Conduit : Beban yang Bekerja Pada pada Conduit

Beban yang Bekerja Pada pada Conduit
Sistem pemasangan pipa dengan galian biasa
  • Galian biasa dapat didefenisikan sebagai pemasangan conduit pada galian yang relative sempit pada tanah pasif ataupun pada tanah tak terganggu yang kemudian ditutup oleh material pengisi.
  • Struktur conduit yang tertanam pada tanah yang kompresibel akan menerima gaya yang diakibatkan oleh beban luar yang bekerja diatasnya.

Karakteristik beban pada galian biasal
  • Beban tanah yang bekerja pada conduit dapat dianggap sebagai beban mati.
  • Konsep dasar dari analisa ini adalah bila tanah yang berada diatas kolom conduit dapat dianggap sebagai gaya busur (Arc), dimana sebagian berat tanah dipindahkan ke sisi-sisi samping maka gaya vertikal yang bekerja pada pipa menjadi berkurang
  • Pada kasus yang lain gaya vertikal ini dapat bertambah dari tekanan yang diberikan oleh tanah yang berada di sisi-sisi pipa kepada tanah pengisi.
  • Hal yang menentukan dari pada penentuan gaya ini adalah besar dan arah dari resultan gaya yang dibentuk oleh gaya vertikal dan lateral yang bekerja pada sisi-sisi galian.
  • Pada galian biasa, lubang galian diatas akan ditutup oleh material pengisi. Pada peristiwa ini tanah atau material pengisi akan mengalami konsolidasi. 
  • Proses konsolidasi yang terjadi pada tanah pengisi akan menimbulkan gaya geser antara tanah pengisi dan tanah yang berada di sisi galian.
  • Gaya geser tersebut tentunya berlawanan arah dengan gaya berat tanah pengisi
  • Gaya geser tersebut akan berinteraksi dengan gaya lateral yang diberikan oleh sisi-sisi galian terhadap tanah pengisi. lInteraksi ini akan memberikan resultan gaya yang akan menambah atau mengurangi beban vertical yang akan bekerja pada conduit. 
  • Sebab besar gaya yang akan dipikul oleh conduit adalah berat tanah diatas conduit dikurangi dengan gaya gesekan antara sisi galian dengan bahan timbunan.
  • Perhitungan ini tidak mengikutsertakan pengaruh kohesi tanah timbunan dengan sisi galian. Terdapat dua alasan yaitu :
  • Jika material adalah bahan cohesi, maka akan dibutuhkan waktu agar nilai kohesi ini dapat bekerja sepenuhnya. Sehingga untuk kondisi awal akan membahayakan bagi struktur conduit. 
  • Beban maksimum pada conduit dapat terjadi kapan saja selama masa pelayanan conduit. 
  • Jika hari hujan dan tanah menjadi jenuh, nilai kohesi tanah dapat berkurang sehingga akan membahayakan bagi struktur conduit. 
Beban vertical yang bekerja pada Puncak Conduit (Galian Biasa)
Notasi  :
l               =
beban tanah pada crown
l               =
berat isi tanah

lV = Tekanan tanah pada bidang mendatar pada sembarang jarak dari permukaan
l               =
lebar ditch conduit
l               =
lebar parit
(ditch),
lH            =
tinggi timbunan diatas
crown,

lh             =
jarak sembarang dari permukaan timbunan,

l               =
koefisient beban untuk ditch conduit,
l               =
sudut geser dalam bahan timbunan,

l               =
sudut geser antara bahan timbunan dan tanah asli





Beban vertical yang bekerja pada Conduit (Galian Biasa)

 , = tan ( ), koefisient gesekan internal bahan timbunan
 , = tan ( ) koefisient geser antara bahan timbunan dan tanah asli (sisi galian)
 Nila koef. Gesekan bahan timbuna dan tanah asli(sisi galian) lebih kecil atau sama dengan koefisient gesekan internal bahan timbunan.
 K = koefisient tekanan tanah aktif

Tekanan vertical tanah diatas Ditch Conduit (Galian Biasa)

 Persamaan besar gaya vertikal:

