perhitungan rekayasa pondasi

Tugas Besar Rekayasa Pondasi

Diketahui : Kedalaman Pondasi 30 m Jenis pondasi tiang pancang bulat D=50 cm

Ditanyakan : Daya dukung vertikal tiang (single pile and group pile) Perhitugan masing-masing beban yang ditanggung (asumsi beban horisontal 10 % dan beban vertikal 40% dari kapasitas daya dukung pondasi) Penurunan pondasi

Aswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 1


A. Daya dukung vertikal pondasi satu tiang (single pile) Menentukan Qb (Tahanan Ujung Tiang)1. Dutch Method (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT )

Keterangan : qb = tahanan ujung tiang pancangw = faktor korelasi untuk metode Dutchqc1 = rata-rata perlawanan ujung konus 8D diatas ujung tiangqc2 = rata-rata perlawanan ujung konus 4D diatas ujung tiangJawaban :D =40 cm8D = 8 x 50 = 400 cm4B = 4 x 50 = 200 cm


8D

26,00 qc= 60 kg/ cm2

26,20 qc= 76 kg/ cm2

26,40 qc= 76 kg/ cm2

26,60 qc= 65 kg/ cm2

26,80 qc= 65 kg/ cm2

27,00 qc= 82 kg/ cm2

27,20 qc= 80 kg/ cm2

27,40 qc= 80 kg/ cm2

27,60 qc= 130 kg/ cm2

27,80 qc= 168 kg/ cm2

28,00 qc= 215 kg/ cm2

28,20 qc= 210 kg/ cm2

28,40 qc= 210 kg/ cm2

28,60 qc= 210 kg/ cm2

28,80 qc= 210 kg/ cm2

29,00 qc= 210 kg/ cm2

29,20 qc= 210 kg/ cm2

29,40 qc= 210 kg/ cm2

29,60 qc= 210 kg/ cm2

29,80 qc= 210 kg/ cm2

30,00 qc= 210 kg/ cm2

L =30m

50cm


qC1=60+76+76+65+65+82+80+80+130+168+215+210+210+210+210+210+210+210+210+210+21021

¿319721

¿152 ,24 kg

cm2

qC 2=210+210+210+210+210+210+210+210+210+21010

¿210010

¿210 kgcm2

qb=w (qc1+qc2 )2

¿0 .5(152,24+210)2

¿90 ,56 kgcm2Koreksi Schmertmann : 60 % dari hasil perhitungan dengan Metode Dutch

qb=0 .6×90 ,56¿54 ,336 kg

cm2

Qb=qb×Ap

¿54 ,336×(14

×π×502 )

¿106688 ,4865 kg¿106 ,68 ton

(Salgado & Lee, 1999)Aswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 3

4D

30,20 qc= 210 kg/ cm2

30,40 qc= 210 kg/ cm2

30,60 qc= 210 kg/ cm2

30,80 qc= 210 kg/ cm2

31,00 qc= 210 kg/ cm2

31,20 qc= 210 kg/ cm2

31,40 qc= 210 kg/ cm2

31,60 qc= 210 kg/ cm2

31,80 qc= 210 kg/ cm2

32,00 qc= 210 kg/ cm2


2. Aoki & De Alencar’s Method (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT )qb=

qca(base )

F1Keterangan : qb = tahanan ujung tiangqca = rata-rata perlawanan ujung konus (1,5 D di atas ujung tiang sampai 1,5 D di bawah ujung tiang)F1 = faktor tipe tiang pancang

(Salgado & Lee, 1999)Jawaban :D =50 cm1.5 D = 1.5 x 50 = 75 cm



qca(baase )=210+210+210+210+210+210+2107

¿14707

¿210 kg

cm2

qb=qca(base )F1

¿2101 .75

¿120 kgcm2

3. Meyerhof ‘s Method (menggunakan hasil penyelidikan N-SPT )Qb=9×cu×ApKeterangan : Qb = tahanan ujung tiang


1,5 D

1,5 D

Qb=qb×Ap

¿120×(14

×π×502 )

¿235500 kg¿235 ,5ton


cu = kohesi undrained (kN/m2)= N-SPT x 2/3 x 10Jawaban :

cu=N−SPT×23

×10

¿47×23

×10

¿313 ,33 kNm2

Qb=9×cu×Ap

¿9×313 ,33×(14

×π×0 . 502 )

¿553 ,425 kN¿55 ,3425ton

Menentukan Qs (Tahanan Gesek Selimut Tiang)1. Aoki & De Alencar’s Method (menggunakan hasil penyelidikan Sondir/CPT )qs=qc ( side) .

