaysia
MAC 2005
-
USE OF CRIB WALL AS RETAINING STRUCTURE
JAMALEZA BINTI JAMEL
Project report is submitted
as a partial requirement for the award of
the Bachelor Degree in Civil Engineering
Faculty of Civil Engineering
Universiti Teknologi Malaysia
MARCH 2005
-
Khas Buat
Insan yang sangat disayangi Ayahanda Jamel Bin Hj Yaakub
Bonda Jamaleah Binti Abd. Rashid
Terima Kasih Atas Segala Pengorbanan
Dan
Seluruh Ahli Keluarga Tercinta...
Serta Buat Sahabat Yang Diingati Selalu
Teristimewa Buat Mazlan Bin Mohd Hashim
Terima Kasih Atas Perhatian Dan Kesabaran Yang
Abang Berikan
Tangan ku Tadah, Doa ku Pohon Pada
Yang Esa... Ya Allah, Kau Berilah Kami Kehidupan Yang Dirahmati dan
Diberkati... Amin
-
PENGHARGAAN
Dengan Nama Allah Yang Maha Pemurah Lagi Maha Penyayang
Alhamdulillah, syukur ke hadrat-Nya kerana dengan kekuatan yang diberikan
oleh-Nya membolehkan saya menyiapkan Projek Sarjana Muda ini.
Ingin saya menyampaikan setinggi-tinggi penghargaan dan ucapan terima
kasih kepada Yang Dihormati, Prof. Madya Zaba bin Ismail, selaku
Penyelia Projek Sarjana Muda saya yang banyak memberi tunjuk ajar sepanjang
tempoh penyiapan Projek Sarjana Muda ini.
Ucapan terima kasih juga saya tujukan kepada semua pihak yang terlibat
dalam memberi pertolongan dan bantuan, sama ada secara langsung ataupun tidak
sepanjang tempok penyiapan projek ini.
Selain itu, penghargaan ini ditujukan kepada semua rakan-rakan seperjuangan
yang telah memberikan panduan dan nasihat. Semoga tesis ini dapat dijadikan
sebagai rujukan pada masa hadapan.
Sekian, terima kasih.
-
vi
ABSTRAK
Penggunaan struktur penahan dalam kerja kejuruteraan awam telah mendapat
perhatian dan telah digunakan secara meluas di Malaysia. Penggunaan tembok
penahan ini selaras dengan pembangunan industri pembinaan, dimana semakin
banyak gangguan dilakukan terhadap struktur tanah asal. Jadi, penggunaan tembok
penahan merupakan salah satu alternatif untuk menigkatkan keselamatan terhadap
tanah tersebut disamping mengawal hakisan. Projek ini memfokuskan tentang
penggunaan tembok penahan krib sebagai penahan tanah dan satu kes kajian telah
dibuat untuk memberi gambaran yang lebih jelas tentang fungsi serta penggunaan
tembok penahan. Daripada kajian yang dilakukan, jelas didapati bahawa tembok
penahan krib membantu dari segi kestabilan dan keselamatan cerun tersebut.
-
vii
ABSTRACT
In Malaysia, the use of retaining structures in civil engineering works has
been on the rise. It is widely known that retaining structures are used when soil have
to be retained at slopes steeper than those which they would naturally assume, when
for some practical reasons abrupt changes in ground levels have to be introduced or
when it is necessary to protect soil banks against destructive agencies. Numerous
case studies can be found in the literature on the use of retaining structures in civil
engineering works. The main function of crib wall is to provide the safety and
stability to the slope. This project focused on the crib wall as a soil retaining
structure. The stability fundamentals of crib wall are presented in a manner
understandable to all those concerned with design and stability aspect. It also
implicates a case study to obtain a clear understanding about the use of crib wall in a
stability problem. The crib wall and slope were analyzed in the term of safety and
stability. The function of crib wall as one of the solutions for slope stability is then
evaluated.
-
viii
KANDUNGAN
BAB PERKARA MUKA SURAT
TAJUK i
PENGAKUAN iii
DEDIKASI iv
PENGHARGAAN v
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
KANDUNGAN viii
SENARAI RAJAH xii
SENARAI JADUAL xiii
SENARAI SIMBOL xiv
SENARAI LAMPIRAN xvi
BAB I PENGENALAN
1.1 Pendahuluan 1
1.2 Objektif Kajian 2
1.3 Skop Kajian 3
1.4 Metodologi Kajian 4
-
ix
1.4.1 Rujukan Bahan Ilmiah 5
1.4.2 Temubual dan Perbincangan 5
1.4.3 Kajian Kes 5
BAB II KAJIAN LITERATUR
2.1 Pengenalan 6
2.2 Aspek Kestabilan 6
2.2.1 Definisi 7
2.2.2 Tekanan Sisi 7
2.2.2.1 Teori Tekanan Sisi Oleh
Rankine(1857) 9
2.2.2.2 Teori Tekanan Sisi Oleh
Coulomb(1776) 11
2.3 Kestabilan Cerun 13
2.3.1 Kaedah Bishop dipermudah 15
2.3.2 Kaedah Taylor 16
2.3.3 Kaedah Bishop dan Morgenstern 18
2.4 Kestabilan Tembok Penahan 19
2.4.1 Kegagalan Terhadap Gelinciran 20
2.4.2 Kegagalan Terhadap Putaran 21
2.4.3 Kegagalan Terhadap Keupayaan
Galas 22
2.5 Aspek Rekabentuk 23
2.6 Cara Pemasangan 24
2.7 Kebaikan Dan Keburukan Tembok
Penahan Krib 28
-
x
BAB III KAJIAN KES
3.1 Pengenalan 29
3.2 Profil Tanah 30
3.3 Analisis Cerun Sebelum Tembok Penahan
Krib Dibina 34
3.4 Rekabentuk dan Pembinaan Tembok
Penahan Krib 34
BAB IV ANALISIS DAN KEPUTUSAN
4.1 Pengenalan 35
4.2 Semakan Terhadap Cerun Sedia Ada 36
4.3 Semakan Terhadap Tembok Penahan 38
4.4 Rekabentuk dan Pembinaan 39
4.5 Keputusan 41
BAB V KESIMPULAN DAN CADANGAN 42
-
xi
SENARAI RUJUKAN 44
LAMPIRAN 45
-
xii
SENARAI RAJAH
NO. RAJAH TAJUK MUKA SURAT
Rajah 1.1 Metodologi Kajian 4
Rajah 2.1 Tegasan pada tanah dibahagian hadapan dan belakang
tembok penahan 9
Rajah 2.2 Tekanan sisi aktif dan pasif 10
Rajah 2.3 Analisis tekanan sisi oleh Coulomb 12
Rajah 2.4 Pembahagian hiris dengan kaedah Bishop Dipermudah 16
Rajah 2.5 Carta Taylor 16
Rajah 2.6 Rajah untuk pengiraan factor keselamatan dengan
menggunakan kaedah Taylor 17
Rajah 2.7 Graf Untuk Kaedah Bishop Dan Morgenstern 18
Rajah 2.8 Bentuk-bentuk kegagalan pada tembok penahan 20
Rajah 2.9 Pemasangan komponen mengikut nisbah 1:4 24
Rajah 2.10 Pemasangan kepala unit krib 25
Rajah 2.11 Pemasangan lapisan ke dua 25
Rajah 2.12 Pemasangan kepala pada lapisan ke dua 26
Rajah 2.13 Pemasangan lapisan ke tiga 26
Rajah 2.14 Penimbusan bahan granular 27
Rajah 3.1 Lakaran kawasan kajian 30
Rajah 3.2 Kerja-kerja pemasangan yang sedang dijalankan 31
Rajah 3.3 Profil keratan cerun dikawasan kajian 33
Rajah 4.1 Arka bulatan keratan cerun dikawasan kajian 37
Rajah 4.2 Jasad bebas tembok penahan krib 38
