OBJEKTIF AM : Mempertimbangkan kestabilan

  TEKANAN SISI TANAH - UNIT 11 KOREKAN BERTOPANG OBJEKTIF OBJEKTIF AM : Mempertimbangkan kestabilan

  korekan bertopang

  Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :-

  1. menyatakan keadaan di mana korekan bertopang diperlukan 2. mengira beban topang berdasarkan teori Terzaghi dan

  Peck(1967) untuk

• Tanah Pasir Padat dan Sederhana Padat - Tanah Liat dengan No. kestabilan < 4
• Tanah Liat dengan No.kestabilan di antara 4 dan 6
• Tanah Liat dengan No. kestabilan di antara 6 dan 8 3. menyemak faktor kestabilan untuk korekan bertopang menurut Bjerrum dan Eide (1956) dengan keadaan :-
• menyokong tanah asal - menyokong tanah dengan tambahan beban.

  Bagaimana pula jika tembok yang dalam dan sempit perlu didirikan? Adakah memadai dengan tembok cerucuk keping atau kayu sahaja untuk menopang sisi korekan tersebut atau adakah topang diperlukan bagi menentukan kestabilannya? Semua ini akan dapat diketahui dari Unit 11 .

  INPUT

  11.0 PENGENALAN

  Pernahkah anda melihat korekan sementara yang dibuat semasa kerja pembinaan berjalan di tapak ? Kaedah korekan bertopang selalunya digunakan untuk tujuan tersebut.

  Ikuti kandungan unit ini seterusnya !!

  11.1 KOREKAN BERTOPANG

  Korekan yang sempit dan dalam selalunya diperlukan semasa pengorekan tanah bagi kerja-kerja kejuruteraan awam seperti kerja-kerja menanam paip-paip pembetung, membuat saluran-saluran terbuka dan sebagainya.

  Semasa kerja-kerja pengorekan terbuka dijalankan, tebing perlu disokong atau ditopang bagi mengelakkan sisi korekan daripada runtuh dan memenuhi korekan tersebut serta mengakibatkan kecederaan ke atas pekerja-pekerja binaan yang berada di dalam korekan tersebut. Bagi tanah liat, pengorekan dapat dijalankan dengan mudah sehingga pada satu kedalaman tertentu. Kedalaman yang selamat bagi sesuatu korekan dalam tanah liat (tanpa memerlukan topang) adalah

  2xZ _o =

  F

  di mana ,

  2C

  Z =

  o _'

   Ka Manakala, korekan bagi tanah pasir pula, adalah lebih sukar kerana ia mudah runtuh walaupun bagi korekan yang cetek sahaja diperlukan. Dengan itu, bagi sebarang kerja-kerja pengorekan terbuka yang dalam, sebagai langkah keselamatan, sisi korekan perlu ditopang. Kedua-dua sisi korekan ditopang dengan cerucuk keping yang di pacu secara tegak ke kedalaman yang diperlukan dan cerucuk keping pula akan disokong oleh topang- topang pada kedalaman-kedalaman yang tertentu seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 11.0. cerucuk keping atau kayu topang

  Rajah 11.0 : Korekan bertopang

  

11.1.1 Beban topang berdasarkan Terzaghi dan Peck

(1967)

  Kaedah reka bentuk yang selalunya digunapakai bagi menentukan korekan bertopang adalah merupakan kaedah separa-ghalib iaitu kaedah yang berdasarkan kepada ukuran sebenar beban bagi korekan tanah pasir dan tanah liat. Untuk korekan tanah pasir yang padat dan sederhana padat, Terzaghi dan Peck (1967) telah mencadangkan agihan tekanan seperti pada rajah 11.1.1a. cerucuk keping

  ii iii i

  topang

  0.25Z

  0.25Z

  Z

  0.75Z

  0.25Z

  1.0 Ka  Z 0.2  Z hingga

   Z

  0.65 Ka 0.4  Z

  

Rajah 11.1.1a : Rajah agihan tekanan

  Bagi tanah liat Bagi pasir,

  4 1 sin 

  m Cu 

  Ka = 1 - , Ka = 1 sin  Z   Agihan ini digunakan untuk mengira beban topang.

