unit 17 ( pengenalan kepada pengukuhan )

Diploma Kej. Awam

C4008/17/1

UNIT 17

PENGENALAN KEPADA PENGUKUHANOBJEKTIFObjektif Am :Memahami tentang pengukuhan tanah.

Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :1. menyatakan konsep pengukuhan. 2. menghuraikan proses pengukuhan dan enapan tanah. 3. menerangkan istilah-istilah berikut : pekali kebolehmampatan isipadu, Mv pekali pengukuhan, Cv darjah pengukuhan, Uv faktor masa, Tv 4. menerangkan kaedah ujian Odometer.

NORAINAZAIDIMEGAT-PPD

Diploma Kej. Awam

C4008/17/2

INPUT17.0 Konsep Pengukuhan

Lapisan tanah liat yang tepu

Rajah 17a Dengan melihat Rajah 17a, fikirkan apakah yang berlaku kepada lapisan tanah liat apabila beban statik bangunan dikenakan ke atasnya ? Mungkin jawapan anda tanah liat tersebut akan mendap atau mengenap, tapi tahukah anda semasa tanah tersebut mendap proses apakah yang terjadi ? Tanah liat cenderung untuk mengukuh kerana ianya mempunyai kebolehtelapan yang rendah .Oleh itu ianya memerlukan masa yang lebih lama untuk mencapai pengukuhan yang sempurna. Dalam kes beban bangunan di atas, mungkin ianya memerlukan puluhan tahun untuk mencapai pengukuhan sempurna. Pengiraan tentang jangkamasa enapan dan enapan boleh dilakukan untuk kes di Rajah 17a.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/3

Kenapakah tanah yang mengukuh hanya berlaku dalam lapisan tanah liat sahaja dan bukannya pasir ? Perhatikan Rajah 17b. Apabila beban statik berterusan dikenakan ke atas jisim tanah, mampatan tanah berlaku dan ini menyebabkan air yang berada dalam rongga tanah diusir keluar. Oleh kerana tanah liat mempunyai kebolehtelapan yang rendah, pengusiran air daripada rongga tanah mengambil jangkamasa yang panjang. Rongga yang kosong akan dipenuhi butiran tanah yang semakin rapat dan padat. Inilah yang dinamakan sebagai pengukuhan.

air

Butiran tanah

Rajah 17b 17.1 Proses Pengukuhan dan enapan tanah Anda telah didedahkan kepada konsep pengukuhan tetapi tahu kah anda bagaimana proses ini berlaku ? Untuk menghuraikan tentang proses pengukuhan tanah, ianya boleh digambarkan dengan satu analogi yang mudah menggunakan model rheologi seperti Rajah 17.1. Di dalam analogi ini kita menggunakan spring yang mewakili rangka tanah yang boleh dimampatkan ; air di dalam silinder yang mewakili air liang di dalam tanah dan injap P injap yang mempunyai garispusat tertentu yang mewakili ketelapan tanah. Proses pengukuhan ini P berlaku dalam satu hala sahaja. omboh

P

a

b Rajah 17.1

cNORAINAZAIDIMEGAT-PPD

Diploma Kej. Awam

C4008/17/4

Sekiranya beban P dikenakan ke atas omboh dengan injap

Sekiranya beban P dikenakan ke atas omboh dengan injap tertutup( Rajah 17.1a), omboh tidak akan bergerak (dengan menganggap air tidak boleh dimampatkan), mengakibatkan tiada beban yang boleh dipindahkan kepada spring. Di sini, kesemua beban ditanggung oleh air. Keadaan ini, dengan injap tertutup adalah sama dengan keadaan tidak tersalir di dalam tanah. Sekiranya injap dibuka, air akan dipaksa keluar melalui injap pada kadar yang diberikan oleh garispusat lubang. Ini akan membenarkan omboh bergerak dan spring termampat disebabkan beban dipindahkan kepadanya (Rajah 17.1b). Pada bila-bila masa, pertambahan beban ke atas spring adalah bergantung kepada pengurangan tekanan di dalam air. Akhirnya kesemua beban akan diambil oleh spring (Rajah 17.1c), dan omboh berada dalam keadaan rehat. Ini menunjukkan keadaan tersalir di dalam tanah. Pergerakan omboh mewakili perubahan isipadu di dalam tanah dan ianya bergantung kepada kebolehmampatan omboh. Daripada analogi ini anda boleh lihat bahawa proses pengukuhan melibatkan 3 ciri-ciri utama : i. aliran air


