bab 2 tinjauan pustaka - polban

D3 TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Azmi M. Anshori, Orline Shafira, Analisa Daya Dukung.....| II - 1

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penyelidikan Tanah

Penyelidikan tanah atau soil investigation memiliki andil yang besar dalam

perencanaan struktur suatu bangunan. Pengujian ini dilaksanakan untuk

mendapatkan gambaran keadaan lapisan tanah di bawah permukaan pada

lokasi yang akan direncanakan membangun sebuah proyek konstruksi. Selain

itu tujuan penyelidikan tanah ini antara lain untuk menentukan kapasitas

dukung tanah menurut tipe pondasi yang dipilih, menentukan tipe dan

kedalaman pondasi, untuk memprediksi besarnya penurunan dan lain

sebagainya.

Penyelidikan tanah dilaksanakan dengan beberapa cara dibagi berdasarkan

lokasi pengujian tersebut dilaksanakan. Cara pengujian tanah tersebut

diantaranya adalah

a. Pengujian lapangan atau in situ test

Pengujian tanah di lapangan merupakan pengujian yang dilaksanakan

langsung di lapangan dan sekaligus mendapatkan hasil bacaan dari alat

yang digunakan untuk kemudian diolah menjadi suatu output parameter

tanah. Jenis pengujian tanah lapangan ini diantaranya adalah uji penetrasi

standar (SPT), uji kerucut statis (Sondir), uji CBR, dan uji Vane Shear.

Dalam laporan Tugas Akhir ini kami akan mengerucutkan pengujian yang

akan digunakan adalah pengujian Sondir dan SPT saja.

Pengujian sondir dimaksudkan untuk mengetahui perlawanan penetrasi

konus dan hambatan lekat tanah yang merupakan indikasi dari kekuatan

tanahnya, dan juga dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan yang

berbeda. Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap

ujung konus yang dinyatakan dalam gaya persatuan luas. Hambatan lekat

adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus dalam gaya



persatuan panjang. Untuk lebih jelasnya contoh alat sondir dapat dilihat

pada gambar berikut.

Gambar 2.1. Contoh Alat Sondir Sumber : Modul Praktik Lab Uji Tanah Polban

Hasil sondir digambarkan dalam bentuk grafik yang menyatakan

hubungan antara kedalaman setiap lapisan tanah dengan besarnya nilai

sondir yaitu perlawanan penetrasi konus (SNI 03-2827-2008). Dari hasil

percobaan diperoleh beberapa parameter perlawanan penetrasi lapisan

tanah di lapangan yaitu perlawanan konus (qc), perlawanan geser (Lf),

angka banding geser (fr), dan geseran total tanah (Tf) (SNI 03-2827-2008).

Berikut merupakan contoh grafik sondir yang dilaksanakan pada proyek

pembangunan Apartemen Rakyat (APRA) Tahap II.



Gambar 2.2. Contoh Garfik Hasil Sondir Sumber : Data Proyek Apartemen APRA tahap II

Selain pengujian sondir, pengujian yang dilakukan adalah pengujian

SPT, SPT adalah pengujian kekuatan tanah terhadap penetrasi sebuah

tabung belah baja (split spoon sampler) di dalam lobang bor yang dipukul

dengan sebuah Hammer seberat 140 lb (63.5 kg) yang dijatuhkan bebas

pada ketinggian 30” (762 mm). Jumlah pukulan (nilai N) yang diperlukan

untuk memukul tabung belah hingga diperoleh penetrasi 12 ” (304.8 mm)

dari dasar lobang disebut perlawanan penetrasi SPT atau nilai NSPT.

(materi kuliah tanah dasar pendukung pondasi).

b. Pengujian Tanah di Laboratorium

Pengujian tanah di laboratorium ini dapat dilaksanakan apabila ada

sampel tanah yang diambil dari pengujian tanah di lapangan, biasanya

tanah yang dijadikan sampel ini diambil dalam setiap interval kedalaman,

tanah yang diambil mengunakan sebuah tabung sampel pada saat

melaksanakan pengeboran. Selanjutnya keadaan tanah dijaga agar tetap

tidak berubah dari keadaan asalnya atau tidak terganggu untuk selanjutnya

dilakukan pengujian di laboratorium. Pengujian yang dilakukan akan



menghasilkan parameter tanah yang nantinya akan berguna untuk

perhitungan daya dukung tanah tersebut.

