Bab Iii Yayasan Utama.docx

BAB III Yayasan Dangkal: Ultimate Daya Tampung 3.1 Pendahuluan Untuk melakukan yang memuaskan, yayasan dangkal harus memiliki dua karakteristik utama: 1. Mereka harus aman terhadap kegagalan geser keseluruhan di tanah yang mendukungnya. 2. Mereka tidak dapat mengalami perpindahan yang berlebihan, atau pemukiman. (Istilah berlebihan adalah relatif, karena tingkat penyelesaian yang diizinkan untuk suatu struktur tergantung pada beberapa pertimbangan.) Beban per satuan luas fondasi tempat terjadi kegagalan geser dalam tanah disebut daya dukung pamungkas, yang merupakan subjek dari bab ini. 3.2 Konsep Umum Pertimbangkan strip pondasi dengan lebar B bertumpu pada permukaan pasir padat atau tanah kohesif yang kaku, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1a. Sekarang, jika beban diterapkan secara bertahap ke pondasi, penyelesaian akan meningkat. Variasi beban per satuan luas pada pondasi (q) dengan penyelesaian pondasi juga ditunjukkan pada Gambar 3.1a. Pada suatu waktu titik — ketika beban per unit area sama dengan — kegagalan tiba-tiba pada tanah yang mendukung pondasi akan terjadi, dan permukaan kegagalan di tanah akan meluas ke tanah permukaan. Beban ini per satuan luas, biasanya disebut sebagai daya dukung pijakan pondasi. Ketika kegagalan tiba-tiba di tanah terjadi, itu disebut umum kegagalan geser. Jika pondasi yang dipertimbangkan bertumpu pada pasir atau tanah lempung dengan komposisi sedang (Gambar 3.1b), peningkatan beban pada pondasi juga akan disertai dengan peningkatan dalam penurunan. Namun, dalam kasus ini akan terjadi kegagalan permukaan tanah secara bertahap memanjang keluar dari fondasi, seperti yang ditunjukkan oleh garis padat pada Gambar 3.1b. Ketika beban per satuan luas pada fondasi sama dengan pergerakan pondasi akan disertai dengan sentakan tiba-tiba. Pergerakan fondasi yang cukup diperlukan untuk permukaan yang gagal di tanah untuk meluas ke permukaan tanah (seperti ditunjukkan oleh garis putus-putus pada gambar). Beban per unit area tempat ini terjadi adalah daya dukung pamungkas, Di luar titik itu, peningkatan beban akan terjadi disertai dengan peningkatan besar dalam penyelesaian pondasi. Beban per unit luas yayasan, disebut sebagai beban kegagalan pertama (Vesic, 1963). Perhatikan bahwa a nilai puncak q tidak direalisasikan dalam jenis kegagalan ini, yang disebut geser local kegagalan di tanah. Jika fondasi didukung oleh tanah yang cukup longgar, plot pemuatan-pemukiman akan jadilah seperti pada Gambar 3.1c. Dalam hal ini, permukaan kegagalan di tanah tidak akan memanjang ke permukaan tanah. Di luar beban kegagalan pamungkas, plot penyelesaianpemukiman akan curam dan praktis linier. Jenis kegagalan di tanah ini disebut meninju kegagalan geser. Vesic (1963) melakukan beberapa uji bantalan beban laboratorium pada pelat melingkar dan rektan-gular yang didukung oleh pasir pada berbagai kepadatan relatif pemadatan, Variasi dan diperoleh dari pengujian tersebut, di mana B adalah diameter piring bundar atau lebar piring persegi panjang dan merupakan satuan berat kering pasir, ditampilkan