Diploma Kej. Awam

C4008/17/5

dikawal oleh ketelapan tanah (merujuk kepada injap yang dibuka dan ditutup) ii.kebolehmampatan kebolehmampatan spring adalah serupa dengan kebolehmampatan rangka tanah. iii. pemindahan tekanan untuk tanah tepu prinsip tekanan efektif berlaku di mana P0 = P - U

Bolehkan anda huraikan kembali bagaimana proses pengukuhan berlaku dengan menggunakan ayat sendiri berdasarkan kefahaman anda ? Kalau boleh, syabas. Jika tidak, fahami semula input yang diberi.

Sekarang, lihat kembali Rajah 17a. Beban statik bangunan akan menyebabkan berlakunya enapan tanah. Rekabentuk asas cerucuk hendaklah mempertimbangkan enapan yang berlaku ini. Bagi lapisan tanah liat (tanah berjelekit) tiga jenis enapan di ambil kira dalam mendapatkan jumlah enapan. Ianya adalah : i. enapan anjal berlaku disebabkan ubahbentuk anjal tanah yang dibebankan tanpa perubahan dalam kandungan air.Ianya berlaku dalam jangka masa yang pendek. enapan pengukuhan berlaku disebabkan tanah mengukuh di mana air diusir keluar dari rongga tanah secara perlahan. Dalam proses pengukuhan ubahbentuk tanah berlaku dengan pengurangan isipadu.Ianya belaku dalam jangka masa yang panjang. rayapan

ii.

iii.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/6

berlaku disebabkan oleh butiran tanah cuba menyusun semula kedudukan mereka dalam rongga yang ditinggal oleh air. Selalunya berlaku selepas enapan pengukuhan Diharap anda dapat membezakan diantara ketiga-tiga jenis enapan ini.

17.2

Istilah-istilah penting dalam pengukuhan 17.2.1. Pekali kebolehmampatan, Mv Keterikan isipadu per unit pertambahan tegasan. Kadar pengukuhan bergantung kepada kebolehmampatan tanah dan perubahan tegasan.Mv = e1 e2 1 1 + e1 P

Oleh kerana,Mv =

H e1 e2 = , maka H P

H 1 H P

di mana , e1 = nisbah rongga asal/awal e2 = nisbah rongga baru selepas pertambahan tegasan P = pertambahan tegasan H = perubahan tebal lapisan tanah H = tebal lapisan tanah Nilai Mv yang didapati digunakan untuk mengira pengukuhan yang berlaku ke atas tanah bila pertambahan tegasan yang tertentu.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/7

17.2.2

Pekali pengukuhan, Cv Selain daripada kebolehmampatan dan perubahan tegasan, kadar pengukuhan yang berlaku juga dipengaruhi oleh jarak saliran dan pekali ketelapan, k.Cv = k wM v

di mana

k = pekali ketelapan tanah w = berat unit air Mv = pekali kebolehmampatan Nilai Cv membolehkan kita meramalkan dengan darjah pengukuhan dan faktor masa. 17.2.3 Faktor Masa, Tv Digunakan untuk megira jangka masa t yang dikehendaki untuk tanah itu mengenap. Tv =

Cvt di mana d2

Cv = pekali pengukuhan t = jangka masa enapan d = jarak saliran

17.2.4

Darjah Pengukuhan, Uv Ukuran sebanyak mana tanah itu mengukuh.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/8

Uv =

Enapan pengukuhan pd masa t Jumlah enapan pengukuhan

Uv =

H t H T

Apa dia Uv, Tv ? Eh! Kena hafal ni..

17.3 Kaedah Ujian Pengukuhan


Diploma Kej. Awam

C4008/17/9

Ingat kembali Rajah 17.1 Bagaimanakah jumlah enapan dan Jangkamasa enapan boleh diperolehi.

