bab ii tinjauan pustaka - polbandigilib.polban.ac.id/files/disk1/249/jbptppolban-gdl... · 2020....

DIII – TEKNIK KONSTRUKSI GEDUNG POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Duhan Mahardika Amin, Fitri Nailan Karima, Perencanaan Fondasi Tiang Pancang.....

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Karya Ilmiah Sebelumnya dan Sejenis

Tabel 2. 1 Karya Ilmiah Sebelumnya dan Sejenis

2.2 Definisi Fondasi

Struktur bawah adalah seluruh bagian struktur gedung atau bangunan yang

berada di bawah permukaan tanah. Struktur bawah mempunyai peranan yang sangat

penting bagi sebuah sistem struktur yaitu menahan beban dari struktur atas. Struktur

bawah bangunan fondasi terdiri dari fondasi dan tanah pendukung fondasi. Bowles

(1988) dalam Analisis dan Desain Fondasi diterjemahkan mengemukakan bahwa,

fondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang berfungsi meneruskan beban

yang di topang oleh fondasi dan beratnya sendiri kepada dan ke dalam tanah dan

batuan yang terletak di bawahnya. Menurut Hardiyatmo dalam Analisis dan

Perancangan Fondasi (2011), mengemukakan bahwa fondasi adalah bagian

terendah dari bangunan yang meneruskan beban bangunan ke tanah atau batuan

yang ada di bawahnya.

2.3 Macam – Macam Fondasi

Bentuk fondasi ditentukan oleh berat bangunan dan keadaan tanah di sekitar

bangunan, sedangkan kedalaman fondasi ditentukan oleh letak tanah padat yang

mendukung fondasi. Berdasarkan letak tanah keras dan perbandingan kedalaman

fondasi dengan lebar fondasi, dibagi menjadi 2 jenis fondasi, yaitu fondasi dangkal

dan fondasi dalam.



11

2.3.1. Fondasi Dalam

Fondasi dalam adalah fondasi yang didirikan di permukaan tanah dengan

kedalaman tertentu dimana daya dukung dasar fondasi dipengaruhi oleh beban

struktural dan kondisi permukaan tanah, fondasi dalam yang biasanya di

laksanakan pada tanah dengan kedalaman lebih dari 3m di bawah elevasi

permukaan tanah. Fondasi jenis ini mendukung struktur bangunan yang

memiliki berat bangunan yang besar dan memiliki banyak lantai. Tiang-tiang

tersebut disatukan oleh poer/Pile cap. Fondasi ini juga dipakai pada bangunan

bentangan yang cukup lebar (jarak antar kolom 6m) dan bangunan bertingkat.

Jenis fondasi dalam diantaranya fondasi bored pile dan fondasi tiang pancang.

2.4 Fondasi Tiang Pancang

Gambar 2. 1 Tiang Pancang

Sumber: Bowles, 1991

Fondasi tiang pancang (pile foundation) adalah bagian dari struktur yang

digunakan untuk menerima dan mentransfer (menyalurkan) beban dari struktur atas

ke tanah penunjang yang terletak pada kedalaman tertentu. Metode

pemancangannya yaitu dipukul, dibor atau didongkrak ke dalam tanah dan

dihubungkan dengan pile cap (poer). Tergantung juga pada tipe tanah, material dan

karakteristik penyebaran beban tiang pancang diklasifikasikan berbeda-beda.



12

2.4.1 Macam–Macam Tiang Pancang

Macam–macam tiang pancang berdasarkan material yaitu tiang pancang

kayu, tiang pancang baja, tiang pancang beton. Sedangkan berdasarkan

pelaksanaannya yaitu precast dan cast in place.

Precast renforced concrete pile adalah tiang pancang dari beton

bertulang yang dicetak dan dicor dalam acuan beton (bekisting), dibuat ditempat

lain (pabrik), kemudian setelah cukup kuat lalu diangkat dan dipancangkan.

Tiang pancang ini dapat memikul beban yang besar (>50 ton untuk setiap tiang),

hal ini tergantung dari dimensinya. Penampangnya dapat berbeda–beda seperti

pada gambar di bawah ini:

Gambar 2. 2 Tiang pancang beton precast concrete pile


Berikut ini adalah beberapa kelebihan dari precast yaitu:

a. Kekuatan dan kualitas tinggi

b. Daya tahan lebih lama

c. Ketahanan beban lateral yang lebih tinggi

d. Mudah di susun pada saat di lokasi proyek

e. Ekonomis

f. Lebih ringan

Berikut ini adalah beberapa kelebihan dari spun pile yaitu:

a. Ekonomis, volume concrete yang di gunakan akan lebih sedikit jika di

bandingkan oleh jenis tiang pancang lain yang memiliki bearing area yang

sama.

b. Dibuat dengan menggunakan proses spinning yang mengakibatkan

homogenitas dan kepadatan concrete.



13

c. Easy handling, mudah digunakan pada saat pemancangan dilakukan.

d. Lebih ringan, transportasi akan lebih hemat biaya.

Spun pile sepatu pensil precast beton :

a. Mudah menembus lapisan tanah yang tidak seragam, biasanya terdapat

boulder atau gravel.

b. Mudah mengalami pergeseran posisi kelurusan tiang saat memancang

menembus lapisan yang terdapat boulder/gravel.

c. Pada saat tiang duduk dilapisan tanah yang cukup keras, jika terjadi over

driving sepatu tiang akan mudah pecah.

Spun pile sepatu plat baja mamira:

a. Tidak mengalami pergeseran saat memancang menembus lapisan

boulder/gravel.

b. Ujung sepatu tiang pancang relatif lebih tahan terhadap kegagalan akibat

overdriving.

c. Lapisan datar pada sepatu membuat tahanan pada tiang untuk berpenetrasi.

Beberapa kegunaan fondasi tiang pancang, yaitu:

a. Menahan beban konstruksi dengan baik

b. Memadatkan endapan tanah yang lepas bebas ketika terjadi perpindahan

tiang pancang dan getaran saat pemancangan

c. Penguat keamanan bangunan, meningkatkan keamanan bangunan dari

berbagai faktor yang akan merusaknya.

Beberapa kelebihan fondasi tiang pancang, yaitu:

a. Terjamin kekuatannya, fondasi tiang terbuat dari beton terbaik sehingga

mempunyai tegangan yang terjamin kekuatannya

b. Meminimalisir galian, karena pengaplikasian tiang pancang tidak

dipengaruhi tinggi muka air tanah

c. Mirip seperti fiction pile



14

d. Tahan lama, karena material tiang pancang dapat awet hingga puluhan

tahun.

