teknik pondasi

5/20/2018 Teknik Pondasi

1/99

KAPASITAS PONDASI TIANG

Kapasitas Tiang Kapasitas Tiang (pile capasity) adalah kapasitas

dukung tiang dalam mendukung beban. Kapasitas tiang dapat dilakukan dengan cara :

Kapasitas tiang secara statis dengan menggunakansifat-sifat teknis tanah dari Teori Mekanika Tanah

Kapasitas tiang secara dinamis dengan menganalisiskapasitas ultimit dari data pemancangan tiang.

Hasil ini perlu dicek dengan pengujian tiang untukmeyakinkan hasilnya.

Persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi

dalam perancangan pondasi adalah:1. Faktor aman terhadap keruntuhan akibat terlampauinya

kapasitas dukung harus dipenuhi.2. Penurunan pondasi harus masih dalam batas-batas nilai

yang ditoleransikan. Khusus untuk penurunan takseragam (differential settlement) harus tidakmengakibatkan kerusakan struktur.


2/99

Kapasitas Tiang Tunggal

1) Kapasitas dukung tiang berdasarkan hasil ujitanah

2) Kapasitas dukung tiang didasarkan rumuspancang (Dynamic Formula) / Rumus dinamis

3) Kapasitas dukung tiang didasarkan diagrampenetrasi alat penetrometer

a) Hasil Uji Kerucut Statis (Sondir) / Static PenetrationTest

b) Hasil Uji Penetrasi Standar / Standard Penetration Test(SPT) nilai SPT dpt dikorelasikan menjadi (Gbr2.13), untuk digunakan sbg kapasitas dukung tiang.

4) Kapasitas dukung tiang didasarkan hasil ujibeban langsung

Kapasitas Tiang Dari Hasil Uji Tanah

Kapasitas ultimit netto tiang tunggal (Qu) adalahjumlah dari tahanan ujung bawah ultimit (Qb)dan tahanan gesek ultimit (Qs) antara dindingtiang dan tanah di sekitarnya dikurangi denganberat sendiri tiang

Qu = Qb + Qs - Wp

Tahanan ujung ultimit q

b= Q

b/A

b= c

bN

c+p

bN

q+ 0,5 d N

Qb =Ab [cbNc +pbNq + 0,5 d N]

Tahanan gesek dinding ultimit

Qs =As [cd +Kd potgd]


3/99

Kapasitas Tiang dalam tanah granuler

Tahanan ujung ultimit

Qb =Ab pbNq Nq Grafik pada Gambar 2.14

Menurut Vesic (1967) dan Kerisel (1961), tahanangesek dinding dan tahanan ujung tidak mestibertambah bila kedalaman bertambah, hal inidisebabkan tekanan overburden konstan pada kira-kira kedalaman z = 10 d sampai 20 d

Tahanan gesek dinding ultimit

Qs =As Kd potg Kd Tabel 2.2, Tabel 2.3

Contoh 2.1.

Tiang baja bulat panjang 22 m dan diamater 0,4dipancang ke dalam tanah pasir seperti data, mukaair tanah 2m. Berat tiang 3,7 kN/m.

Hitung Kapasitas ultimit tiang cara Poulos danDavis, cara Brom.

-

9

8,5

9

-

18,8

18,3

18,8

18

-

-

-

10

16

10

16

0 -2

2 10

10-21

>21

= sat -w(kN/m3)

sat(kN/m3)

b (kN/m3)N-SPT

Kedalaman(m)


4/99

a. Cara Poulos dan Davis

Asumsi zc < 3m, =34, Gbr 2.18a zc/d =6,5 zc = 6,5x0,4 =2,6m < 3m (sesuai asumsi).

Tekanan overburden pada zc = 2,6m

po = (2x18) + (0,6x9) = 41,4 kN/m2.

Untuk > zc = 2,6m gunakan pb = po= 41,4 kN/m2.

1,20

1,30

1,20

1,30

32,5o

34o

32,5o

34o

30o

32o

30o

32o

10

16

10

16

0 -2

2 10

10-21

>21

Gbr 2.18b,Kd tg

Pers 2.20, =

0,75 +10oN-SPT

Kedalaman(m)


A. Tahanan ujung (Qb)

Qb = Ab pb Nq Nq=60 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4= 55 pada =0,5 (+40) = 0,5(32o+40o) = 36o, Pers2.19.

Qb = Ab pb Nq Ab= 0,42= 0,13 m2.

