widjojo a. prakoso · dinding penahan tanah gravitasi dan cantilever sheetpile sistem penahan tanah...

2/27/2019

1

TEORI TEKANAN TANAH

SISTEM PENAHAN TANAH SEDERHANA / DANGKAL

Widjojo A. Prakoso

Workshop Sertifikasi G-1 – HATTI

TEORI TEKANAN TANAH (1)

• Menguasai tekanan tanah yang bekerja– Dapat membedakan tekanan tanah vertikal

dan tekanan tanah horizontal

– Dapat menjelaskan fungsi dari tekanan tanah vertikal dan horizontal

– Dapat menjelaskan tentang tegangan total dan tegangan efektif

– Dapat menjelaskan tentang tekanan aktif dan pasif

2/27/2019

2


• Menguasai teori tekanan tanah– Dapat menghitung tekanan tanah vertikal

total dan efektif

– Dapat menggunakan teori Rankine dalam menghitung tekanan tanah lateral

– Dapat menggunakan teori Coulomb dalam menghitung tekanan tanah lateral


• Menguasai parameter tanah yang dibutuhkan– Dapat menjelaskan tentang kuat geser

total (undrained) dan kuat geser efektif (drained)

– Dapat menjelaskan bagaimana mendapatkan parameter kuat geser total dan efektif

– Dapat menetapkan parameter tanah yang digunakan untuk perhitungan tekanan tanah

2/27/2019

3

SISTEM PENAHAN TANAH SEDERHANA / DANGKAL (1)• Menguasai jenis dan sistem penahan

tanah sederhana– Dapat menjelaskan fungsi dari sistim

penahan tanah

– Dapat menjelaskan perbedaan sistim penahan tanah sederhana dan sistim penahan tanah kompleks

– Dapat menjelaskan kapan digunakan dinding penahan tanah gravitasi dan cantilever sheetpile

SISTEM PENAHAN TANAH SEDERHANA / DANGKAL (2)

• Menguasai metode perhitungan sistem penahan tanah– Dapat menggunakan teori Rankine dan teori Coulomb untuk

menghitung tekanan tanah lateral

– Dapat menghitung dan menentukan tipe dan dimensi dari sistim penahan tanah gravitasi

– Dapat menghitung dan menentukan tipe dan dimensi dari sistim penahan tanah cantilever sheetpile

– Dapat menggunakan konsep tegangan total dan tegangan efektif

2/27/2019

4

SISTEM PENAHAN TANAH SEDERHANA / DANGKAL (3)

• Menguasai parameter tanah yang dibutuhkan– Dapat menjelaskan tentang kuat geser total

(undrained) dan kuat geser efektif (drained)

– Dapat menjelaskan bagaimana mendapatkan parameter kuat geser total dan efektif

– Dapat menetapkan parameter tanah yang digunakan untuk perhitungan sistim penahan tanah

Review

• Review parameter tanah

• Tekanan lateral tanah– Kondisi diam

– Perubahan: Aktif & Pasif

• Dinding penahan tanah– Dinding gravitasi & kantilever

– Cantilever sheetpile walls

2/27/2019

5

Review

• Review parameter tanah• Tekanan lateral tanah

– Kondisi diam




Sands

2/27/2019

6

Clays: Pemilihan Parameter

TRIAXIAL TESTS & DRAINED UNDRAINED STRENGTH

• Undrained strength:

- UU Triaxial

- CU Triaxial without p.p. measurement

Bila tanah telah terkonsolidasi

misalnya pd Staged Construction

• Drained strength:

- CD Triaxial

- CU Triaxial with p.p. measurement

2/27/2019

7

Review


• Tekanan lateral tanah

–Kondisi diam– Perubahan: Aktif & Pasif



2/27/2019

8

TEKANAN LATERAL TANAH DIAM

• Tanah tidak digali, kondisinya adalah tekanan lateral tanah diam (at rest lateral pressure)

• Jika tidak movement dari dinding, kondisinya adalah tekanan lateral tanah diam (at rest lateral pressure)

• Koefisien:

Ko = [1 – sin(φ’)] √OCR

NILAI Ko

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 20 40 60 80

Sudut Geser (o)

Ko

2/27/2019

9

sat

TEKANAN LATERAL TANAH DIAM – SAT.

H

v = satꞏH‘v = v – wꞏH

‘h = Ko ꞏ ‘vh = ‘h + wꞏH

TEKANAN LATERAL TANAH

• v = 100 kN/m2 [Vertical Total Stress]

• u = 40 kN/m2

• K = 0.5

• ’v = v – u [Vertical Effective Stress]

= (100 – 40) kN/m2 = 60 kN/m2

• ’h = K ꞏ ’v [Lateral Effective Stress]

= 0.5 ꞏ 60 kN/m2 = 30 kN/m2

• h = ’h + u [Lateral Total Stress]

= (30 + 40) kN/m2 = 70 kN/m2

2/27/2019

10

Review



–Perubahan: Aktif & Pasif• Dinding penahan tanah

– Dinding gravitasi & kantilever


PERUBAHAN TEK. LATERAL

• Rankine: Lower Bound

• Coulomb: Upper Bound

• Beban & Efek Pemadatan

2/27/2019

11

PERUBAHAN TEK. LATERAL (1)

AKTIF: Ekspansi Lateral

PASIF: Kompresi Lateral




2/27/2019

12



Kenaikan Tegangan


Penurunan Tegangan


• Rankine: Lower Bound• Coulomb: Upper Bound


• Efek Gempa

2/27/2019

13

AKTIF – Rankine (1)

