Saat ini, Savo Kusić fokus pada jendela kayu, jendela kayu-aluminium, jendela khusus, pintu dan permintaan penawaran. Teks ini tetap sebagai arsip geoteknik dan bukan merupakan tawaran untuk desain dinding penahan, penyelidikan geoteknik atau pekerjaan tanah.
Metode penentuan tekanan tanah pasif
Tekanan tanah pasif hanya muncul jika deformasi dinding ke arah tanah cukup besar untuk mengaktifkan hambatan dalam tanah, yang melawan gaya luar. Franzius secara eksperimental menentukan bahwa untuk mengaktifkan tekanan tanah pasif, pergerakan dinding diperlukan dalam kasus pasir basah s=30_h_1,5, dan dalam kasus pasir bawah air s=23h2,5 dengan pergerakan s dalam mm, dan h adalah tinggi dinding di m. Oleh karena itu, jika tinggi dinding adalah h=3,0 m, untuk mengaktifkan tekanan pasif, dalam kasus pasir basah, diperlukan pergerakan dinding searah dengan tanah s=156 mm. Namun, karena pergerakan tembok dalam jumlah besar tidak diperbolehkan dalam banyak kasus, maka penanganannya dilakukan dengan salah satu cara berikut:
a) Jika tinggi tembok kecil, seperti halnya laju pondasi CD (gbr. 1a), tekanan tanah pasif Ep tidak diperhitungkan, asalkan lapisan tanah, di depan laju CD selanjutnya dapat digali atau terkikis, dan dihitung hanya dengan tekanan tanah aktif Ea pada seluruh tinggi tembok AB.
b) Dalam hal ketinggian dinding lebih tinggi (gbr. 1b), alih-alih tekanan tanah pasif Ep pada bagian dinding CD, Ea digunakan sebagai tahanan yang melawan gaya Ea1 dan Ea2.
c) Dalam hal penyangga yang perlu menerima gaya horizontal yang besar, diperlukan tekanan pasif penuh Ep pada seluruh ketinggian dinding AB, untuk melawan gaya serangan R (gbr. 1c). Dalam hal ini, deformasi tanah dilakukan terlebih dahulu dengan menggunakan derek hidrolik, dan jika tanah terdiri dari tanah liat lunak atau bahan serupa yang mengalami deformasi kuat karena beban, maka bahan tersebut diganti dengan lebar yang diperlukan b dengan bahan kerikil, yang sudut gesekan internalnya besar dan mudah dipadatkan, sehingga deformasi tanah berikutnya di bawah beban struktur tidak termasuk.
Gbr. 1. Kasus efek tekanan tanah pasif
Ada beberapa metode untuk menentukan tekanan tanah pasif, diantaranya yang paling terkenal adalah metode grafik Coulomb dan Rebhann-Poncelet.
Metode grafis Coulomb
Menurut metode ini, permukaan geser nyata diadopsi, serta resistansi internal tanah hanya terdiri dari gesekan, tanpa kohesi (c=0). Karena tekanan pasif bumi muncul sebagai gaya resistif, maka ini adalah sudut gesekan internal tanah dan sudut deviasi gaya Ep dari garis normal ke dinding yang berlawanan tanda, yaitu -δ dan -ϕ (gbr. 2a).
Jika permukaan bagian dalam dinding adalah AB dan jika kita mengadopsi permukaan geser AC secara sembarang, maka gaya luar Ep dilawan oleh berat W prisma geser ABCA dan hambatan gesekan Q sepanjang permukaan geser AC. Karena berat W diketahui berdasarkan besar, arah, dan arahnya, sedangkan gaya Q dan Ep diketahui berdasarkan arah dan arahnya, maka dimungkinkan untuk membuat rencana gaya (gbr. 2b), yang darinya besarnya gaya Ep ditentukan.
Gbr. 2. Tekanan Bumi Pasif Coulomb
Namun, karena diperlukan tekanan pasif terkecil Ep,min sesuai dengan permukaan geser kritis AC, di mana prisma geser kemungkinan besar akan terbentuk dan terdorong keluar paling besar akibat pengaruh gaya luar, maka dilakukan sebagai berikut (Gbr. 3).
Gbr. 3. Penentuan EP tekanan tanah pasif oleh Coulomb
Beberapa permukaan geser sembarang AC1, AC2, AC3 digambar. . . dan untuk setiap prisma geser yang bersesuaian tentukan beratnya W1 = AΔABC1 x 1,00 x γ, W2 = AΔABC2 x 1,00 x γ, W3 = AΔABC3 x 1,00 x γ. Kemudian untuk setiap prisma, rencana gaya yang sesuai dibuat dan gaya EP1, EP2, EP3 ditentukan… Gaya-gaya ini diterapkan dalam skala yang sesuai pada diagram gaya EP dan garis singgung diagram ini yang sejajar dengan sumbu absis memberikan nilai terkecil Ep, yang sesuai dengan permukaan geser kritis AC. Kerugian dari metode ini adalah karena solusi grafisnya dapat memberikan gaya Ep yang banyak menyimpang dari kenyataan. Oleh karena itu, cara ini jarang digunakan.
