perhitungan pondasi

PERHITUNGAN PONDASI

Posted on Maret 8, 2010 by handoko10

Analisa Data dan Penyelidikan Tanah

Pondasi merupakan struktur bawah yang berfungsi untuk meletakkan bangunan di atas tanah dan

meneruskan beban ke tanah dasar. Untuk itu perlu dilaksanakan penyelidikan kondisi tanah pada

lokasi yang akan dibangun.

Dari Hasil Tes Boring (Boring Log)

Kedalaman ±0,00 m s/d -0,20 m berupa tanah urugan batu dan sirtu.

Kedalaman -0,20 m s/d -3,00 m lapisan tanah berupa jenis lempung kelanauan berwarna

abu-abu.

Kedalaman -3,00 m s/d -5,00 m lapisan tanah berupa pasir kelanauan berwarna abu-abu.

Kedalaman selanjutnya berupa lempung berwarna abu-abu.

Dari Hasil Tes Sondir

Sondir dilakukan pada lima titik sondir, dengan hasil sebagai berikut:

- Titik sondir 1 (S1) tanah keras (qc = 55 kg/cm2) di kedalaman -18,60 m.





Dilihat dari lima macam analisa data tanah di atas, maka lapisan tanah keras yang paling dalam

yaitu pada kedalaman -19,60 m berupa tanah lempung kelanauan berwarna abu-abu.

Pemilihan Jenis Pondasi

Dalam merencanakan suatu struktur bawah dari konstruksi bangunan dapat digunakan beberapa

macam tipe pondasi, pemilihan tipe pondasi didasarkan pada hal-hal sebagai berikut:

Fungsi bangunan atas

Besarnya beban dan berat dari bangunan atas

Keadaan tanah dimana bangunan tersebut akan didirikan

Jumlah biaya yang dikeluarkan

Pemilihan tipe pondasi dalam perencanaan ini tidak terlepas dari hal-hal tersebut di atas. Dari

pertimbangan hasil penyelidikan tanah dari aspek ketinggian gedung dan beban dari struktur di

atasnya, maka jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi tiang pancang dengan penampang

bebentuk lingkaran.

Adapun spesifikasi dari tiang pancang tersebut adalah:

Mutu beton (f’c) = 25 Mpa

Mutu baja (fy) = 400 Mpa

Ukuran = ø 50 cm

Luas penampang = 1962,5 cm2

Keliling = 157 cm

Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang

Berdasarkan Kekuatan Bahan

Tegangan tekan beton yang diijinkan yaitu:

σb = 0,33 . f’c ; f’c =25 Mpa = 250 kg/cm2

σb = 0,33 . 250 = 82,5 kg/cm2

Ptiang = σb . Atiang

Ptiang = 82,5 . 1962,5 = 161906,25 kg = 161,906 t

dimana: Ptiang = Kekuatan pikul tiang yang diijinkan

σb = Tegangan tekan tiang terhadap penumbukan

Atiang = Luas penampang tiang pancang

Berdasarkan Hasil Sondir

Daya dukung tiang dihitung dengan formula sebagai berikut:

Dimana: qc = Nilai konus hasil sondir (kg/cm2)

Ap = Luas permukaan tiang (cm2)

http://sipilusm.files.wordpress.com/2010/03/clip_image002.gif

Tf = Total friction (kg/cm)

As = Keliling tiang pancang (cm)

Data hasil sondir S3 untuk kedalaman -19,60 m, didapatkan:

Ø qc = 50 kg/cm2

Ø Tf = 1376 kg/cm

Ptiang =

= 75914,733 kg= 75,915 t

Sehingga daya dukung yang menentukan adalah daya dukung berdasrkan data sondir, Ptiang =

75,915 t ~ 76 t.

