11032-9-725064011503

MODUL 7

PENURUNAN PONDASI TIANG

Penurunan Pondasi Tiang Modul 7

DAFTAR ISI

Bab 1 PENGANTAR ............................................................................................. 1

1.1. Umum ................................................................................................. 1

1.2. Tujuan Instruksional Umum ............................................................... 1

1.3. Tujuan Instruksional Khusus ............................................................. 1

Bab 2 PENURUNAN ELASTIK TIANG ................................................................ 2

2.1. Penurunan Elastik Tiang Tunggal ...................................................... 2

2.1.1. Menentukan ................................................................................. 2

2.1.2. Menentukan ................................................................................. 3

2.1.3. Menentukan ................................................................................. 4

2.2. Penurunan Elastik Kelompok Tiang ................................................... 5

PENURUNAN KONSOLIDASI KELOMPOK TIANG ............................................. 7

Bab 4 CONTOH SOAL ....................................................................................... 11

4.1. Soal 1 ............................................................................................... 11

4.1.1. Penyelesaian ............................................................................... 11

4.2. Soal 2 ............................................................................................... 12

4.2.1. Penyelesain ................................................................................. 13

i


Bab 1 Bab 1 Bab 1 Bab 1 PENGANTAR

1.1. Umum

Modul ini menguraikan masalah penurunan pada pondasi tiang. Terdapat dua komponen

yang harus dipertimbangkan, yaitu: (a) penurunan elastik dan (b) penurunan konsolidasi.

Penurunan elastik mencakup sifat elastik tanah maupun tiang itu sendiri. Oleh karena itu

penurunan elastik tiang kelompok bergantung pada penurunan elastik tiang tunggal.

Penurunan total pondasi tiang merupakan jumlah penurunan tiang kelompok baik elastik

maupun konsolidasi.

1.2. Tujuan Instruksional Umum

Setelah menyelesaikan modul ini diharapkan mahasiswa mampu menghitung penurunan

total pondasi tiang.

1.3. Tujuan Instruksional Khusus

Setelah menyelesaikan modul ini mahasiswa diharapkan dapat memenuhi hal-hal berikut.

1. Mahasiswa memahami konsep penurunan pada pondasi tiang.

2. Mahasiswa mampu menghitung penurunan elastik dan konsolidasi pada tiang

kelompok.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Dr. Ir. Pintor Tua Simatupang MTREKAYASA FUNDASI 2


Bab 2 Bab 2 Bab 2 Bab 2 PENURUNAN ELASTIK TIANG

2.1. Penurunan Elastik Tiang Tunggal

Penurunan tiang di bawah beban kerja vertikal (Qw) disebabkan oleh tiga faktor berikut ini:

dimana

s = penurunan tiang total

1s = penurunan batang tiang

2s = penurunan tiang akibat beban titik

3s = penurunan tiang akibat beban yang tersalur sepanjang batang

Berikut ini adalah prosedur untuk menentukan ketiga faktor penuruanan tiang diatas.

2.1.1. Menentukan 1s

Jika diasumsikan bahwa bahan tiang adalah elastik, maka deformasi batang tiang dapat

dievaluasi dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika bahan:

Besarnya ξ bergantung pada sifat distribusi tahanan kulit sepanjang batang tiang. Jika

distribusi f adalah seragam atau parabola, seperti diperlihatkan pada Gambar 1(a) dan

(b), ξ adalah 0.5. Namun untuk distribusi f dalam bentuk segitiga [Gambar 1(c)], nilai ξ

sekitar 0.67 (Vesic, 1977).



Gambar 1 Jenis distribusi tahanan kulit sepanjang tiang


Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh beban pada ujung tiang dapat dinyatakan dalam

bentuk yang sama seperti yang diberikan dalam pondasi dangkal:

Untuk tujuan praktis, wpI dapat ditentukan sama dengan αr sebagaimana digunakan

pada penurunan elastik pondasi dangkal. Dalam keadaan tidak adanya hasil eksperimen,

nilai modulus Young dan nisbah Poisson dapat diperoleh dari Tabel 1.