Beberapa kekurangan pada pelaksanaan fondasi tiang pancang, yaitu:

a. Bobotnya sangat berat dan dimensinya rata-rata berukuran besar

b. Waktu produksi yang lama, di karenakan pada saat pembuatannya kualitas

beton harus dipastikan agar tingkat kekerasannya maksimal

c. Proses produksi rumit, hal ini timbul karena proses pembuatan tiang

pancang harus dipastikan sesempurna mungkin tanpa adanya kesalahan seperti

soal material serta ukurannya.

2.5 Penyelidikan Tanah

Perencanaan fondasi diawali dengan pekerjaan penyelidikan tanah yang

bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai kondisi dan karakteristik lapisan

tanah. Pekerjaan penyelidikan tanah yang dilakukan untuk perencanaan fondasi

pada proyek ini menyajikan data faktual yang diperoleh dari lapangan (lokasi

pembangunan) dan hasil pengujian di laboratorium. Lingkup pekerjaan

penyelidikan tanah antara lain:

1. Penyelidikan Lapangan

Penyelidikan tanah pada proyek ini menggunakan tiga pengujian, antara

lain:

a. Pengujian Sondir Lapangan (Cone Penetration Test)

b. Pengambilan contoh tanah tak terganggu (UDS/ Undi strubed Sample)

c. Pengujian SPT (Standard Penetration Test)

Pengujian SPT dilakukan bersamaan dengan pemboran inti tanah dengan

menggunakan mesin bor. Jumlah dan kedalaman pemboran sangat bergantung

kepada kondisi di lapangan. Setiap titik pemboran perlu menyajikan diagram

Boring Log. SPT ini dilakukan untuk setiap kedalaman kelipatan 2m.

Menggunakan hammer dengan berat 63,5 kg dan tinggi jatuh 75cm. Cara kerja

pengujian ini adalah dengan menghitung jumlah pukulan palu pemukul yang

diperlukan untuk mendesak tabung split spoon sampler berdiameter 2 inch



15

sedalam 45cm. Perhitungan jumlah pukulan dilakukan sebanyak 3 kali yaitu

setiap penetrasi 15cm. Nilai SPT didapat dengan menjumlahkan jumlah

pukulan yang di perlukan pada 15cm penetrasi kedua dan ketiga. Pemboran

umumnya harus dilakukan hingga kedalaman dimana lapisan tanah keras

(umumnya diasumsikan jika nilai N-SPT > 50) telah dicapai beberapa meter.

Gambar 2. 3 Statigrafi Tanah Area C

Sumber: PT. PP,2020

2. Pengujian Tanah di Laboratorium

Penelitian tanah di laboratorium juga perlu dilakukan selain penyelidikan

tanah di lapangan, karena untuk menentukan index properties (sifat fisis) dan

engineering properties (sifat mekanis).

Hasil akhir dari pekerjaan penyelidikan tanah adalah berupa interpretasi

pelapisan tanah pada seluruh area tanah yang diselidiki (statigrafi) dan juga

dapat parameter tanah. Dengan adanya statigrafi, maka selanjutnya perencanaan

fondasi dapat dilakukan setelah analisis struktur atas selesai dikerjakan dan



16

beban yang akan diterima fondasi ditentukan. Sesudah mendapatkan output

beban dari struktur atas dan hasil penyelidikan tanah, maka selanjutnya dapat

merencanakan suatu fondasi seperti fondasi tiang pancang karena sesuai dengan

tinjauan penulis dalam penyusunan tugas akhir ini.

2.6 Pembebanan Struktur Atas

Pada suatu bangunan terdapat beban yang bekerja pada struktur bangunan,

dalam perancangan struktur bawah, terlebih dahulu harus diketahui beban dari

struktur atas yang akan dipikul oleh fondasi. Untuk melakukan perhitungan struktur

atas Tower Andalusia dilakuakan pemodelan struktur atas dengan menggunakan

software ETABS 2013. Kolom, sloof, dan balok dimodelkan sebagai element frame

sedangkan pelat dimodelkan sebagai element shell. Pemodelan pada software

ETABS 2013 mengacu dari shop drawing yang didapatkan dari proyek. Beban-

beban yang diinput pada pemodelan tersebut terdiri dari beban hidup, beban mati

tambahan dan beban gempa. Untuk penentuan beban yang akan digunakan

disesuaikan dengan dokumen perencanaan proyek. Beban tersebut mengacu pada

dengan SNI 1727-2013 tentang “Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan

Gedung dan Struktur lain” dan SNI 1726 – 2012 tentang “Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung”. Beban-

beban yang bekerja pada struktur bangunan dapat dikelompokkan berdasarkan arah

kerjanya, beban yang bekerja pada struktur suatu bangunan dapat dibagi menjadi

dua, yaitu:

1. Beban Vertikal (Gravitasi)

a. Beban mati (DL)

Beban mati yaitu beban atau berat semua bagian dari suatu gedung

dengan besar yang konstan dan berada pada posisi yang sama setiap saat.

Beban ini terdiri dari berat sendiri struktur dan beban lain yang melekat pada

struktur secara permanen. Termasuk dinding, lantai, atap, plafon, serta beban

mati tambahan seperti finishing, dan komponen arsitektural dan structural

lainnya serta mesin–mesin dan peralatan tetap yang merupakan bagian yang

tak terpisahkan dari gedung. Mengacu pada standar Peraturan Pembebanan

Indonesia Untuk Gedung (PPIUG 1987). Dijelaskan pada SNI 1727 – 2013



17

Pasal 3.1.2 bahwa dalam menentukan beban mati untuk perencanaan, harus

digunakan dari berat bahan dan konstruksi yang sebenarnya. Dengan cara

menginput material beton maupun baja yang akan digunakan, nilai yang

harus digunakan adalah nilai yang sesuai dengan rencana proyek dan

disetujui oleh pihak yang berwenang. Berikut ini adalah data pembebanan

yang akan direncanakan yang mengacu pada standar Peratuan Pembebanan

Indonesia Untuk Gedung (PPIUG 1987):

a. Beton : 2400 kg/m3

b. Untuk pembebanan lantai ukuran spesi, pasir dan keramik asumsi

1. Spesi ( 4 cm ) : 0,21 kN/m2 × 4 = 8,4 kN/m2

2. Pasir ( 1 cm ) : 0,18 kN/m2 × 1 = 0,18 kN/m2

3. Keramik ( 1 cm ) : 0,24 kN/m2 × 1 = 0,24 kN/m2

c. Beban plafond + penggantung : 0,2 kN/m2

d. Dinding : 2,5 kN/m2

e. Water proofing : 0,28 kN/m2

f. M/E : 0,30 kN/m2

b. Beban hidup (LL)

Beban hidup yaitu berat atau semua beban yang terjadi akibat pengguna

dan penghuni bangunan gedung, termasuk beban-beban pada lantai yang

berasal dari barang-barang yang dapat berpindah. Berikut ini adalah data

pembebanan yang akan di rencanakan berdasarkan SNI 1727-2013 tentang

Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain:

Tabel 2. 2 Beban Hidup Terdistribusi Minimum dan Terpusat Minimum

Sumber: SNI 1727-2013

Pada gedung tersebut berupa apartemen ruang pribadi dan koridor yang

melayani mereka.