Rajah 4.3 Perincian tembok penahan krib 40
-
xiii
SENARAI JADUAL
NO. JADUAL TAJUK MUKA SURAT
Jadual 4.1 Pengiraan bagi kaedah Fellenius 37
-
xiv
SENARAI SIMBOL
A Luas
B Lebar mengufuk hirisan
c Kejelekitan tanah
c Kejelekitan tanah (tegasan berkesan)
caverage Kejelekitan purata
D Panjang lengan satah kegagalan
D Kedalaman tapak
F.S Faktor keselamatan
H Ketinggian
h Tinggi hirisan
hw Tinggi turus air
Ka Pekali Tekanan aktif
Kp Pekali Tekanan pasif
L Panjang keseluruhan lengkung satah kegagalan
l Lebar hirisan
N Daya normal
Pa Daya tujah aktif
ru Nisbah tekanan air liang
u Tekanan air liang
W Berat
z koordianat kedalaman
sudutuntuk dinding belakang tembok
berat unit tanah
average Berat unit tanah purata
Tegasan
Sudut geseran tanah
-
xv
average Sudut geseran tanah purata Sudut cerun
Sudut satah kegagalan
-
xvi
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN TAJUK MUKA SURAT
Lampiran Keratan Rentas Cerun 45
-
BAB I
PENGENALAN
1.1 Pendahuluan
Penggunaan tembok penahan dalam kerja kejuruteraan awam semakin meluas
di Malaysia. Dari sehari ke sehari, kepentingan tentang penggunaan tembok penahan
semakin diberi perhatian. Kebanyakan projek awam seperti projek pembinaan
bangunan, jalanraya dan sebagainya memerlukan tembok penahan sebagai struktur
penahan tanah daripada runtuh. Ini adalah disebabkab oleh gangguan yang telah
dilakukan terhadap struktur asal tanah tersebut. Apabila gangguan telah dilakukan
terhadap struktur tanah yang asal, seperti kerja-kerja pengorekan dan penambakan,
ini akan mengakibatkan ketidakstabilan terhadap struktur tanah tersebut. Jadi,
tembok penahan telah digunakan sebagai salah satu alternatif untuk menjamin
keselamatan struktur tanah tersebut,.
Peningkatan dalam aktiviti pembinaan memang diakui membawa kesan yang
positif dalam aspek pembangunan negara, tetapi tanpa disedari ia turut memberi
implikasi yang buruk terhadap kestabilan tanah dan ini mengakibatkan kepada
pelbagai masalah geoteknik. Jadi, kajian ini akan membincangkan tentang
penggunaan tembok penahan sebagai penahan tanah daripada runtuh.
-
2
Kajian ini akan cuba mengenalpasti dan memahami kaedah penggunaan
tembok penahan sebagai struktur penahan tanah. Ini melibatkan dari segi
rekabentuknya, jenis serta fungsi, masalah-masalah yang dihadapi, kelebihan dan
kekurangannya dan yang paling penting ialah dari segi aspek kestabilan tembok
penahan tersebut. Beberapa pendekatan yang sesuai akan digunakan untuk
melaksanakan kajian ini.
Kajian ini juga akan lebih memfokuskan tentang tembok penahan krib untuk
mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang penggunaan tembok penahan
sebagai salah satu kaedah penstabilan tanah. Keutamaan akan diberikan kepada
analisis terhadap daya-daya yang boleh menyebabkan kepada kegagalan tembok
penahan krib dan kaedah analisis yang digunakan untuk menilai kestabilan tembok
penahan tersebut. Tetapi analisis yang akan dibuat terhadap kestabilan tembok
penahan ini hanya akan mengambilkira tentang had muktamad(ultimate limit) dan
tidak akan mengambilkira tentang had perkhidmatan (serviceability limit). Ini adalah
kerana, dalam kebanyakan keadaan, had perkhidmatan hanya digunakan semasa
proses rekabentuk sahaja.
1.2 Objektif Kajian
Kajian terhadap tembok penahan krib ini dilakukan untuk mencapai beberapa
tujuan iaitu:
i. Memahami fungsi dan penggunaan tembok penahan krib dalam kerja
kejuruteraan awam
ii. Mengenalpasti kelebihan dan kekurangan tembok penahan krib
berbanding jenis tembok penahan yang lain.
-
3
iii. Memahami aspek rekabentuk tembok penahan krib.
iv. Memahami aspek kestabilan tembok penahan krib termasuk factor-
faktor yang mempengaruhi kestabilan tembok penahan krib, daya-
daya yang menyebabkan ketidakstabilan tembok penahan krib dan
sebagainya.
v. Mengenalpasti jenis tanah yang sesuai untuk pembinaan tembok
penahan krib.
1.3 Skop Kajian
Skop dalam kajian ini merangkumi:
i. Penggunaan tembok penahan krib dalam kerja kejuruteraan awam
ii. Aspek kestabilan dan analisis tembok penahan krib.
iii. Kelebihan dan kekurangan tembok penahan krib.
Kajian ini akan merangkumi semua aspek penting seperti yang telah
dinyatakan di atas. Kajian ini akan turut melibatkan satu kajian kes untuk
mendapatkan pengetahuan dan pemahaman yang lebih mendalam berkenaan dengan
tembok penahan krib.
Kajian ini penting dalam kerja kejuruteraan awam selaras dengan penggunaan
tembok penahan yang semakin meluas di Malaysia. Jadi, ianya penting untuk
-
4
memastikan penggunaannya secara selamat dan berkesan sebagai penahan tanah
daripada runtuh.
Skop kajian yang dijalankan ini juga penting untuk memastikan syarikat
pembinaan dan para jurutera dapat mengaplikasikan penggunaan tembok penahan
secara berkesan supaya ia dapat memberi manfaat kepada semua.
1.4 Metodologi Kajian
Kajian ini menggunakan ke tiga-tiga kaedah di atas sebagai langkah untuk
melengkapkan dan menyiapkan projek sarjana muda ini. Langkah langkah yang
terlibat ialah:
Pendekatan yang
digunakan:
Rujukan bahan
ilmiah
Temubual dan perbincangan
Kajian kes
Rajah 1.1: Metodologi Kajian
-
5
1.4.1 Rujukan Bahan Ilmiah
Rujukan bahan bahan ilmiah amat penting bagi mendapatkan maklumat
yang penting untuk kajian ini. Antara rujukan ilmiah yang digunakan dalam kajian
ini ialah buku-buku rujukan, jurnal, dan sebagainya. Selain itu, pencarian maklumat
daripada laman web juga turut dilakukan untuk mendapatkan maklumat yang lebih
jelas berkenaan dengan kajian ini.
1.4.2 Temubual Dan Perbincangan
Pendapat dan penerangan daripada pelbagai pihak diperolehi daripada
temubual dan perbincangan dengan pihak-pihak tertentu untuk mendapatkan
maklumat yang lebih jelas bekenaan projek ini. Melalui temubual dan perbincangan
yang dilakukan dengan pensyarah-pensyarah di UTM, pihak-pihak syarikat yang
terlibat seperti pihak kontraktor dan perunding, pihak jurutera dan sebagainya,
pelbagai maklumat yang lebih mendalam dapat diperolehi dalm proses menyiapkan
projek ini.