• Untuk tek. lateral tanah aktif:

v = h-aktif tan2(45°+/2) + 2 c tan (45°+/2)

h-aktif = [v – 2 c tan (45°+/2)]/tan2(45°+/2)

h-aktif = v KA – 2 c √ KA

dengan

KA = tan2(45°–/2)

vh-oh-aktif

c

AKTIF – Rankine (2)

45+φ/2

H

zc = (2 c) / (γ √KA)

v KA = γ H KAφ ≠ 0, c ≠ 0

2 c √KA

2/27/2019

14

PASIF – Rankine (1)

• Untuk tek. lateral tanah pasif:

h-pasif = v tan2(45°+/2) + 2 c tan (45°+/2)

h-pasif = v KP + 2 c √KP

dengan

KP = tan2(45°+/2)

h-pasif

c

vh-o

PASIF – Rankine (2)

45-φ/2

H

φ ≠ 0, c ≠ 0v KP = γ H KP

2 c √KP

2/27/2019

15



• Coulomb: Upper Bound• Beban & Efek Pemadatan

• Efek Gempa

AKTIF – Coulomb

2/27/2019

16

PASIF – Coulomb

NILAI KA DAN KP

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 20 40 60 80

Sudut Geser (o)

KA (

Ran

kin

e)

0

5

10

15

20

25

30

35

0 20 40 60 80

Sudut Geser (o)

KP (

Ran

kin

e)

2/27/2019

17




• Beban & Efek Pemadatan• Efek Gempa

BEBAN LUAR

• Tekanan akibat beban luar (surcharge)

2/27/2019

18

EFEK PEMADATAN





• Efek Gempa

2/27/2019

19

GEMPA: AKTIF

PAE

WꞏkV

Wꞏkh

WH

FA

PAE

F

W

WꞏkV

Wꞏkh

PA

F

W

GEMPA: PASIF

PPE

WꞏkVWꞏkh

WH F

A

PPE

WꞏkVWꞏkh

WH F

A

PPE

W

F

WꞏkVWꞏkh

PP

W

F

2/27/2019

20

Review

• Review parameter tanah• Tekanan lateral tanah

– Kondisi diam– Perubahan: Aktif & Pasif

• Dinding penahan tanah

–Dinding gravitasi & kantilever


Dinding Gravitasi & Kantilever (1)

Pp biasanya tidak dihitung

2/27/2019

21

Dinding Gravitasi & Kantilever (1)

Pp biasanya tidak dihitung

Desain

Geoteknikal• Momen guling• Sliding• Daya dukung + settlement• Stabilitas globalStruktural (dinding kantilever / counterfort)• Momen lentur• Geser

2/27/2019

22

c

a

b

W PA

PH

PVH

BF

Catatan: Tahanan pasif di depan dinding umumnya diabaikan sebagai antisipasi adanya penggalian

Sliding

Catatan: Efek tekanan air di belakang dinding tentu juga harus dievaluasi

Momen Guling

• Momen guling relatif pada ujung depan dinding (toe):

FS = (W ꞏ a) /

(PH ꞏ b – PV ꞏ c)

≥ 1,5 Catatan: Efek tekanan air di belakang dinding tentu juga harus dievaluasi

2/27/2019

23

Sliding

• Tahanan dasar dinding:

F = (W + PV) tan(δ) + (ca ꞏ B)

FS = F / PH ≥ 1,5

Catatan: Efek tekanan air di belakang dinding tentu juga harus dievaluasi

Sliding: Shear Key

2/27/2019

24

Daya Dukung + Settlement

• Tekanan vertikal pada dasar dinding:

q = (PV / B) [1 + (6 ꞏ e) / B] <= qULT /FS

e = eksentrisitas terhadap pusat pondasi

• Lihat settlement pondasi dangkal

Daya Dukung + Settlement: Pondasi Dalam

2/27/2019

25

Stabilitas Global

Desain Struktur

• Momen lentur

• Geser

2/27/2019

26

Review





–Cantilever sheetpile walls

Jenis DPT Dalam• Precast

– Concrete precast sheet piles

– Steel sheet piles

– Soldier piles + lagging

• Cast-In-Situ– Soldier piles

– Contiguous piles

– Secant piles

– Diaphragm walls

2/27/2019

27

Cantilever Sheet Pile Walls• Design Criteria

– Rotational Failure due to Inadequate Penetration

– Lateral movement

– Flexural Failure

– Deep-Seated Failure

Design Criteria (1)

2/27/2019

28

Design Criteria (2)

Desain Criteria: Additional

2/27/2019

29

Pertanyaan Desain: Kantilever

Berapa dalam?

Berapa Mmax?

Prosedur Desain: Kantilever

d?

FS = 2Keseimbangan momen

di titik C d

CR

2/27/2019

30

TEORI TEKANAN TANAH

• Menguasai tekanan tanah yang bekerja

• Menguasai teori tekanan tanah

• Menguasai parameter tanah yang dibutuhkan


• Menguasai jenis dan sistem penahan tanah sederhana

• Menguasai metode perhitungan sistem penahan tanah

• Menguasai parameter tanah yang dibutuhkan

2/27/2019

31

TEORI TEKANAN TANAH


Widjojo A. Prakoso

Workshop Sertifikasi G-1 – HATTI

widjojo a. prakoso · dinding penahan tanah gravitasi dan cantilever sheetpile sistem penahan tanah...

Documents