 Besar gaya yang dipikul oleh conduit tergantung kepada kekakuan conduit dibandingkan dengan material timbunan diantara sisi conduit dan sisi galian
 Untuk conduit yang kaku, sisi timbunan menjadi relatif compresibel, dan conduit akan memikul seluruh beban vertikal
 Untuk conduit yang fleksibel, kekakuan pada sisi timbunan yang fleksibel dapat mengakibatkan pengurangan beban vertikal terhadap conduit


Tekanan Maksimum pada Ditch Conduit yang Kaku (Galian Biasa)

 Rumusan untuk conduit yang kaku:


 dimana :


 Cd = Koefisient beban untuk ditch conduit yang nilainya tergantung kepada perbandingan antara H/Bd, material timbunan dan gesekan antara tanah dengan sisi galian.
 Gaya geser vertikal = Tekanan Tanah Aktif antara timbunan dengan galian x tgn .
Tekanan Maksimum pada Ditch Conduit yang Kaku (Galian Biasa)

 Nilai Cd dapat dilihat pada Gambar 25.7 hal. 667
Tekanan Maksimum pada Ditch Conduit yang fleksibel (Galian Biasa)

 Rumus Untuk pipa yang fleksibel :


 Besar beban untuk yang fleksibel=besar beban kaku dikali dengan Bc/Bd dan nilainya akan lebih kecil
 Fleksibel dapat berdeformasi pada saat memikuil beban

Tekanan Maksimum pada Ditch Conduit yang Kaku (Galian Biasa)

 Dimana, = diameter luar dari pipa (Ft)
 kondisi lebar efektif parit, Bd sama dengan lebar bagian permukaan sisi Conduit.
 Beban fleksibel=(0.7-0.9) beban kaku


Conduit dengan galian miring
 Untuk kondisi galian miring, nilai Bd diambil sama dengan lebar bagian permukaan sisi conduit
Beban yang bekerja pada Positive Projecting Conduit

 Positive Projecting Conduit adalah conduit yang dipasang diatas tanah asli, selanjutnya ditimbun.
 Bentuk :lingkaran, segiempat, elips
 Bahan : beton, tanah liat yang dibakar besi, kayu ataupun plastic
Beban yang bekerja pada Positive Projecting Conduit

 Akibat adanya perbedaan volume dan berat tanah antara bagian yang diatas conduit dan disisi conduit mengakibatkan terjadinya perbedaan tegangan geser yang bekerja.
 Gaya geser yang terjadi memainkan peran penting terhadap beban yang akan bekerja pada struktur.
 Pada kondisi ini terjadi perpindahan relative antara satu bidang dengan bidang lainnya.

Beban yang bekerja pada Positive Projecting Conduit

 Jarak vertical antara permukaan tanah asli dengan puncak struktur (crown) dinyatakan sebagai pBc dimana p adalah projection ratio.
 Nilai p=0 jika tinggi permukaan conduit = permukaan tanah asli.
 Nilai p akan selalu positip


Settlement Ratio :

 Akibat tidak samanya penurunan antara satu bidang dengan bidang lain pada conduit, maka akan terjadi perbedaan penurunan antara bidang bidang tersebut.
 Perbedaan teresebut dinyatakan dengan settlement ratio yang besarnya :
Settlement Ratio :

 ,

dimana

 = Penurunan tanah pada sisi pBc
 (elevasi crown),sisi luar conduit
 = pen.tanah asli dekat conduit, luar
 = pen. conduit kedalam pondasi,dalam
 = perpendekan tinggi tegak conduit, dalam.
Bidang Kritis
 Bidang kritis adalah bidang horizontal yang berada pada puncak conduit setelah tanah pengisi ditempatkan diluar daerah conduit.
 Selama dan sesudah penimbunan, bidang ini akan turun.
 Jika penurunan lebih besar dari puncak conduit, maka nilai rasio penurunan positif.
Kondisi proyeksi
 Bagian luar blok tanah bergerak turun lebih besar dibandingkan dengan bagian dalam blok tanah (Gbr. 25.10).
 Gaya geser yang terjadi pada blok tanah bagian dalam akan mengarah kebawah, resultan gaya yang bekerja lebih besar dari blok tanah diatas struktur.
 Hal ini dinamakan kondisi Kondisi proyeksi.
 Umumnya terjadi pada struktur conduit yang kaku

