Sebagai seorang mahasiswa teknik atau insinyur, pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana jembatan, dinding penahan, dan dermaga dapat bertahan terhadap gaya horizontal angin, air, atau tekanan tanah yang sangat besar? Jawabannya terletak pada cara cerdas tumpukan adonan dibuat.
Ketika potongan pondasi khusus ini didorong pada sudut ke vertikal, mereka memberikan struktur yang mereka dukung ketahanan dan stabilitas yang mereka butuhkan agar aman dan bertahan lama.
Baik Anda tertarik pada teknik sipil, struktural, atau geoteknik, mengetahui cara kerja batter pile dan kegunaannya penting untuk karier Anda.
Dalam artikel ini, saya akan belajar lebih banyak tentang tumpukan adonan, termasuk tujuan, manfaatnya, dan hal terpenting yang harus dipikirkan saat mendesainnya.
Bersiaplah untuk mempelajari bagian menarik dari teknik yang telah mengubah cara hidup saya selama ratusan tahun.
Pengantar Tumpukan Adonan
Definisi formal:
Tiang pancang yang digerakkan dengan kemiringan vertikal untuk memberikan ketahanan terhadap gaya horizontal.
Tumpukan adonan adalah jenis tiang pancang yang dipasang pada sudut vertikal sehingga dapat menahan gaya dari samping.
Dalam rekayasa, tiang pancang jenis ini sering digunakan untuk menahan struktur lepas pantai, menara, dan jembatan.
Ini juga dapat digunakan untuk memindahkan beban pada suatu sudut dan gaya dalam garis lurus.
Pada artikel ini, kita akan berbicara tentang apa itu tumpukan adonan dan bagaimana penggunaannya dalam bidang teknik.
Konsep Dasar Batter Pile
Sudut adonan:
Sudut adonan adalah sudut antara vertikal dan sumbu tiang.
Sudut adonan bisa berbeda untuk setiap struktur, tergantung pada jenis bangunan, kondisi tanah, dan faktor desain lainnya.
Kapasitas penarikan maksimum tumpukan adonan naik seiring dengan naiknya sudut adonan, hingga nilai maksimum yang dicapai saat sudut adonan kira-kira 20°.
Kapasitas penarikan maksimum turun setelah sudut ini.
Momen lentur:
Batter pile bisa bengkok karena beratnya sendiri atau karena gaya dari luar pile.
Besarnya momen lentur tergantung pada panjang, lebar, dan sudut kemiringan tiang pancang.
Saat mendesain tiang pancang, momen lentur harus diperhitungkan untuk memastikan tiang dapat menahan beban yang diharapkan.
Kebenaran Mengejutkan Tentang Fondasi Miring: Bagaimana Tumpukan Adonan Dapat Menyelamatkan Struktur Anda
Masih sulit dimengerti? Biarkan saya mengubah sudut pandang sedikit:
Apakah Anda muak melihat bangunan dan jembatan yang Anda bangun dengan susah payah runtuh dengan kekuatan horizontal sekecil apa pun? Nah, jangan khawatir! Kami memiliki jawaban untuk masalah bangunan Anda: arahkan tumpukan Anda secara miring.
Ya, itu benar, lupakan menjadi tinggi dan rangkullah dunia tumpukan adonan yang indah! Siapa yang butuh dasar yang kuat kalau bisa punya yang miring? Oke, oke, sebelum Anda mulai bertanya-tanya apakah saya gila, mari kita lihat sains dan teknik di balik pendekatan ini yang tampaknya bertentangan dengan akal sehat.
Sekarang mari kita kembali ke penjelasannya.
Tujuan dan Manfaat Timbunan Adonan
Tujuan dari tiang pancang adalah untuk mentransfer momen guling ke kombinasi tiang pancang vertikal dan tiang pancang yang dapat menangani gaya tekan dan tarik.
Distribusi Beban dan Perlawanan terhadap Gaya Horizontal
Pada desain awal, beban pada tiang penopang biasanya dianggap sebagai arah aksial.
Beban dapat disebarkan antara tiang pancang dan tiang vertikal dalam satu kelompok menggunakan grafik atau dengan menggunakan metode analitik.
