Ing pengaruh beban, saben lemah, kajaba watu padhet, bakal ngesot mudhun. Pangésot mudhun umume dumadi amarga rong sebab: pemadatan lemah yaiku pangurangan volume amarga hawa utawa banyu diusir saka pori-poriné lan pejetan lemah menyang sisih ing pinggiran pondasi amarga geseran partikel-partikel lemah sing padhet.
Penurunan lemah amarga pemadatan dumadi saka deformasi elastis lan plastis, sing disebabake dening beban pondasi, nalika dibongkar lemah bali sebagian menyang kahanan wiwitan.
Slegan amarga penekanan saka sisih lemah mung dumadi saka deformasi plastis, ing ngendi nalika dikurangi bebane, lemah ora bali menyang kahanan asline. Iki paling asring muncul ing pondasi cilik sing digawé ing jerone cilik ing ngisor permukaan lemah. Kajaba kuwi, penekanan lemah saka sisih uga kedadeyan ing lemah sing banget teles lan sing sudut gesek jerohe cilik.
Amarga beban sing diijini saka lemah dijupuk ing zona deformasi elastis-plastis, perhitungan penurunan mung ditindakake adhedhasar pangirangan porositas lemah ing sangisoré beban, kanthi penurunan amarga pameres lemah sacara lateral diabaikan, amarga dianggep ora pati penting.
Penurunan amarga pemadatan gumantung marang permeabilitas lemah, amarga iki kelakon kanthi ngurangi pori-pori, sing ing lemah alam mesthi luwih utawa kurang kebak banyu. Mula, penurunan lemah ing sangisoré beban sejatiné minangka gejala hidrodinamik, amarga proses penurunan gumantung marang kacepetan metu-ne banyu saka pori-pori, ing endi permeabilitas lemah nduweni peran paling gedhé.
Lemah nonkoheren kaya kerikil lan pasir nduweni pori-pori gedhe, mula permeabilitasé dhuwur lan banyu saka pori-pori ing sangisoré beban pondasi kanthi cepet metu. Mula, ing lemah nonkoheren, penurunan amarga beban pondasi kedadeyan kanthi cepet, biasane isih nalika pambangunan utawa ora suwé sawisé kuwi. Amarga iku, penurunan pondasi ing lemah nonkoheren arang diitung.
Lemah koheren nduweni pori-pori cilik, daya tembusé sithik lan nyurudé banyu saka pori-pori ing pengaruh beban pondasi bisa suwé banget, ing sawetara lempung butiran alus nganti pirang-pirang dasawarsa. Kajaba iku, amarga porositas total lemah koheren luwih gedhé tinimbang sing ora koheren, panyusutan lemah koheren uga luwih gedhé.
Ing lemah koheren, sing pori-porine sebagian kebak udara lan sebagian banyu, pisanan kedadeyan amblas amarga pemadatan udara ing pori-pori, dene kadar banyu tetep konstan, banjur amblas amarga banyu metu saka pori-pori. Ing beban statis marang lemah amarga pengaruh bobot lan beban guna pondhasi, loro jinis amblas iki padha-padha muncul, nanging proses wektu amblase beda.
Ana uga sebab-sebab liya sing nyebabaké lemah ngesot mudhun, kayata mudhuné tataran banyu lemah kanthi permanen, owah-owahan kimia ing komposisi lemah, lan gangguan liya ing lemah.
Pangajian penurunan dumadi saka prakiraan awal penurunan, sing ditindakake adhedhasar uji laboratorium conto lemah lan pengamatan penurunan, sing ditindakake sajrone pambangunan obyek lan sajroning wektu tartamtu sawisé iku.
Itungan pangendhapan ing beban sentrik pondasi
Ayo dideleng pondasi tapak sing dipondasikaké ing lemah sing kasusun saka pirang-pirang lapisan béda, umpamané lapisan pasir H0, yaiku H1 ing sangisoring tapak, lapisan lemah lempung kanthi kandel H2, lapisan lempung butiran alus kanthi kandel H3, ing sangisoringé ana kerikil padhet kanthi kandel lapisan luwih gedhé, kanthi tataran banyu lemah NPV (gambar 1a).