Hunian atau Penggunaan Merata psf (kN/m2) Terpusat lb (kN)

Apartement (lihat rumah tinggal)

Ruang pribadi dan koridor yang melayani mereka 40 (1,92)

Jalur untuk akses pemeliharaan 40 (1,92) 300 (1,33)

Tangga 100 (4,79)

Atap dak 20 (0,96)



18

2. Beban Horizontal (Lateral)

a. Beban Gempa (E)

Beban gempa yaitu semua beban statik ekivalen yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah

akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung

ditentukan berdasarkan suatu analisa desain spektra, maka yang diartikan

dengan beban gempa dalam pedoman ini adalah gaya–gaya di dalam struktur

tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa. Analisis struktur

terhadap beban gempa yang terjadi pada Tower Andalusia dilakukan dengan

Metode Analisis Dinamik Spektrum Respon. Gempa rencana ditetapkan

sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur

struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2 % yang mengacu pada Standar

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung SNI 03 - 1726 –

2012.

Dalam menganalisis beban gempa harus menentukan kategori resiko

untuk gedung, sesuai dengan fungsi bangunan nya yaitu apartemen atau

rumah susun termasuk dalam kategori 2 memiliki resiko yang sedang

terhadap jiwa manusia.

Gambar 2. 4 Kategori risiko bangunan gedung dan nongedung untuk beban gempa

Sumber: SNI 1726- 2012

Gambar 2. 5 Faktor Keutamaan Gempa




19

Pada tahap pertama membuka desain spektra Indonesia tersebut

memasukkan koordinat lintang -6.337645 dan koordinat bujur 107.289742

proyek Apartemen Urbantown Karawang yang didapat pada google maps.

Gambar 2. 6 Input Koordinat Lintang dan Bujur

Sumber: Desain Spektra Indonesia

Setelah itu hitung desain spektra untuk mengetahui hasil desain spektra

yang sesuai pada kondisi klasifikasi situs tanah pada proyek (SE). Penentuan

klasifikasi situs dapat ditentukan menggunakan kecepatan gelombang geser,

Standard Penetration Test (SPT), atau kekuatan geser tak teralir.

Gambar 2. 7 Klasifikasi Situs Tanah


Nilai rerata masing-masing parameter tersebut ditentukan pada lapisan

tanah permukaan setebal 30 meter. Jika menggunakan nilai SPT maka

diperoleh nilai rerata SPT untuk area ini bervariasi antara 9 hingga 14 (kurang

dari 15) sehingga lokasi ini diklasifikasikan sebagai Situs Tanah Lunak (SE).

Hasil perhitungan rerata nilai SPT yang didapatkan dari data proyek hingga

kedalaman 30 meter.

Tabel 2. 3 Nilai Rerata N-SPT dan Klasifikasi Situs

Sumber: PT.PP,2020

Lokasi Titik Bor Rerata N-SPT Klasifikasi Situs

DB-9 14 SE

DB-10 11 SEArea C



20

Hasil tersebut berupa nilai spektral percepatan di permukaan dari gempa

risk targeted maximum consider earthquake dengan probabilitas keruntuhan

bangunan sebesar 1% dalam 50 tahun. Dari hasil grafik tersebut diinput ke

dalam software ETABS 2013 sebagai analisis spektrum. Berikut adalah hasil

grafik nilai spektral percepatan dari gempa dapat di lihat pada Gambar 2.6

di bawah ini.

Gambar 2. 8 Grafik Desain Spektra Pada Wilayah Karawang Barat

Sumber: Desain Spektra Indonesia

b. Beban Angin (W)

Beban angin yaitu beban yang bekerja pada bangunan atau bagiannya

karena adanya selisih tekanan udara (hembusan angin kencang). Beban

angin ini ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan

tekanan negatif (isapan angin), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang

bangunan yang di tinjau.

2.7 Daya Dukung Tiang Tunggal

Daya dukung fondasi dapat didefinisikan sebagai kekuatan maksimum tanah

untuk memikul suatu beban tanpa kelongsoran geser dan penurunan yang

berlebihan. Bilamana beban di atas fondasi ditambah sedikit demi sedikit maka

fondasi akan turun yang akhirnya terjadi kelongsoran. Untuk ini, perlu dipenuhi dua

kriteria, yaitu: kriteria stabilitas dan kriteria penurunan. Persyaratan-persyaratan

yang harus dipenuhi dalam perencanaan fondasi sebagai berikut.



21

1. Faktor aman terhadap keruntuhan akibat terlampauinya daya dukung harus

dipenuhi. Menurut SNI 8460:2017 tentang Perancangan Geoteknik faktor

keamanan minimum 2,5 untuk fondasi dalam dan minimum 3 untuk fondasi

dangkal.

2. Penurunan fondasi harus masih dalam batas-batas nilai yang di

toleransikan. Khususnya penurunan yang tak seragam (differential

settlement) harus tidak mengakibatkan kerusakan pada struktur.

Prinsip perhitungan daya dukung fondasi dibedakan atas daya dukung ujung

(Qe), daya dukung gesek (Qs).

Gambar 2. 9 Daya dukung fondasi tunggal

Sumber: Rekayasa Fondasi 2 M.Shouman, Di pl. Ing. HTL, MT

Daya dukung batas (Qult / ultimate bearing capacity) adalah daya dukung

terbesar dari tanah. Daya dukung batas tersebut diperoleh dari daya dukung ujung

(Qe / end bearing capacity) yang diperoleh dari tekanan ujung tiang. Dan daya

dukung geser atau selimut (Qs / friction bearing capacity) yang diperoleh dari daya

dukung gesek atau gaya adhesi antara fondasi dan tanah di sekelilingnya.

Qult = Qe + Qs (2.1)

Besar daya dukung yang di izinkan (Qall) sama dengan daya dukung batas

(Qult) di bagi faktor keamanan (FS).

Qall = Qult

𝐹𝑆 (2.2)

Keterangan:

Qe = Daya dukung ujung (ton).

Qs = Daya dukung gesek (ton).

Qult = Daya dukung maximum tiang pancang (ton).