1.4.3 Kajian Kes
Kajian kes turut dibuat bagi mendapatkan gambaran yang lebih jelas
bekenaan dengan kajian ini. Ia turut membantu memberi pemahaman yang lebih
mendalam tentang penggunaan tembok penahan krib sebagai penahan tanah runtuh.
-
BAB II
KAJIAN LITERATUR
2.1 Pengenalan
Kajian ini meliputi aspek-aspek yang berkaitan dengan kestabilan tembok
penahan krib serta aspek rekabentuk tembok penahan krib. Ia juga menyentuh
tentang cara pemasangan tembok penahan krib serta kebaikan dan keburukannya.
2.2 Aspek Kestabilan
Aspek kestabilan amat penting dan menjadi keutamaan dalam penggunaan
tembok penahan sebagai salah satu alternatif untuk mengelakkan tanah daripada
runtuh. Aspek kestabilan akan merangkumi tiga perkara yang paling penting iaitu
tekanan sisi, kestabilan cerun, dan kestabilan tembok penahan itu sendiri.
-
7
2.2.1 Definisi
Kestabilan merujuk kepada keadaan di mana suatu system geoteknik itu tidak
akan mengalami kegagalan atau roboh dengan beban-beban yang munasabah(beban
static atau dinamik, tekanan bendalir, dan sebagainya)
Kefahaman terhadap daya yang menyebabkan kegagalan dan kaedah analisis
diberi keutamaan. Kestabilan tembok penahan adalah bergantung kepada bebarapa
faktor penting antaranya ialah:
i. Tekanan tanah yang bertindak pada dinding tembok penahan tersebut.
ii. Tekanan pasif (passive resistance) yang menyokong tembok penahan
terbabit.
iii. Ketegaran tembok penahan tersebut.
2.2.2 Tekanan Sisi
Apabila menilai tentang kestabilan tembok penahan, tekanan sisi tanah
(lateral earth pressure) adalah perkara yang paling penting untuk diambilkira.
Tekanan sisi tanah ini juga mengambilkira berat tanah yang terlibat. Secara
umumnya, tekanan sisi tanah boleh dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu tekanan
semasa keadaan rehat, tekanan aktif dan tekanan pasif. Ini akan melibatkan dua teori
yang amat penting iaitu:
-
8
i. Teori Coulomb (1776)
ii. Teori Rankine (1857)
Penggunaan ke dua-dua jenis teori ini melibatkan beberapa andaian yang
perlu dibuat iaitu:
i. Tembok penahan itu dalam keadaan tegak (vertical)
ii. Tiada rintangan antara permukaan dinding tembok penahan dan tanah
tersebut.
iii. Permukaan tanah adalah mendatar dan tiada daya ricih yang bertindak
secara mendatar atau menegak.
iv. Tembok penahan tersebut adalah tegar dan tanah adalah pegun.
v. Tanah adalah dalam keadaan longgar(tanah berbijian), sejenis
(homogenous), anjal dan isotropi.
-
9
2.2.2.1 Teori Tekanan Sisi Oleh Rankine(1857)
Jika dinding itu dalam keadaan tegar dan tiada pergerakan yang berlaku, jadi
tegasan efektif menegak dan mendatar ialah:
Tegasan menegak, z = z
Tegasan mendatar, x = Ko z
di mana Ko ialah pekali tekanan sisi pada keadaan pegun. Pekali tekanan aktif dan
pasif pula dinyatakan seperti dibawah:
z
B A
Dinding selepas putaran
Bahagian hadapan dinding
Dinding
Bahagian belakang dinding
Pasif Aktif
B AKp z
z
Ka z
z
Rajah 2.1: Tegasan pada tanah di bahagian hadapan dan belakang tembok penahan (Muni,2000)
-
10
Pekali tekanan aktif, Ka = 1 sin = tan2 ( 45o - / 2) 1 + sin Pekali tekanan pasif, Kp = 1+ sin = tan2 ( 45o + / 2)
1 - sin Tegasan pada elemen A dan elemen B dipanggil Rankine aktif dan rankine pasif.
Jadi daya yang terhasil ialah:
Ho Untuk Rankine aktif: Pa = Ka z = Ka Ho2 0 Ho Untuk Rankine pasif: Pp = Kp z = Kp Ho2 0 Daya-daya tersebut bertindak pada sentroid seperti yang ditunjukkan dalam Rajah
2.2. Dalam kes ini, titik sentroid ialah pada Ho/3 daripada tapak.
Rajah 2.2: Tekanan sisi aktif dan pasif (Muni,2000)
z
Ho Pa= Ka Ho2 Pp = Kp
Ho/3 Ho/3
Kp Ka Ho
Ka zKp z
-
11
Jika terdapat air bawah tanah, tekanan hidrostatik perlu diambilkira semasa mengira
tekanan sisi tanah. Jadi:
Tekanan hidrostatik, u = w hw
di mana hw ialah jarak aras air bawah tanah. Tegasan permukaan turut memberi
kesan terhadap dinding tembok penahan. qs ialah tegasan permukaan. Jadi tekanan
sisi pasif dan aktif tanah ialah:
Tekanan sisi aktif tanah, (x)a = Kaz + Kaqs + (u)a
Tekanan sisi pasif tanah, (x)p = Kpz + Kpqs + (u)p
2.2.2.2 Teori Tekanan Sisi Oleh Coulomb(1776)
Analisis daya tekanan sisi oleh Coulomb adalah berdasarkan kepada had
keseimbangan(limit equilibrium). Langkah penting dalam kaedah had keseimbanagn
ialah:
i. Pemilihan mekanisme kegagalan yang bersesuaian
ii. Mengenalpasti daya yang bertindak pada satah kegagalan
iii. Menggunakan persamaan keseimbangan untuk menentukan pesongan
-
12
Rajah 2.3: Analisis tekanan sisi oleh Coulomb
Andaikan Ho berkeadaan tegak serta tiada daya geseran bertindak, yang
menyokong berat tanah berpermukaan mendatar. Andaian juga dibuat yang tanah
dalam keadaan kering, sama jenis dan kegagalan baji adalah menyerupai satah.
Tanah dalam keadaan kering. Jadi, = .
Fx = Pa + T kos - N sin = 0 Fy = W - T sin - N kos = 0
Berat jasad yang tergelincir ialah:
W = Ho2cot = tan
W
Satah kegagalan
a) tembok penahan
HoPa
Ho cot
N
T
b) Gambarajah jasad bebas untuk keegagalan baji
-
13
Jadi dengan menyelesaikan Pa, diperolehi:
Pa = Ho2cot tan( )
Di mana, = cr = 45o + /2 Jadi, akhirnya diperolehi bahawa:
Pa = Ho2tan2 (45o -/2 ) = Ka Ho2
2.3 Kestabilan Cerun
Cerun iaitu cerun tanah (earthslope) boleh dibahagikan kepada dua bahagian
utama iaitu cerun asli dan cerun buatan. Kestabilan sesuatu cerun itu amat penting
untuk memastikan keselamatan dan kekukuhannya. Untuk memastikan kestabilan
cerun tersebut, penilaian terhadap keelamatan cerun perlulah dilakukan dengan cara
antaranya ialah lawatan tapak, memeriksa keadaan geologi kawasan, hidrogeologi
dan juga model cerakinan. Sesuatu cerun itu perlu dipantau apabila berlaku
pergerakan pada cerun tersebut kesan daripada pertambahan beban atau kehilangan
kekuatan yang akan menyebabkan kegagalan terhadap cerun tersebut boleh berlaku.