α s

F2Keterangan : qs = tahanan gesek selimut tiangqc(side) = perlawanan konus rata-rata pada masing-masing lapisan sepanjang tiangαs = faktor empirik untuk tipe tanahF2 = faktor empirik untuk jenis tiang pondasiAswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 7

N-SPT = 4730m

50cm


(Salgado & Lee, 1999)

(Salgado & Lee, 1999)Jawaban : Kedalaman 0 m – 5,15 m (Sandy clay)

qc ( side)=8+10+10+32+305

¿905

=18 kgcm2

qs=qc ( side)×α s

F2

¿18×0 ,063,5

¿0,3 kgcm2



Qs=qs×A s

¿0,3×( π×50×515)¿24256 ,5kg¿24 ,256 ton

Kedalaman 5,15 – 15,95 m ( Silty Sand ) qc ( side)=

30+12+6+6+10+10+6+10+10+12+1411

¿12611

=11 ,45 kgcm2

qs=qc ( side)×α s

F2

¿11 ,45×0 ,023,5

¿0 ,065 kgcm2

Qs=qs×A s

¿0 ,065×( π×50×1080)¿11021 ,4 kg¿11 ,021 ton

Kedalaman 15,95 – 20,45 m ( Clay ) qc ( side)=

14+24+26+24+36+406

¿1646

=27 ,33 kgcm2

qs=qc ( side)×α s

F2

¿27 ,33×0.063 .5

¿0 .47 kgcm2

Qs=qs×A s

¿0 .47×( π×50×450 )¿33205 ,5kg¿33 ,2ton

Kedalaman 20,45 – 25,45 m ( Clay ) qc ( side)=

40+40+24+36+54+706

¿2646

=44 kgcm2



qs=qc ( side)×α s

F2

¿44×0 ,063,5

¿0 .75 kgcm2

Qs=qs×A s

¿0 ,75×(π×50×500)¿58875kg¿58 ,87 ton

Kedalaman 25,45 – 30 m ( Clay ) qc ( side)=

70+60+92+210+210+2106

¿8526

=142kgcm2

qs=qc ( side)×α s

F2

¿142×0 ,063,5

¿2 ,43 kgcm2

Qs=qs×A s

¿2 ,43×( π×50×555)¿211738 ,05 kg¿211 ,74 ton

Qs total = 24,256+11,021+33,2+58,87+211,74= 338,917 ton



2. Meyerhof’s Method (menggunakan hasil penyelidikan N-SPT )Qs=p×ΔL×f avf av=α×cu

Keterangan :k = keliling penampang tiang (m)𝝙L= panjang lapisan tanah(m)α = faktor adhesicu = undrained shear strength (kN/m2)Jawaban :

Tanah Lempung kedalaman 0 – 5,15 m N=7+10

2=8,5cu=0,6×N¿0,6×8,5¿5,1 t

m2

¿51 kNm2

Untuk cu = 51 kN/m2 α = 0,875 (Grafik API Method-2, 1986)f av=α×cu¿0 ,875×51¿44 ,625 kN

m2

Qs=p×ΔL×f av¿( π×0 .5 )×5 ,15×44 ,625¿360 ,81kN¿36 ,081 ton

Tanah Lempung kedalaman 5,15 – 15,95 m


Menurut grafikAPI Metode Untuk jenis tanah Lempung


N=6+6+6+94

=6 ,75cu=0,6×N¿0,6×6 ,75¿4 ,05 t

m2

¿40 ,5kNm2

Untuk cu = 40,5 kN/m2 α = 0,8 (Grafik API Method-2, 1986)f av=α×cu¿0 . 8×40 ,5¿32 ,4 kN

m2

Qs=p×ΔL×f av¿( π×0 .5 )×10 ,8×32,4¿549 ,37kN¿54 ,937 ton

Tanah Lempung kedalaman 15,95 – 20,45 m N=9+22+24

3=18 ,3cu=0 . 6×N¿0 . 6×18 ,3¿11 t

m2

¿110kNm2

Untuk cu = 110 kN/m2 α = 0,5 (Grafik API Method-2, 1986)f av=α×cu¿0,5×110¿55 kN

m2

Qs= p×ΔL×f av¿( π×0,5)×4,5×55¿388 ,57kN¿38 ,857 ton

Tanah Lempung kedalaman 20,45 –25,45 m Aswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 12