2.2 Beban Struktur Atas

Pada suatu bangunan terdapat beberapa beban yang berpengaruh pada

struktur bangunan, beban-beban tersebut adalah adalah beban yang bekerja

secara vertikal atau biasa disebut dengan beban gravitasi, serta beban lateral

atau beban horizontal. Beban gravitasi terdiri dari beban mati, beban hidup,

dan beban lainnya yang bekerja dalam arah vertikal. Sedangkan beban

lateral terdiri dari beban gempa, beban angin, dan beban lainnya yang

bekerja dalam arah lateral. Berikut merupakan gambar potongan struktur

atas proyek pembangunan Apartemen Rakyat (APRA) Tahap II.

Gambar 2.3. Tampak Depan Proyek Sumber : Data Proyek Apartemen APRA tahap II

Menurut SNI 1727-2013, Beban mati adalah berat seluruh bahan

konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai,



atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, clading gedung dan

komponen arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan

terpasang lain termasuk berat keran.

Sedangkan beban hidup menurut SNI 1727:2013 yaitu beban yang

diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur

lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti

beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir, atau beban mati.

Semua beban dari struktur atas ini nantinya akan diteruskan kepada

pondasi hingga ke lapisan tanah keras. Perhitunagn pembebanan pada

struktur ini terdiri dari beban mati, beban hidup, dan beban gempa yang di

input ke dalam pemodelan melalui program SAP 2000. Output program ni

biasanya disajikan dalam bentuk tabel dan menampilkan hasil perhitungan

gaya - gaya yang bekerja pada struktur tersebut yang nantinya akan

digunakan dalam perhitungan analisa pondasi ini. Berikut merupakan sketsa

gaya yang bekerja pada pondasi berdasarkan hasil output SAP.

Gambar 2.4. Contoh Gaya yang Bekerja pada Pondasi



2.3 Pondasi

2.3.1 Definisi Pondasi

Pondasi adalah bagian dari bangunan yang berfungsi memikul seluruh

beban yang bekerja diatasnya dan gaya-gaya lainnya serta melimpahkannya

ke lapisan tanah pendukung. Penjelasan tersebut berdasarkan buku Joseph

E. Bowles dalam buku Anlisis dan Desain Pondasi Edisi Keempat.

Pondasi berfungsi untuk meneruskan beban konstruksi ke lapisan tanah

keras pendukungnya. Pondasi tidak boleh mengalami beberapa hal yang

dapat merusak struktur diatasnya yang berakibat fatal jika tidak

teridentifikasi. Beberapa hal utama yang harus diperhatikan dalam

merencanakan pondasi diantaranya :

• Daya dukung pondasi atau kemampuan pondasi dalam memikul

beban harus lebih besar daripada beban yang bekerja pada pondasi

tersebut baik itu gaya aksial, lateral maupun momen.

• Penurunan atau Settlement yang terjadi akibat beban harus lebih

kecil daripada penurunan yang diijinkan.

2.3.2 Jenis Pondasi

Buku Analisis dan Desain Pondasi Edisi Keempat oleh Josep E. Bowles

menjelaskan bahwa bentuk pondasi bermacam-macam, bisa dipilih sesuai

dengan jenis bangunan dan tanah dimana konstruksi akan dibangun. Secara

umum, pondasi diklasifikasikan menjadi 2 yaitu :

a. Pondasi Dangkal

Pondasi dangkal adalah pondasi yang keberadaannya tidak terlalu jauh

dari permukaan tanah, yang jika dilihat dari perbandingan dimensi lebar (B)

dan kedalamannya (L), B/L ≥ 1. Pondasi dangkal terdiri dari beberapa jenis

seperti pondasi telapak (segi empat, lingkaran), pondasi menerus, pondasi

rakit (mat foundation). Berikut adalah contoh gambar pondasi dangkal.



Gambar 2.5. Contoh Pondasi Dangkal

b. Pondasi Dalam

Pondasi dalam adalah pondasi yang keberadaannya jauh dari

permukaan tanah, karena letak tanah keras jauh dari permukaan selain

beban yang bekerja juga besar, secara dimensi perbandingan antara lebar

(B) dan kedalaman (L), B/L < 1. Jenis pondasi dalam bisa berupa pondasi

tiang pancang dan pondasi sumuran / bored pile.