pada Gambar 3.2. Penting untuk dicatat dari angka ini bahwa, untuk sekitar 70%, umum jenis kegagalan geser di tanah terjadi. Atas dasar hasil eksperimen, Vesic (1973) mengusulkan hubungan untuk mode kegagalan daya dukung fondasi yang bertumpu di pasir. Gambar 3.3 Gambar 3.4 menunjukkan penyelesaian S dari pelat lingkaran dan persegi panjang pada permukaan a pasir pada beban pamungkas, seperti dijelaskan pada Gambar 3.2. Angka tersebut menunjukkan kisaran umum dengan kepadatan relatif pemadatan pasir. Jadi, secara umum, kita bisa mengatakan itu, untuk fondasi pada kedalaman yang dangkal (mis., Df kecil B *), beban pamungkas dapat terjadi pada a penyelesaian pondasi 4 hingga 10% dari B. Kondisi ini timbul bersamaan dengan geser umum kegagalan di tanah; Namun, dalam kasus kegagalan geser lokal atau meninju, beban pamungkas dapat terjadi di pemukiman 15 hingga 25% dari lebar fondasi (B). 3.3 Teori Daya Dukung Terzaghi Terzaghi (1943) adalah yang pertama menyajikan teori komprehensif untuk evaluasi daya dukung pamungkas dari pondasi dangkal kasar. Menurut teori ini, sebuah dasinya dangkal jika kedalamannya (Gambar 3.5), kurang dari atau sama dengan lebarnya. Investasi- Namun, harimau telah menyarankan bahwa yayasan dengan jumlah yang sama dengan 3 hingga 4 kali lipatnya Lebar dapat didefinisikan sebagai fondasi dangkal. Terzaghi menyarankan bahwa untuk fondasi berkelanjutan, atau strip, (yaitu, yang lebarnya to-length ratio mendekati nol), permukaan keruntuhan di tanah pada beban ultimate dapat diasumsikan mirip dengan yang ditunjukkan pada Gambar 3.5. (Perhatikan bahwa ini adalah kasus kegagalan geser umum, sebagaimana didefinisikan dalam Gambar 3.1a.) Pengaruh tanah di atas dasar fondasi juga mungkin diasumsikan diganti dengan biaya tambahan yang setara, (di mana satuan berat tanah). Zona kegagalan di bawah fondasi dapat dipisahkan menjadi tiga bagian (lihat Gambar 3.5): 1. Zona segitiga ACD segera di bawah yayasan 2. Zona geser radial ADF dan CDE, dengan kurva DE dan DF menjadi busur spiral logaritmik 3. Dua zona pasif Rankine segitiga AFH dan CEG Sudut CAD dan ACD diasumsikan sama dengan sudut gesekan tanah Perhatikan bahwa, dengan penggantian tanah di atas bagian bawah fondasi oleh ekivalen dengan biaya tambahan q, ketahanan geser tanah di sepanjang permukaan yang gagal G I dan HJ diabaikan. Menggunakan analisis kesetimbangan, Terzaghi menyatakan kapasitas daya dukung pamungkas di formulir 3.4 Faktor keamanan Menghitung kapasitas dukung beban bruto yang dimungkinkan dari pondasi dangkal membutuhkan penerapan faktor keselamatan (FS) pada kapasitas dukung ultimate bruto, atau Kapasitas dukung pamungkas bersih didefinisikan sebagai tekanan pamungkas per unit area fondasi yang dapat didukung oleh tanah melebihi tekanan yang disebabkan oleh tanah di sekitarnya pada tingkat pondasi. Jika perbedaan antara berat unit beton yang digunakan dalam pondasi dan satuan berat tanah di sekitarnya diasumsikan diabaikan, maka

3.5 Modifikasi Persamaan Daya Dukung untuk Tabel Air Persamaan (3.3) dan (3.7) hingga (3.11) memberikan daya dukung ultimit, berdasarkan pada asumsi bahwa muka air tanah berada jauh di bawah fondasi. Namun, jika air tabel dekat dengan fondasi, beberapa modifikasi dari persamaan kapasitas daya dukung akan diperlukan. (Lihat Gambar 3.6.) Kasus I. Jika permukaan air berada sehingga faktor q dalam bantalan persamaan kapasitas mengambil bentuk (3.16) Dimana : satuan berat tanah berat air Juga, nilai dalam term terakhir dari persamaan harus diganti oleh Kasus II. Untuk meja air terletak sedemikian rupa (3.17) Dalam hal ini, faktor dalam istilah terakhir dari persamaan daya dukung harus diganti oleh faktornya (3.18) Modifikasi sebelumnya didasarkan pada asumsi bahwa tidak ada kekuatan rembesan di tanah. Kasus III. Ketika tabel air berada sehingga air tidak akan berpengaruh daya dukung pamungkas. 