22

Qall = Daya dukung ijin (ton).

Pada perancangan ini hanya dilakukan pengumpulan data berdasarkan uji

lapangan dengan digunakan metode yang berdasarkan data pengujian Standart

Penetration Test (SPT) saja. Dari data ini dapat diperkirakan jenis tanah dan dapat

memperhitungkan daya dukung fondasi sebagai berikut. Untuk menghitung daya

dukung fondasi tiang pancang berdasarkan hasil pengujian SPT dapat dilakukan

dengan menggunakan beberapa persamaan. Persamaan daya dukung tiang tunggal

yang akan digunakan adalah persamaan:

a. Metode Terzaghi dan Peck.

1. Daya dukung ujung

𝑄𝑒 = 𝐴𝑏 × 𝑃𝑏 (2.3)

2. Daya dukung friksi

Qs = As × 0,2× N (2.4)

Keterangan:

Qe = Daya dukung ujung tiang (ton).

Qs = Daya dukung gesek (ton).

Ab = Luas penampang ujung fondasi (𝑚2).

As = Luas selimut tiang fondasi (𝑚2).

= π × D × Z

Z = Kedalaman fondasi (m).

N = Nilai SPT tanah

Pb = Hubungan nilai dengan jenis tanah pada Tabel 2.4 di bawah ini.

Tabel 2. 4 Hubungan Nilai Pb dengan Jenis Tanah

Sumber: Bahan Ajar Rekayasa Fondasi 2 M.Shouman, Di pl. Ing. HTL, MT

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+1(N-15) 300+10(N-15)

Jenis tanahN<15 N>15



23

b. Metode Meyerhoff, 1956

1. Daya dukung ujung

Qp = 40 × Ne × Ap (2.5)

2. Daya dukung friksi

Qs = 𝑁𝑠 ×𝐴𝑠

10 (2.6)

Keterangan:

Qs = Daya dukung pada selimut tiang fondasi (ton)

Qp = Daya dukung pada ujung tiang fondasi (ton)

Ap = Luas penampang fondasi (m2)

= 1/4 × 𝜋 ×𝐷2

As = Luas selimut tiang fondasi (m2)

= π × D × Z

Ne = Nilai SPT rata-rata dihitung dari ujung tiang sampai 8D dan 4D

Ns = Nilai SPT rata-rata sepanjang tiang

D = Diameter fondasi (m)

c. Metode Vesic 1997

Vesic 1997 mengusulkan suatu metode untuk menghitung besar kapasitas

daya dukung tiang pancang berdasarkan teori “expansion of cavities”. Maka

daya dukung dapat dituliskan dalam persamaan:

1. Daya dukung ujung tiang (Qe)

Qe = Ap × Cu× Nc (2.7)

Nc = 4/3 ln (Irr + 1) + π/2 +1 (2.8)

Sedangkan untuk penentuan awal dari nilai Ir dapat direkomendasikan

penggunaan nilai seperti yang terlihat pada tabel berikut ini :

Tabel 2. 5 Rekomendasi Nilai Ir

Sumber : Vesic, 1997

Soil Tipe Ir

Sand 70-150

Silts and clays (drained condition) 50-100

Clays (Undrained condition) 100-200



24

Untuk nilai parameter kuat geser tanah (Cu), dapat dilihat pada tabel

berikut :

Tabel 2. 6 Parameter Kuat Geser Tanah (Cu)

Sumber : Terzaghi & Peack (1967)

2. Daya dukung friksi tiang (Qs)

Qs = As × Ns (2.9)

Keterangan:

Qs = Daya dukung pada selimut tiang fondasi (ton)

Qe = Daya dukung pada ujung tiang fondasi (ton)

Ap = Luas penampang fondasi (m2)

= 1/4 × 𝜋 ×𝐷2

As = Luas selimut tiang fondasi (m2)

= π × D × Z

Ns = Nilai SPT rata-rata sepanjang tiang

Cu = Kuat geser tanah (kN/m2)

Nc = Nilai faktor daya dukung

2.8 Fondasi Tiang Grup

Ketika beban struktur atas yang harus ditumpu melebihi kekuatan fondasi di

bawah, maka secara tunggal fondasi tiang tidak lagi mampu menopang beban

tersebut. Sehingga salah satu cara untuk mengatasinya adalah memasang tiang

menjadi satu kelompok agar bisa menahan beban di atas. Masing-masing tiang



25

dalam satu grup selanjutnya dekat bagian atasnya dengan kepala tiang (Pile

cap/poer).

Untuk menghitung daya dukung fondasi grup diperlukan tahapan sebagai

berikut:

1. Penentuan jumlah tiang

Untuk mendukung kolom dengan beban yang besar dimana tiang tunggal

tidak mencukupi maka fondasi harus merupakan lebih dari satu tiang (pile

group). Jumlah tiang yang di perlukan tergantung dari beban kolom (P) dan

efisiensi pile group (Eg). Karena efisiensi baru dapat di hitung setelah

susunan tiang ditetapkan, maka ada perlu penentuan awal (preliminary)

jumlah tiang dengan pendekatan:

n = Q

𝑄𝑎𝑙𝑙 (2.10)

Keterangan:

n = Jumlah tiang

Qall = Daya dukung fondasi ijin (ton)

Q = Beban struktur atas (ton)

Setelah diketahui n (jumlah tiang), maka nilai tersebut dikali dengan faktor

pengali sebesar 1,2 yaitu untuk mendapatkan nilai daya dukung grup tiang yang

aman.

2. Sususan tiang

Daya dukung grup tiang secara keseluruhan sangat tergantung dari jarak

antar tiang. Jarak tiang berpengaruh terhadap besarnya pile cap. Apabila jarak

antar tiang sangat dekat satu sama lainnya, maka bisa diasumsikan bahwa

tegangan-tegangan yang disalurkan oleh tiang ke tanah di sekitarnya akan naik

karena terdesak oleh tiang–tiang yang terlalu berdekatan, sehingga akan

mengurangi daya dukung grup tiang. Untuk itu sangat disarankan agar antara

tiang dalam grup mempunyai jarak sedemikian rupa, sehingga daya dukung

grup tiang keseluruhan sama dengan jumlah daya dukung tiang tunggal.

Menurut SNI Geoteknik 8460-2017 untuk fondasi tiang jarak antara as ke as

tiang tidak boleh kurang dari keliling tiang atau untuk tiang berbentuk lingkaran

tidak boleh kurang dari 2,5 kali diameter tiang.