Gambar 2.6. Contoh Pondasi Dalam

H1

H2 Lapisan 2

Lapisan 1

Muka Tanah

Df

B

Lapisan 1 H1

Tp

Muka Tanah

H2

D

l Lapisan 2

Lapisan 3 H3



2.3.3 Pemilihan Jenis Pondasi

Untuk menentukan jenis pondasi, hal yang harus diperhatikan

diantaranya adalah :

2.3.3.1 Fungsi Bangunan

Fungsi bangunan saat berpengaruh terhadap pemilihan jenis

pondasi yang digunakan seperti bangunan gedung dengan

bangunan jalan atau jembatan tentu saja menggunakan pondasi

yang berbeda. Selain itu untuk gedung bertingkat dan rumah

sederhana pasti membutuhkan pondasi yang berbeda sesuai beban

yang akan dipikul oleh pondasi tersebut.

2.3.3.2 Besarnya Beban Bangunan

Semakin berat beban struktur atas yang akan dipikul oleh seuah

pondasi makan semakn besar gaya yang disalurkan pondasi ke

tanah. Oleh sebab itu maka bahan yang digunakan dan kedalaman

pondasi sangat berpengaruh dalam pemilihan jenis pondasi.

2.3.3.3 Keadaan Tanah Dimana Bangunan Tersebut Didirikan.

Untuk tanah yang letak lapisan tanahnya relatif dalam maka

harus menggunakan pondasi dalam juga, namun ada beberapa

kemungkinan tanah yang dijumpai tersebut tidak selalu sama.

Apabila tanah tersebut cendrung kepasiran, lunak ataupun mudah

terjadi keruntuhan maka tidak cocok apabila digunakan pondasi

jenis borepile dikarenakan kemungkinan untuk terjadi keruntuhan

saat pengeboran sangat besar maka sebaiknya digunakan pondasi

tiang pancang.

2.3.3.4 Ketersediaan Material

Tidak semua daerah memiliki sumber daya alam yang seragam

seperti di sebagian daerah memiliki tambang pasir dan kerikil

namun lokasinya sangat jauh dari lokasi proyek, disamping itu



daerah tersebut adalah penghasil kayu yang tahan terhadap

lingkungan dan memiliki kuat tekan yang memadai, maka tidak ada

salahnya menggunakan kayu tersebut untuk alternatif lain.

2.3.3.5 Metoda Pelaksanaan

Jika di daerah perkotaan atau kawasan padat penduduk dimana

banyak terdapat bangunan sekitar lokasi proyek, pemakaian tiang

pancang akan menggangu bangunan sekitarnya baik saat

pemancangan maupun apabila saat dilakukannya moblisasi tiang

pancang dari pabrik bisa dikarenakan oleh getaran yang

dihasilkan ataupun akibat suara yang dihasilkan, oleh karena itu

ada baiknya apabila mengunakan pondasi jenis lain untuk

menghindari hal tersebut.

2.3.4 Persyaratan Pondasi Tiang

Dalam pekerjaan perencanaan suatu pondasi terdapat 2 syarat yang

harus dipenuhi, yaitu:

a. Daya dukung pondasi harus lebih besar daripada beban yang bekerja

pada pondasi tersebut.

b. Deformasi yang terjadi pada tiang baik secara lateral maupun aksial

tidak boleh melebihi deformasi maksimum sehingga tidak

menyebabkan kerusakan struktur.

2.4 Pondasi Tiang Tunggal

2.4.1 Daya Dukung Pondasi (Qu)

Dalam perhitungan daya dukung pondasi terdapat 2 komponen daya dukung

yaitu daya dukung ujung (Qe) dan daya dukung friksi (Qs). Untuk menghitung

daya dukung tersebut kita harus mengetahui klasifikasi atau jenis tanah di setiap

lapisan apakah tanah tersebut bersifat kohesif ataupun non-kohesif. Disamping itu

pemilihan rumus daya dukung yang akan digunakan harus berdasarkan data yang



tersedia apakah itu data hasil pengujian di laboratorium, data hasil pengujian di

lapangan, data hasil pemancangan ataupun data kontrol pemancangan. Tahapan,

metoda serta data yang diperlukan dalam analisa daya dukung tiang dapat dilihat

pada Tabel berikut :

Tabel 2.1 Hubungan Tahapan, Metode dan Data yang diperlukan

Tahapan Metode Data yang diperlukan

Desain Statik

Salah satu dari data :

a. Tes Lab (φ,c,γ)

b. N SPT

c. Data sondir (qc dan JHP)

Pelaksanaan

(Khusus untuk

tiang pancang)

Dinamik

Data pemancangan : Berat

pemukul, Tinggi jatuh pemukul,

Jenis alat, Penurunan/pukulan

Sudah terpasang Tes beban

(Loading Test) Penurunan vs beban

Sumber: Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

Berdasarkan data yang kami peroleh dari konsultan perencana proyek

pembangunan Apartemen Rakyat (APRA) Tahap II Rancacili Bandung maka

perhitungan daya dukung ini menggunakan metoda statis berdasarkan data hasil

pengujian tanah yaitu sondir dan SPT serta data berdasarkan hasil uji laboratorium.