3.6 Persamaan Kapasitas Daya Dukung Umum Persamaan daya dukung pamungkas (3.3), (3.7), dan (3.8) adalah untuk kontinu, bujur sangkar, dan hanya yayasan bundar; mereka tidak membahas kasus fondasi persegi Panjang Juga, persamaan tidak memperhitungkan hambatan geser sepanjang permukaan kegagalan di tanah di atas bagian bawah fondasi (bagian dari kegagalan- permukaan ure ditandai sebagai G I dan HJ pada Gambar 3.5). Selain itu, beban di atas fondasi mungkin cenderung. Untuk menjelaskan semua kekurangan ini, Meyerhof (1963) menyarankan berikut bentuk persamaan daya dukung umum: Dalam persamaan ini: Kohesi stres yang efektif pada tingkat bagian bawah fondasi satuan berat tanah lebar fondasi (5 diameter untuk fondasi bundar) faktor bentuk faktor kedalaman faktor kecenderungan beban faktor daya dukung Persamaan untuk menentukan berbagai faktor yang diberikan dalam Persamaan. (3.19) dijelaskan secara singkat di bagian selanjutnya. Perhatikan bahwa persamaan asli untuk daya dukung pamungkas adalah diturunkan hanya untuk kasus bidang-regangan (mis., untuk

pondasi kontinu). Bentuk, kedalaman, dan faktor kecenderungan muatan adalah faktor empiris berdasarkan data eksperimen. Faktor Daya Dukung Sifat dasar dari kegagalan permukaan di tanah yang disarankan oleh Terzaghi sekarang tampaknya ditanggung oleh laboratorium dan studi lapangan tentang daya dukung (Vesic, 1973). Namun demikian sudut yang ditunjukkan pada Gambar 3.5 lebih dekat daripada ke Jika perubahan ini diterima, nilai dan untuk sudut gesekan tanah tertentu juga akan berubah dari yang diberikan dalam Tabel 3.1. Dengan itu bisa ditunjukkan itua5 45 1fr > 2, 3.7 Studi Kasus pada Daya Dukung Utama Pada bagian ini, kami akan mempertimbangkan dua pengamatan lapangan terkait dengan bantalan pamungkas kapasitas pondasi pada tanah liat lunak. Kegagalan memuat pada fondasi di lapangan akan dibandingkan dengan yang diperkirakan dari teori yang disajikan dalam Bagian 3.6. Yayasan Kegagalan Silo Beton Kasus kegagalan kapasitas dukung yang sangat baik dari silo beton berdiameter 6 m disediakan oleh Bozozuk (1972). Menara beton silo tingginya 21 m dan dibangun di atas tanah liat lunak di atas fondasi cincin. Gambar 3.8 menunjukkan variasi geser yang tidak terdrainase kekuatan (cu) yang diperoleh dari uji geser baling-baling lapangan di lokasi. Meja air tanah itu terletak sekitar 0,6 m di bawah permukaan tanah. Pada 30 September 1970, tepat setelah itu diisi dengan kapasitas untuk pertama kalinya Bersama silase jagung, silo menara beton tiba-tiba terbalik karena daya dukung kegagalan. Gambar 3.9 menunjukkan perkiraan profil permukaan gagal di tanah. Itu permukaan kegagalan diperpanjang sekitar 7 m di bawah permukaan tanah. Bozozuk (1972) menyediakan parameter rata - rata berikut untuk tanah di zona kegagalan dan dasar: • Muat per unit area pada fondasi saat kegagalan terjadi < • Indeks plastisitas rata-rata tanah liat • Kekuatan geser rata-rata