26

Pada umumnya S bervariasi antara:

a. Jarak minimum S = 2D

b. Jarak Maksimum S = 6D

Berdasarkan dari fungsi pile

a. Friction pile Smin = 3D

b. End bearing pile Smin = 2.5D

Keterangan:

D = Diameter tiang (m)

S = Jarak antara sumbu tiang dalam kelompok (m)

Gambar 2. 10 Konfigurasi tiang dalam grup

Sumber: Bahan Ajar Rekayasa Fondasi 2 M.Shouman, Dipl.Ing. HTL, MT

2.8.1 Effesiensi Tiang Grup

Dalam menghitung daya dukung grup tiang bukan berarti daya dukung

tiang tunggal dikali jumlah tiang tetapi dikali juga dengan efisiensi grup tiang



27

yaitu faktor pengali yang nilainya sama dengan atau kurang dari satu akan

dibahas metode Converse-Labbarre dengan persamaan:

Eg = 1-θ(n−1)m+(m−1)n

90𝑚𝑛 (2.11)

Keterangan:

θ = atan (d/s) dalam derajat

d = ukuran penampang tiang (m)

s = jarak antar as tiang as ke as (m)

n = jumlah tiang dalam 1 baris

m = jumlah tiang dalam 1 kolom

Gambar 2. 11 Efisiensi tiang pancang grup


2.8.2 Daya Dukung Fondasi Grup

Daya dukung tiang dapat di hitung berdasarkan asumsi:

1. Keruntuhan tiang tunggal (individual pile failure)

2. Keruntuhan blok (block failure)

Anggapan keruntuhan di atas berdasarkan atas klasifikasi tanah dan

jarak tiang (s) dalam satu grup. Daya dukung tiang dihitung berdasarkan

asumsi keruntuhan tiang tunggal

Qg = Qall × n × Eg (2.12)

Untuk c-soils, c-φ soils → Eg = 0,7 (s = 3d) sampai 1 (s ≥ 8d)

Untuk φ soils → Eg = 1



28

Keterangan:

Qg = Daya dukung grup tiang (ton)

Qall = Daya dukung ijin fondasi (ton)

n = Jumlah semua tiang dalam grup

Eg = Efisiensi tiang dalam grup

2.8.3 Distribusi Gaya Tiang Grup

Beban luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom), selanjutnya di

distribusikan pada pile cap dan grup tiang. Perhitungan distribusi gaya ke

masing-masing tiang berdasarkan atas teori elastisitas. Berikut ini adalah

skema distribusi gaya tiang grup dapat dilihat pada Gambar 2.10

Gambar 2. 12 Skema distribusi gaya tiang grup


Perhitungan dilakukan untuk memastikan agar syarat Qn ≤ Qijin fondasi

tunggal, sehingga persamaan yang di gunakan dengan persamaan:

𝑄𝑛 =𝑉

𝑛 ±

𝑀𝑦.𝑥

∑𝑥2 ± 𝑀𝑥.𝑦

∑𝑦2 (2.13)

Keterangan:

Qn = Beban maksimum yang di terima oleh tiang (ton)

n = Jumlah semua tiang dalam grup

Mx = Momen yang bekerja terhadap sumbu x (ton.m)

My = Momen yang bekerja terhadap sumbu y (ton.m)



29

x = Jarak titik berat ke suatu fondasi terhadap sumbu x (m)

y = Jarak titik berat ke suatu fondasi terhadap sumbu y (m)

Σx2 = Jumlah kuadrat darijarak tiap tiang ke pusat kelompok

tiang arah x (m2)

Σy2 = Jumlah kuadrat dari jarak tiap tiang ke pusat kelompok

tiang arah y (m2)

2.9 Penurunan Fondasi

Pada saat tiang dibebani, pada tiang akan terjadi pemendekan akibat terdesak

beban di atasnya. Penurunan fondasi harus diperkirakan dengan sangat hati-hati

salah satunya bangunan gedung. Penurunan pada fondasi dibedakan menjadi 2,

yaitu:

1. Penurunan segera atau elastik (immediately settlement atau elastic

settlement ).

2. Penurunan konsolidasi

Penurunan immediately atau penurunan elastik terjadi pada tanah berbutir

kasar dan tanah halus kering (tidak jenuh) terjadi segera setelah beban bekerja.

Terjadi pada lapisan tanah pasir, penurunan berlangsung cepat (segera) dan

menyeluruh, serta penurunan yang terjadi kecil, karena pasir mempunyai sifat

“low compressibility”.

2.9.1 Penurunan Fondasi Tiang Tunggal

Sebelum menentukan penurunan grup tiang, harus dilakukan perhitungan

elastik tiang tunggal. Penulis menghitung penurunan fondasi berdasarkan

penurunan tiang tunggal untuk perhitungan ini menggunakan persamaan:

Ss = Se(1) + Se(2) + Se(3) (2.14)

Keterangan:

Ss = Total penurunan tiang (m)

Se(1) = Penurunan dari material tiang fondasi (m)

Se(2) = Penurunan dari lapisan batuan di ujung fondasi (m)

Se(3) = Penurunan dari lapisan tanah di sepanjang tiang

fondasi akibat dari beban yang ditransfer (m)



30

Gambar 2. 13 Tiga macam penurunan pada fondasi tiang


1. Menghitung nilai 𝑆𝑒(1) :

𝑆𝑒(1) = (𝑄𝑝 + 𝜀 𝑄𝑠) × 𝐿

𝐴𝑝 × 𝐸𝑝(m) (2.15)

Ep = 4700√𝑓′𝑐

Keterangan:

𝑄𝑝 = Beban yang di dukung di ujung tiang (ton).

𝑄𝑠 = Beban yang di dukung selimut tiang (friksi) (ton).

휀 = Tahanan kulit sepanjang tiang (0,5-0,67)

𝐿 = Panjang tiang (m).

𝐴𝑝 = Luas penampang tiang (m²).