2.4.2 Perhitungan Berdasarkan Data SPT (Soil Penetration Test)

Perhitungan menurut data SPT dilakukan dengan menggunakan beberapa

pendapat ahli agar mendapatkan hasil daya dukung pondasi yang lebih realistis.

Adapun pendapat ahli yang kami gunakan adalah metoda perhitungan menurut

Terzaghi & Peck dan menurut Meyerhof.

2.4.2.1 Metoda Terzaghi & Peck

Menurut Terzaghi dan Peck merumuskan daya dukung tiang tunggal

sebagai berikut :



Daya Dukung Ultimate ( Qu )

Qu = Qe + Qs (2.1)

Dimana :

Qu : Daya Dukung Ultimate ( ton )

Qe : Daya Dukung Ujung ( ton )

Qs : Daya Dukung Friksi ( ton )

Daya Dukung Ujung ( Qe )

Qe = Ab x pb (2.2)

Dimana :

Qe : Daya Dukung Ujung Tiang Pondasi ( ton )

Ab : Luas Dasar Ujung Tiang Pondasi (m2)

= [ 𝜋 x (D/2)2 ]

D : Diameter Tiang Pondasi (m)

pb : Nilai pb tergantung jenis tanah sesuai tabel 2.2

Tabel 2.2 Hubungan nilai pb dengan jenis tanah

Jenis Tanah Nb < 15 Nb> 15

Ton/ft2 Ton/m2 Ton/ft2 Ton/m2

Pasir 4 N 40 N 60 + 2 (N-15) 600 + 20 (N-15)

Lanau 2,5 N 25 N 37,5 + 1,25 (N-15) 375 + 12.5 (N-15)

Lempung 2 N 20 N 30 + (N-15) 300 + (N-15)


Daya Dukung Friksi ( Qs )

Qs = As x 0,2 N (2.3)

Dimana :

Qs : Daya Dukung Friksi ( ton )

As : Luas Bidang Sepanjang Tiang Pondasi (m2) = [𝜋 x D x Z]

D : Diameter Tiang (m)

z : Panjang Tiang Pondasi (m)

N : Nilai SPT rata-rata Sepanjang Tiang Pondasi



2.4.2.2 Metoda Meyerhof

Menurut Meyerhof daya dukung tiang tunggal dihitung dengan

persamaan sebagai berikut :

Daya Dukung Ultimate ( Qu )

Qu = 40 x Nb x Ab + 0.2 N x As (2.4)

Dimana :

Qu : Daya Dukung Maksimum (ton)

Nb : Nilai SPT Pada Ujung Tiang

N : Nilai SPT Rata-Rata Sepanjang Tiang

Ab : Luas Penampang Ujung Tiang (m2)

As : Luas Selimut Tiang (m2)

Harga batas untuk Nb adalah 40 dan harga batas untuk 0.2 N adalah 10

ton/m2

2.4.3 Perhitungan Berdasarkan Data CPT (Cone Penetration Test )

Perhitungan menurut data CPT atau data Sondir dilakukan dengan

menggunakan metoda perhitungan menurut Meyerhof dan Tomlinson.

2.4.3.1 Metoda Meyerhof

Menurut Meyerhof daya dukung tiang tunggal dihitung dengan


Daya Dukung Ultimate (Qu)

Qu = (qc.Ab) + (JHP. O) (2.5)

Daya Dukung Ijin (Qijin)

Qijin = 𝑞𝑐 𝑥 𝐴𝑝

3 +

𝐽𝐻𝑃 𝑥 𝑂

5 (2.6)

Dimana :

Qu : Daya Dukung Ultimate ( ton )

Qijin : Daya Dukung Ijin ( ton )



qc : Perlawanan Penetrasi Konus (Kg/cm2)

Ab : Luas Penampang Ujung Tiang (cm2)

JHP : Jumlah Hambatan Pelekat (Kg/cm)