Menentukan Jumlah Tiang Pancang

Untuk menentukan jumlah tiang pancang yang dibutuhkan digunakan rumus acuan sebagai

berikut:

Dimana: n = jumlah tiang pancang yang dibutuhkan

P = gaya vertikal (t)

Ptiang = daya dukung 1 tiang (t)

Gambar 4.37 Denah Pondasi

Tabel 4.39 Perhitungan Jumlah Tiang Pancang

Tiang P(t) Ptiang (t) n Pembulatan




P1 139.897 76 1.841 6

P2 244.489 76 3.217 6

P3 221.046 76 2.909 4

P4 182.926 76 2.407 6

P5 155.869 76 2.051 6

P6 223.195 76 2.937 4

P7 337.106 76 4.436 9

P8 307.909 76 4.051 6

P9 294.281 76 3.872 6

P10 211.856 76 2.788 6

P11 220.124 76 2.896 4

P12 318.799 76 4.195 6

P13 218.344 76 2.873 6

P14 182.241 76 2.398 4

P15 213.336 76 2.807 4

P16 196.017 76 2.579 4

P17 133.608 76 1.758 4

P18 234.393 76 3.084 6

P19 282.346 76 3.715 6

P20 185.102 76 2.436 4

P21 130.565 76 1.718 4

P22 230.095 76 3.028 6

P23 270.542 76 3.560 6

P24 160.972 76 2.118 4

P25 136.840 76 1.801 4

P26 241.257 76 3.174 6

P27 289.285 76 3.806 6

P28 157.370 76 2.071 4

P29 95.562 76 1.257 4

P30 146.670 76 1.930 4

P31 167.866 76 2.209 4

P32 96.012 76 1.263 4

Menghitung Efisiensi Kelompok Tiang Pancang

dimana: m = Jumlah baris

n = Jumlah tiang satu baris

Ө = Arc tan dalam derajat

d = Diameter tiang (cm)

S = Jarak antar tiang (cm)

Ø syarat jarak antar tiang

atau

Ø syarat jarak tiang ke tepi

Tipe-tipe poer (pile cap) yang digunakan dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4.38 Tipe Pondasi

Tabel 4.40 Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang







Poerd

(cm)

S

(cm)m n q efisiensi

P1 50 125 2 2 21.801 0.242 1.000 0.758

P2 50 125 2 3 21.801 0.242 1.167 0.717

P3 50 125 3 3 21.801 0.242 1.333 0.677

Tabel 4.41 Perhitungan Daya Dukung Kelompok Tiang

Poer efisiensiPtiang

(ton)

satu tiang

(ton)

jumlah

tiang

daya dukung

group (ton)cek

Tipe 1 0.758 76 57.590 4 230.360> 223.195

ton

Tipe 2 0.717 76 54.522 6 327.129> 318.799

ton

Tipe 3 0.677 76 51.453 9 463.079> 337.106

ton

Perhitungan Beban Maksimum Yang Diterima Oleh Tiang

dimana:

Pmak = Beban maksimum yang diterima oleh tiang pancang (t)

SPv = Jumlah total beban (t)

Mx = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu x ™

My = Momen yang bekerja pada bidang yang tegak lurus sumbu y ™

n = Banyaknya tiang pancang dalam kelompok tiang pancang (pile group)

Xmak = Absis terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang

Ymak = Ordinat terjauh tiang pancang terhadap titik berat kelompok tiang

nx = Banyaknya tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu x

ny = Banyaknya tiang pancang dalam satu baris dalam arah sumbu y

Sx2 = Jumlah kuadrat absis-absis tiang pancang (m2)

Sy2 = Jumlah kuadrat ordinat-ordinat tiang pancang (m2)

Pondasi Tipe 1




Beban maksimum yang diterima pada pondasi tipe 1

SPv = 223,195 t

Mx = 1,671 tm

My = 0,455 tm

Xmak = 62,5 cm = 0,625 m

Ymak = 62,5 cm = 0,625 m

Sx2 = (0,6252) + (0,6252)

= 0,781 m2

Sy2 = (0,6252) + (0,6252)

= 0,781 m2

n = 4

nx = 2

ny = 2

Pmak =

= 56,649 t …< P1 tiang = 57,590 t

Pondasi Tipe 2




SPv = 318,799 t

Mx = 0,096 tm

My = 0,058 tm

Xmak = 125 cm = 1,25 m

Ymak = 62,5 cm = 0,625 m

Sx2 = (1,252) + (1,252)

= 3,125 m2

Sy2 = (0,6252) + (0,6252)

= 0,781 m2

n = 6

nx = 3

ny = 2

Pmak =

= 53,179 t …< P1 tiang = 54,522 t

Pondasi Tipe 3




SPv = 337,106 t

Mx = 0,022 tm

My = 2,062 tm

Xmak = 125 cm = 1,25 m

Ymak = 125 cm = 1,25 m

Sx2 = (1,252) + (1,252)

= 3,125 m2

Sy2 = (1,252) + (1,252)

= 3,125 m2

n = 9

nx = 3

ny = 3

Pmak =

= 37,734 t …< P1 tiang = 51,453 t

Kontrol Terhadap Geser Pons

4.8.7.1 Pile Cap Tipe 1 dan Tipe 2

Karena kolom tidak tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P kolom.