Tabel 1 Parameter elastik tanah

Vesic (1977) juga mengajukan suatu metode semiempiris untuk menentukan besarnya

penurunan 2s . Metode itu dapat dinyatakan dalam rumus berikut:

Nilai-nilai pC untuk berbagai jenis tanah diberikan pada Tabel 2.

Tabel 2 Nilai tipikal pC (dari Design pf Pile Foundation by A.S. Vesic, 1977)


Penurunan tiang yang ditimbulkan oleh pembebanan pada kulit tiang dapat diberikan

dengan rumus berikut:



Perlu dicatat bahwa suku wsQ / pL pada persamaan di atas adalah nilai rata-rata f di

sepanjang batang tiang. Faktor pengaruh wsI dapat dinyatakan dengan sebuah hubungan

empiris yang sederhana sebagai (Vesic, 1977)

Vesic (1977) juga mengajukan sebuah hubungan empiris sederhana untuk menentukan

3s sebagai

dimana

= = +

s p

LC sebuah konstanta empiris 0,93 0,16 C

D

Nilai-nilai pC dapat diperoleh dari Tabel 2.

2.2. Penurunan Elastik Kelompok Tiang

Beberapa penyelidikan tentang penurunan tiang kelompok yang telah dilaporkan

dalam literatur memiliki hasil yang sangat beragam. Hubungan yang paling sederhana

untuk penurunan tiang kelompok diberikan oleh Vesic (1969) sebagai

Untuk tiang kelompok di dalam pasir atau kerikil, Meyerhof (1976) menggagas hubungan

empiris berikut untuk penurunan elastik.



Dengan cara yang sama, penurunan tiang kelompok dapat juga dihubungkan dengan

CPT sebagai

dimana cq = nilai CPT rata-rata pada daerah penurunan. Dalam Pers. (12), semua simbol

harus dalam satuan yang sesuai.



Bab 3 Bab 3 Bab 3 Bab 3

PENURUNAN KONSOLIDASI KELOMPOK

TIANG

Penurunan konsolidasi kelompok tiang di tanah lempung dapat dihitung dengan

menggunakan metode distribusi tegangan 2:1. Prosedur perhitungan menggunakan

langkah-langkah berikut ini:

(1) Misalkan panjang tiang yang tertanam adalah L. Kelompok tiang menderita beban

total gQ . Jika kepala tiang berada di bawah permukaan tanah asli, gQ adalah sama

dengan beban total dari bangunan atas (superstructure) yang diterima tiang

dikurangi dengan berat efektif tanah di atas tiang kelompok yang dibuang oleh

penggalian.

(2) Asumsikanlah bahwa beban gQ akan disalurkan ke tanah mulai dari kedalaman

(2/3 L) dari puncak tiang, seperti ditunjukkan dalam Gambar 2. Puncak tiang adalah

pada kedalaman z = 0. Beban gQ tersebar sepanjang garis 2 vertikal : 1 horizontal

dari kedalaman ini. Garis ′aa dan ′bb adalah garis 2:1.



Gambar 2 Penurunan konsolidasi tiang kelompok

(3) Hitunglah peningkatan tegangan yang timbul di tengah-tengah setiap lapisan tanah

dengan beban gQ :

Sebagai contoh, dalam Gambar 2 untuk Lapisan No. 2, =i 1z L / 2 . Sama juga

halnya dengan Lapisan No. 3, = +i 1 2z L L / 2 ; dan untuk Lapisan No. 4,

= + +i 1 2 3z L L L / 2 . Namun tidak akan ada peningkatan tegangan pada Lapisan No.


L

Lapisan lempung 1

Batuan

2/3 L

Qg

Muka air tanah

gL

gB

Lapisan lempung 3

Lapisan lempung 4

1L

2L

3L

2 V : 1 H2 V : 1 H

a b

z

′a ′b

Lapisan lempung 2


1, karena berada di atas bidang horizontal (z = 0) dimana distribusi tegangan pada

tanah dimulai.