O : Keliling Tiang (cm)

2.4.3.2 Menurut Tomlinson (1975)

Menurut Tomlinson daya dukung tiang tunggal dihitung dengan


Daya Dukung Ultimate (Qu)

Qu = Qe + Qs (2.7)

Daya Dukung Ujung (Qe)

Qe = 10 . Ckd . Ab (2.8)

Dimana :

Ab : Luas Penampang Ujung Tiang (cm2)

Ckd : nilai tahanan konus qc rata-rata yang

diambil dari kedalaman d di bawah dan 3d

di atas level ujung tiang

Gambar 2.7 Penjelasan Persamaan 2.8 Sumber : Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

Daya Dukung Friksi (Qs)

Berdasarkan nilai tahanan konus qc, Tomlinson merekomendasikan daya

dukung friksi sebagai berikut:

Qs = 0,05 . qc . As tanah homogen (2.9)



Qs =𝑝

20 ∑ 𝑞𝑐𝑖𝑛

1 x li tanah belapis (2.10)

Dimana :

p : Keliling Tiang (m)

qci : Nilai qc Rata-Rata sepanjang tiang setiap lapisan (kg/cm2)

li : Panjang Tiang setiap Lapisan (m)

2.4.4 Perhitungan Berdasarkan Data Laboratorium

Dikarenakan data pengujian tanah di laboratorium hanya mencapai hingga

kedalaman 6 meter saja, maka untuk menghitung daya dukung berdasakan

hasil pengujian tanah di laboratorium digunakan data hasil konversi nilai

parameter tanah dari pengujian di lapangan. Dalam perhitungan ini

digunakan dua pendapat ahli mengenai perhitungan daya dukung pondasi

tiang yaitu menurut Meyerhof serta Terzaghi. Berikut adalah tabel konversi

parameter tanah berdasarkan data SPT

Tabel 2.3 Korelasi Nilai SPT dengan Parameter Tanah

Tanah Tidak Kohesif

N 0-10 11-30 31-50 >50

Berat isi γ

(KN/m3) 12-16 14-18 16-20 18-23

Sudut Geser 25-32 28-36 30-40 >35

Keadaan Lepas Sedang Padat Sangat Padat

Tanah Kohesif

N <4 4-6 6-15 16-25 >25

Berat isi γ

(kN/m3) 14-18 16-18 16-18 16-18 >20

qu (Kpa) <25 20-50 30-60 40-200 >100

Konsistensi Sangat Lunak Lunak Sedang Kenyal Keras

Sumber: Bowles, Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah), 1991.



2.4.4.1 Menurut Meyerhof

Meyerhof merumuskan daya dukung tiang tunggal sebagai berikut :

Dayang Dukung Ujung (Qu)

Qe = Ap . c . Nc’ (2.11)

Dimana :

Nc : Faktor daya dukung tanah ujung

(untuk tanah berbutir halus = 9)

Ap : Luas penampang ujung tiang

c : Kohesi tanah bagian ujung pada saat kondisi UU

2.4.4.2 Menurut Terzaghi

Menurut Terzaghi merumuskan daya dukung tiang tunggal sebagai

berikut :

Daya Dukung Ujung (Qu)

Qe = Ap . qult (2.12)

qult = 1,3 c Nc + q Nq (2.13)

Dimana :

Nc : Faktor daya dukung tanah ujung

(untuk tanah berbutir halus = 9) atau dapat dilihat pada tabel

Nq : Faktor daya dukung, bila φ = 0 maka Nq = 1 atau dapat dilihat

pada tabel

Q : Efektif overburden pressure = Σ(γi.Zi)



Tabel 2.4 Koefisien Daya Dukung Menurut Terzaghi


Gambar 2.8 Faktor daya dukung dan kedalaman kritis Sumber : Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

Daya Dukung Friksi (Qs)

QS = O . Σ(ΔL . f ) (2.14)

Dimana :

O : Keliling penampang

f : Tahanan friksi



Gambar 2.9 Penjelasan Persamaan 2.14

Sumber : Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

Berikut adalah beberapa metoda yang dapat digunakan dalam

menentukan nilai tahanan friksi (f) berdasarkan jenis tanahnya

Tahanan Friksi pada Tanah Berpasir

f = K . σv’ . tanδ (2.15)

Dimana :

K : Koef. Tek. Tanah lateral

K = K0 (batas bawah)

K = 1,8 . K0 (batas atas)