𝐸𝑝 = Modulus elastis tiang (ton/m²)


Se(2) = 𝑞𝑤𝑝.𝐷

𝐸𝑠 (1-𝜇s

2)Iwp (2.16)



31

Keterangan:

qwp = Beban ujung tiang persatuan luas (ton/m2)

= 𝑄𝑤𝑝

𝐴𝑝

D = Diameter tiang fondasi (m)

Es = Modulus elastisitas tanah

di bawah ujung tiang (ton/m²) pada Tabel 2.7

𝜇s = Angka poisson ratio tanah pada Tabel 2.7

lwp = Faktor pengaruh (influence factor) pada fondasi

untuk tiang bulat diambil harga 0,88

Tabel 2. 7 Parameter Elastik Tanah

Sumber: Braja M Das, 2006


Se(3) = 𝑄𝑤𝑠.𝐷

𝑃.𝐿.𝐸𝑠 (1-𝜇s

2)Iws (2.17)

Keterangan:

Qws = Beban yang bekerja pada selimut tiang (ton)

P = Keliling lingkaran (m)

D = Diameter tiang (m)

L = Panjang tiang fondasi (m

Iws = faktor pengaruh

Iws = 2 + 0,35 √𝐿

𝐷 (2.18)



32

2.9.2 Penurunan Fondasi Tiang Grup

Penurunan fondasi tiang grup lebih besar dari penurunan tiang tunggal,

karena pengaruh tegangan pada daerah yang lebih luas lebih dalam walaupun

beban struktur atas sama. Metoda penurunan yang digunakan yaitu Metoda

(Vesic, 1977) seperti persamaan:

𝑆𝑔 = 𝑆𝑠 𝑥 √𝐵𝑔

𝐷 (2.19)

Keterangan:

𝑆𝑔 = Penurunan fondasi tiang grup (syarat ≤ 2,54 cm)

𝑆𝑠 = Penurunan fondasi tiang tunggal (m).

𝐵𝑔 = Lebar tiang grup (m).

D = Diameter fondasi (m).

Setelah mengetahui beban yang dipikul oleh suatu fondasi maka terjadi

penurunan. Penurunan ijin yang disarankan adalah sebesar 1 inchi (25,4 mm).

2.10 Pergeseran Kepala Tiang

Reaksi pada perhitungan pergeseran kepala tiang adalah bahwa gaya-gaya luar

yang bekerja pada kepala tiang, antara lain gaya vertikal, gaya horizontal, dan

momen.

Gambar 2. 14 Arah Perpindahan Kepala Tiang

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam analisis kelompok fondasi tiang dengan

metode perpindahan adalah sebagai berikut:

1. Sistem fondasi tiang memiliki struktur 2 dimensi

2. Tiang dianggap bersifat elastis-linier terhadap gaya tekan, gaya tarik tiang

dan lenturan.



33

3. Konstanta pegas dalam arah vertikal, arah mendatar dan rotasi pada kepala

tiang dianggap konstant.

4. Tumpuan dianggap kaku dan berputar ke pusat gabungan tiang.

Berikut merupakan gambar dari tata sumbu bidang X-Y, 𝜃 dan sumbu bidang

X-Z

Gambar 2. 15 Tata Sumbu Bidang X-Y, dan

Sumber: Mekanika Tanah & Teknik Pondasi Kazuto Editor Dr.Ir. Suyono

Gambar 2. 16 Tata Sumbu Bidang X-Z

Sumber: Mekanika Tanah & Teknik Pondasi Kazuto Editor Dr.Ir. Suyono

Titik referensi O bisa ditentukan sembarang, tetapi disarankan agar titik

referensi yang digunakan terletak pada dasar pile-cap di titik pusat dari pile cap

tersebut.

X

Y

hi

i> 0 i< 0

x

y

0

O

V

o

H

o

M

o

Muka tanah

X

Z

O



34

Perpindahan dari titik referensi dapat ditentukan dengan menyelesaikan 3

persamaan dengan 3 variabel di bawah ini :

𝐻𝑜 = 𝐴𝑥𝑥. 𝛿𝑥 + 𝐴𝑥𝑦. 𝛿𝑦 + 𝐴𝑥𝑎. 𝛼 (2.20)

𝑉𝑜 = 𝐴𝑦𝑥. 𝛿𝑥 + 𝐴𝑦𝑦. 𝛿𝑦 + 𝐴𝑦𝑎. 𝛼 (2.21)

𝑀𝑜 = 𝐴𝑎𝑥. 𝛿𝑥 + 𝐴𝑎𝑦. 𝛿𝑦 + 𝐴𝑎𝑎. 𝛼 (2.22)

Dengan mengasumsikan bahwa dasar dari pile cap adalah horizontal, maka

koefisien-koefisien pada persamaan di atas dapat di tentukan dengan persamaan:

𝐴𝑥𝑥 = ∑(𝐾1. 𝑐𝑜𝑠2𝜃𝑖 + 𝐾𝑣 . 𝑠𝑖𝑛2𝜃𝑖) (2.23)

𝐴𝑦𝑥 = 𝐴𝑥𝑦 = ∑{(𝐾𝑣 − 𝐾1). 𝑠𝑖𝑛𝜃𝑖 . 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑖} (2.24)

𝐴𝑥𝑎 = 𝐴𝑎𝑥 = ∑{(𝐾𝑣 − 𝐾1). 𝑠𝑖𝑛𝜃𝑖 . 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑖 − 𝐾2. 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑖} (2.25)

𝐴𝑦𝑦 = ∑(𝐾𝑣 . 𝑐𝑜𝑠2𝜃𝑖 + 𝐾1. 𝑠𝑖𝑛2𝜃𝑖) (2.26)

𝐴𝑦𝑎 = 𝐴𝑎𝑦 = ∑{(𝐾𝑣. 𝑐𝑜𝑠2𝜃𝑖 + 𝐾1. 𝑠𝑖𝑛2𝜃𝑖) . 𝑥1 + 𝐾2. 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑖} (2.27)

𝐴𝑎𝑎 = ∑(𝐾𝑣 . 𝑐𝑜𝑠2𝜃𝑖 + 𝐾1. 𝑠𝑖𝑛2𝜃𝑖) . 𝑥12 + (𝐾2 + 𝐾3). 𝑥1𝑆𝑖𝑛𝜃𝑖 + 𝐾4) (2.28)

Keterangan:

Ho = Beban lateral yang bekerja pada dasar tumpuan

Vo = Beban vertikal yang bekerja pada dasar tumpuan

Mo = Momen luar terhadap titik pusat dasar tumpuan O

Xi = Koordinat x untuk kepala tiang ke - i

𝛼 = Sudut rotasi tumpuan

𝜃i = Sudut yang di buat oleh tiang ke - i dengan sumbu vertikal

K1, K2, K3, K4, dan K5 = Konstanta pegas pada arah ortogonal ke sumbu

tiang. Besarnya ditentukan berdasarkan Tabel 2.8

Tabel 2. 8 Konstanta pegas tiang dalam arah sumbu orthogonal




35

Persamaan untuk mencari angka fleksibilitas/karakteristik tiang yaitu:

𝛽 = √𝑘𝐷

4𝐸𝐼

4 (2.29)

Keterangan:

𝛽 = Nilai karakteristik tiang atau angka fleksibilitas

k = Koefisien daya tangkap reaksi permukaan arah horizontal

D = Di ameter tiang

EI = kekuatan lentur tiang

Konstanta pegas (Kv) dari tiang dalam arah vertikal adalah konstanta elastis

yang dinyatakan sebagai gaya dalam arah vertikal, konstanta pegas ini

menimbulkan pergeseran dengan nilai sebesar satuan dalam arah vertikal pada

kepala tiang. Untuk dapat mengetahui besarnya Kv dapat di hitung dengan

persamaan berikut:

𝐾𝑣 = 𝑎 𝑥𝐴𝑝 𝑥 𝐸𝑝

𝐿 (2.30)

Keterangan:

𝐴𝑝 = Luas penampang tiang

Ep = Modulus elastis tiang

L = Panjang tiang

Untuk menentukan nilai 𝑎 sesuai dengan jenis tiang, dapat dilihat pada Tabel

2.9 berikut ini.