Antara sebab atau factor-faktor yang boleh mempengaruhi kestabilan sesuatu
cerun atau menyebabkan kegagalan terhadap cerun tersebut ialah kecerunan cerun
tersebut, pertambahan beban, tekanan air liang yang berlebihan, kehilangan kekuatan
ricih kesan daripada keadaan cuaca, resapan air(seepage) dan sebagainya.
-
14
Terdapat tiga jenis kegagalan terhadap cerun iaitu:
i. Kegagalan baji (wedge failure)
Kegagalan ini biasanya berlaku pada satah yang lemah atau sambungan
yang lemah. Kegagalan baji ialah apabila berlaku pergerakan pada tanah
kesan daripada daya luar.
ii. Kegagalan bulat (circular failure) dan
Kegagalan ini mungkin berlaku pada satah yang bulat atau tidak bulat.
Secara umumnya, kegagalan pada satah bulat dikaitkan dengan keadaan
tanah yang sama jenis (homogeneous) dan kegagalan pada satah tidak
bulat berlaku pada keadaan tanah tak sama jenis (non homogeneous)
iii. Kegagalan gelansar (translational failure)
Kegagalan jenis ini berlaku kesan daripada kehadiran lapisan tanah yang
lemah. Permukaan kegagalan itu bertukar menjadi satah dan selari
dengan permukaan cerun tersebut.
Cu= (analisis tekanan jumlah) 'tan'' += C (analisi tekanan berkesan)
Di mana = tegasan ricih C= kejelekitan tak salir
C=kejelekitan salir
= sudut geseran = nilai tegasan
-
15
Untuk menganalisa kestabilan cerun, beberapa kaedah biasa yang digunakan
adalah seperti:
i. Fellenius/ Swedish/ hiris biasa
ii. Bishop dipermudah
iii. Taylor
iv. Morgenstern-Price
v. Janbu
vi. Dan lain-lain
2.3.1 Kaedah Bishop Dipermudah
Faktor keselamatan, F.S =
sin}]'tan))1((tan'[{
WKruWWbCCb
+++
K =
SFSF .tantan
.tan'tan1
sec
++
Dimana Nisbah tekanan liang, ru,
ru = zu
=zb
ub
=Wub
Jadi, whpu =
Dengan, b = lebar hiris
W= berat tanah di atas arka bulatan
-
16
Rajah 2.4: Pembahagian hiris menggunakan kaedah Bishop Dipermudah
2.3.2 Kaedah Taylor
Analisa kestabilan cerun dngan Kaedah Taylor perlu menggunakan carta
Taylor seperti di bawah;
Rajah 2.5: Carta Taylor
z
b
Garis keseupayaan
-
17
Rajah2.6: Geometri cerun untuk kaedah Taylor
N =H
Cappl
. dan D ialah faktor ukurdalam
Kaedah analisa menggunakan carta Taylor:
a) Dapatkan nilai N, iaitu angka/nombor kemantapan dari carta Taylor
untuk nilai-nilai D, kedalaman dan ,sudut cerun.
b) Dapatka nilai C dengan menggunakan rumus berikut:
)(. HNCappl = c) Kira F.S dengan rumus berikut:
...
CapplCavailSF =
o
H
DH C=Cavail. u = 0o
-
18
2.3.3 Kaedah Bishop Dan Morgenstern
Analisa kestabilan cerun juga boleh dibuat dengan menggunakan kaedah ini.
Faktor keselamatan dikira dengan menggunakan rumus dibawah:
nrumSF =.
Di mana m,n ialah pekali kemantapan yang diperolehi daripada jadual cot o seperti
di bawah,D, dan untuk nilai khusus HC
' dan D ialah factor ukurdalam.
Rajah2.7: Graf Untuk Kaedah Bishop Dan Morgenstern
-
19
HC
' : parameter tak berdimensi
ru : nisbah tekanan liang
zuru = , nilai purata untuk cerun dimana u ialah nilai tekanan air
2.4 Kestabilan Tembok Penahan
Kestabilan tembok penahan secara kasarnya bergantung kepada berat sendiri
tembok penahan tersebut. Sesebuah tembok penahan mestilah mempunyai factor
keselamatan yang mencukupi untuk menghalang putaran, gelinciran, mendapan dan
sebagainya secara berlebihan.
Kestabilan sesebuah tembok penahan boleh diukur dengan menyemak
kestabilannya terhadap beberapa perkara seperti putaran, gelinciran, mendapan dan
sebagainya. Ini akan menentukan sama ada sesebuah tembok penahan itu gagal atau
sebaliknya.
-
20
Rajah2.8: Bentuk-bentuk kegagalan pada tembok penahan
2.4.1 Kegagalan Terhadap Gelinciran
Sesebuah tembok penahan itu mesti dibina supaya mempunyai rintangan
terhadap gelinciran. Iaitu rintangan terhadap gelinciran pada tapak tembok mestilah
lebih besar daripada jumlah daya ufuk(lateral) terhadap tembok. Faktor keselamatan
terhadap gelinciran di beri sebagai:
(FS) T = PaxT ; (FS) T 1.5
-
21
Di mana T ialah rintangan gelinciran pada tapak dan Pax ialah jumlah daya
ufuk(lateral) terhadap tembok tersebut. Rintangan gelinciran ialah T = Rz . Rz ialah
jumlah daya menegak(vertical), b ialah sudut geseran antara tapak dan tanah.
b 21 cs hingga
32 cs
B pula ialah lebar tapak tembok penahan. Jadi Faktor Keselamatan terhadap
gelinciran boleh diberi sebagai:
=)(FSbPazWwWsbPax
bbPaxbPazWsWw
sin)(cos
'tan]sincos)[+++
++
Dimana Ww ialah berat sendiri tembok penahan, Ws ialah berat baji tanah, Paz dan
Pax ialah tekanan aktif vertical dan horizontal, b ialah sudut antara tapak dengan keadaan ufuk. Jadi,
(FS)T= PaxbPazWsWw 'tan)( ++
2.4.2 Kegagalan Terhadap Putaran
Selain mempunyai rintangan terhadap gelinciran, tembok penahan yang
dibina perlu mempunyai rintangan terhadap putaran juga. Putaran sesebuah tembok
-
22
penahan adalah melibatkan penapaknya dan jumlah daya vertical yang bertindak
diberi sebagai:
x = bPaxbPazWsWwaPaxPazxaWsxsWwxw sincos)( ++
++
Di mana Za ialah kawasan atau lokasi di mana daya ufuk aktif bertindak. Tembok
tersebut selamat daripada putaran jika 3B
32Bx ; e = |(B/2 x)|
6B , di mana
e ialah nilai eccentricity bagi jumlah beban pugak dan x= x cos b. Jika b=0, jadi:
x=PazWsWw
PaxZaPazxaWsxsWwxw++
++
2.4.3 Kegagalan Terhadap Keupayaan Galas
Kestabilan terhadap keupayaan galas tanah perlu untuk mengelakkan tembok
penahan tersebut gagal. Tekanan maksimum yang boleh diberi oleh tanah terhadap
tapak tembok mestilah tidak melebihi nilai yang dibenarkan iaitu:
qa=max
Di mana max ialah jumlah daya vertical yang dikenakan dan qa ialah keupayaan
galas tanah yang dibenarkan.