Ko : Koefisien tekanan tanah lateral pada kondisi at rest

Ko = 1- Sin ∅

Nilai K dan δ dapat juga ditentukan menurut tabel Tomlinson (1986)

seperti berikut

Tabel 2.5 Tabel Koefisien Daya Dukung Menurut Terzaghi

Material Tiang δ Nilai K

Dr Rendah Dr Tinggi

Baja 20° 0.5 1.0

Beton 3/4 ∅ 1.0 2.0

Kayu 2/3 ∅ 1.5 4.0

Sumber : Manual Pondasi Tiang UNPAR

σv’ : Tekanan tanah vertikal efektif

= ɣ’ . Z (2.16)

= (ɣsat - ɣw) Z



ɣw =1 ton/m3 atau 9.81 kN/m3

δ : Sudut gesek antara tiang-pasir

Tahanan Friksi pada Tanah Kohesif

α-Method: (untuk ∅ = 0)

f = α . Cu (2.17)

dimana :

α : faktor adhesi empiris, nomogram untuk tanah NC dengan Cu < 50

kN/m2, α = 1

Gambar 2.10 Grafik Nilai α berdasarkan nilai Cu Sumber : Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

2.5 Pondasi Grup Tiang

Pondasi grup tiang dibuat apabila beban dari struktur atas yang akan diterima

oleh pondasi terlalu besar dan pondasi secara tunggal tidak mampu menahan

beban tersebut. Pondasi grup tiang dibangun dengan cara memasang beberapa



tiang menjadi satu kelompok. Tiang yang berada dalam kelompok diikat bagian

atasnya dengan kepala tiang (pilecap). Kepala tiang umumnya dibuat menyentuh

permukaan tanah atau bisa juga terletak di atas permukaan tanah sebagaimana

kasus konstruksi lepas pantai. Tiang tiang dalam sebuah group harus cukup

memiliki jarak sedemikian hingga daya dukung kelompok/grup tidak kurang dari

jumlah daya dukung masing-masing tiang tunggal. Berikut merupakan contoh

konstruki grup tiang dan arah gaya yang terjadi.

Gambar 2.11 Contoh Pondasi Grup Tiang Sumber : Bahan Ajar Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

Daya dukung grup tiang sangat tergantung dari jarak antar tiang. Jarak antar

tiang dalam grup minimum adalah 2.5 D (diameter tiang). Apabila jarak tiang terlalu

dekat maka bisa di asumsikan akan terjadi pengurangan daya dukung tiang. Maka

dari itu sangat disarankan agar dalam grup tiang, masing-masing tiang memiliki

jarak tertentu. Perhitungan jumlah tiang yang diperlukan harus memperhatikan

daya dukungnya, dikarnakan daya dukung tiang kelompok bukan berati daya

dukung 1 tiang dikalikan dengan jumlah tiang.

2.5.1 Efisiensi Grup Tiang

Dalam menghitung efisiensi grup tiang, sebelumnya harus mengetahui

jumlah tiang yang akan digunakan dalam satu grup tiang, dalam kasus ini



jumlah tiang disetiap grup sudah diketahui maka langsung saja jumlah tiang

(n) tersebut dikalikan dengan faktor pengali sebesar 1.2, untuk mendapatkan

nilai daya dukung grup tiang yang aman, setelah itu nilai efisien grup tiang

dapat dihitung berdasarkan rumus Converse Labbarre dari Uniform

Buillding Code AASHTO dengan persamaan sebagai berikut :

𝐸𝑔 = 1 − 𝜃(𝑛−1)𝑚+(𝑚−1)𝑛

90 𝑚𝑛 (2.18)

Dimana :

Eg : Efisiensi kelompok tiang

D : Ukuran penampang tiang (m)

𝜃 : arc tg (D/s) derajat

s : Jarak antar tiang (as ke as) (m)

n : Jumlah tiang dalam satu baris

m : Jumlah tiang dalam satu kolom

2.5.2 Daya Dukung Pondasi Grup Tiang (Qug)

Daya dukung pile grup secara keseluruhan sangat tergantung dari jarak

antar tiang. Selain itu jarak antar tiang berdasarkan fungsi tiang disarankan

untuk friction pile smin= 3 D, sedangkan untuk end bearing pile smin= 2.5

D. Daya dukung grup tiang dihitung dengan rumus :

𝑄𝑢, 𝑔 = 𝑛1 𝑥 𝑛2 ( 𝑄𝑒 + 𝑄𝑠) (2.19)

Dimana :

n1 = jumlah tiang dalam arah x

n2 = jumlah tiang dalam arah y

Qe = gaya dukung pada ujung pondasi (ton)

Qs = gaya gesek pada dinding pondasi (ton)



2.5.3 Distribusi Gaya Pondasi Grup Tiang

Beban yang bekerja pada pilecap selanjutnya distribusikan ke semua

tiang dalam grup, selanjutnya untuk mendapat beban pikul suatu tiang

pondasi digunakan rumus seperti berikut.