Kanggo ngitung penurunan, perlu digambar diagram tegangan amarga bobot dhewe lemah (diagram kiwa ing gambar 1b) lan diagram tegangan amarga pengaruh beban tambahan saka pondasi (diagram tengen ing gambar 1b). Diagram tegangan amarga bobot dhewe lemah dipikolehi saka tebal lapisan Σ_H_ lan bobot volume γ saben lapisan. Yen bobot volume pasir γ1, pasir ing banyu γ’1, lemah lempung ing banyu γ’2, lempung ing banyu γ’3, tegangan tekan ing lemah amarga bobot dhewe lemah bakal dadi (gambar 1)
γ1 · H’; γ’1 · H’’; γ’2 · H2; γ’3 · H3;
Diagram tegangan amarga pengaruh beban dipikolehi kanthi perhitungan miturut salah siji metode sing wis dikenal, umpamané miturut Steinbrenner utawa Newmark, kanggo macem-macem kedalaman ing sangisoré pondasi.
Yen P kita sebut minangka beban pondasi, A minangka lumahingé sing ndhuweni kontak karo lemah, γ1 bobot volume lemah ing jero pondasi t ing sangisoring lumahing tanah, beban spesifik pondasi yaiku P/A dene bobot dhéwé lemah ing jero sing padha γ1t. Supaya entuk beban tambahan lemah amarga beban pondasi, kudu dikurangi tekanan bobot dhéwé lemah γ1t saka beban pondasi P/A, saéngga beban tambahan lemah dadi
p0 = P/A – γ1t.
Ing jeroning t sing padha uga tumindak tegangan γ1t amarga bobot dhewe lemah, mula ing jeroning iki tumindak tegangan total (P/A – γ1t) + γ1t, ing ngendi konsolidasi lemah ing sangisoring tegangan γ1t wis rampung sadurunge bangunan didegake.
Sl. 1. Perhitungan penurunan kanggo beban sentris pondasi
Nanging yen salah siji bagean pondasi ing ndhuwuré tapak pondasi diurug lemah (gbr. 1c), kudu digatekake beban lemah urug 2_Q_, mula ing kasus iki beban tambahan dadi
_P+2_Q/A – γ1t.
Kanggo pondasi wangun jalur yaiku A = b x 1,0 m ing 1 m’ pondasi.
Perhitungan pangendapan ditindakake kanggo kabeh lapisan lemah sing bisa kompresi nganti ambane pengaruh beban pondasi. Sadurunge dianggep minangka wates pengaruh beban bangunan yaiku ambane nganti tekan tegangan kanthi intensitas ≥ 10% p0. Saiki ditampa manawa wates iki ana ing ambane nalika tegangan saka beban tambahan pz padha karo 20% tegangan saka bobot dhéwé lemah: pz = 0,2 ·γ_Σ_H. Ing ngisor ambane iki pangendapan ora diitung. Miturut aturan liyane, dianjurake perhitungan pangendapan kanggo lapisan nganti ambane 2_b_ nganti 3_b_, kanthi b minangka ambane pondasi. Yen ing pungkasane ana lapisan krikil kaya ing gambar 1a, lapisan iki ora dianggep kanggo perhitungan pangendapan, amarga pangendapane ing sangisore beban pondasi cilik banget lan kelakon nalika pambangunan.
Ing jeroning z ing ngisor tapak pondasi ana tegangan tekan pg amarga bobot dhewe lemah (gbr. 1b), kanthi mangkono pengaruh daya apung uga wis dijupuk ing itungan. Tegangan tekan wiwitan iki ditambah karo tekanan pz amarga tumindake beban bangunan ing jeroning sing padha. Mula, ing titik sembarang M ing jeroning z ing ngisor tapak pondasi tumindak tegangan tekan total pn = pg + pz.