Tumpukan adonan dapat menangani banyak gaya dari sisi ke sisi, dan mereka meneruskan gaya dari sisi ke sisi itu sebagian dalam bentuk gaya aksial alih-alih hanya menekuk dan memotong.
Gaya horizontal dihentikan oleh tahanan pasif tiang penyangga, yang didasarkan pada bagian horizontal dari beban aksial.
Kapasitas Penarikan Tumpukan Adonan
Jumlah berat yang dapat ditahan tumpukan adonan tergantung pada bagaimana bentuknya dan seberapa curamnya.
Tumpukan persegi atau persegi panjang dapat ditarik lebih mudah daripada tumpukan bulat.
Ketika kepadatan pasir naik, rasio kapasitas cabut kasar dan halus turun.
Rasio kelangsingan (L/d) dari tiang miring mempengaruhi kapasitas penarikan ultimatnya.
Saat rasio kelangsingan naik, kapasitas penarikan akhir turun.
Momen Lentur dan Penurunan Tanah Sekitarnya
Tumpukan adonan yang berdiri sendiri dapat bengkok karena beratnya sendiri atau karena gaya dari luar.
Karena pergerakan tanah di sekitarnya, timbunan adonan di timbunan yang longgar atau endapan yang semakin rapat dapat menjadi beban samping.
Misalnya, selubung permanen harus dipasang saat tanah liat dikeraskan.
Manfaat Pile Adonan
Adonan tiang pancang penting karena dapat memberi dukungan ekstra pada bangunan yang terkena hal-hal seperti gempa bumi, angin, dan ombak.
Adonan tumpukan juga dapat mempersulit penarikan tumpukan dari tanah di pasir, dan ini dapat membantu membuat lereng lebih stabil.
Selain itu, pile batter dapat mengurangi pergerakan pile cap dan superstruktur sekaligus memungkinkan terjadinya rotasi yang besar.
Secara keseluruhan, tumpukan adonan dapat membuat struktur lebih stabil dan tangguh, membuatnya lebih tahan terhadap gaya samping dan memastikannya bertahan lama.
Penggunaan Batter Pile dalam Konstruksi dan Rekayasa
Dalam konstruksi dan rekayasa, tiang pancang sering digunakan untuk memberikan dukungan dan ketahanan struktur terhadap gaya samping.
Tumpukan ini didorong pada sudut ke bidang vertikal.
Ini membuatnya cukup kuat untuk menahan momen jungkir balik yang disebabkan oleh beban angin atau gempa.
Pada bagian ini, kita akan berbicara tentang berbagai cara tumpukan adonan dapat digunakan dalam konstruksi dan teknik.
Struktur Pendukung Lepas Pantai
Tumpukan adonan sering digunakan untuk membangun struktur seperti anjungan minyak, turbin angin, dan struktur terapung yang berada di laut.
Kekuatan gelombang dan angin yang kuat mendorong struktur ini, yang dapat menyebabkan beban lateral besar yang perlu dihentikan.
Tumpukan adonan digunakan untuk memberi struktur ini ketahanan lateral yang diperlukan dan memastikannya stabil.
Menara Pendukung
Menara, seperti menara transmisi dan menara komunikasi, juga dibangun menggunakan tiang pancang.
Sebagian besar menara ini tinggi dan tipis, sehingga rentan terhadap beban angin dan gempa.
Tumpukan adonan digunakan untuk menjaga struktur tetap stabil di bawah beban ini dan untuk memastikannya aman dan akan bertahan lama.
Jembatan Pendukung
Saat membangun jembatan, tiang pancang sering digunakan untuk menopang abutmen, pilar, dan bagian lain dari struktur yang mengalami beban lateral.
Penggunaan tiang pancang memastikan jembatan stabil dan aman, terutama di tempat-tempat yang sering terjadi gempa atau angin kencang.
Struktur Pendukung Kelautan
Tumpukan adonan juga digunakan untuk membangun hal-hal seperti dermaga, dermaga, dan pemecah gelombang yang berada di atas air.
Gaya gelombang yang kuat sering terjadi pada struktur ini, yang dapat menyebabkan beban lateral yang besar.
Tumpukan adonan digunakan untuk memberikan struktur ini ketahanan lateral yang diperlukan dan memastikannya stabil.