(4) Menghitung penurunan untuk masing-masing lapisan akibat adanya peningkatan

tegangan pada lapisan itu. Besarnya penurunan dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan penurunan konsolidasi satu dimensi untuk lempung

terkonsolidasi normal dan terkonsolidasi lebih.

Untuk lempung terkonsolidasi normal:

Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan:

Untuk lempung terkonsolidasi lebih dengan:

dimana,



\item

(5) Penurunan konsolidasi total tiang kelompok menjadi

Penurunan konsolidasi tiang disamping yang sudah diuraikan di atas bisa juga dipicu oleh

pengisian tempat di sebelah konstruksi, beban di dekat lantai, dan juga turunnya mukai air

tanah.



Bab 4 Bab 4 Bab 4 Bab 4 CONTOH SOAL

4.1. Soal 1

Sebagai contoh ambillah tiang dengan beban kerja yang diizinkan adalah 337 kN. Jika

240 kN disumbangkan oleh tahanan gesek kulit dan 97 kN berasal dari beban titik,

tentukanlah penurunan elastik tiang. Gunakan = × 6 2pE 21 10 kN/ m , = 2

sE 30000 kN/ m ,

dan µ =s 0,3 .

4.1.1. Penyelesaian

Untuk menghitung penurunan elastik total akan digunakan Pers. (1)

Dari Pers. (2)

Ambil ξ = 0,6 dan = × 6 2pE 21 10 kN/ m . Sehingga

Dari Pers. (3)

Dari grafik yang digunakan untuk pondasi dangkal kaku diperoleh =wpI 0,82

Sehingga

Kembali dari Pers. (5)



Maka

Dengan demikian penurunan elastik total menjadi

4.2. Soal 2

Tiang kelompok di dalam tanah lempung seperti pada Gambar 3. Tentukanlah penurunan

konsolidasi tiang kelompok. Semua lapisan lempung adalah terkonsolidasi normal.

Gambar 3 Contoh penurunan konsolidasi



4.2.1. Penyelesain

Oleh karena panjang tiang masing-masing adalah 15 m, maka distribusi tegangan mulai

dari kedalaman 10 m di bawah puncak tiang. Diketahui =gQ 2000 kN .

4.2.1.1 Perhitungan penurunan lapisan lempung 1

Untuk lempung terkonsolidasi normal

Maka

4.2.1.2 Perhitungan penurunan lapisan 2

Maka

4.2.1.3 Perhitungan penurunan lapisan 3



Dan

Maka penurunan total menjadi

REFERENSI

[1]. Bowles, J.E.: Foundation Analysis and Design, 4th ed., Mc-Graw-Hill, New York,

1988.

[2]. Das, B.M.: Principles of Foundation Engineering, PWS Publishers, Boston, 1984.

[3]. Meyerhof, G.G.: Bearing capacity and settlement of pile foundations, Journal of the

Geotechnical Engineering Divisions, ASCE, Vol. 102, No. GT3, pp. 197-228,

[4]. Teng, W.C.: Foundation Design, Prentice-Hall, New Jersey, 1962.

[5]. Tomlinson, M.J.: Pile Design and Construction Practice, A Viewpoint Publication,

Cement and Concrete Association, 1977.

[6]. Tschebotarioff, G.P.: Foundation, Retaining and Earth Structures, 2nd ed., Mc-Graw-

Hill, New York, 1973.

[7]. Vesic, A.S.: Experiment with instrumented pile groups in sand, American Society for

Testing and Materials; Special Technical Publication, No. 444, pp. 177-222, 1969.

[8]. Vesic, A.S.: Test on instrumented piles-Ogeechee River site, Journal of the Soil

Mechanics and Foundations Divisions, ASCE, Vol. 96, No. SM2, pp. 561-584, 1970.

[9]. Vesic, A.S.: Design of Pile Foundations, National Cooperative Highway Research

Program Synthesis of Practice No. 42, Transportation Research Board, Washington,

D.C., 1977.


11032-9-725064011503

Documents