KAJIAN TAHANAN GESEK TERMOBILISASI DAN MODULUS REAKSI TANAH DASAR EKUIVALEN PADA PERKERASAN SISTEM PELAT TERPAKU DI TANAH PASIR

Hery Sanjaya, Prof. Dr. Ir. Hary Christady Hardiyatmo, M.Eng., DEA

2014 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Kerusakan perkerasan pelat beton terjadi karena deformasi tanah dasar. Penurunan tidak seragam pada tanah dasar menyebabkan terbentuk rongga antara tanah dasar dan perkerasan. Sistem pelat terpaku digunakan pada perkerasan yang dibangun pada tanah ekspansif. Sistem pelat terpaku didukung oleh tiang-tiang beton berukuran kecil (mini) yang bersifat menyatu dengan pelat beton untuk mencegah terbentuk rongga antara perkerasan dan tanah dasar. Perkerasan tetap kontak dengan tanah dasar dengan adanya tiang mini. Untuk analisis sistem pelat terpaku dibutuhkan nilai modulus reaksi tanah dasar. Modulus reaksi tanah dasar ekuivalen adalah modulus reaksi tanah dasar yang memperhatikan pengaruh tiang. Penurunan tiang disertai dengan penurunan tanah di sekitarnya. Selisih antara penurunan tiang dan tanah bernilai kecil. Tahanan gesek antara interaksi tanah dan tiang tidak sepenuhnya dapat termobilisasi. Dilakukan pengujian di laboratorium pada model sistem pelat terpaku dalam box uji berukuran 1,5 x 1,5 x 1,5 m3. Pelat yang digunakan dalam pengujian berdiameter 3” dengan variasi panjang tiang 10cm, 15cm, dan 20cm. Sistem pelat terpaku juga dimodelkan dengan program Plaxis 8.5 . Parameter yang digunakan diperoleh dari pengujian sifat fisik dan mekanis tanah pasir. Pasir yang digunakan memiliki γd 1,9 gr/cm3, sudut gesek dalam sebesar 32,23ο, dan modulus elastisitas sebesar 17000 kN/m2, Modulus elastisitas beton untuk membuat benda uji sebesar 21000000 kN/m2. Nilai hasil pemodelan dibandingkan dengan hasil pengujian. Pemodelan dilanjutkan dengan menggunakan pelat berdiameter 76 cm, 100 cm, dan 125 cm untuk melakukan pendekatan prilaku tanah pada sistem pelat terpaku di lapangan. Dilakukan pendekatan selisih penurunan tiang dan tanah di sekitarnya (δ0) diperoleh menggunakan hasil pemodelan Plaxis. Tahanan gesek yang termobilisasi dapat diketahui dengan menghitung faktor perpindahan tiang (α) dikalikan 100. Tahanan gesek yang termobilisasi dinyatakan dalam persen (%). Hasil penelitian menunjukkan modulus reaksi tanah dasar semakin besar seiring pertambahan panjang tiang mini. Perbandingan hasil pengujian dan pemodelan menunjukan selisih nilai kenaikan modulus reaksi tanah dasar terbesar adalah 9,80%. Selisih modulus reaksi tanah dasar ekuivalen terbesar adalah 6,60%. Tahanan gesek yang termobilisasi pada pelat berdiameter 7,6 dengan tiang 10cm, 15 cm, dan 20 cm berturut-turut sebesar 23.8% , 36.9%, dan 43.9%. Tahanan gesek yang termobilisasi pada penggunaan pelat berdiameter 76 cm dengan tiang 100 cm, 150 cm, dan 200 cm berturut-turut sebesar 18.5%, 30.1%, dan 38.2%. Rasio δ/δ0 semakin kecil seiring bertambahnya vertical displacement pada pelat. Faktor perpindahan tiang (α) semakin besar seiring bertambahnya vertical displacement pada pelat. Kata kunci : Modulus reaksi tanah dasar, tahanan gesek termobilisasi, plaxis

Damage of the concrete pavement commonly occurs because subgrade deformation . Ununiform deformation of the subgrade form a cavity between subgrade and pavement . Nailed slab system used on pavement that was built on expansive soil . Nail slab system supported by concrete small pile that is fused to the concrete slab . Small pile made a good contact between pavement and subgrade to avoid cavity bettwen them. Value of the modulus of subgrade reaction be required for analysis of nailed slab system. Equivalent modulus of subgrade reaction is modulus of subgrade reaction that considering the influence of pile. Vertical displacement of the pile followed by vertical displacement of the surrounding soil. There was small difference between the vertical displacement of the pile and vertical dicplacement of the surrounding soil. These small value cause the frictional resistance on interaction between soil and pile can not be fully mobilized . Tested in the laboratory on scaled nail slab system. Eksperiment was modeled in test box measuring 1.5 x 1.5 x 1.5 m3 . Plates with diameters of 3” was used in eksperiment. The pile variations was 10cm , 15cm , and 20cm and 2 cm in diameters. Nailed slab system was also calculated use Hardiyatmo (2011) method and modeled by the computer program (Plaxis 8.5). Parameters used were obtained from the testing of physical and mechanical properties of the soil . The dry density of sand used was 1.9 gr/cm3, the friction angle was 32.23ο, and the value of modulus of elasticity was 17000 kN/m2. Modulus of elasticity of the concrete used to create a test object was 21000000 kN/m2 . The result of laboratory test and computer modeling was compared. Computer modeling followed by using plate diameter 76 cm , 100 cm , and 125 cm forl approach the behaviora of nailed slab system on big scale. Approach of the difference between vertical displacement of the pile and surrounding soil ( δ0 ) obtained using computer modeling results. Mobilized frictional resistance can be determined by calculating the pile displacement factor ( α ) multiplied by 100 . Mobilized friction resistence expressed in percent ( % ) . The results of test in laboratory showed modulus of subgrade reaction more greater with increasing of the length of pile. Comparison of modulus of subgrade reaction shows the largest difference in the value of the increase in modulus of subgrade reaction was 9.80 % . The largest difference of modulus of subgrade reaction was 6.60 % . Frictional resistance mobilized at the plate with a diameter of 7.6 cm with 10cm , 15 cm , and 20 cm pile long , respectively was 23.8 % , 36.9 % , and 43.9 % . Frictional resistance mobilized on the use of 76 cm diameter plate with 100 cm , 150 cm , and 200 cm pile long , respectively for 18.5 % , 30.1 % , and 38.2 % . The Ratio of δ/δ0 gets smaller with increasing of vertical displacement of the plate .Pile displacement factor ( α ) greater with increasing of pile vertical displacement. Keyword : modulus of subgrade reaction, mobilized friction, plaxis

Kata Kunci : Modulus reaksi tanah dasar, tahanan gesek termobilisasi, plaxis