𝑄𝑚 =𝑄𝑢

𝑛±

∑𝑚𝑦.𝑥

∑𝑥2 ±∑𝑚𝑥.𝑦

∑𝑦2 (2.20)

Dimana :

Qm : Gaya pikul suatu tiang (ton)

n : Jumlah pondasi

Mx : Momen yang bekerja terhadap sumbu x

My : Momen yang bekerja terhadap sumbu y

x : Jarak titik berat ke suatu pondasi terhadap sumbu x

y : Jarak titik berak ke suatu pondasi terhadap sumbu y

Gambar 2.12 Gaya yang Bekerja pada Pondasi Grup Sumber : Rekayasa Pondasi II M.Shouman, Dipl. Ing. HTL, MT

2.5.4 Faktor Aman

Untuk memperoleh daya ijin tiang, maka diperlukan untuk membagi

kapasitas ultimate tiang (Qu) dengan faktor keamanan tertentu. Faktor

keamanan ini perlu diberikan dengan maksud untuk memberikan keamanan



terhadap ketidakpastian metode hitungan yang digunakan. Lalu, faktor

keamanan juga diperlukan untuk meyakinkan bahwa bahan tiang cukup

untuk aman dalam mendukung beban yang bekerja. Batas toleransi

penurunan tidak seragam diantara tiang-tiang juga menjadi penyebab

dibutuhkannya faktor aman.

Besarnya kuat dukung ijin (Qa) dengan memperhatikan keamanan

terhadap keruntuhan adalah nilai kapasitas ultimit (Qu) dibagi dengan faktor

aman (SF) yang sesuai. Variasi besarnya faktor aman yang telah banyak

digunakan untuk perancangan pondasi tiang pancang, dihitung dengan

persamaan (2.21)

Qijin = Qu

SF (2.21)

Dimana :

Qijin : Daya dukung ijin tiang pancang (ton)

Qu : Daya dukung ultimit tiang pancang (ton)

SF : Faktor aman

Sehubungan dengan fungsi diberikannya SF, Reese dan O’Neill (1989)

menyarankan pemilihan factor keamanan (SF) yang tersedia pada table

dibawah ini.

Tabel 2.6 Faktor keamanan yang disarankan

Klasifikasi struktur Faktor keamanan

Kontrol baik Kontrol normal Kontrol buruk Kontrol sangat buruk

Monumental 2.3 3 3.5 4

Permanen 2 2.5 2.8 3.4

Sementara 1.4 2 2.3 2.8

Sumber: Teknik Pondasi, Hardiyatmo

2.5.5 Penurunan Elastis Podasi Grup Tiang

Perhitungan Penurunan pondasi pada laporan ini dilakukan berdasarkan

pendapat Vesic (1969) dikarenakan data yang tersedia sebagai penunjang

adalah data hasil pengujian di lapangan. Perhitungan penurunan yang



dilakukan adalah perhitungan penurunan elastis yang dibagi menjadi

penurunan elasti tiang tunggal dan penurunan elastis tiang grup.

2.5.5.1 Penurunan Elastis Tiang Tunggal

Se= Se1 + Se2 + Se3 (2.22)

Dimana :

Se : Penurunan total tiang (mm)

Se1 : Penurunan elastis tiang (mm)

Se2 : penurunan tiang akibat gaya yang ditahan pada ujung tiang

(mm)

Se3 :penurunan tiang akibat gaya yang disalurkan melalui

gesekan tiang dengan tanah (mm)

Se1= (Qwb+ ƺ x Qws)x L

Ap x Ep (2.23)

Dimana :

Qwb : Beban yang dipikul ujung tiang dibawah kondisi beban

kerja = Qe/FK (ton)

Qws : Beban yang dipikul selimut tiang (friksi) dibawah kondisi

beban kerja = Qws/FK (ton)

ƺ : Koefisien yang bergantung pada distribusi tahanan kulit

sepanjang tiang

L : Panjang tiang (m)