N=24+23+243

=23 ,6cu=0,6×N¿0,6×23 ,6¿14 ,16 t

m2

¿141 ,6 kNm2

Untuk cu = 141,6 kN/m2 α = 0,5 (Grafik API Method-2, 1986)f av=α×cu¿0,5×141,6¿70 ,8 kN

m2

Qs=p×ΔL×f av¿( π×0,5)×5×70 ,8¿555 ,78kN¿55 ,578ton

Tanah Lempung kedalaman 25,45 – 30 m N=24+47+60

3=43 ,6cu=0,6×N¿0,6×43 ,6¿26 ,2 t

m2

¿262kNm2

Untuk cu = 262 kN/m2 α = 0,5 (Grafik API Method-2, 1986)f av=α×cu¿0,5×262¿131 kN

m2

Qs=p×ΔL×f av¿( π×0,5)×4 ,55×131¿935 ,79kN¿93 ,579 ton



Qs total = 36,081+54,937+38,857+55,578+93,579= 279,032 ton Kesimpulan Perhitungan Daya Dukung VertikalAgar lebih aman, maka diambil nilai hasil terendah dari semua hasil perhitungan yang berasal dari beberapa metode yang berbeda. Sehingga didapatkan :

Hasil Perhitungan dengan menggunakan data hasil CPT (sondir)Qb = 106,68 tonQs = 338,917 tonQultimate = Qb+Qs= 106,68+338,917= 445,597ton Qallowable = Qultimate

F s ; FS yang digunakan 2,5

= 445,5972,5= 178,238 ton

Hasil Perhitungan dengan menggunakan data hasil N-SPT Qb = 55,3425 tonQs = 279,032 tonQultimate = Qb+Qs= 55,3425+279,032= 334,3745 ton dipakaiQallowable = Qultimate

F s ; FS yang digunakan 2,5

= 334,37452,5= 133,7498 ton

Keterangan :Qb = Kapasitas Dukung di Ujung TiangAswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 14


Qs = Kapasitas Dukung KulitFS = Safety Factor (Faktor Keamanan)



B. Daya Dukung Pondasi Kelompok Tiang (group pile)

Sket Gambar Denah Pondasi Tiang Type P15B Gedung Regional IndosatConverse-Labarre equation :η=1−[(n1−1 ).n2+(n2−1) .n1

90×n1×n2 ]×θ ; dimana : θ=tan−1( Dd )Keterangan :η = efisiensi kelompok tiangn1 = jumlah baris tiang n2 = jumlah tiang dalam satu barisD = diameter tiangd = jarak pusat ke pusat tiangJawaban :D = 45cmd = 150cmn1 = 5n2 = 3



θ=tan−1(Dd )¿ tan−1(50

150 )¿18 ,26

η=1−[(5−1 ). 3+(3−1) .590×5×3 ]×18 ,26

=1−0 ,2975=0 ,7025≈70 .25 %Qultimate (group) = m x Qultimate (single) x η= (5 x 3) x 334,3745 x 0,7025= 3523,47 tonQallowable (group) = Qultimate(group)

F s ; Fs (faktor keamanan) yang

digunakan= 2,5= 3523,47

2,5= 1409,38 ton



C. Beban yang Ditanggung (asumsi beban horisontal 10% dan beban vertikal 40%) Mencari Momen (M) M= 0,1 x Qall x Jumlah Tiang x Tinggi kolom= 0,1 x 1409,38 x 15 x 0,9= 1902,663 ton

α=M2×n2×Σli2

¿1902,663 2×3×(1,52+3,02+4 ,252 )

¿10 ,818Dimana : li= jarak antara titik berat masig-masing tiang dengan titik berat pusat beban rencana, terhadap sumbu Y Mencari Beban (P) P = 0,4 x Qall x Jumlah tiang= 0,4 x 1409,38 x 15= 8456,28 tonPmax = Vpt + Vm

= Pn1×n2

+α×l3 = 8456,28

5×3+192 ,324×4 .25

= 1381,129 ton < 1409,38 ton (Pmax < Qall)



D. Penurunan yang Terjadi pada Pondasi Penurunan Elastis pada Tiang Pancang Tunggal

Menurut Vesic (1977), penurunan elastis pada tiang tunggal dapat dirumuskan sebagai berikut :Se=Se (1 )+Se (2)+Se(3)Keterangan :Se = total penurunan tiang pancangSe(1) = penurunan elastis tiang pancangSe(2) = penurunan tiang pancang dikarenakan beban pada ujung tiangSe(3) = penurunan tiang pancang dikarenakan beban yang ditransmisikan sepanjang kulit tiangDimana :Se (1)=

(Qb+ξ .Q s )LA p . Ep ; Se (2)=

Qb .C p

D .Qult ; Se (3)=Qs .C s

L .Qult' '