  Bagi korekan tanah liat yang mempunyai nombor Z kestabilan (ditakrifkan sebagai ) yang kurang

  C

  daripada 4, Peck mencadangkan agar agihan tekanan dalam rajah 11.1.1a(i) digunakan untuk menganggarkan beban topang. Tetapi sekiranya nombor kestabilan bernilai 4 hingga 6, agihan tekanan rajah 11.1.1a(ii) dan rajah 11.1.1a(iii) digunakan dan m di ambil sebagai 1 (iaitu untuk mendapatkan beban yang besar). Bagi nombor kestabilan 6 - 8, Rajah 11.1.1c digunakan dengan m = 0.4.

  Secara umumnya penerangan di atas boleh diringkaskan seperti pada Jadual 11.1.1 di bawah :- No. Kestabilan Agihan Tekanan M Tanah liat < 4 Rajah (b) diberi 4 - 6 Rajah (b) atau (c)

  1 6 - 8 Rajah (c)

  0.4 Pasir Padat & Rajah (a) di beri sederhana Padat Jadual 11.1.1

  

11.1.2 Faktor kestabilan untuk korekan bertopang

menurut Bjerrum dan Eide (1956)

  Untuk mengira faktor kestabilan terhadap lambong dasar Bjerrum dan Eide (1956) telah mencadangkan persamaan berikut:-

  N C _{c u}

  F =

  Z

   Sekiranya permukaan tanah yang bersempadan dengan korekan dikenakan beban tambahan q, maka faktor keselamatan menjadi :-

  N C _{c u}

  F =  Z q

  

  Di mana C = kejelikatan tak bersalir tanah  = berat unit tanah Z = kedalaman korekan q = keamatan beban tambahan

  Nc = faktor keupayaan galas di perolehi daripada Jadual 11.1.2 Z/B Nc (untuk B/L = 1.0)

  6.2

  1

  7.6

  2

  8.4

  3

  8.7

  4

  8.9 Jadual 11.1.2 : Untuk korekan bulat atau segi empat sama Untuk korekan yang berbentuk segiempat tepat, Nc (korekan berbentuk = (0.84 + 0.16 B/L ) Nc segiempat tepat) (korekan berbentuk segi empat sama) di mana , B = lebar korekan, L = panjang korekan.

  CONTOH 11.1a

  Sebuah korekan selebar 2.5 m dan tinggi 5.5 m telah dilakukan ke atas tanah pasir lembab yang mempunyai ciri-ciri tanah seperti berikut:-

  3 o

   = 18.64 kN/m  = 30 C = 0

  Topang-topang telah dipasang pada kedalaman- kedalaman tertentu seperti yang ditunjukkan pada Rajah contoh 11.1a. Seterusnya dapatkan :-

  a. Lakaran rajah tekanan yang sesuai b. Beban topang yang paling maksima.

  PENYELESAIAN a. Bagi tanah pasir, seperti rajah di bawah.

  b. Beban topang paling maksimum Bagi tanah pasir, Ka =

  1

  30

  1

  30   sin sin

  = 0.333

  0.65Ka Z = 0.65 (0.333) (18.64) (5.5) = 22.21 kN/m

  2 Katalah korekan tersebut akan dipasang topang

  sepanjang 2m c/c dan untuk mendapatkan beban maksimum, luas yang berkaitan adalah pada tengah korekan tersebut seperti pada rajah tekanan di atas,

  = 1.25 x 2 = 2.5 m 0.5 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m 0.5 m

  0.5 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m 1.25 m 0.5 m

  5.5m

  0.65 Ka  Z 1.25m

  Rajah contoh 11.1a Dengan itu tekanan maksimum dalam topang adalah = tekanan x luas

  2

  = 22.21 kN/m x ( 1.25 m x 2 m ) = 55.5 kN.

  CONTOH 11.1b

  Satu tebing tegak telah dibuat dengan menjalankan satu korekan pada tanah yang mempunyai ciri-ciri berikut :-

  o

  3

   = 15  = 17.8 kN/m Apabila tinggi korekan adalah 5.8m, tebing runtuh. Dapatkan nilai kejelekitan bagi tanah tersebut.

  PENYELESAIAN

  Kedalaman yang selamat bagi korekan secara pugak

  2Z _o adalah =

  F

  1 sin

  15

  2C

   Z = Ka = = 0.589 1 sin

  15  Ka 

  2 C Oleh itu, Z = 17 8 . 0 589 .

  x

  2

  = 0.1476 C (C dalam unit kN/m ) Dengan itu kedalaman yang selamat adalah 2 0147 .

  x C

  =

  F

  Tebing runtuh pada kedalaman 5.8m, maka nilai faktor keselamatan pada tahap ini adalah 1.