Ing pangaruh beban tambahan, lemah mudhun lan ngalami deformasi lateral. Yen deformasi lateral diabaikan, amarga ukurane relatif cilik, amarga beban lemah sing diijini ana ing zona deformasi elastis-plastis, bisa dianggep manawa perhitungan penurunan ditindakake adhedhasar uji kompresibilitas ing edometer, kanthi conto ora keganggu sing dijupuk ing wilayah titik sing diamati ing lemah, sing digunakaké kanggo nemtokake modul kompresibilitas lemah Ms.
Adhedhasar hukum Hooke kita oleh
Δ_s_ = pz/Ms,
ing ngendi Δ_s_ iku panyusutan spesifik, saben unit kandelé lapisan, pz yaiku tegangane ing jeroné lemah z amarga beban tambahan.
Yen kita anggep kekandelan lapisan dz cukup cilik, supaya pz lan Ms bisa dijupuk minangka konstan, panyusutan elementer bakal
Δ_s dz_ = pz/Ms dz.
Pangendapan total lapisan kanthi ketebalan H bakal
Yèn pZ lan MS tetep kanggo lapisan kanthi ketebalan H, bakal
s = pz/Ms · H.
Sakjané pz lan Ms ora ajeg kanggo lapisan ketebalan H1, nanging dijupuk nilai rata-ratané ing titik M.
Modul bisa-mapat lemah Ms ditemtokake kanthi cara laboratorium kanggo saben lapisan kanthi kapisah. Kanggo lemah sing wis konsolidasi normal, modul Ms ditemtokake saka diagram kompresi primer, ing ngendi beban total σ2 = pg + pz; σ1 = pg = Σ_γt,_ beban tambahan Δ_σ_ = σ2 – σ1 = (pg + pz) – pg, lan nilai sing cocog saka kompresi relatif yaiku Δ_h2_/h lan Δ_h1_/h, mula yaiku
Nanging, yen sing dibahas iku lempung prekonsolidasi, mula modulus kompresibilitas ditemtokake saka diagram kompresi sekunder. Saka conto ing sl. 2 kita nduwèni kanggo:
Gbr. 2. Penentuan modulus mampat lemah adhedhasar diagram kompresi relatif
Saka uraian sadurunge katon yen slegane lempung prekonsolidasi bakal adoh luwih cilik tinimbang slegane lemah sing dikonsolidasi normal.
Pangaribawa kekakuan pondasi marang penurunan
Sanajan ing praktik ora ana pondasi sing sakabehe elastis, ing ngendi penurunan siji titik bakal ora gumantung marang penurunan titik jejere, kanggo perhitungan penurunan dibédakaké pondasi elastis lan pondasi kaku.
Pondasi elastis, sing diarani tumpukan watu lan urug, nalika dibebani merata nyebabake ing titik-titik tartamtu slegan sing beda-beda. Mula ing pondasi kaya mangkene perhitungan slegan ora ditindakake kanggo sakabehe permukaan sing dibebani, nanging kanggo titik-titik tartamtu: titik pojok A, B, C lan D, titik tengah sisih E, F, H lan J lan titik tengah G saka permukaan persegi panjang (sl. 3). Ing beban merata, slegan titik B, C lan D padha karo titik A, slegan titik H padha karo titik E, titik J padha karo titik F kanggo lemah sing komposisine padha.
Sl. 3. Pitungan penurunan saka titik-titik individu ing lumahing sing kebebanan
Kanggo ngitung penurunan ing sangisoring salah siji titik G saka permukaan sing kena beban, persegi panjang ABCD dipérang dadi patang persegi panjang luwih cilik lan penurunan G dipikolehi minangka jumlah penurunan sing disebabake saben persegi panjang sing wis dipérang.
Pondasi kaku ora amblas kanthi cara sing padha kaya pondasi elastis, amarga ing kono ora bisa ana amblasé titik-titik tartamtu. Mula amblasé pondasi kaku diitung minangka siji kesatuan, kanthi nilai rata-rata amblas diitung kanthi cara sing beda miturut derajat kekakuan, amarga saka kekakuan pondasi gumantung distribusi tekanan ing dhasar pondasi.