Ap : Luas penampang tiang = 𝜋 𝑥 𝑟2 (m2)

Ep : Modulus tiang (beton) = 4700 x √𝑓′𝑐

f’c : Mutu beton (Mpa)

Vesic (1997) menyarankan nilai ƺ = 0,5 untuk distribusi gesekan

yang seragam atau parabolik sepanjang tiang dan nilai ƺ = 0,67 untuk



distribusi dalam bentuk segitiga. Penurunan dari ujung tiang (S1)

dinyatakan dalam persamaan berikut:

Se2= Qwp x Cp

Dxqp (2.24)

Dimana :

Qwb : Beban yang dipikul oleh ujung tiang (ton)

Cp : Koefisien empiris (Lihat Tabel)

D : Diameter tiang (m)

qp : Tahanan ujung tiang =pA

Qwb

Nilai Cp menurut Vesic (1977) dapat dilihat pada table berikut :

Tabel 2.7 Nilai Cp Menurut Vesic

Jenis Tanah Tiang Pancang Tiang Bor

Pasir (Padat Hingga Lepas) 0,02 ~0,04 0,09 ~ 0,18

Lempung (Teguh Hingga Lunak) 0,02 ~ 0,03 0,03 ~ 0,06

Lanau (Padat Hingga Lepas) 0,03 ~ 0,05 0,09 ~ 0,12 Sumber: Principles of Foundation Engineering

Se3= Qws x Cs

𝐿 𝑥 𝑞𝑝 (2.25)

Dimana :

Qws = Beban yang dipikul oleh selimut tiang (ton)

Cs = Nilai konstanta empiris = pCDL 16,093,0

L = Panjang tiang (m)

Qp = Tahanan ujung tiang (ton)

2.5.5.2 Penurunan Elastik Grup Tiang

Sg(e): √𝐵𝑔

𝐷 x s (2.26)

Dimana :

Sg(e) : Penurunan elastis pondasi grup tiang



Bg : Lebar pilecap pondasi grup

D : Diameter tiang pondasi

S : Penurunan tiang pondasi akibat beban yang bekerja

Atau apabila diketahui data hasil pengujian sondir dapat digunakan dengan

rumus pendekatan sebagai berikut :

Sg(e) = 𝑞 𝐵𝑔 𝐼

2 𝑞𝑐 (2.27)

Dimana :

qc : Nilai rata-rata cone penetration

Bg : Lebar pilecap pondasi grup

2.5.6 Penulangan Pilecap

Penulangan atau perhitngan jumlah tulangan serta jarak antar tulangan

yang digunakan dalam suatu pilecap mampu memeruskan beban ke pondasi

secara optimal sebaiknya tidak dilakukan dengan perhitungan kasar saja,

akan lebih baik perhitungan pilecap ini memperhitungkan beberapa faktor

yang membuat kerja dari pilecap tersebut dapat seoptimal mungkin. Berikut

merupakan langkah – langkah perhitungan penulangan pilecap.

2.5.6.1 Menentukan Tulangan Utama

a. Menentukan jarak bersih pada pilecap (d) dengan persamaan :

DsbCapPileTebaldx2

1 (2.28)

Dimana :

dx = Jarak bersih pada pilecap

sb = Selimut beton pada pilecap

D = Diameter tulangan

Tebal Pilecap menggunakan dimensi yang telah di perhitungkan

sebelumnya di perhitungan geser pons dan tebal efektif pilecap pada

bagian tepi tidak boleh < 300 mm



b. Menentukan ρ dengan persamaan :

'588,01

2 fc

fyfy

db

Mu (2.29)

Dimana:

Mu = Momen pada pilecap arah x atau arah y

b = lebar pilecap

dx = Jarak bersih pada tebal pilecap

fy = Mutu baja yang direncanakan

fc’ = Mutu beton yang direncanakan

c. Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax) dengan

persamaan :

fy

4,1min (2.30)

400

'85,0

600

450max

fc

fy

(2.31)

d. Menghitung luas tulangan yang digunakan :

610 dxbAst (2.32)

e. Menghitung banyaknya tulangan yang akan digunakan:

s

st

A

An (2.33)

f. Jarak antara tulangan yang digunakan dengan persamaan :

jarak = 𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑝𝑖𝑙𝑒 𝑐𝑎𝑝

𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 (2.34)

bab 2 tinjauan pustaka - polban

Documents