yang tidak terlatih (cu) dari kedalaman 0,6 hingga 7 m yang diperoleh dari baling-baling medan mencukur • Dari Gambar 3.9, dan Df <1.52 m. Muat Tes pada Yayasan Kecil di Soft Bangkok Clay Brand et al. (1972) melaporkan hasil uji beban untuk lima fondasi persegi kecil di lunak Tanah liat Bangkok di Rangsit, Thailand. Fondasinya adalah 0,6 m 0,6 m, 0,675 m 0,675 m, 0,75 m 0,75 m, 0,9 m 0,9 m, dan 1,05 m 1,05 m. Kedalaman yayasan (Df) adalah 1,5 m dalam semua kasus. Gambar 3.10 menunjukkan hasil uji geser baling-baling untuk tanah liat. Berdasarkan variasi cu (VST) dengan kedalaman, dapat diperkirakan bahwa cu (VST) sekitar 35 kN / m2 untuk kedalaman antara nol hingga 1,5 m diukur dari permukaan tanah, dan cu (VST) kira-kira sama dengan 24 kN / m2 untuk kedalaman bervariasi dari 1,5 hingga 8 m. Properti lain dari tanah liat adalah • Batas cair 80 • Batas plastik 40

• Sensitivitas 5 Nilai-nilai qu dihitung menggunakan Persamaan. (3.26) diberikan pada kolom 4 dari Tabel 3.5. Juga, qu ditentukan dari tes lapangan diberikan pada kolom 6. Nilai teoritis dan lapangan ues of qu membandingkan dengan sangat baik. Pelajaran penting yang dipelajari dari penelitian ini adalah 1. Daya dukung pamungkas adalah fungsi cu. Jika Persamaan. (2.35a) seharusnya digunakan untuk mengoreksi kekuatan geser yang tidak terdrainase, nilai-nilai teoritis qu akan miliki bervariasi antara 200 kN / m2 dan 210 kN / m2. Nilai-nilai ini sekitar 25% hingga 55% lebih dari yang diperoleh dari lapangan dan berada di sisi yang tidak aman. 2. Penting untuk mengenali bahwa korelasi empiris seperti yang diberikan dalam Persamaan. (2.35a), (2.35b) dan (2.35c) terkadang khusus untuk lokasi tertentu. Jadi, rekayasa yang tepat penilaian dan catatan studi masa lalu akan membantu dalam evaluasi kapasitas. 3.8 Pengaruh Kompresibilitas Tanah Dalam Bagian 3.3, Persamaan. (3.3), (3.7), dan (3.8), yang berlaku untuk kasus kegagalan geser umum, dimodifikasi menjadi Persamaan. (3.9), (3.10), dan (3.11) untuk memperhitungkan perubahan kegagalan mode di tanah (mis., kegagalan geser lokal). Perubahan mode kegagalan adalah karena kompresi tanah ibility, untuk menjelaskan yang Vesic (1973) mengusulkan modifikasi Persamaan berikut. (3.19): Dalam persamaan ini, dan merupakan faktor kompresibilitas tanah. Faktor kompresibilitas tanah diturunkan oleh Vesic (1973) dengan analogi dengan perluasan rongga. Menurut teori itu, untuk menghitung dan langkah-langkah berikut harus diambil: Langkah 1. Hitung indeks kekakuan, dari tanah pada kedalaman kira-kira di bawah bagian bawah fondasi, atau B> 2Ir, Fgc, Fcc, Fqc, FgcFcc, Fqc, 3.9 Yayasan yang Dimuat Secara Eksentrik Dalam beberapa kasus, seperti halnya dengan dasar dinding penahan, fondasi dikenakan momen di samping beban vertikal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.13a. Dalam kasus seperti itu, distribusi tekanan oleh fondasi pada tanah tidak seragam. Distribusi nominal tekanan Dimana : M 5 saat di atas fondasi Q 5 total beban vertical Perhatikan bahwa, dalam persamaan ini, ketika eksentrisitas e menjadi nol. Untuk akan negatif, yang berarti bahwa ketegangan akan berkembang. Karena tanah tidak bias Jika ada