Qb = 0,13x41,4x60

= 322,9 kN

Cek tahanan ujung maks (fb = Qb/Ab)

Fb = 322,9/0,13 = 2483,4 kN/m2 < 10700 kN/m2 ok

B. Tahanan Gesek (Qs)

Keliling tiang = d = x0,4 = 1,26 m

Qs = As Kd tg prt


5/99


Qs = As Kd tg prt1,26 x 2 x 1,2 x (0+36) = 54,47

1,26 x (2,6-2) x 1,3 x (36+41,4) = 38,03

1,26 x (10-2,6) x 1,3 x 41,4 = 501,82

1,26 x (21-10) x 1,2 x 41,4 = 688,56

1,26 x (22-21) x 1,3 x 41,4 = 67,81

Qs = 1350,69 kN

Cek thd tahanan gesek maks

fs = kdtgpo = 1,3x41,4 = 53,82 kN/m2 < 107kN/m2 ok


C. Kapasitas ultimit netto

Berat tiang dengan panjang 2 m

Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN

Kapasitas ultimit netto

Qu = Qb + Qs Wp

= 322,9 + 1350,69 81,4= 1592,19 kN


6/99

b. Cara Brom

Asumsi zc = 20d = 20x0,4 = 8m

Tekanan overburden pada zc = 8mpo = (2x18) + (6x9) = 90 kN/m

2.

Untuk > zc = 8m gunakan pb = po= 90 kN/m2.

20o

20o

20o

20o

(tiangbaja)

Tabel 2.3

0,18

0,25

0,18

0,25

0,5

0,7

0,5

0,7

Tidak

Sedang

Tidak

Sedang

30o

32o

30o

32o

0 -2

2 10

10-21

>21

Kd tgd

(Tbel 2.2)Kepadatan

Kedalaman(m)

b. Cara Brom


Qb = Ab pb Nq Nq=22 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4= 55

Qb = Ab pb Nq Ab= 0,42= 0,13 m2.

Qb = 0,13x90x60

= 257,4 kN


Fb = 257,4/0,13 = 1980 kN/m2 < 10700 kN/m2 ok

B. Tahanan Gesek (Qs)Keliling tiang = d = x0,4 = 1,26 m

Qs = As Kd tg prt


7/99

b. Cara Brom

Qs = As Kd tg prt1,26 x 2 x 0,18 x (0+36) = 22,52

1,26 x (8-2) x 0,25 x (36+90) = 119,07

1,26 x (10-8) x 0,25 x 90 = 56,70

1,26 x (21-10) x 0,18 x 90 = 224,53

1,26 x (22-21) x 0,25 x 90 = 28,35

Qs = 451,17 kN


fs = kdtgpo = 0,25x90 = 22,5 kN/m2 < 107 kN/m2

ok

b. Cara Brom



Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN


Qu = Qb + Qs Wp

= 451,17 + 257,4 81,4= 627,17 kN


8/99


Contoh (halaman 82).

Tiang panjang beton berbentukbujur sangkar dengan lebar sisi0,45m dan panjang 7m, dipancangdalam tanah pasir homogen. Darihasil uji SPT diperoleh nilai N = 15(sudah terkoreksi). Muka air tanahterletak pada permukaan tanah.Berat volume apung/terendamtanah = 11,8 kN/m2. Jika padatiang akan bekerja beban-bebantarik 190 kN (gaya ke atas) dantekan 250 kN (ke bawah), hitungfaktor aman terhadap gaya tarikdan terhadap gaya tekan. Beratvolume bahan tiang 25 kN/m3.

L=7md =0,45m

Pasir,

N = 15

= 11,8kN/m3


Asumsi zc = 20d = 20x0,45 = 9m

Tekanan overburden pada 7m

po = 7x11,8 = 92,6 kN/m2.

prt= 92,6 = 41,3kN/m2.

N = 15, = 31 (Gbr 2.13),

untuk beton = = x31 = 23,25o,tg = 0,43.

Ambil Kd = 1,3 (Tabel 2.2).1) Tahanan gesek tiang

Qs = Kd prt tg AsQs = 1,3 x 41,3 x 0,43 x 4 x 0,45 x 7

Qs = 290,9 kN

15

31

Tabel 2.2Tabel 2.2.