-
23
2.5 Aspek Rekabentuk
Tembok penahan krib dibina secara saling mengunci (interlocking) antara
blok-blok atau unit-unit kotak yang diperbuat daripada kayu iaitu untuk kerja-kerja
sementara (temporary works), konkrit pratuang atau logam. Ruang kosong antara
dua unit ini akan dipenuhi atau ditimbus dengan tanah atau bahan granular kasar
yang lain seperti batu-batu yang hancur supaya ia dapat menyediakan penyaliran air
yang lebih baik. Unit-unit yang dipasang ini mempunyai ruang di antaranya, jadi ia
tidak akan dipengaruhi oleh perubahan iklim.
Terdapat dua jenis tembok penahan krib iaitu yang dibina daripada kayu dan
tembok penahan krib pra tuang. Hanya tembok penahan krib konkrit pra tuang yang
akan dibincangkan kerana jenis ini yang biasa digunakan. Unit-unit krib konkrit
pratuang ini boleh dibawa terus ke tapak pembinaan untuk dipasang.
Dari segi rekabentuknya, dimensi unit-unit krib ini perlu dipilih. Jadi, seperti
yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, f e2 . Ini perlu kerana, jika tidak bahan granular yang ditimbus tidak akan tertahan antara unit-unit krib tersebut. Unit pra
tuang jenis B,seperti yang ditunjuk dalam rajah direkabentuk untuk menampung
atau menerima lenturan. Unit pra tuang jenis A pula, direkabentuk untuk mengambil
daya tegangan termasuk daya ricih yang wujud.
-
24
2.6 Cara Pemasangan
Unit-unit krib ini datang dalam bentuk blok-blok konkrit pra tuang. Jadi, ia
hanya perlu dipasang di tapak bina. Cara-cara pemasangan unit-unit krib ini adalah
seperti berikut:
i. Tapak untuk meletak pasang komponen hendaklah dikorek terlebih
dahulu dan dikonkrit mengikut ketebalan yang sesuai berpandukan
ketinggian tembok yang akan dibina serta mengikut contoh papan
sendeng dengan nisbah 1:4 seperti yang ditunjuk dalam Rajah 2.9.
Rajah 2.9: Pemasangan komponen mengikut nisbah 1:4
ii. Mulakan bahagian hadapan dengan meletakkan komponen konkrit
muka hadapan mengikut garisan dinding di atas lapisan tapak konkrit.
Letakkan konkrit muka belakang dengan kedudukan tengah mengikut
jarak seperti dalam jadual panduan. Kecuraman konkrit muka
hadapan dan belakang diperiksa dengan papan sendeng untuk
mendapat nisbah 1:4 (Rajah 2.9).
-
25
iii. Kepala konkrit pertama diletakkan 500mm dari hujung konkrit muka
belakang dan diikuti dengan jarak 1 meter dari tengah ke tengah.
Lihat Rajah 2.10.
Rajah 2.10: Pemasangan kepala unit krib
iv. Letakkan lapisan ke dua dengan bahagian hadapan dan belakang.
Bahagian hadapan dengan komponen konkrit penutup sementara
bahagian belakang bermula dengan satu komponen konkrit muka
belakang diikuti pula dengan konkrit muka. (Rajah 2.11)
Rajah 2.11: Pemasangan lapisan ke dua
-
26
v. Lapisan ke dua seterusnya diletakkan pula dengan komponen kepala
konkrit di atas lapisan pertama secara terus. (Rajah 2.12)
Rajah 2.12: Pemasangan kepala pada lapisan ke dua
vi. Lakukan gerak kerja seterusnya dengan meletakkan lapisan ke tiga
bahagian hadapan dengan komponen konkrit muka hadapan seperti di
lapisan pertama, diikuti dengan meletakkan konkrit muka belakang
dan blok perenggang untuk bahagian belakang berselang-seli (Rajah
2.13)
Rajah 2.13: Pemasangan lapisan ke tiga
-
27
vii. Ulangi kaedah kerja seperti di atas dan isikan ruang yang kosong
dengan bahan granular yang bersesuaian hingga ke bahagian yang
mana lapisan geofabrik perlu diletakkan sebagai lapisan pemisah di
antara bahagian bahan granular dan tanah tambun dibahagian
penyudah. Lihat Rajah 2.14
Rajah 2.14: Penimbusan bahan granular
viii. Untuk kerja penyudah, letakkan bahagian hadapan dengan komponen
konkrit muka hadapan dan konkrit penutup. Pemasangan dibahagian
belakang tidak diperlukan. Setelah selesai, kerja-kerja pengorekan
longkang kecil atau saluran air perlu dibuat jika perlu seperti dalam
Rajah 2.14.
-
28
2.7 Kebaikan Dan Keburukan Tembok Penaham Krib
Secara umumnya, tembok penahan krib memberi banyak kebaikan dan
faedah dari segi aspek kestabilan. Terdapat pelbagai kebaikan penggunaan tembok
penahan krib berbanding dengan tembok penahan yang lain. Antara kebaikan yang
paling utama ialah ia dapat menyediakan saliran air yang lebih baik berbanding
dengan tembok penahan jenis lain. Ini adalah disebabkan oleh bahan timbusnya
terdiri daripada jenis berbutir(granular). Jadi ia tidak menakung air dan sebagainya.
Selain itu, tembok penahan krib adalah mudah dari segi aspek pembinaanya.
Ini adalah kerana ia datang dalam bentuk pra tuang iaitu dalam bentuk unit-unit krib.
Jadi ia hanya perlu dipasang di tapak pembinaan. Cara pemasangannya pula adalah
mudah dan ini dapat menjimatkan kos dan masa. Tembok penahan krib juga
mempunyai kebaikan dari segi pemandangan(asthetic) dan ia juga mesra alam. Ia
dbina dengan unit-unit krib dan ditimbus dengan bahan granular, jadi diantaranya
boleh ditanam dengan pelbagai jenis tumbuhan yang menarik dan sesuai dibina
dikawasan Bandar yang memerlukan pemandangan yang menarik.
Tembok penahan krib juga mempuyai kebaikan dari segi kekuatannya yang
bertambah dengan usia. Semakin lama umurnya, maka kekuatannya semakin
meningkat dan kukuh. Ini adalah kerana tumbuhan yang ditanam pada tembok
tersebut, menguatkan lagi ikatan antara unit-unit krib.
Selain daripada kebaikan, terdapat juga keburukan pada tembok penahan krib
seperti keadaan ketinggiannya yang terhad. Ini adalah kerana keupayaan tembok
tersebut adalah terhad di mana ia hanya disambung oleh unit-unit krib yang
mempuyai kekuatan yang terhad.
-
BAB III
KAJIAN KES
3.1 Pengenalan
Satu kes kajian telah dilakukan dalam projek ini. Tembok penahan krib
dicadangkan dibina untuk menahan tanah di suatu cerun disepanjang jalan. Ia
melibatkan analisis terhadap kestabilan tembok penahan krib sebelum dan selepas
tembok penahan krib tersebut di bina. Ia dilakukan dengan menentukan factor
keselamatan tembok serta cerun tersebut. Ini dilakukan untuk membandingkan
keselamatan dan kestabilan cerun tersebut sebelum dan selepas tembok penahan
tersebut dibina.