Menolak Penyebaran Lateral
Dalam konstruksi rekayasa geoteknik, tumpukan adonan juga dapat digunakan untuk menghentikan penyebaran tanah ke samping.
Di tempat-tempat dengan tanah yang lemah atau banyak gempa bumi, penyebaran kesamping dapat menyebabkan banyak kerusakan pada bangunan.
Tumpukan adonan digunakan untuk memberi struktur ketahanan lateral yang diperlukan dan menjaganya tetap stabil.
Perbandingan Tumpukan Adonan dan Tumpukan Vertikal
Perilaku di bawah Beban Lateral
Bila dibandingkan dengan tiang pancang vertikal dan positif, telah terlihat bahwa tiang pancang negatif dapat menangani beban lateral dengan paling baik.
Dengan beban yang sama, tumpukan adonan positif 19% lebih mungkin untuk menekuk daripada tumpukan vertikal.
Tumpukan tidak dapat menahan beban sebanyak lapisan pasir kasar yang seragam karena memiliki lapisan tipis pasir halus di atasnya, yang membuatnya kurang tahan.
Gesekan dan Pasif-Bumi-Tekanan
Untuk tiang vertikal dan tiang penyangga, tekanan tanah pasif dipengaruhi oleh seberapa banyak permukaan tiang bergesekan dengan tanah.
Adonan tipikal (horizontal ke vertikal) dari tumpukan miring berkisar antara 1:5 hingga 1:3, tergantung pada kondisi tanah dan kebutuhan struktur.
Resistansi terhadap Beban Lateral
Kelompok tiang dengan tiang pancang dan tiang vertikal lebih tahan terhadap beban lateral yang searah dengan tiang pancang atau melawan tiang pancang daripada kelompok tiang dengan tiang pancang vertikal saja.
Kelompok dengan tumpukan adonan negatif lebih tahan daripada kelompok serupa dengan tumpukan adonan positif.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sudut Tumpukan Adonan Yang Optimal
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sudut Timbunan Batter Optimal Dalam Rekayasa
Sudut adonan terbaik untuk sebuah proyek tergantung pada sejumlah faktor yang unik untuk proyek itu.
Di bagian ini, kita akan berbicara tentang hal-hal yang memengaruhi sudut terbaik tumpukan adonan untuk proyek tertentu.
Rasio Kelangsingan Tumpukan
Rasio kelangsingan (L/d) dari tiang miring menentukan berapa banyak tiang yang dapat ditarik keluar.
Kapasitas penarikan akhir turun saat rasio kelangsingan naik.
Kepadatan Pasir
Hingga 20 derajat sudut adonan, kapasitas penarikan tumpukan adonan di pasir naik.
Setelah itu, mulai turun.
Rasio kapasitas cabut kasar dan halus turun seiring dengan meningkatnya kepadatan pasir.
Faktor lain
Selain rasio lebar tiang pancang terhadap kedalaman dan kerapatan pasir, sudut tiang pancang yang optimal juga dapat dipengaruhi oleh:
- Kondisi tanah.
- Persyaratan struktural.
- Ukuran dan arah beban di samping.
- Sudut gesekan antarmuka.
- Kandungan kelembaban.
Ukuran dan bentuk biji-bijian.
Memahami Batter dalam Pile Driving
Jenis tiang seperti tiang pancang didorong pada sudut sumbu vertikal untuk menahan gaya horizontal.
Pada bagian ini, kita akan berbicara tentang berbagai bagian tiang pancang yang digunakan dalam pemancangan tiang pancang.
Pengukuran Sudut Adonan
Sebagian besar waktu, templat digunakan di lapangan untuk mengukur sudut adonan di tumpukan adonan.
Sudut adonan terbaik untuk proyek tertentu bergantung pada sejumlah faktor khusus proyek, seperti kondisi tanah, kebutuhan struktur, dan ukuran serta arah beban lateral.
Pemuatan dan Penyelesaian Lateral
Tumpukan adonan digunakan untuk memindahkan beban miring dan gaya horizontal, dan dapat menjadi beban samping jika tanah di sekitarnya bergeser.
Saat mencari tahu sudut adonan terbaik untuk sebuah proyek, penting untuk memikirkan dengan hati-hati tentang kondisi tanah dan kebutuhan struktural proyek.