Tabel 2. 9 Nilai 𝑎 sesuai dengan jenis tiang




36

Gaya aksial kepala tiang (𝑃𝑁𝑖) pada kepala tiang, gaya yang menurut sumbu

ortogonal (𝑃𝐻𝑖) dan momen (𝑀𝑡𝑖) didistribusikan pada kepala tiang, dengan

persamaan :

𝑃𝑁𝑖 = 𝐾𝑣 . 𝛿′𝑦𝑖 (2.31)

𝑃𝐻𝑖 = 𝐾1 . 𝛿′𝑥𝑖 − 𝐾2 . 𝑎 (2.32)

𝑀𝑡𝑖 = −𝐾3 . 𝛿′𝑥𝑖 + 𝐾4 . 𝑎 (2.33)

Keterangan:

𝛿′𝑥𝑖 = 𝛿𝑥 . 𝑐𝑜𝑠𝜃 − ( 𝛿𝑦 + 𝑎 . 𝑥𝑖)𝑠𝑖𝑛𝜃𝑖 (2.34)

𝛿′𝑦𝑖 = 𝛿𝑥 . 𝑠𝑖𝑛𝜃 + ( 𝛿𝑦 + 𝑎 . 𝑥𝑖)𝑐𝑜𝑠𝜃𝑖 (2.35)

Dimana:

𝛿′𝑥𝑖 = Pergeseran kepala tiang yang ke i, menurut sumbu orthogonal

𝛿′𝑦𝑖 = Pergeseran kepala tiang yang ke i, dalam arah axial

Resultan perpindahan horizontal :

𝛿𝑥 = √(𝛿𝑥𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 𝑥 − 𝑥)2 + (𝛿𝑦𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 𝑦 − 𝑦)2 (2.36)

Dimana: 𝛿𝑥 < 1 𝑖𝑛𝑐𝑖

𝛿𝑦 = √(𝛿𝑥𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 𝑥 − 𝑥)2 + (𝛿𝑦𝑠𝑢𝑚𝑏𝑢 𝑦 − 𝑦)2 (2.37)

Dimana: 𝛿𝑦 < 1 𝑖𝑛𝑐𝑖

2.11 Perhitungan Kontrol Terhadap Geser Pons

Perhitungan geser pons bertujuan untuk mengetahui apakah tebal pile cap

cukup kuat untuk menahan beban terpusat yang terjadi untuk menentukan tebal pile

cap mengacu pada persyaratan SNI 03-2847-2013 tentang Persyaratan Beton

Struktural Untuk Bangunan Gedung. Tebal pile cap akan di pilih sedemikian agar

dapat memenuhi ketentuan.

ØVc > Vu (2.38)

Dengan perhitungan persamaan Vc:

a. Vc = 0,17 (1 + 2

𝛽) λ√𝑓′𝑐𝑏0d (2.39)

b. Vc = 0,083 (𝑎𝑠𝑑

𝑏0+ 2)λ√𝑓𝑐′𝑏0d (2.40)

c. Vc = 0,33 λ√𝑓′𝑐𝑏0d (2.41)

d. bo = 4 x B’ (2.42)



37

Dari persamaan perhitungan Vc di atas ambil nilai yang terkecil lalu

dibandingkan dengan syarat ØVc harus lebih besar dibanding nilai Vu. Jika hasil

dari nilai ØVc memenuhi syarat maka asusmsi tebal efektif pile cap dapat

digunakan. Berdasarkan SNI 2487 - 2013 halaman 105. Tegangan geser pons pada

pile cap yang terjadi di sekitar beban terpusat (bidang kritis) ditunjukan pada

Gambar 2.17

Gambar 2. 17 Keliling Penampang Kritis Pada Kolom


Keterangan:

Vc = Gaya geser nominal yang di sumbangkan oleh beton (kN)

Vu = Gaya Geser yang terjadi (kN)

𝛽 = Rasio panjang terhadap sisi pendek kolom

λ = Faktor modifikasi jika beton berat normal = 1,0

berdasarkan SNI 2487-2013 halaman 61 pada pasal 8.6.1

f’c = Mutu beton (Mpa)

𝑏0 = Keliling penampang kritis (mm)

d = Tebal efektif (mm)

𝑎𝑠 = 40 untuk kolom interior, 30 untuk kolom tepi, 20 kolom

sudut.

φ = Faktor reduksi beton = 0,8

hk = Panjang kolom (mm)

bk = Lebar kolom (mm)



38

2.12 Daya Dukung Lateral

1. Penyebab Beban Lateral

a. Gaya gempa

b. Gaya angin pada struktur atas

2. Kriteria Perencanaan

a. Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang

diijinkan

b. Beban lateral yang diijinkan sama dengan daya dukung lateral

dibagi dengan angka keamanan

3. Penentuan kriteria tiang pendek dan tiang panjang terdapat pada Tabel

2.10

Tabel 2. 10 Kriteria tiang

Kriteria Tiang

Panjang 𝑙 𝑥 √

𝑘 . 𝐷

4 . 𝐸𝑝 . 𝐼𝑝

4 > 3

Pendek 1 < 𝑙 𝑥 √

𝑘 . 𝐷

4 . 𝐸𝑝 . 𝐼𝑝

4≤ 3

Kaison 𝑙𝑥 √

𝑘 . 𝐷

4 . 𝐸𝑝 . 𝐼𝑝

4≤ 1

Sumber: Mekanika Tanah & Teknik Fondasi Ir. Suyono Sosrodarsono

4. Untuk menghitung tiang termasuk tiang panjang atau pendek dapat

diketahui dengan menggunakan persamaan:

𝛽 = √𝑘 . 𝐷

4 . 𝐸𝑝 . 𝐼𝑝

4 (2.43)

Keterangan:

Ep = 4700B√𝑓′𝑐 (ton/m2)

Ip = ¼ л.(𝐷

2)2 (m4)

k = Modulus subgrade tanah dalam arah horizontal

𝐷 = Di ameter penampang fondasi



39

Besarnya daya dukung mendatar yang diizinkan dapat ditentukan dengan

persamaan berikut ini:

Gambar 2. 18 (a) tiang terbenam di dalam tanah Gambar 2.18 (b) tiang menonjol di atas.