Sampel tanah liat hendaklah di ambil pada kedalaman tertentu di tapak binaan dalam keaadaan tidak terganggu. Tolok dail

Sampel tanah

beban

air

Cakera berliang

beban

Ujian ke atas sampel tersebut boleh dilakukan di makmal. Di antara kaedah yang lazim digunakan ialah :

17.3.1

Kaedah Ujian Oedometer Rajah 17.3. menunjukkan alat oedometer yang digunakan dalam ujian pengukuhan. Sampel tanah dimasukkan ke dalam satu gelang pemotong keluli. Cakera berliang yang ditepukan dengan air tak berudara diletakkan di bahagian atas dan bawah sample yang


Rajah 17.3. Oedometer

Diploma Kej. Awam

C4008/17/10

kemudiannya oedometer.

di

masukkan

ke

dalam

Beban tegak dikenakan dan mampatan yang terhasil diukur pada selangan masa dengan menggunakan tolok dail. Bacaan diambil sehingga sample tersebut mencapai pengukuhan sepenuhnya (lazimnya selama 24 jam). Tambahan beban yang selanjutnya kemuduan dikenakan dan tatacara diulangi sehingga julat tegasan sepenuhnya berlaku di tapak di dapati di dalam ujian. Selepas sampel terkukuh di bawah tambahan beban akhir, tekanan dikurangkan secara berperingkat pada selangan 24 jam. Selepas keseluruhan pembebanan dibuang, ketebalan akhir sampel diperolehi. Keputusan ditunjukkan dengan memplot tebal tanah atau nisbah lompang pada akhir setiap masa pertambahan melawan tegasan berkesan.

Bagaimana ! Bolehkah anda menerangkan semula kaedah ini dengan tepat ? Baiklah cuba aktiviti berikut bagi menguji kefahaman anda tentang pengukuhan tanah.

AKTIVITI 17AUji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/11

SELAMAT MENCUBA !!! Aktiviti 17A-1 Daripada kenyataan di bawah, pilih kenyataan-kenyataan yang yang anda fikir betul tentang konsep pengukuhan. a. b. c. d. e. air diusir keluar daripada rongga tanah udara diusir keluar daripada rongga tanah berlaku dalam jangkamasa yang panjang menerima beban statik secara berterusan berlaku dalam tanah yang mempunyai ketelapan yang tinggi

Aktiviti 17A-2 Tandakan mengikut turutan proses pengukuhan tanah. P P injap P omboh a b c

Aktiviti 17A-3 Padankan rumus bagi istilah pengukuhan berikut :

H 1 H P

H t H T

Cvt d2


Diploma Kej. Awam

C4008/17/12

Tv Aktiviti 17A- 4

Uv

Mv

Sampel tanah liat di dalam oedometer dikenakan beban tegak dan mendatar sehingga pengukuhan sepenuhnya tercapai dalam tempoh 24 jam. Bacaan tolok dail di ambil pada selangan masa. Kemudian tambahan beban dikenakan. Adakah kenyataan tentang ujian oedometer di atas betul atau salah. Jika salah, berikan alasan.

MAKLUM BALASPenyelesaian Aktiviti 17A-1 Kenyataan yang betul tentang pengukuhan a. air diusir keluar daripada rongga tanah c. berlaku dalam jangkamasa yang panjang d. menerima beban statik secara berterusan


Diploma Kej. Awam

C4008/17/13

Penyelesaian Aktiviti 17A-2 Turutan proses pengukuhan b, a, c Penyelesaian Aktiviti17A-3H 1 H P

H t H T

Cvt d2Mv

Tv

Uv

Penyelesaian Aktiviti 17A-4 Salah. Beban hanya dikenakan secara tegak sahaja bukannya Secara tegak dan mendatar.

PENILAIAN KENDIRIANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini bagi mengetahui objektif unit ini telah tercapai. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/14

SELAMAT MENCUBA ! ! SEMOGA BERJAYA ! ! Soalan 1 Nyatakan konsep pengukuhan. Soalan 2 Huraikan proses pengukuhan tanah. Soalan 3 Terangkan istilah-istilah penting pengukuhan berikut : a. Pekali kebolehmampatan, Mv b. Faktor masa, Tv c. Darjah pengukuhan, Uv Soalan 4 Terangkan kaedah Ujian Oedometer.