Keterangan :Qb = Kapasitas dukung Ujung Tiang yang dijinkan (ton)Qs = Kapasitas dukung Selimut Tiang yang diijinkan (ton)ξ = 0,5 ~ 0,67 L = Panjang tiang pancang (m)Ap = Luas Penampang tiang (m2)Ep = modulus elastisitas bahan tiang (ton/m2)Cp = koefisien empirisCs = konstanta empiris ; C s=(0 ,93+0 ,16√L/D) .C pD = diameter tiang (m)Qult = kapasitas ultimate tiang (ton)



Diketahui :Qb = 19,1 tonQb(all) = Qb/Fs= 55,3425/2,5 = 22,137 tonQs = 279,037 tonQs(all)= Qs/Fs= 279,037/2,5 = 111,615 tonξ = 0,6 L = 30 mAp = ( 1

4×π×0,52 )

= 0,19625 m2Ep = 2,1 x 106 ton/m2Cp = 0,03 (clay for driven pile )Cs = (0 ,93+0 ,16√L/D ).C p

= (0 ,93+0,6√30/0,5 ). 0 ,03= 0,080D = 0.5 mQult = 334,3745 ton

Jawaban :


Se (2)=Qb .Cp

D .Qult

¿55 ,3425. 0 ,030,5 . 334 ,3745

¿1 ,6602167 ,18725

¿0 ,00993m


Jadi, total penurunan elastis per satu tiang pancang adalah 2,883 cm

Penurunan Elastis pada Tiang Pancang Kelompok (Group Pile)Menurut Vesic (1977), penurunan elastis pada kelompok tiang dapat dirumuskan sebagai berikut :Sg=Se .√ Bg

DKeterangan :Sg = penurunan pondasi pada kelompok tiang (m)Bg = Lebar kelompok tiang (m)D = Diameter tiang (m)Diketahui :Bg = 4,15 mD = 0,5 mAswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 21

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

¿0 ,0162+0 ,00993+0 ,0022¿0 ,02833m

Se (3)=Qs .C s

L .Qult' '

¿279 ,032. 0 ,0830 .334 ,3745

¿0 ,0022m

Se (1)=(Qb+ξ .Qs )LA p . Ep

¿(55 ,3425+0,6 .279 ,032). 300 ,19625. 2,1×106

¿6682 ,851412125

¿0 .0162m


Jawaban :Sg=0 ,02833.√4 ,15

0,5¿0 .0816m

Jadi, total penurunan elastis pada kelompok tiang pancang adalah 8,16 cm

PENURUNAN KONSOLIDASI PADA KELOMPOK TIANGPenurunanKonsolidasi group pile ditanahlempungdapatdihitungdenganmenggunakanmetodedistribusitegangan 2:1.a. Perhitungantegangan yang timbulditengah-tengahsetiaplapisantanahdenganbebanQg : ∆ Pi=

Q g

(Bg+ zi ) (Lg+ zi )Keterangan :ΔPi = Peninggiantegangan di tenganlapisaniAswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 22


Bg = PanjangtiangkelompoktiangkelompokLg = LebartiangkelompoktiangkelompokZi = Jarakdariz = 0 ketengahlapisaniQg = Rata – rata hasilQultimate data N-SPT danSondirDiketahui :Bg = 7 mLg = 4,5 mQg = 33,80512+73,6191028

2=¿53,7121Ton

Zi(1) = L1 / 2= 5,15/2 = 2.575 m Zi(2) = L1 + (L2/2)= 5,15+ (10,8/2) = 10,55 m Zi(3) = L1 + L2 + (L3/2)= 5,15 + 10,55 + (4,5/2)= 17,95 m Zi(4) = L1 + L2 +L3 + (L4/2)= 5,15 + 10,55 + 4,5 + (5/2)= 22,7 m Zi(5) = L1 + L2 +L3 + L4 + (L5/2)= 5,15 + 10,55 + 4,5 + 5 + (4,55/2)

= 27,475 mPenyelesaian :

∆ Pi (1 )=53,7121

(7+5,15 ) (4 ,5+5,15 )

¿ 53,7121114,8

¿0,467kN/m2Aswandi Amrullah 02.211.3101Endra Kusramandha 02.211.3118 23


∆ Pi (2 )=53,7121

(7+10,8 ) (4 ,5+10,8 )

¿ 53,7121268,78

¿0,199kN/m2

∆ Pi (3 )=53,7121

(7+4,5 ) ( 4 ,5+4,5 )

¿ 53,7121173,65

¿0,309kN/m2

∆ Pi (4)=53,7121

(7+5 ) ( 4 ,5+5 )