Bila besarnya pergeseran normal sudah diberikan, maka daya dukung

mendatar yang di izinkan dapat di tentukan dengan dimana tiang terbenam di dalam

tanah, berikut ini merupakan persamaan untuk mencari daya dukung lateral:

5. 𝐻𝑢 =𝑘 . 𝐷

𝛽 . 𝛿𝑎 (2.44)

Keterangan:

𝐻𝑢 = Daya dukung lateral yang di izinkan

k = Modulus subgrade tanah dalam arah horizontal

𝛿𝑎 = Besarnya pergeseran normal

D = Diameter tiang

Besarnya pergeseran normal 𝛿𝑎 merupakan harga yang kasar untuk

memperkirakan daya dukung yang diizinkan dalam arah mendatar, dan oleh

karenanya mungkin berbeda dengan bersamarnya pergeseran 𝛿 yang didapat dari

hasil perhitungan reaksi pada kepala tiang.

2.13 Perhitungan Penulangan Pile Cap

Secara umum pelat penutup tiang (Pile cap) berfungsi untuk mengikat tiang-

tiang menjadi satu kesatuan dan memindahkan beban kolom kepada tiang. Pile cap

biasanya terbuat dari beton bertulang. Perencanaan Pile cap dilakukan dengan

anggapan sebagai berikut:

1. Pile cap sangat kaku

2. Ujung atas tiang menggantung pada Pile cap, karena itu, tidak ada

momen lentur yang diakibatkan oleh Pile cap ke tiang



40

3. Tiang merupakan kolom pendek dan elastis. Karena itu distribusi

tegangan dan deformasi membentuk bidang rata.

Dalam merencanakan Pile cap, langkah yang harus dilakukan adalah

dengan cara 2 arah yaitu arah x dan y.

Dalam menentukan dimensi tiang jarak tiang mempengaruhi ukuran pile cap.

Jarak tiang pada kelompok tiang biasanya dambil 2,5D – 3D, di mana D adalah

diameter tiang.

Gambar 2. 19 Penentuan Dimensi Pile Cap

Tahapan yang dilakukan yaitu menentukan jarak bersih pada Pile cap (dx)

dengan persamaan:

dx = tebal pile cap − selimut beton −1

2 diameter tulangan (2.45)

Adapun persamaan yang perlu diperhatikan untuk menghitung kebutuhan

tulangan pada pile cap sebagai berikut:

1. Perhitungan rasio tulangan

Untuk menghitung rasio tulangan haruslah memenuhi syaratnya, dimana

ρmin < ρ < ρmax. Jika nilai ρmin > ρ ,maka rasio tulangan yang digunakan

dalam perhitungan adalah ρmin. Jika ρ > ρmin ,maka tebal pile cap harus

diperbesar hingga ρ < ρmax. Berikut adalah persamaan ρ , ρmin dan ρmax.

𝜌 = 0,85 . 𝑓′𝑐

𝑓𝑦(1 − √1 −

2𝑘

0,85 . 𝑓′𝑐) (2.46)

Syarat rasio penulangan dengan persamaan:

ρmin = 1,4

𝑓𝑦 (2.47)



41

ρmax = 0,75 𝑥 0,85 𝑥 f′c x β1

fy 0,85𝑥 (

600

600+fy ) (2.48)

Untuk menemukan nilai β1 dapat ditentukan jika nilai f’c ≤ 30 MPa

maka nilai β1 = 0,85. Dan jika nilai f’c ≥ 30 MPa maka nilai β1 dapat

dihitung menggunakan persamaan:

β1 = 0,85 - 0,05−(𝑓′𝑐−28)

7 (2.49)

2. Perhitungan luas tulangan yang diperlukan

Untuk perhitungan luas penampang tulangan tarik (tulangan bagian

bawah), digunakan persamaan sebagai berikut:

Ast = ρ x b x dx (2.50)

Sementara perhitungan luas penampang tulangan tekan (tulangan bagian

atas) berdasarkan dari penelitian yang pernah dilakukan yaitu “ Kajian Luas

Tulangan Tekan Pada Penampang Beton Dengan Tulangan Tunggal dan

Tulangan Rangkap”, Sudarmanto, Maret 2009. Sumber tersebut mengacu

pada teori Wiratman (1971) dan Anonim (1977) yang menyatakan bahwa

besarnya tulangan tekan ditetapkan secara langsung melalui tabel lenturnya.

Sehingga sumber ini, disarankan bahwa untuk desain bangunan gedung

tahan gempa, dirasa perlu adanya tabel lentur untuk desain tulangan rangkap.

Jadi luas tulangan tekan yang digunakan sebesar 50% atau 0,5 dari luas

tulangan tarik.

3. Menghitung banyaknya tulangan yang akan digunakan

n = 𝐴𝑠𝑡

As (2.51)

4. Menghitung jarak antar tulangan

s =𝑏−2𝑠𝑏−𝐷𝑡𝑢𝑙

n−1 (2.52)

Syarat jarak antar tulangan sesuai dengan SNI 03-2847-2013 Persyaratan

Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung pada halaman 141 ketentuan bab

14.3.5 menyatakan bahwa jarak antar tulangan < 3 kali tebal pile cap ataupun

450 mm. Jika perhitungan jarak antar tulangan > 3 kali tebal pilecap ataupun 450

mm, maka diameter tulangan harus diperkecil. Jarak tulangan yang didapat dari



42

hasil perhitungan dibulatkan kebawah dengan kelipatan 25 untuk mempermudah

pekerjaan di lapangan.

Keterangan:

dx = Jarak bersih pada pile cap (mm)

d = Tebal efektif pile cap (mm)

sb = Selimut beton pada pile cap (mm)

Ø = Diameter pondasi (mm)

Dtul = Asumsi diameter tulangan (mm)

Mu = Momen pada pile cap arah x atau arah y (kNm)

b = lebar pile cap (mm)

ρ = Rasio penulangan

φ = Faktor reduksi kekuatan = 0,8

fy = Mutu baja yang direncanakan (MPa)

f’c = Mutu beton yang direncanakan (MPa)

Ast = Luas tulangan yang diperlukan (mm2)

As = Luas tulangan yang digunakan (mm2)

= 1/4 × 𝜋 × 𝐷𝑡𝑢𝑙

bab ii tinjauan pustaka - polbandigilib.polban.ac.id/files/disk1/249/jbptppolban-gdl... · 2020....

Documents