  2 0147 .

  x C

  5.8 =

  1

  2 C = 19.64 kN/m

  Dengan itu nilai kejelekitan bagi tanah tersebut adalah

  2

  19.64 kN/m

  CONTOH 11.1c

  Sebuah korekan yang diandaikan sebagai panjangnya infiniti,dan lebarnya 9.0 m dibina di dalam tanah liat

  3

  lembut. Berat unit tanah liat adalah 19.5 kN/m dan

  2

  kekuatan ricih tanah Cu = 22 kN/m . Sekiranya korekan sedalam 6m diperlukan, tentukan beban topang yang dipasang pada kedalaman 0.8m, 2.8m, 4.4m di bawah aras bumi. Seterusnya dapatkan faktor keselamatan terhadap lambong dasar bagi korekan tersebut.

  PENYELESAIAN

  Contoh ini boleh diselesaikan dengan 2 kaedah i. Kaedah luas rajah tekanan ii. Kaedah momen.

  Kaedah i

  Semak no. Kestabilan 19 5 6 . x

  Z Nc = = = 5.3 < 6

  22 C Dengan itu gunakan agihan tekanan seperti di bawah

  9.0 m

  0.8m

  P

  0.25 Z = 1.5m

  

1

  0.8m

  1.8m

  P

  

2

  2.8m

  0.25 Z = 4.5m

  3.6m

  P

  

3

  4.4m

  5.2m

  6.0m

  1.0 Ka  Z

  4 4 22 ( )

  m Cu

  Dengan m = 1, Ka = 1 - = 1 - 19 5 6 . ( )  Z

  = 0.248

  2 Tekanan = 1.0 Ka  Z = 0.248 (19.5)(6) = 29.02 kN/m Beban Topang

  P ^{1 0.8m 1.5m}

  P 1 = luas yang dirangkumi oleh topang 1.

  1.8m ² 29.02 kN/m

  = 1/2 (Ka)  Z x Z + Ka  Z (1.8 -1.5 ) = 1/2 (29.02)(0.8) + 29.02 (0.3) = 11.61 + 8.71 = 20.32 kN/m

  1.8m P ₂ P = luas yang dirangkumi oleh topang 2.

  2 3.6m ₂ 29.02 kN/m

  = Ka  Z x Z = 29.02 x ( 3.6 - 1.8 ) = 52.24 kN/m

  3.6m P ³ P = luas yang dirangkumi oleh topang 3

  3 5.2m

  = Ka  Z x Z = 29.02 x ( 5.2 - 3.6 ) = 46.43 kN/m Faktor Keselamatan terhadap lambong dasar

  N C _{c u}

  F =  Z

  6 Z Untuk L   , B = 9.0 m, = = 0.67

  9 B

  Z

  Dari Jadual 11.1.2, bagi = 0.67, Nc = 7.14

  B Dengan itu bagi korekan berbentuk segiempat tepat, Nc (korekan) = (0.84 + 0.16 B/L ) Nc

  = 0.84 x 7.14 = 6.0 6 22

  x F = = 1.12 > 1 ok.

  19 5 6 .

  x Kaedah ii

  0.8m

  P

  0.25 Z = 1.5m

  1 1.8m

  P

  2

  0.25 Z = 4.5m

  3.6m

  P

  3 5.2m 4.4m

  4 4 22 ( )

  m Cu

  Dengan m = 1, Ka = 1 - = 1 - 19 5 6 . ( )  Z

  = 0.248

  2 Tekanan = 1.0 Ka  Z = 0.248 (19.5)(6) = 29.02 kN/m

  Luas 1 Ambil momen pada P

  2 P 1 (1.8) = 29.02 (1/2) (1.5) (1.3 +1.5/3)

  P = 21.76 kN/m

1 P + P = 29.02 (2.8 + 1.3 ) x ½

  21

  1 P 21 = 55.14 - 21.76

  = 33.37 kN/m

• P

• – 18.57 = 27.86 kN/m
• P

  32

  33

  = P

  3

  P

  3 P 33 = 29.02 x 0.8

  Ambil momen pada P

  = 33.37 + 27.86 = 61.23 kN/m

  22

  2 = P 21 + P

  P

  46.43

  =

  22

  = 29.02 x 1.6 P

  32

  22

  P

  2 P 32 = 18.57 kN/m

  2 P 32 (1.6) = 29.02 (1.6/2)

  Luas 2 Ambil momen pada P

  = 23.22 + 18.37 = 41.59 kN/m

  AKTIVITI 11A

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan ke unit selanjutnya .

  

Sila semak jawapan anda pada maklum balas di halaman

berikutnya.