P = 318,799 t

h = 0,7 m



t =

=

= 87,582 t/m2

= 8,76 kg/cm2 < 10,28 kg/cm2

t < t ijin = (tebal pile cap cukup, sehingga tidak memerlukan

tulangan geser pons).

4.8.7.2 Pile Cap Tipe 3

Karena kolom tertumpu pada pile, maka P yang diperhitungkan adalah P tiang pancang.

P = 37,734 t

h = 0,7 m

t =

=

= 14,31 t/m2

= 1,431 kg/cm2 < 10,28 kg/cm2

t < t ijin = (tebal pile cap cukup, sehingga tidak memerlukan

tulangan geser pons).







Penulangan Tiang Pancang

Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada waktu pengangkatan tersebut

ada dua kondisi, yaitu satu tumpuan dan dua tumpuan.

Kondisi I (Dua Tumpuan)

Gambar 4. 39 Kondisi Pengangkatan 1 dan Momen yang Ditimbulkan

Dimana: q = Berat tiang pancang

= = 471 kg/m

L = 6 m

Didapatkan: a =

= 1,243 m













M1 =

=

= 363,86 kgm

Dmak =

=

= 1413 kg

Kondisi II (Satu Tumpuan)

Gambar 4.40 Kondisi Pengangkatan 2 dan Momen yang Ditimbulkan

®













Maka:

Didapatkan: a =

= 1,75 m

M1 =

=

= 721,219 kgm

D1 =

=

= 831,176 kg

Dari kedua kondisi di atas diambil yang paling menentukan yaitu:

M = 721,219 kgm

D = 1413 kg















Gambar 4.41 Penampang Tiang Pancang

Data yang digunakan:

- Dimensi tiang = ø 50 cm

- Berat jenis beton = 2,4 t/m3

- f’c = 25 Mpa

- fy = 400 Mpa

- h = 500 mm

- p = 70 mm

- øtulangan = 22 mm

- øsengkang = 8 mm

- d = h – p – øsengkang – ½ øtulangan

= 500 – 70 – 8 – 11 = 411 mm

- d’ = p + øsengkang + ½ øtulangan

= 70 + 8 + 11 = 89 mm

4.8.8.3 Tulangan Memanjang Tiang Pancang

Mu = 721,219 kgm = 7,212 kNm

kN/m2

Dengan rumus abc didapatkan nilai ρ = 0,00027

Pemeriksaan syarat rasio penulangan (ρmin < ρ < ρmax)






karena ρ < ρmin maka dipakai ρmin

As = ρ.b.d. 106

= 0,0035 . 0,500 . 0,411 . 106

= 719,25 mm2

Digunakan tulangan 2D22 (As = 760 mm2)

Cek Terhadap Tekuk

Dianggap kedua ujung sendi, diperoleh harga k = 1

r = 0,3 . h = 0,3 . 500 = 150 mm

(K > 20 maka kelangsingan diperhitungkan)

Ec = 4700 (f’c)0.5 = 23500 Mpa

Pu = 56,649 T = 566,49 KN












a < ab, dipakai rumus

Digunakan As min 1% Ag = 0,01.(1/4.π.(500)2) = 1962,5 mm

Digunakan tulangan 6 D 22 ( Asterpasang = 2281 mm2 )

Penulangan Geser Tiang Pancang

Vu = 1413 kg = 14130 N

Vn = N

Vc = N

Periksa vu > fvc:












vu = MPa

vc = MPa

fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50

vu < fvc Þ dipakai tulangan praktis

Digunakan tulangan sengkang ø8 – 200.