Syabas, jika anda berjaya ! Teruskan ke unit berikutnya. Ulangi semula unit ini, jika Anda gagal!

MAKLUM BALAS KENDIRIAdakah anda telah mencuba dahulu ? Jika YA, Sila semak jawapan andaPenyelesaian Soalan 1


Diploma Kej. Awam

C4008/17/15

Pengusiran air daripada rongga tanah akibat kenaan beban statik berterusan.Berlaku pada tanah berketelapan rendah seperti tanah liat. Oleh yang demikian tempoh pengukuhan adalah dalam jangkamasa yang panjang. Penyelesaian Soalan 2

P

injap

P P omboh

a

b

c

Sekiranya beban P dikenakan ke atas omboh dengan injap tertutup (a), omboh tidak akan bergerak (dengan menganggap air tidak boleh dimampatkan), mengakibatkan tiada beban yang boleh dipindahkan kepada spring. Di sini, kesemua beban ditanggung oleh air. Keadaan ini, dengan injap tertutup adalah sama dengan keadaan tidak tersalir di dalam tanah.

Sekiranya injap dibuka, air akan dipaksa keluar melalui injap pada kadar yang diberikan oleh garispusat lubang. Ini akan membenarkan omboh bergerak dan spring termampat disebabkan beban dipindahkan kepadanya (b). Pada bila-bila masa, pertambahan beban ke atas spring adalah bergantung kepada pengurangan tekanan di dalam air.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/16

Akhirnya kesemua beban akan diambil oleh spring (c), dan omboh berada dalam keadaan rehat. Ini menunjukkan keadaan tersalir di dalam tanah. Pergerakan omboh mewakili perubahan isipadu di dalam tanah dan ianya bergantung kepada kebolehmampatan omboh. Daripada analogi ini anda boleh lihat pengukuhan melibatkan 3 ciri-ciri utama : bahawa proses

i. aliran air dikawal oleh ketelapan tanah (merujuk kepada injap yang dibuka dan ditutup) ii. kebolehmampatan kebolehmampatan spring adalah kebolehmampatan rangka tanah

serupa

dengan

iii. pemindahan tekanan untuk tanah tepu prinsip tekanan berkesan berlaku di mana Po = P-U

Penyelesaian Soalan 3 a. Pekali kebolehmampatan isipadu, Mv Keterikan isipadu per unit pertambahan tegasan. Kadar pengukuhan bergantung kepada kebolehmampatan tanah dan perubahan tegasan.


Diploma Kej. Awam

C4008/17/17

Mv =

H 1 H P

b. Faktor Masa, Tv Digunakan untuk megira jangkamasa t yang dikehendaki untuk tanah itu mengenap. Tv =

Cvt d2

c. Darjah pengukuhan, Uv Ukuran sebanyak mana tanah itu mengukuh. Uv = Enapan pengukuhan pada masa t Jumlah enapan pengukuhanH t H T

Uv =

Penyelesaian Soalan 4 Kaedah Ujian Oedometer Sampel tanah dimasukkan ke dalam satu gelang pemotong keluli. Cakera berliang yang ditepukan dengan air tak berudara diletakkan di bahagian atas dan bawah sample yang kemudiannya di masukkan ke dalam oedometer. Beban tegak dikenakan dan mampatan yang terhasil diukur pada selangan masa dengan menggunakan tolok dail. Bacaan diambil sehingga sample tersebut mencapai pengukuhan sepenuhnya (lazimnya selama 24 jam). Tambahan beban yang selanjutnya kemuduan dikenakan dan tatacara diulangi sehingga julat tegasan sepenuhnya berlaku di tapak di dapati di dalam ujian. Selepas sampel terkukuh di bawah tambahan beban akhir, tekanan dikurangkan secara berperingkat pada selangan 24 jam. Selepas keseluruhan pembebanan dibuang, ketebalan


Diploma Kej. Awam

C4008/17/18

akhir sampel diperolehi. Keputusan ditunjukkan dengan memplot tebal tanah atau nisbah lompang pada akhir setiap masa pertambahan melawan tegasan berkesan.


unit 17 ( pengenalan kepada pengukuhan )

Documents