Lokasi tapak kajian ini terletak di Persimpangan Ulu Tiram hingga ke Taman
Bukit Tiram Johor Bahru, Johor Darul Takzim. ( Rajah 3.1 dan Lampiran A1).
Kajian ini bertujuan untuk menunjukkan peranan tembok penahan krib membantu
dalam keselamatan dan kestabilan sesebuah cerun. Ia dilakukan untuk
menambahkan lagi pengetahuan dalam tajuk ini. Kerja-kerja pembinaan ditunjukkan
seperti Rajah 3.2.
-
30
Rajah 3.1: Lakaran kawasan kajian
3.2 Profil Tanah
Daripada kerja penyiasatan tapak yang dilakukan (Lampiran A2), lapisan atas
tanah diliputi oleh pasir dan tanah liat yang berwarna kuning keperangan dan sedikit
batu kerikil. Manakala daripada profil tanah pula didapati lapisan subsoil
mengandungi beberapa lapisan tanah liat atau kelodak yang kurang tumpat dan
separa tumpat serta batu kelikir dan tanah liat berpasir. Profil keratan cerun
dibelakang tembok penahan krib ditunjukkan dalam Rajah 3.3.
Jalan Felda Ulu Tebrau
Kawasan Lapang
Kawasan perumahan
Kawasan Lapang
Ke Taman Bukit Tiram
Cadangan pembinaan tembok penahan krib
Cerun yang ditahan
Ke Kluang
Ke Kota Tinggi
Ke Johor Bahru
-
31
Rajah 3.2: Kerja-kerja pemasangan yang sedang dijalankan
-
32
Tembok penahan krib tersebut dibina sepanjang 30m dan tinggi maksimumnya ialah
13m dengan sudut kecondongan 26o. Permukaan cerun tersebut terdedah dengan
sedikit hakisan tetapi tiada apa-apa kegagalan berlaku. Tiada lelehan air dari dalam
tanah pada permukaan cerun, jadi dapat disimpulkan bahawa aras air berada dibawah
dasar cerun tersebut dan ini telah dibuktikan semasa kerja penyiasatan tanah
dijalankan. Jika sebarang kejadian buruk berlaku, ini mungkin disebabkan oleh
susupan air hujan.
Untuk mengenalpasti kestabilan tembok penahan krib tersebut elemen-
elemen kestabilan seperti kestabilan tembok penahan krib itu sendiri, dan kestabilan
tembok dianalisis dalam bab yang seterusnya. Kestabilan ditentukan dengan mengira
factor keselamatan berdasarkan kepada analisis keseimbangan(equilibrium analysis).
Bagi mengira parameter-parameter tanah yang mempunyai beberapa lapisan,
Jumikis (Jumikis, 1961) telah membuat kesimpulan daripada Teori Rankine dalam
mengira tekanan sisi tanah berdasarkan persamaan di bawah:
c = c1D1 + c2D2 + c3D3 +.+ cnDn) / (D1 + D2 + D3 ++ Dn)
= 1D1 + 2D2 + 3D3 +.+ nDn) / (D1 + D2 + D3 ++ Dn) = 1D1 + 2D2 + 3D3 +.+ nDn) / (D1 + D2 + D3 ++ Dn)
Panjang lengan bagi setiap hirisdikira dengan rumus berikut:
js = = 180
xjx
-
33
Jadi,panjang lengan setiap hiris ialah:
Hiris 1: 9.28m
Hiris 2: 7.83m
Hiris 3: 6.68m
Hiris 4: 6.98m
Hiris 5: 6.10m
Hiris 6: 9.00m
Jadi, parameter-parameter tanah dikira menggunakan persamaan di atas:
Keadaan tapak:
i. Kejelekitan tanah, c = 53.65kN/m2
ii. Sudut geseran, = 15.21o iii. Berat unit tanah, = 18.35kN/m3
iv. Sudut geseran dinding tembok, = 36o
v. Tinggi tembok,h = 13m
Profil tanah ditunjukkan dalam Rajah 3.3 dibawah.
Rajah3.3 : Profil tanah keratan cerun
-
34
3.3 Analisis Cerun Sebelum Tembok Penahan Krib Dibina
Analisis cerun dilakukan dengan menggunakan Kaedah Fellenius sebelum
tembok penahan krib dibina. Ini dilakukan dengan mengira Faktor Keselamatan
cerun tersebut. Pengiraan berkenaan dengan analisis kestabilan dan perbincangan
diterangkan dalam bab yang seterusnya.
Analisis kestabilan setelah tembok penahan krib dibina pula dilakukan untuk
menunjukkan peranan tembok penahan krib. Ia dilakukan dengan membandingkan
Faktor Keselaman sebelum dan selepas tembok penahan krib dibina. Pengiraan
berkenaan dengan analisis kestabilan dan perbincangan diterangkan dalam bab yang
seterusnya.
3.4 Rekabentuk Dan Pembinaan Tembok Penahan Krib
Aspek rekabentuk, pembinaan iaitu pemasangan dan timbus balik tanah
dibelakang tembok penahan krib juga turut menyumbang kepada kestabilan tembok
penahan krib. Jenis bahan yang digunakan untuk menimbus balik dibelakang
tembok tersebut juga penting untuk factor keselamatan. Jadi, perbincangan
mengenai aspek ini, dibuat dalam bab yang seterusnya.
-
BAB IV
ANALISIS DAN KEPUTUSAN
4.1 Pengenalan
Dalam bab ini, analisis terhadap kes kajian yang dipilih dilakukan. Semakan
terhadap kestabilan cerun tanah dibelakang tembok sebelum tembok penahan dibina
serta analisis kestabilan setelah tembok penahan krib dibina dilakukan. Secara
umumnya, kawasan tersebut diliputi oleh beberapa lapisan kelodak, tanah liat dan
batu kelikir yang longgar hingga separa tumpat serta tanah liat berpasir.
Daripada kajian yang dilakukan terhadap keadaan tanah, didapati telah
berlaku sedikit hakisan tetapi tiada kegagalan yang berlaku terhadap cerun tersebut
(Lampiran A3). Tiada lelehan atau susupan daripada air bawah tanah pada
permukaan cerun. Jadi, dapat disimpulkan bahawa aras air terletak jauh daripada
tapak cerun tersebut dan ini telah dibuktikan daripada kerja penyiasatan tanah.
Penilaian terhadap kestabilan cerun tersebut melibatkan kombinasi
pendekatan analitik dan tak analitik. Pendekatan tak analitik melibatkan penilaian
dari segi jangka hayat dan keadan ekonomi dan ia lebih kepada parameter yang tidak
boleh dinilai menggunakan analisis keseimbangan(equilibrium analyses) seperti
-
36
keadan geologi, keadaan hakisan, pergerakan, kesan masa dan corak hujan. Kajian
ini hanya melibatkan pendekatan secara analitik sahaja iaitu analisis keseimbanagan
dari segi faktor keselamatan yang biasanya berdasarkan analisis keseimbangan.
Parameter kejuruteraan diperlukan seperti ketumpatan, kekuatan ricih, dan
sebagainya.