Gambar 4.42 Penulangan Tiang Pancang

Penulangan Pile Cap

Pile Cap Tipe 1

Penulangan didasarkan pada:

P1 = Pmak = 56,649 t

Mx = My = = 35,406 tm

Penulangan Arah x

Mu = 35,406 tm = 354,06 kNm

Tebal pelat (h) = 700 mm

Penutup beton (p) = 70 mm

Diameter tulangan (øD) = 16 mm






Tinggi efektif arah x (dx) = h – p – ½ øD

= 700 – 70 – ½ .16

= 622 mm

kN/m2



ρ < ρmin maka dipakai ρmin

As = ρ.b.d.106

= 0,0035 . 1 . 0,622 . 106

= 2177mm2

Dipakai tulangan D16 – 75 (As terpasang = 2681 mm2)

Penulangan Arah y

Mu = 35,406 tm = 354,06 kNm




Tinggi efektif arah y (dy) = h – p – Dx – ½ øD

= 700 – 70 – 16 – ½ .16

= 606 mm

kN/m2











As = ρ.b.d.106

= 0,0035 . 1 . 0,606 . 106

= 2121mm2


Pile Cap Tipe 2


P1 = Pmak = 53,179 t

Mx = = 66,474 tm

My = = 33,237 tm

Penulangan Arah x









Mu = 66,474 tm = 664,74 kNm




Tinggi efektif arah x (dx) = h – p – ½ øD

= 700 – 70 – ½ .19

= 620,5 mm

kN/m2



ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ

As = ρ.b.d.106

= 0,0057 . 1 . 0,6205. 106

= 3538,62 mm2


Penulangan Arah y

Mu = 33,237 tm = 332,37 kNm











= 700 – 70 – 19 – ½ .19

= 601,5 mm

kN/m2




As = ρ.b.d.106

= 0,0035 . 1 . 0,6015. 106

= 2105,25 mm2









Pile Cap Tipe 3


P1 = Pmak = 37,734 t

Mx = My = = 47,168 tm

Penulangan Arah x

Mu = 47,168 tm = 471,68 kNm




Tinggi efektif (d) = h – p – ½ øD

= 700 – 70 – ½ .19

= 620,5 mm

kN/m2




As = ρ.b.d.106

= 0,00398 . 1 . 0,6205 . 106

= 2467,68 mm2


Penulangan Arah y








Mu = 47,168 tm = 471,68 kNm





= 700 – 70 – 19 – ½ .19

= 601,5 mm

kN/m2




As = ρ.b.d.106

= 0,00424 . 1 . 0,6015 . 106

= 2553,06 mm2








Perhitungan Tie Beam

Ukuran sloof 600 x 400 cm

Data tanah: – f = 29,326o

- c = 0,115 kg/cm2 = 1,15 t/m2 = 11,5 kPa

- g = 1,758 t/m3

Tanah tersebut didefinisikan sebagai tanah sangat lunak karena c < 18 kPa, sehingga untuk

menghitung qu digunakan rumus sebagai berikut:

qu =

c’ = t/m2

go = = = 17,246 t/m3

Dari tabel faktor kapasitas dukung tanah (Terzaghi), diperoleh:

f = 29,326o ® – Nc’ = 18,4

- Nq’ = 7,9

- Ng’ = 5,4

qu =

= 16,185 t/m2

Berat sendiri = = 0,576 t/m

q = = 7,054 t/m

Perhitungan Gaya Dalam









Gambar 4.43 Denah Tie Beam

Perhitungan gaya dalam untuk S1

- Perhitungan momen

Mtump = = = 26,388 tm

Mlap = = = 13,194 tm

- Perhitungan gaya lintang

Dtump = = = 23,631 t

Dlap = D berjarak 1/5L dari ujung balok

= = 14,179 t

Untuk perhitungan gaya dalam tie beam lainnya ditabelkan sebagai berikut:

Tabel 4.42 Gaya Dalam pada Tie Beam

SloofL

(m)0.5*L 1/5*L

q

(kg/m)Momen Gaya Lintang

Mtump

(kgm)

Mlap.

(kgm)

Tump.

(kg)

Lap.

(kg)