Kanggo pondasi kaku wangun persegi utawa persegi panjang cilik, nalika a < 2_b_, diitung amblesané sG saka titik tengah G lan diadopsi amblesan umum pondasi s = 3/4 sG. Kanggo pondasi kaku wangun persegi panjang dawa utawa pita, diitung amblesané titik ujung E, titik tengah G lan titik M ing tengah jarak ing antarané, ing sumbu dawa tapak pondasi, banjur dijupuk nilai rata-ratane.
Van Hamme nganggep manawa pitungan penurunan sing luwih trep yaiku kanggo „titik karakteristik P“, sing saka sumbu tengah dumunung ing jarak
saka sumbu tengah. Miturut Van Hamme, amblesané titik-titik tartamtu saka pondasi ora gumantung marang cara panyebaran tegangané ing dhasar pondasi. Kanggo titik-titik iki, amblesan bisa diitung kanthi nganggep yèn panyebaran tegangané ing dhasar pondasi rata. Kanggo tapak pondasi kaku, sing dibebani kanthi beban rata lan panyebaran tegangané ing dhasar pondasi ora rata lan mundhak menyang pinggir tapak, senadyan mangkono amblesané tapak pondasi padha karo amblesané titik khas P. Tegangan ing jeroné z ing sangisoré titik khas P saka lumahing persegi panjang dawa a, ambané b, sing dibebani beban rata p0 bisa diitung nganggo tabel 1 sing digawé déning Jelinek.
Tegangan σzP ing jeron z ing ngisor titik khas P yaiku σzP = (σz/p0)·p0, ing ngendi p0 minangka beban tambahan lemah.
Tabel 1. Nilai σz/p kanggo tegangan ing ngisor titik khas P gumantung saka rasio jero z marang jembar b lan saka rasio dawa a marang jembar b pondasi telapak
Perhitungan penurunan adhedhasar owah-owahan koefisien porositas lemah
Yen kita tandhani e0 minangka koefisien porositas saka sampel ora keganggu sing dijupuk saka lapisan lemah, lan ei minangka koefisien porositas saka sampel sing padha sawisé konsolidasi rampung ing edometer ing sangisoré beban σ1 (sl. 4a), pangurangan volume wiwitan lemah ing sangisoré pengaruh beban Δ_σ_ cocog karo pangurangan porositas, yaiku koefisien porositas lemah
Δ_e_ = e0 – e1
Sl. 4. Perhitungan penurunan adhedhasar owah-owahan koefisien porositas lemah
Volume awal conto lemah yaiku
Pangendhapan spesifik Δ_s_, yaiku pangendhapan saben satuan volume lemah 1+e0 yaiku
Δ_s_ =(e0–e1) / (1+e0)
Mudhuné lapisan elementer kanthi ketebalan dz miturut gambar 4b
Δ_s_ dz=(e0–e1) / (1+e0) dz
Penurunan lapisan kanthi kekandelan H bakal
Yen kita anggep p minangka tegangan ing jeron z amarga bobot dhéwé lemah, sing cocog karo beban σ0 ing oedometer, Δp minangka tegangan saka beban tambahan lemah amarga bangunan, sing cocog karo tambahan beban Δ_σ_ ing oedometer, p1 minangka tegangan total ing pengaruh bobot dhéwé lemah lan beban tambahan sing cocog karo beban total σ1 ing oedometer, mula rumus sadurungé bisa ditulis kanthi wangun
Yen kita tandhani kanthi A lumahing diagram tegangan saka beban tambahan lemah, A = Δ_pH_ (lumahing arsiran ing gbr. 4b), ing ngendi Δ_p_ yaiku tegangan saka beban tambahan ing tengah lapisan
a=Δ_e_/Δ_p_, yaiku prabédan koefisien porositas dibandhingaké karo tegangan sing cocog saka beban tambahan Vc = (1+e0)/a, bisa diwènèhaké
yaiku s = A/Vc [cm]
Yen lemah kasusun saka sawetara lapisan, panjènengan penurunan s kanggo saben lapisan diitung, lan jumlah penurunan saben lapisan menehi penurunan total Σ_s_.