4.2 Semakan Terhadap Cerun Sedia Ada
Analisis kestabilan cerun ini dilakukan dengan membuat anggapan bahawa
tanah adalah dalam keadaan tak salir. Semakan terhadap cerun sedia ada ini
dilakukan dengan menggunakan kaedah Fellenius. Ia dibahagikan kepada enam hiris
dengan lebar 6.25 setiap hiris. Berat, W bagi setiap hiris dikira dengan rumus
berikut:
W = luas keratan rentas x berat unit tanah
lhW = 35.18Luasx= kNm-1
Tinggi setiap hiris pula dikira atau diukur daripada tapak dan diperolehi
daripada rajah seperti yang ditunjukkan dibawah.
-
37
Rajah 4.1: Arka bulatan keratan cerun dikawasan kajian
Keputusan pengiraan ditunjukkan dalam Jadual 4.1.
Jadual 4.1: Pengiraan bagi kaedah Fellenius
Hiris h(m) l(m) W(kN/m) Wcos Wsin
1 4.25 6.25 487.42 313.412 373.365 2 9.63 6.25 1104.44 904.537 633.949 3 9.75 6.25 1118.20 1036.574 419.326 4 8.25 6.25 946.17 929.141 180.719 5 5.38 6.25 617.02 617.019 0.000 6 1.5 8.75 240.84 236.509 -46.001
Jumlah 40 4037.192 1653.36
Faktor Keselamatan, F.S =
sintancos
WWcl+
=36.1653
)21.15tan192.4037(4065.53 + xx = 1.96
-
38
4.3 Semakan Terhadap Tembok Penahan
Semakan terhadap tembok ini dilakukan dengan kaedah konvensional. Daya
yang bertindak terhadap tembok tersebut ialah berat sendiri tembok, W, tekanan aktif
tanah, PA, daya efektif normal, N, dan daya ricih,FR (Rajah 4.2).
Rajah 4.2: Jasad bebas tembok penahan krib
Pekali tekanan aktif, KA ditentukan seperti berikut:
KA = 'sin1'sin1
+
=0.584
Tegasan ufuk dan tegasan menegak dikira untuk menentukan tekanan aktif tanah,
PA.
v(tegasan menegak) = z kos o
= 232.44kNm-2
A(tegasan ufuk) = KA (Z kos o)
= 135.74kNm-2
Jadi, tekanan aktif tanah, PA = AZ
= 882.31 kNm-1
-
39
Berat sendiri tembok, W = (13mx30m) x 18.35
= 71.57 x 102 kNm-1
Daripada keseimbangan normal pada tapak tembok tersebut,
Daya normal, N = Wcos + PA cos(- - )
= 75.54 x 102 kNm-1
Faktor keselamatan tembok penahan krib ini ditentukan dengan rumus berikut:
sin)sin('tan)cos('cos
WaPaPWFS
+=
= 19667048
= 3.58
4.4 Rekabentuk Dan Pembinaan
Aspek rekabentuk dan pembinaan iaitu pemasangan dan penimbusan balik
tanah dibelakang tembok penahan krib juga memainkan peranan yang penting dalam
menentukan kestabilan dan keseimbangan tembok penahan tersebut.
Dalam kes ini, kira-kira antara1m hingga1.5m tebal bahan-bahan atau tanah
berbutir pada tapak tembok penahan tersebut diganti dan dipadatkan kerana kawasan
tersebut diliputi oleh lapisan tanah yang sederhana keras. Ini untuk memastikan
kestabilan serta kekukuhan tembok tersebut apabila dibina. Tanah berbutiran itu,
dipadatkan dalam lapisan yang tidak melebihi 300mm tebal dan perlu mencapai
sekurang-kurangnya 95% darjah pemadatan. Jadi, ia cukup kukuh untuk menyokong
-
40
pembinaan tembok penahan tersebut. Bahan-bahan berbutir yang digunakan sebagai
bahan untuk ditimbus balik ialah batu klikir(gravel) yang bertanah liat dan tanah liat
yang berpasir.
Tembok penahan krib ialah tembok penahan gravity yang diperbuat daripada
konkrit dalam bentuk unit-unit krib yang ditimbus dengan bahan granular diantara
unit-unit krib tersebut. Ia dibina secara saling mengunci di antara unit-unit krib
tersebut.
Tembok penahan krib tersebut dibina sepanjang jalan dengan ketinggian 13m
dan panjang kira-kira 30m. Tembok penahan krib tersebut dikategorikan dalam tiga
jenis iaitu:
i. Konkrit kepala tunggal dengan ketinggian maksimum ialah 5m
ii. Konkrit kepala kembar dengan ketinggian maksimum 9m
iii. Konkrit kepala triple dengan ketinggiam maksimum ialah 13m
Perincian tembok penahan krib tersebut ditunjukkan dalam Rajah 4.3 dibawah.
Rajah 4.3: Perincian tembok penahan krib
-
41
Tembok penahan krib ini adalah keras dan kukuh kerana diperbuat daripada
konkrit dan dipasang secara saling mengunci. Ia juga boleh mengalirkan air dengan
baik iaitu tidak menakung air kerana bahan timbusnya terdiri daripada bahan
berbutir.
4.5 Keputusan
Daripada kajian yang dilakukan iaitu dengan membandingkan keselamatan
cerun tersebut sebelum dan selepas tembok penahan krib dibina, jelas dapat dilihat
bahawa pembinaan tembok penahan krib pada tembok tersebut dapat meningkatkan
lagi keselamatan cerun tersebut. Ini terbukti iaitu faktor keselamatan cerun sebelum
tembok penahan krib itu dibina ialah 1.96 manakala selepas pembinaan tembok
tersebut ialah 3.58. Jadi, cerun tersebut lebih stabil dan selamat selepas tembok
tersebut dibina.
-
BAB IV
ANALISIS DAN KEPUTUSAN
4.1 Pengenalan
Dalam bab ini, analisis terhadap kes kajian yang dipilih dilakukan. Semakan
terhadap kestabilan cerun tanah dibelakang tembok sebelum tembok penahan dibina
serta analisis kestabilan setelah tembok penahan krib dibina dilakukan. Secara
umumnya, kawasan tersebut diliputi oleh beberapa lapisan kelodak, tanah liat dan
batu kelikir yang longgar hingga separa tumpat serta tanah liat berpasir.
Daripada kajian yang dilakukan terhadap keadaan tanah, didapati telah
berlaku sedikit hakisan tetapi tiada kegagalan yang berlaku terhadap cerun tersebut
(Lampiran A3). Tiada lelehan atau susupan daripada air bawah tanah pada
permukaan cerun. Jadi, dapat disimpulkan bahawa aras air terletak jauh daripada
tapak cerun tersebut dan ini telah dibuktikan daripada kerja penyiasatan tanah.
Penilaian terhadap kestabilan cerun tersebut melibatkan kombinasi
pendekatan analitik dan tak analitik. Pendekatan tak analitik melibatkan penilaian
dari segi jangka hayat dan keadan ekonomi dan ia lebih kepada parameter yang tidak
boleh dinilai menggunakan analisis keseimbangan(equilibrium analyses) seperti
-
36
keadan geologi, keadaan hakisan, pergerakan, kesan masa dan corak hujan. Kajian
ini hanya melibatkan pendekatan secara analitik sahaja iaitu analisis keseimbanagan
dari segi faktor keselamatan yang biasanya berdasarkan analisis keseimbangan.
Parameter kejuruteraan diperlukan seperti ketumpatan, kekuatan ricih, dan
sebagainya.