  Aktiviti 11A-1

  Daripada rajah aktiviti 11A-1, kirakan beban yang sepatutnya dapat ditanggung oleh kayu jika m = 0.7. Kirakan faktor keselamatan terhadap lambung dasar jika panjang korekan adalah 30m.

  0.5m 2.4m 2.4m 2.4m 0.6m

  4.0m

  Tanah liat berpasir  = 28

  o

   = 18.5 kN/m

  3

  c = 30 kN/m

  2 Rajah aktiviti 11A-1

  MAKLUM BALAS Maklum balas aktiviti 11A-1

  18 ) 30 (

  2.4 2.075 0.825

  0.5 P A P _B1

  2.075m 6.225m 69.56 kN/m ²

  0.5m 2.4m 2.4m 2.4m 0.6m

  2 Luas 1 P

_A

P

_B

P

_C

P

_D

  Tekanan = 1.0 Ka Z = 0.453 (18.5)(8.3) = 69.56 kN/m

  7 . = 0.453

  = 1 - ) 3 . 8 ( 5 .

  Nombor Kestabilan, N =

  4 

  m Cu Z

  Gunakan agihan tekanan dalam rajah 11.1.1(iii) Dengan m = 1, Ka = 1 -

   = 5.12

  18

  30 ) 3 . 8 ( 5 .

  C Z 

=

  1 Ambil momen pada titik B, P A (2.4) = ½ (69.56)(2.075)(0.825+2.075/3) + 69.56(0.825)(0.825/2) P = 55.47 kN/m

  A

  P + P = 69.56 (1/2)(2.9+0.825)

  A B1

  P = 129.56

  B1 – 55.47

  = 74.09 kN/m Luas 2

  P _B1

  2.4

  2 P _C1

₂

69.56 kN/m

  Ambil momen pada C. P (2.4) = 69.56 (2.4)(2.4/2)

  B2

  P = 83.5 kN/m

  B2

  P C1 + P B2 = 69.56 (2.4) P C1 = 83.44 kN/m

  Luas 3

  P _C1

3 P D Ambil momen pada C.

  P (2.4) = 69.56 (3.0) (3/2)

  D

  P = 130.425 kN/m

  D

  P C1 + P D = 69.56 x 3 P C1 = 78.26 kN/m

  Beban pada setiap topang P = 55.47 kN/m

  A

  P B = 74.09 + 83.5 = 157.59 kN/m P C = 83.44 + 78.26 = 161.7 kN/m P = 130.425 kN/m

  D

  Faktor keselamatan terhadap lambong dasar

  N C _C

  F =  Z

  Untuk mendapatkan Nc Z = 8.3 L = 30m B = 4.0m Z/B = 8.3/4 = 2.075

  Dari Jadual 11.1.2,

  2

  8.4 2.075

  X

  3

  8.7 Secara interpolasi, X = 8.4225

  Nc = (0.84 + 0.16 B/L) = (0.84 + 0.16 (4.0/30) 8.4225 = 7.454 7 . 454

  30

  x

  F = = 1.416 > 1 selamat 18 .

  5 8 .

  3

  x

PENILAIAN KENDIRI ANDA TELAH MENGHAMPIRI KEJAYAAN.

  

Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini bagi

mengetahui objektif unit ini telah tercapai.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan

pensyarah anda. SELAMAT MENCUBA ! ! SEMOGA BERJAYA ! ! SOALAN 1

  0.5m A 1.8m B

   = 0

  1.8m

  3

   = 20 kN/m

  2 C

  c = 18 kN/m

  1.8m D 0.6m

  Rajah di atas menunjukkan keratan rentas sebuah korekan bertopang yang panjangnya 25 m. Kirakan beban yang sepatutnya di tanggung oleh setiap topang dan dapatkan faktor keselamatan terhadap lambong dasar. Jadual Nc (korekan bulat atau segiempat sama)

  Z/B Nc (B/L = 1.0)

  6.2

  1

  7.6

  2

  8.4

  3

  8.7

  4

  8.9

MAKLUM BALAS KENDIRI

  Adakah anda telah mencuba dahulu ? Jika YA, Sila semak jawapan anda.

  Jawapan soalan 1

  P = 70.98 kN/m

  A

  P B = 171.11 kN/m P C = 182.52 kN/m P = 152.1 kN/m

  D 6 .

  91

  18

  x

  Faktor Keselamatan = = 0.95 < 1

  20 6 .

  5

  x

  Tidak selamat