Bidang Kritis
 Jika penurunan bidang kritis lebih kecil dari puncak pipa (gbr. 25.11), nilai rasio penurunan adalah negative.
 Bagian dalam blok tanah bergerak turun lebih cepat dibandingkan dengan bagian luarnya.
 Gaya geser yang terjadi pada blok tanah bagian dalam akan mengarah keatas
 Resultan gaya yang bekerja lebih kecil dari blok tanah yang ada diatas struktur. Hal ini dinamakan kondisi galian.
 Umumnya terjadi pada conduit yang fleksibel

Bidang Penurunan Yang Sama

 Pada conduit proyeksi positif, jika timbunan cukup tinggi, gaya geser (baik arah ke atas maupun ke bawah) akan berakhir di bidang horizontal ditimbunan.
 Bidang ini dinamakan bidang penurunan yang sama (plane of equal settlement).
 Diatas bidang penurunan yang sama (plane of equal settlement), penurunan yang terjadi pada bagian dalam blok tanah dan luar adalah sama.
 Sehingga ditempat ini (H-He) tidak ada pergerakan relatif antar daerah disekeliling blok tanah
 Tidak ada gaya geser diatas bidang tersebut.
Bidang Penurunan Yang Sama

 Jika tinggi dari bidang persamaan penurunan terhadap puncak pipa yang dinotasikan dengan Hc lebih kecil dari pada H (tinggi timbunan), maka bidang persamaan penurunan ini akan nyata,
 Kondisi ini dinamakan kondisi incomplete ditch atau kondisi incomplete projection.
 Hal ini terjadi karena gaya geser tidak disebarkan secara sempurna ke seluruh total timbunan.

Bidang Penurunan Yang Sama

 Jika tinggi dari bidang persamaan penurunan terhadap puncak pipa yang dinotasikan dengan Hc lebih besar dari pada H (tinggi timbunan), maka bidang persamaan penurunan tidak nyata,
 Kondisi ini dinamakan kondisi complete ditch atau kondisi complete projection.
 Hal ini terjadi karena gaya geser disebarkan secara sempurna ke seluruh total timbunan.
 Dari percobaan dilapangan menunjukan bahwa, bidang penurunan yang sama ini berada pada ketinggian 15 Ft pada conduit beton yang berdiameter 44 inchi.

Formula untuk beban pada position Projecting Conduit

 Formula untuk besar beban vertical conduit projecting positive :


 dimana


 Tanda positif untuk complet projection condition dan minus dipakai untuk ditch condition.
Diagram perhitungan beban pada pipa proyeksi positif

 Cc yang merupakan factor dari persamaan yang ditentukan dengan diagram (gambar 25-13). Pada gambar diasumsikan nilai
 =0,19 untuk kondisi proyeksi,
=0,13 untuk kondisi galian biasa,
Dari gambar terlihat untuk incomplete projection, untuk kondisi rsdp yang bertambah, maka nilai Cc juga akan bertambah dan beban yang akan dipikul oleh conduit juga akan bertambah
Sifat – sifat dasar dari rasio penurunan,
 Dapat dilihat pada Tabel 25-2. hal. 677
Suatu kasus untuk
 Rasio penurunan akan sama dengan nol pada saat penurunan pada bidang kritis sama besarnya dengan penurunan yang terjadi pada puncak pipa, sehingga dapat dituliskan Sm + Sg = Sf + dc.
 Rasio proyeksi akan sama dengan nol apabila pipa ditanam pada galian yang sempit dan dangkal sedemikian hingga tinggi timbunan hanya mencapai puncak pipa.
 Kondisi ini merupakan transisi antara positip dan negatip conduit
Beban pada Imperfect Dith Conduit akibat timbunan (Gbr.25.16)