¿ 53,71211031,0625

¿0,5209kN/m2 ∆ Pi (5 )=

53,7121(7+4,55 ) ( 4 ,5+4,55 )

¿ 53,7121102,21

¿0,525kN/m2b. Perhitungan penurunan untuk masing masing lapisan akibat adanya peningkatan tegangan pada lapisan tanah. Besarnya penurunan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan penurunan konsolidasi satu dimensi untuk lempung terkonsolidasi normal :

∆ Si=Cc(i)H i

1+eo(i)log ( Po (i )+∆ Pi

Po(i) )Keterangan :ΔSi = Penurunankonsolidasipadalapisani.ΔPi = Peninggiantegangan di tengahlapisani



Po(i) = Teganganefektif rata – rata padalapisani tanpapembebanan.eo(i) = Angkaporipadalapisani. (Dari data Lab. UjiKonsolidasi)CC(i) = Indekskompresi. (Dari data Lab. UjiKonsolidasi)Hi =KetebalanlapisantanahPo(1) = 9(17,2) + 4(18,0 - 9,81)= 154,8 + 32,76= 187,56kN/m2∆ Si (1)=

0,3 x91+0,83

log( 187,56+0,467187,56 )¿0,002472mm

Po(2) = 9(17,2) + 8(18,0 – 9,81) +6,25(18,9 – 9,81)= 154,8 + 65,52 + 56,81= 277,13kN/m2∆ Si (2)=

0,2x 12,51+0,7

log( 277,13+0,199277,13 )

¿0,000254mm

Po(3) = 277,13 + 6,25(18,9-9,81) + 1(19,0 – 9,81)= 333,9425 + 9,19= 343,1325kN/m2∆ Si (3)=

0,25 x21+0,75

log(343,1325+0,309343,1325 )

¿0,0000914mm

Po(4) = 343,1325 + 1(19,0-9,81) + 1(19,5 – 9,81)= 352,3225 + 9,69= 362,0125kN/m2∆ Si (4)=

0,3 x 21+0,8

log( 362,0125+0,5209362,0125 )

¿0,000208mm



Po(5) = 362,0125 + 1(19,5 – 9,81) + 2,75(19,7-9,81)= 371,7 + 9,89= 381,59kN/m2∆ Si (5)=

0,35 x5,51+0,85

log( 381,59+0,525381,59 )

¿0,000208mm

∆ Si ( total)=∆S i (1)+∆ Si ( 2)+∆ Si (3 )+∆S i (4 )+∆ Si (5 )+∆S i (6 )+∆S i (7 )

¿0,002472 + 0,000254 + 0,0000914 + 0,000208 + 0,000208 = 0,003294 mmJadi Penurunan Konsolidasi Lempung Normal adalah 0,003294 mm

Penurunan Total = Penurunan lapisan konsolidasi lempung + Penurunan elastik = 0,003294 + 8,16 = 8,163294 Waktu Penurunan

Rumus : t = Tv . Ht ²Cv

Keterangan :t : lama konsolidasitv : faktor waktu (0.848 ¿Ht : Panjang lintasan drainaseCv : Koefisien konsolidasi (0.0045 m2/dtk)

Jawaban :t = Tv . Ht ²

Cv



t = 0.848 x (( 23d )+( 1

2.d)) ²

0.0045

t = 0.848 x (( 23

30)+( 12

30)) ²

0.0045

t = 0.848 x ( (20 )+(15 )) ²0.0045

t = 0.848x 12250.0045

t = 230844,4jamJad, total waktu penurunannya adalah 26 tahun 8 bulan 19 hari.



E. Kesimpulan1. Tugas berdasarkan gambar kerja proyek Gedung Kantor Regional Indosat (CJDRO) Semarang.2. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, daya dukung vertikal yang terjadi pada kelompok pondasi adalah 1409,38 ton (dengan faktor keamanan 2,5)3. Dengan asumsi beban horizontal sebesar 10% dari kapasitas daya dukung vertikal, maka beban yang ditanggung oleh tiang adalah 1381,129 ton4. Setelah adanya daya dukung vertikal dari beban yang ditanggung oleh tiang terjadi penurunan (settlement) sebesar 28,33 cm untuk tiap pondasi (single pile) dan 8,163294 cm pada kelompok tiang (group pile). Sedangkan untuk waktu penurunannya adalah selama 26 tahun 8 bulan 19 hari.


30m

10m

10m

10m


Gambar Detail Sambungan Tiang Pancang


perhitungan rekayasa pondasi

Documents