Dampak pada Peralatan
Ketika tumpukan adonan digunakan, piston dan silinder menjadi lebih aus, yang dapat membuatnya bertahan lebih lama.
Saat mengendarai tumpukan adonan, ekstensi silinder mungkin diperlukan untuk mengurangi keausan dan membuat semuanya lebih aman.
Distribusi Beban
Dalam desain awal, beban tumpukan adonan biasanya dianggap aksial.
Beban dapat disebarkan antara tiang pancang dan tiang vertikal dalam satu kelompok menggunakan grafik atau dengan menggunakan metode analitik.
Pergerakan pembengkokan sekunder dan pile cap keduanya harus diperhitungkan, terutama ketika pile cap kaku.
Pengukuran Lapangan Timbunan Adonan
Bidang-mengukur sudut adonan tumpukan
Templat dapat digunakan di lapangan untuk mengukur sudut adonan pada tumpukan.
Untuk mengukur sudut, Anda dapat menggunakan klinometer atau level digital.
Anda juga bisa menggunakan pita pengukur dan plumb bob untuk mengukur kedalaman dan jarak antara dua titik pada tumpukan.
Dengan informasi ini, Anda dapat mengetahui sudut adonan tumpukan.
Anda juga dapat menggunakan total station dengan reticle lingkaran konsentris untuk secara akurat mengukur sudut adonan tiang tanpa menghentikan konstruksi.
Karakteristik perilaku tiang pancang di bawah beban vertikal
Para peneliti telah melihat bagaimana tumpukan adonan tunggal bekerja ketika dimuat dari atas.
Saat sudut adonan naik, kapasitas penarikan tumpukan kasar adonan yang dibangun di pasir padat naik dan mencapai nilai maksimumnya.
Rasio kapasitas penarikan ultimit antara tumpukan kasar dan halus turun saat kepadatan pasir naik.
Metode optimalisasi dan penyesuaian untuk orientasi tumpukan
Algoritma genetika juga telah digunakan untuk membuat metode optimalisasi dan penyesuaian orientasi tumpukan.
Dengan metode ini, tumpukan adonan untuk dermaga yang ditopang tiang pancang dapat diputar sehingga tidak melintasi ruang.
Dengan memastikan bahwa tiang pancang dipasang dengan cara terbaik, stabilitas dan keamanan dermaga dapat ditingkatkan.
Secara keseluruhan, ada berbagai cara untuk mengukur sudut adonan tiang pancang di lapangan, dan penelitian telah dilakukan untuk mempelajari lebih lanjut tentang perilaku tiang pancang di bawah beban vertikal.
Stabilitas dan keamanan struktur yang ditopang oleh tiang pancang juga dapat ditingkatkan dengan mencari cara untuk mengoptimalkan dan mengatur arah tiang.
Urutan Pekerjaan Marine Piling
Tip: Nyalakan tombol keterangan jika Anda membutuhkannya. Pilih "terjemahan otomatis" di tombol pengaturan, jika Anda tidak terbiasa dengan bahasa lisan. Anda mungkin perlu mengeklik bahasa video terlebih dahulu sebelum bahasa favorit Anda tersedia untuk diterjemahkan.
Kesimpulan
Kesimpulannya, tumpukan adonan adalah bagian yang menarik dan penting dari teknik yang patut mendapat perhatian dan penghargaan kita.
Dari zaman dahulu hingga sekarang, mereka telah menunjukkan pentingnya memastikan bangunan kita aman dan stabil.
Saat kita menghadapi masalah baru seperti perubahan iklim, pertumbuhan kota, dan teknologi baru, timbunan adonan menjadi bagian yang lebih penting dari infrastruktur masa depan kita.
Sebagai mahasiswa teknik atau insinyur, Anda memiliki kekuatan dan tanggung jawab untuk menambah warisan keunggulan dan inovasi ini.
Jadi lain kali Anda berjalan melintasi jembatan, berkendara melewati tembok penahan, atau melihat ke gedung tinggi, pikirkan tentang tumpukan adonan.
Mereka adalah pahlawan tanpa tanda jasa yang membuat semua ini menjadi mungkin.
Satu tumpukan pada satu waktu, mari terus mendorong batas teknik.
Tautan dan referensi
Kamus Arsitektur dan Konstruksi
Bagikan pada…