ketegangan, maka akan ada pemisahan antara fondasi dan tanah di bawahnya. berbohong itu. Sifat distribusi tekanan pada tanah akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.13a. Nilai dari itu qmax 3. 10 Distribusi tekanan yang tepat sulit diperkirakan. Gambar 3.14 menunjukkan sifat permukaan kegagalan dalam tanah untuk pondasi strip permukaan dikenakan beban eksentrik. Faktor keamanan untuk jenis pemuatan terhadap beruang kegagalan kapasitas dapat dievaluasi sebagai Kapasitas Dukung Utama dalam Eksentrik Disajikan - Eksentrik Satu Arah Metode Area Efektif (Meyerhoff, 1953). Pada tahun 1953, Meyerhof mengeluarkan teori yang disebut sebagai metode area efektif. Berikut ini adalah prosedur langkah demi langkah untuk menentukan beban pamungkas faktor pendukung terhadap faktor daya dukung: Langkah 1. Tentukan dimensi efektif fondasi (Gambar 3.13b): Jika itu adalah eksentrisitas Arah Panjang pondasi, nilai akan sama dengan Nilai dari sama dengan B. Yang lebih kecil dari dua dimensi (salah., dan) adalah yang efektif lebar pondasi. Langkah 2. Gunakan Persamaan. (3.19) untuk daya dukung pamungkas: (3.40) Untuk menyetujui dan menggunakan hubungan yang diberikan pada Tabel 3.4 dengan panjang efektif dan dimensi efektif bukan L dan B, masing-masing. Untuk menentukan dan menggunakan hubungan yang diberikan dalam Tabel 3.4. Namun, jangan ganti B dengan Langkah 3. Total beban pamungkas yang dapat dikeluarkan yayasan adalah (3.41) dimana Langkah 4. Faktor keamanan terhadap kegagalan daya dukung adalah Teori Prakash dan Saran Prakash dan Saran (1971) menganalisis masalah kapasitas dukung pamungkas dari fondasi (strip) kontinu dan vertikal dengan menggunakan pemulihan satu sisi Permukaan dalam tanah, seperti yang digambarkan pada Gambar 3.14. Menurut teori ini, beban pamungkas per unit panjang pondasi dapat diperkirakan (3.42) di mana Nc (e), Nq (e), N (e) faktor kapasitas dukung di bawah pembebanan eksentrik. Variasi Nc (e), Nq (e), dan N (e) dengan sudut gesek tanah diberikan dalam Gambar 3.15, 3.16, dan 3.17. Untuk fondasi persegi panjang, beban pamungkas dapat diberikan sebagai (3.43) di mana faktor bentuk Fcs (e), Fqs (e), dan Fs (e). Metode Reduksi Faktor (Untuk Tanah Granular) P urkayastha dan Char (1977) melakukan analisis stabilitas kontinen yang dimuat secara kontinyu. dasar yang didukung oleh lapisan pasir menggunakan metode irisan. Berdasarkan hal tersebut analisis, mereka mengusulkan 3.11 Daya Dukung — Eksentrisitas Dua Arah Pertimbangkan situasi di mana sebuah pondasi terkena beban pamungkas dan vertical sesaat M, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.19a dan b. Untuk kasus ini, komponen momen M tentang sumbu x dan y dapat ditentukan masing-masing. (Lihat Gambar 3.19.) Kondisi ini setara dengan beban yang ditempatkan secara eksentrik pada pondasi dengan dan (Gambar 3.19d). Catat itu

Daya Dukung Yayasan yang Berkelanjutan Tunduk Pemuatan Miring Eksentrik Masalah daya dukung pamungkas dari pondasi kontinu mengalami Eksentrik kecenderungan beban dipelajari oleh Saran dan Agarwal (1991). Jika fondasi kontinu terletak pada kedalaman di bawah permukaan tanah dan mengalami beban eksentrik (memuat eksentrisitas) cenderung pada sudut b ke vertikal, kapasitas tertinggi dapat diekspresikan sebagai (3.67) di mana dan menanggung faktor kapasitas Variasi faktor daya dukung dengan dan diturunkan oleh Saran dan Agarwal diberikan dalam Gambar 3.26, 3.27, dan 3.28.