4.2 Semakan Terhadap Cerun Sedia Ada
Analisis kestabilan cerun ini dilakukan dengan membuat anggapan bahawa
tanah adalah dalam keadaan tak salir. Semakan terhadap cerun sedia ada ini
dilakukan dengan menggunakan kaedah Fellenius. Ia dibahagikan kepada enam hiris
dengan lebar 6.25 setiap hiris. Berat, W bagi setiap hiris dikira dengan rumus
berikut:
W = luas keratan rentas x berat unit tanah
lhW = 35.18Luasx= kNm-1
Tinggi setiap hiris pula dikira atau diukur daripada tapak dan diperolehi
daripada rajah seperti yang ditunjukkan dibawah.
-
37
Rajah 4.1: Arka bulatan keratan cerun dikawasan kajian
Keputusan pengiraan ditunjukkan dalam Jadual 4.1.
Jadual 4.1: Pengiraan bagi kaedah Fellenius
Hiris h(m) l(m) W(kN/m) Wcos Wsin
1 4.25 6.25 487.42 313.412 373.365 2 9.63 6.25 1104.44 904.537 633.949 3 9.75 6.25 1118.20 1036.574 419.326 4 8.25 6.25 946.17 929.141 180.719 5 5.38 6.25 617.02 617.019 0.000 6 1.5 8.75 240.84 236.509 -46.001
Jumlah 40 4037.192 1653.36
Faktor Keselamatan, F.S =
sintancos
WWcl+
=36.1653
)21.15tan192.4037(4065.53 + xx = 1.96
-
38
4.3 Semakan Terhadap Tembok Penahan
Semakan terhadap tembok ini dilakukan dengan kaedah konvensional. Daya
yang bertindak terhadap tembok tersebut ialah berat sendiri tembok, W, tekanan aktif
tanah, PA, daya efektif normal, N, dan daya ricih,FR (Rajah 4.2).
Rajah 4.2: Jasad bebas tembok penahan krib
Pekali tekanan aktif, KA ditentukan seperti berikut:
KA = 'sin1'sin1
+
=0.584
Tegasan ufuk dan tegasan menegak dikira untuk menentukan tekanan aktif tanah,
PA.
v(tegasan menegak) = z kos o
= 232.44kNm-2
A(tegasan ufuk) = KA (Z kos o)
= 135.74kNm-2
Jadi, tekanan aktif tanah, PA = AZ
= 882.31 kNm-1
-
39
Berat sendiri tembok, W = (13mx30m) x 18.35
= 71.57 x 102 kNm-1
Daripada keseimbangan normal pada tapak tembok tersebut,
Daya normal, N = Wcos + PA cos(- - )
= 75.54 x 102 kNm-1
Faktor keselamatan tembok penahan krib ini ditentukan dengan rumus berikut:
sin)sin('tan)cos('cos
WaPaPWFS
+=
= 19667048
= 3.58
4.4 Rekabentuk Dan Pembinaan
Aspek rekabentuk dan pembinaan iaitu pemasangan dan penimbusan balik
tanah dibelakang tembok penahan krib juga memainkan peranan yang penting dalam
menentukan kestabilan dan keseimbangan tembok penahan tersebut.
Dalam kes ini, kira-kira antara1m hingga1.5m tebal bahan-bahan atau tanah
berbutir pada tapak tembok penahan tersebut diganti dan dipadatkan kerana kawasan
tersebut diliputi oleh lapisan tanah yang sederhana keras. Ini untuk memastikan
kestabilan serta kekukuhan tembok tersebut apabila dibina. Tanah berbutiran itu,
dipadatkan dalam lapisan yang tidak melebihi 300mm tebal dan perlu mencapai
sekurang-kurangnya 95% darjah pemadatan. Jadi, ia cukup kukuh untuk menyokong
-
40
pembinaan tembok penahan tersebut. Bahan-bahan berbutir yang digunakan sebagai
bahan untuk ditimbus balik ialah batu klikir(gravel) yang bertanah liat dan tanah liat
yang berpasir.
Tembok penahan krib ialah tembok penahan gravity yang diperbuat daripada
konkrit dalam bentuk unit-unit krib yang ditimbus dengan bahan granular diantara
unit-unit krib tersebut. Ia dibina secara saling mengunci di antara unit-unit krib
tersebut.
Tembok penahan krib tersebut dibina sepanjang jalan dengan ketinggian 13m
dan panjang kira-kira 30m. Tembok penahan krib tersebut dikategorikan dalam tiga
jenis iaitu:
i. Konkrit kepala tunggal dengan ketinggian maksimum ialah 5m
ii. Konkrit kepala kembar dengan ketinggian maksimum 9m
iii. Konkrit kepala triple dengan ketinggiam maksimum ialah 13m
Perincian tembok penahan krib tersebut ditunjukkan dalam Rajah 4.3 dibawah.
Rajah 4.3: Perincian tembok penahan krib
-
41
Tembok penahan krib ini adalah keras dan kukuh kerana diperbuat daripada
konkrit dan dipasang secara saling mengunci. Ia juga boleh mengalirkan air dengan
baik iaitu tidak menakung air kerana bahan timbusnya terdiri daripada bahan
berbutir.
4.5 Keputusan
Daripada kajian yang dilakukan iaitu dengan membandingkan keselamatan
cerun tersebut sebelum dan selepas tembok penahan krib dibina, jelas dapat dilihat
bahawa pembinaan tembok penahan krib pada tembok tersebut dapat meningkatkan
lagi keselamatan cerun tersebut. Ini terbukti iaitu faktor keselamatan cerun sebelum
tembok penahan krib itu dibina ialah 1.96 manakala selepas pembinaan tembok
tersebut ialah 3.58. Jadi, cerun tersebut lebih stabil dan selamat selepas tembok
tersebut dibina.
-
BAB V
KESIMPULAN DAN CADANGAN
Daripada kajian yang dilakukan dalam menyiapkan Projek Sarjana Muda ini,
dapat disimpulkan bahawa penggunaan tembok penahan krib dalam industri
pembinaan boleh diperluaskan lagi. Ini adalah kerana ia mempunyai pelbagai
kebaikan berbanding dengan tembok penahan jenis lain seperti yang telah dinyatakan
dalam bab yang sebelumnya.
Jadi penggunaan tembok penahan krib sebagai struktur penahan tanah perlu
diberi perhatian yang lebih selaras dengan pelbagai kebaikannya. Pada masa
sekarang, penggunaan tembok penahan krib dalam industri pembinaan boleh
dikatakan agak terhad. Ia biasanya hanya digunakan untuk menahan tanah atau
cerun dikawasan kawasan jalanraya atau lebuhraya atas sebab-sebab factor astetik.
Jadi, diharapkan pada masa hadapan, ia dapat digunakan secara meluas
memandangkan ia lebih menjimatkan kos dan tidak memerlukan kemahiran yang
tinggi. Kepakaran hanya diperlukan untuk pemasangan unit-unit krib dan
mempunyai pelbagai lagi kebaikan berbanding tembok penahan lain.
-
43
Tembok penahan krib digunakan untuk memastikan keselamatan sesebuah
cerun. Untuk menjamin keselamatan cerun, beberapa perkara lain boleh dilakukan
antaranya ialah memperbaiki sistem perparitan dan perlindungan permukaan cerun.
Jadi selaras dengan kebaikan tembok penahan krib, dicadangkan bahawa
kajian terhadap penggunaanya dilakukan supaya ia dapat digunakan secara meluas
dan dapat dimanfaatkan untuk kebaikan bersama.
-
45
LAMPIRAN