Metode grafis Culmann
Menurut metode ini, diasumsikan bahwa tekanan pasif tanah Ep bekerja membentuk sudut -δ dengan garis normal terhadap dinding penahan, bahwa garis kemiringan alami tanah tumpang tindih dengan sudut -ϕ dengan garis horizontal, dan bahwa garis posisi tumpang tindih dengan sudut -(δ+ϕ) dengan garis dinding (gbr. 4a). Dalam keadaan kesetimbangan batas ketiga gaya yang bekerja W, Q dan Ep berpotongan di satu titik. Karena gaya W diketahui berdasarkan arah, besar dan arahnya, sedangkan gaya Q dan Ep diketahui berdasarkan arah dan arahnya, maka kita dapat menggambar rencana gaya-gaya tersebut (gbr. 4b). Jika segitiga gaya ini diputar sebesar 90°- ϕ berlawanan arah jarum jam, maka gaya W akan jatuh ke arah garis kemiringan alami tanah AN, gaya Q ke arah permukaan geser AC, dan gaya Ea ke arah garis posisi BH, karena sudut antara gaya W dan Q adalah α+ϕ, sedangkan sudut antara Ep dan garis normal dinding δ, serta arah gaya Ep berimpit dengan arah garis posisi BH (gbr. 4a).
Gbr. 4. Penentuan tekanan tanah pasif menurut Coulomb
Prosedur untuk menentukan tekanan tanah pasif adalah sebagai berikut (gbr. 4c). Dari kaki dinding A, kita menggambar beberapa permukaan geser sembarang AC1, AC2, AC3…. Masing-masing permukaan ini berhubungan dengan prisma geser ABC1, ABC2, ABC3…, yang panjangnya tegak lurus terhadap gambar yang kita ambil sama dengan satu. Jika berat prisma bumi tersebut W1 = AΔABC1 x 1,00 x γ, W2 = AΔABC2 x 1,00 x γ, W3 = AΔABC3 x 1,00 x γ, dimana γ adalah berat volumetrik tanah, diterapkan pada garis kemiringan alami tanah AN, kita akan mendapatkan titik I, II, III… Dengan menggambar garis sejajar dengan garis posisi dari titik-titik tersebut, kita mendapatkan titik potong R1, R2, R3… Segitiga A_I_R1, A_II_R2, A_III_R3 adalah bidang gaya W, Q dan Ep untuk permukaan geser yang sesuai. Dengan menghubungkan titik R1, R2, R3… kita mendapatkan garis tekanan tanah pasif Cullmann, yang disebut Garis Ep Cullmann. Garis singgung garis ini yang sejajar dengan garis kemiringan alami tanah memberikan panjang terkecil KK’, yang berhubungan dengan gaya W memberikan tekanan tanah pasif Ep.
Jika kita memperpanjang arah AK hingga perpotongan dengan garis medan, kita mendapatkan permukaan geser yang hambatannya paling kecil AC.
Metode Rebhann-Poncelet
Menurut metode ini, prosedurnya serupa dengan penentuan tekanan tanah aktif, bedanya gaya Q bekerja pada sudut -ϕ terhadap garis normal bidang geser, dan gaya Ep membentuk sudut -δ terhadap garis normal dinding. Menurut Rebhann, AΔABC = AΔACD (gbr. 5a). Tata cara penentuan tekanan tanah pasif adalah sebagai berikut:
Gbr. 5. Penentuan tekanan tanah pasif menurut Rebhann-Poncelet
Dari dasar tembok A kita tarik garis kemiringan alami tanah membentuk sudut -ϕ terhadap horizontal.
Dari atas tembok B kita tarik garis posisi BH dengan sudut -(δ+ϕ). Pada titik M perpotongan posisi dan kemiringan alami tanah, garis normal dinaikkan menjadi perpotongan L dengan diameter setengah lingkaran di atas AN.
Dengan terbukanya kompas AL kita pindahkan titik L ke D (AL=AD).
Dengan menggambar dari titik D sejajar garis posisi hingga perpotongan C dengan garis medan, diperoleh salah satu sisi segitiga tekanan bumi DC = e. Memindahkan titik C ke F (DC= DF) dan menurunkan CK normal ke garis kemiringan alami tanah, kita mendapatkan segitiga tekanan tanah DCF, yang darinya kita mendapatkan Ep=1/2_γ_ ef, dimana γ adalah berat volume tanah.
Garis AC melambangkan permukaan geser. Diagram tekanan tanah pasif adalah ba (gbr. 5b). Diperoleh berdasarkan formulir
Ep = xh/2, maka x = 2_Ep_/h
Titik serang gaya Ep berada pada ketinggian pusat gravitasi segitiga abc. Gaya Ep bekerja membentuk sudut -δ dengan garis normal terhadap dinding penyangga.
Metode, satuan, rumus dan nilai yang disebutkan ditransfer dari sumber sejarah dan bukan merupakan pengganti studi geoteknik, perhitungan statis, proyek dinding penahan atau rencana pelaksanaan. Kemungkinan memobilisasi resistensi pasif tergantung pada deformasi yang diizinkan, parameter aktual dan lapisan tanah, air bawah tanah dan permukaan, drainase, beban tambahan, dampak seismik, erosi, penggalian, tahap konstruksi dan bangunan di sekitarnya. Solusi untuk medan tertentu harus ditentukan oleh penelitian yang sesuai dan ahli geoteknik dan konstruksi yang berwenang sesuai dengan peraturan yang berlaku.