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
TEORI TEKANAN TANAH (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
TEORI TEKANAN TANAH (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 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
– Perubahan: Aktif & Pasif
• Dinding penahan tanah– Dinding gravitasi & kantilever
– Cantilever sheetpile walls
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
• Review parameter tanah
• Tekanan lateral tanah
–Kondisi diam– Perubahan: Aktif & Pasif
• Dinding penahan tanah– Dinding gravitasi & kantilever
– Cantilever sheetpile walls
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
• Review parameter tanah
• Tekanan lateral tanah– Kondisi diam
–Perubahan: Aktif & Pasif• Dinding penahan tanah
– Dinding gravitasi & kantilever
– Cantilever sheetpile walls
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
PERUBAHAN TEK. LATERAL (2)
AKTIF: Ekspansi Lateral
PASIF: Kompresi Lateral
2/27/2019
12
PERUBAHAN TEK. LATERAL (3)
PASIF: Kompresi Lateral
Kenaikan Tegangan
AKTIF: Ekspansi Lateral
Penurunan Tegangan
PERUBAHAN TEK. LATERAL
• Rankine: Lower Bound• Coulomb: Upper Bound
• Beban & Efek Pemadatan
• 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
PERUBAHAN TEK. LATERAL
• Rankine: Lower Bound
• 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
PERUBAHAN TEK. LATERAL
• Rankine: Lower Bound
• Coulomb: Upper Bound
• Beban & Efek Pemadatan• Efek Gempa
BEBAN LUAR
• Tekanan akibat beban luar (surcharge)
2/27/2019
18
EFEK PEMADATAN
PERUBAHAN TEK. LATERAL
• Rankine: Lower Bound
• Coulomb: Upper Bound
• Beban & 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
– Cantilever sheetpile walls
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
• Review parameter tanah
• Tekanan lateral tanah– Kondisi diam
– Perubahan: Aktif & Pasif
• Dinding penahan tanah– Dinding gravitasi & kantilever
–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
SISTEM PENAHAN TANAH SEDERHANA / DANGKAL
• 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
SISTEM PENAHAN TANAH SEDERHANA / DANGKAL
Widjojo A. Prakoso
Workshop Sertifikasi G-1 – HATTI
Top Related