geoteknik forensik - Agus Setyo Muntohar

GEOTEKNIK FORENSIK
(FORENSIC GEOTECHNICAL ENGINEERING)
TOPIK KHUSUS – CEC 715
SEMESTER GANJIL 2012/2013
Dr.Eng. Agus S. Muntohar
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
1
Geoteknik Forensik
PENURUNAN PADA
BANGUNAN
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
2
Distorsi
L
A
LAB
B
L
C
D
ρB
βij =
A
D'
A'
βAB
∆AB
δ ij
Lij
∆
LAB
B
C
D'
A'
ρB
D
ω
βAB
∆
B'
C'
−ω
(a)
B'
C'
(b)
Gambar 1 Diagram penurunan fondasi bangunan (a) rotasi benda kaku, (b)
distorsi pada benda kaku
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
3
Keterangan::
Keterangan
ρi = penurunan total pada titik i,
δij = beda penurunan antara titik i dan j,
ω = rotasi benda kaku,
∆ = defleksi relatif,
β = sudut distorsi antara titik i dan j,
Lij = jarak antara dua titik yang ditinjau i
dan j,
L = jarak antara kolom,
∆/L = rasio defleksi.
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
4
Efek distorsi pada rotasi fondasi
Distorsi pada rotasi fondasi menyebakan
terjadinya penurunan yang tidak merata
sehingga menghasilkan retak pada
bangunan dan miring.
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
5
Efek distorsi pada rotasi fondasi
Gambar 2: Sudut distorsi, regangan
horisontal dan kategori kerusakan
(Boscardin and Cording, 1989)
Gambar 3: Rasio defleksi, regangan
horisontal dan kategori kerusakan (Burlan,
1997) Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
6
Pola Keruntuhan (distress)
(b)
(a)
Gambar 4 Pola keruntuhan pada dinding bata (a) penurunan,(sagging),
(b) pengembangan (hogging)
Sudut Distorsi dan Keruntuhan
Sudut
Distorsi
Tabel 1 Nilai batas sudut distorsi (Bjerrum, 1963)
Jenis Kerusakan
1/750
Berbahaya untuk mesin yang peka terhadap penurunan
1/600
Berbahaya untuk rangka diagonal
1/500
Batas aman bangunan terhadap retak (Faktor Aman sudah
diperhitungkan)
1/300
Panel dinding mulai mengalami retak (Faktor Aman tidak
diperhitungkan)
1/250
Kemiringan bangunan mulai nampak dengan jelas
1/150
a. Retak yang meluas pada panel dinding
b. Bahaya bagi kerusakan bangunan (secara umum)
c. Batas aman bagi dinding bata fleksibel
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
8
Sudut Distorsi dan Keruntuhan
Tabel 2 Nilai sudut distorsi yang diijinkan pada rangka beton
bertulang atau bata struktur
Sudut
Distorsi
1/500
1/300
1/150
Jenis Kerusakan
Kerusakan non-struktur (Faktor Aman sudah
diperhitungkan)
Kerusakan non-struktur, seperti retak terjadi pada
dinding panel
Kerusakan struktur
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
9
Sudut Distorsi dan Keruntuhan
Tabel 3 Nilai rasio defleksi struktur dinding bata tanpa perkuatan
(Burland and Wroth, 1974)
Jenis Deformasi
Penurunan (sagging)
Rasio defleksi yang diijinkan (∆
∆/L)
1/2500 untuk L/H = 1
1/1250 untuk L/H = 5
Pengembangan (hogging)
1/5000 untuk L/H = 1
1/2500 untuk L/H = 5
Catatan:
L dan H adalah masing-masing panjang dan tinggi bangunan
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
10
Penurunan Sebagian (differential
settlement))
settlement
Lij
δij
Gambar 5 Penurunan sebagian pada struktur rangka dengan fondasi
individual
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
11
Penurunan Sebagian (differential
settlement))
settlement
Penurunan yang terjadi di salah satu
fondasi pada struktur rangka Gambar 5
adalag δij sebagai akibat dari berat sediri.
Bila penurunan yang terjadi tidak memicu
kerusakan non-struktur, mengacu Tabel 1
dan Tabel 2 penurunan yang diijinkan
adalah
δ ij
1
≤
Lij 300
(a)
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
12
Batas Penurunan Sebagian
Di Eropa dan Amerika, kebanyakan jarak
antar kolom Lij = 20 ft (6 m), sehingga
persamaan (a) diperoleh δij:
1
3
δ ij ≤
× ( 20 ) ≈ in ≈ 2 cm
300
4
(b)
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
13
Batas Penurunan Sebagian
Penuunan sebagian δij pada praktekya
tidak mudah untuk mengukurnya
dibanding dengan pengukuran penurunan
total.
Pada tanah berpasir penurunan sebagian
kira-kira ¾ dari penurunan total, maka
penurunan total (termasuk faktor aman):
4
ρij ≈ δ ij ≈ 1 in ≈ 2.5 cm
3
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
(b)
14
Batas Penurunan Pada Bangunan
Tabel 4 Penurunan yang diijinkan pada struktur beton bertulang
dengan fondasi telapak individu
Jenis
Fondasi
Fondasi
Individu
Tanah
Pasir
Lempung
Penurunan
Total (cm)
Penurunan
Sebagian (cm)
2.5
5.0
3.0
7.5
10
2.0
3.0
-
Rujukan
TP
SM
J
SM
J, A
Catatan:
TP = Terzaghi & Peck (1967)
SM = Skempton & MacDonald (1957) dengan sudut distorsi 1/300
J = JSA (1988); A = AIROC (1989)
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
G = Grant et al. (1974) dengan sudut distorsi 1/300 Department of Civil Engineering
15
Batas Penurunan Pada Bangunan
Tabel 4 Penurunan yang diijinkan pada struktur beton bertulang
dengan fondasi rakit (mat foundation)
Jenis
Fondasi
Fondasi
Rakit
Tanah
Pasir
Lempung
Penurunan
Total (cm)
5.0
5.0 ~ 7.5
6.0 ~ 8.0
7.5 ~ 12.5
20 ~ 30
-
Penurunan
Sebagian (cm)
2.0
3.0
3.0
4.5
5.6
Rujukan
TP
SM
J
G
SM
J, A
G
Agus S. Muntohar, Ph.D(Eng)
Department of Civil Engineering
16