S1 6.7 3.35 1.340 7.054 26.388 13.194 23.631 14.179

S2 5.45 2.725 1.090 7.054 17.460 8.730 19.222 11.533

S2 5.25 2.625 1.050 7.054 16.202 8.101 18.517 11.110

S3 8 4 1.600 7.054 37.621 18.811 28.216 16.930









S4 6 3 1.200 7.054 21.162 10.581 21.162 12.697

S5 3.5 1.75 0.700 7.054 7.201 3.600 12.345 7.407

S5 2.75 1.375 0.550 7.054 4.445 2.223 9.699 5.820

S5 2.5 1.25 0.500 7.054 3.674 1.837 8.818 5.291

Perhitungan Penulangan Tie Beam

Penulangan S1

a) Tulangan Lentur

M tump = 26,388 kgm = 263,88 kNm

M lap = 13,194 kgm = 131,94 kNm

Tinggi sloof (h) = 600 mm

Lebar sloof (b) = 400 mm


Diameter tulangan (D) = 22 mm

Diameter sengkang (ø) = 10 mm

Tinggi efektif (d) = h – p – ø – ½ D

= 600 – 40 – 10 – ½ . 22

= 539 mm

d’ = p + ø + ½ D

= 40 + 12 + ½ . 22

= 61 mm

f’c = 25 Mpa

fy = 400 Mpa

Tulangan Tumpuan

Mu = 263,88 kNm

kN/m2







karena ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ

Dipakai tulangan tekan 2D22 (As terpasang = As2 = 760 mm2)

As1 = ρ.b.d.106

= 0,0076 . 0,40 . 0,539 . 106

= 1648,490 mm2

As = As1 + As2

= 1630,835 + 760

= 2408,490 mm2

Digunakan tulangan tarik 7D22 (As = 2661 mm2)

Tulangan Lapangan

Mu = 13,194 kNm

kN/m2











karena ρmin < ρ < ρmax maka dipakai ρ

Dipakai tulangan tekan 2D22 (As terpasang = As2 = 760 mm2)

As1 = ρ.b.d.106

= 0,0037 . 0,40 . 0,544 . 106

= 792, 349 mm2

As = As1 + As2

= 792, 349 + 760

= 1552,349 mm2

Digunakan tulangan tarik 5D22 (As = 1901 mm2)

Periksa lebar balok

Maksimal tulangan yang hadir sepenampang adalah 7D22, dengan posisi 2 lapis (5D22 untuk

lapis dasar dan 2D22 untuk lapis kedua)

Jarak minimum tulangan yang disyaratkan adalah 25 mm.

Lebar balok minimum:

2 x p = 2 x 40 = 80 mm

2 x ø sengkang = 2 x 10 = 20 mm

5 x D22 = 5 x 22 = 110 mm

4 x jrk min tul = 4 x 25 = 100 mm

Total = 310 mm

Jadi lebar balok sebesar 400 mm cukup memadai.

b) Tulangan Geser

Tulangan Geser Tumpuan

Vu = 23,631 t = 236309,00 N

Vn = MPa

Vc = MPa

Vs = Vn – Vc = 393848,33 – 179666,67 = 214181,67 N

Periksa vu > fvc:

vu = MPa




vc = MPa

fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50

vu < fvc Þ perlu tulangan geser

Periksa fvs > fvs mak:

fvs = vu – fvc = 1,096 – 0,50 = 0,596 Mpa

f’c = 25 MPa → fvs maks = 2,00 (Tabel nilai fvs maks, CUR 1 hal 129)

fvs > fvs mak Þ OK

Perencanaan sengkang

mm2

Digunakan tulangan sengkang ø = 10 mm, luas dua kaki As = 557 mm2

mm

smax = mm

Digunakan tulangan sengkang ø 10 – 150.

Sengkang minimum perlu = mm2

Luas sengkang terpasang 157 mm2 > 50 mm2

Tulangan sengkang ø10 – 150 boleh dipakai.

Tulangan Geser Lapangan

Vu = 14,178540 t = 141785,40 N

Vn = MPa

Vc = MPa

Vs = Vn – Vc = 236309,00 – 179666,67 = 56642,33 N

Periksa vu > fvc:

vu = MPa









vc = MPa

fvc = 0,6 x 0,8333 = 0,50

vu < fvc Þ perlu tulangan geser

Periksa fvs > fvs mak:

fvs = vu – fvc = 0,658 – 0,50 = 0,158 Mpa

f’c = 25 MPa → fvs maks = 2,00 (Tabel nilai fvs maks, CUR 1 hal 129)

fvs > fvs mak Þ OK

Perencanaan sengkang

mm2

Digunakan tulangan sengkang ø = 10 mm, luas dua kaki As = 157 mm2

mm

smax = mm

Digunakan tulangan sengkang ø 10 – 250.

Sengkang minimum perlu = mm2

Luas sengkang terpasang 226 mm2 > 83,33 mm2

Tulangan sengkang ø10 – 250 boleh dipakai.







perhitungan pondasi

Documents