 Conduit dipasang secara positif projection
 Ditimbun sampai dengan elevasi rencana
 Dibuatkan galian pada permukaan pipa dan ditimbun dengan material yang lepas dan compresibel
 Tujuan metode ini untuk memastikan bagian dalam tanah akan turun lebih besar dibandingkan dengan bagian luarnya
 Sehingga gaya geser akan mengarah ke atas
 Besar gaya vertikal yang akan dpikul conduit dinyatakan:

Beban pada Imperfect Dith Conduit akibat timbunan (Gbr.25.16)

 , dimana Cn = koef. Beban, fungsi H/Bc, proyeksi ratio, p’ dan setlement ratio, rsd.
 Proyeksi ratio, p’ = perbandingan kedalaman galian dengan lebar, bernilai positif.
 Critical plane = bidang horizontal material pengisi dgn permukaan material yang dipadatkan sebelum terjadi penurunan
 Settlement ratio :

selalu bertanda negatif
Beban pada Imperfect Dith Conduit akibat timbunan (Gbr.25.16)

 = penurunan permukaan pada tanah yang dipadatkan
 = pen.pd. tanah pengisi p’Bc
 = pen.pada elevasi dasar (invert)
 = perpendekan tinggi conduit.
 = Pen.critical plane (bag.luar).
 Nilai koef. Cn dilihat dari diagram 25-17 s/d 25-20 untuk kondisi rsd, p’, K tertentu.

Beban pada Imperfect Dith Conduit akibat timbunan (Gbr.25.16)

 Negatif projection conduit (gbr. 25-3(c)), nilainya sama dengan imperfect ditch conduit, Bd=Bc
Conduit yang tertanam pada galian yang lebar (Gbr. 25.24)

 galian biasa
 Semakin lebar galian, semakin besar gaya yang bekerja pada conduit.
 Batasan mengenai lebar galian dengan penggunaan rumus tersebut. Gbr.(25.24.) perbandingan lebar galian dan diameter pipa (Bd/Bc).
 Untuk harga Bd/Bc yang lebih kecil dari diagram, perhitungan menggunakan rumus galian biasa.
 Untuk harga lebih besar, perhitungan dilakukan menggunakan teori proyeksi conduit
Beban pada Conduit akibat beban permukaan

 , dimana :

 Wt = Beban persatuan panjang conduit akibat roda kenderaan,
 A = Panjang potongan conduit atau panjang efektif (3 feet atau lebih kecil),
 Ic = factor Impact (1,5 – 2,0),
 Ct = Koefisient beban (Gambar 25-25),
 P = beban terpusat dari kenderaan
Beban yang mempengaruhi Bangunan Bawah Tanah

 Dimana :
 P = Beban yang bekerja pada crown,
 = Beban vertical yang bekerja pada elevasi crown,
 = koefisient berupa factor konsentrasi jika terjadi soil arching.
 = beban vertical yang bekerja,
 dimana dan =beban mati dan beban hidup.
 Untuk beban hidup biasanya adalah tekanan gandar kenderaan dan mengikutkan faktor dynamik
Beban yang mempengaruhi Bangunan Bawah Tanah

 Untuk tekanan beban hidup adalah tekanan gandar kenderaan dengan factor kejutnya. Tekanan total vertical

 Cp untuk soil arching = 1, flexible = 1,5 dan untuk kaku/rigit = 2.

Beban Hidup
 Dihitung dengan menggunakan persamaan Boussinesq. Untuk beban terpusat,

 Dimana Q = beban terpusat, H = tinggi timbunan, dan Cb = koefisient yang dihitung dengan per. Boussinesq.
 Jika terdapat lebih dari satu gandar yang memberikan beban hidup, maka pengaruh masing-masing dijumlahkan untuk memperoleh beban hidup akibat lebih dari satu gandar,
Beban Mati

 , dimana
 = berat isi tanah, dan
 H = tinggi timbunan

Selengkapnya silahkan download disini


For request File Silahkan Komment di Bawah
atau hubung Facebook Andre Az
Labels: Bangunan Geoteknik, Conduit, Geoteknik

Thanks for reading Conduit : Beban yang Bekerja Pada pada Conduit. Please share...!

0 Comment for "Conduit : Beban yang Bekerja Pada pada Conduit"

Back To Top