9/99


2) Tahanan ujung tiang

= 31o, L/d = 15, Nq =25 (Gbr 2.14)Qb = Nq pb AbQb = 25 x 7 x 11,8 x 0,45 x 0,45

Qb = 418,2 kN

3) Berat tiangWp = 0,45x0,45x7x25 = 35,43 kN

Faktor aman terhadap gaya tarikFaktor aman terhadap gaya tarik

F = (Qs+Wp)/gaya tarik

F = (290 + 35,43)/190 = 1,71(kurang !)

Faktor aman terhadap gaya tekanFaktor aman terhadap gaya tekan

F = (Qs+Qb - Wp)/gaya tekan

F = (290 + 418,2 - 35,43)/250

F = 2,69 > 2,5 (Ok !)

31

25

Kapasitas Tiang dalam tanah kohesif

Tahanan ujung ultimit

Qb =Ab [cbNc +pb]

Berat sendiri (Wp) mendekati sama dengan berattanah yang dipidahkan akibat adanya tiang, makaAp Pb dapat dianggap sama Qb = Ab Cb Nc

Nc =9 (Skempton, 1959)

Tahanan gesek dinding ultimit Qs =As ad cu ad (Gbr 2.20)

Qs =Fw As ad cu untuk tiangmeruncing 1,2 (Simon dan Menzies,1977), tidak merincung Fw = 1

Qu =Qb + Qs Wp= Ab[cbNc +pb]+Fw As ad cu-Wp


10/99


Berat sendiri (Wp) mendekati berat tanah yang dipindahkan,maka Ab Pb dapat dianggap sama dengan Wp, maka

Qu = AQu = Abb ccbbNNcc ++ Fw AFw Ass aadd ccuu

Contoh : Tiang beton panjang 15 m dan diameter0,45 m akan dipancang menembus tanah lempung,dengan kondisi lapisan tanah sebagai berikut :

05 m:lempung 1 =10kN/m3, cu1= 30 kPa,u1=0

o.

525m:lempung 2=13kN/m3, cu2=40 kPa, u1 =0

o.

Hitunglah kapasitas ultimit tiang tersebut.


(1). Tahanan ujung ultimit

Qb = AQb = Abb ccb2b2NNcc = 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN= 0,16 x 40 x 9 = 57,6 kN

Cek tahanan ujung maksimum

fb = Qb/Ab = 57,6/0,16

= 360 kN/m2 < 10700 kN/m2 (Ok)

(2). Tahanan gesek ultimit

Keliling = d = x0,45 = 1,41 m

Gbr 2.20, Tomlinson

cu1u1 = 30 kPa, ad =0,92

cu2u2 = 40 kPa, ad = 0,80


11/99


QQss == aadd ccuu AAss05m Qs1 = 0,92x30x1,41x5 = 195kN

515m Qs2 = 0,80x40x1,41x10= 451,2kN

QQss = Q= Qs1s1 + Q+ Qs2s2 = 646,2kN= 646,2kN

Cek tahanan gesek maksimum :

fs=Qs/As = 451,2/14,1

= 32 kN/m2 < 107 kN/m2 (Ok)

(3). Kapasitas ultimit netto :Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kNQu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN

Kapasitas Tiang pada Tanah c -

Untuk nilai sudut gesek yang sangat kecil,maka komponen gesekan diabaikan,demikian untuk kohesi (c) yang sangatkecil, hitungan kapasitas komponen kohesijuga diabaikan. Jika keduanya cukupberarti, maka kapasitas tiang dihitungdengan :

Qu = Ab [cbNc +pbNq + 0,5 d N] +

As [cd +Kd potgd] - Wp


12/99


Contoh : Tiang beton bujur sangkar denganlebar 0,4m dan panjang 8m dipancangdalam tanah pasir berlempung, dengan c =40 kN/m2, = 28o dan berat volume basahb = 21kN/m

3. Jika dianggap muka air tanahsangat dalam, hitung kapasitas ultimit dankapasitas ijin, bila F = 2,5. Berat volumebeton 24 kN/m3.


(1) Tahanan gesek ultimit dari komponen gesekan = 28o, = x 28o = 21o (tiang beton)

Kd = 1 (Tabel 2.2. dan Tabel 2.3, 2.4)Prt = 0,5 (0+8x21) = 84 kN/m

2

Qs1 = Kd Prt tg As = 1x84xtg21x8x4x0,4

Qs1 = 412,7 kN

(2) Tahanan gesek ultimit dan komponen kohesi

cu = 40 kN/m2, ad = cd/cu = 0,7 (Gambar 2.20)

Qs2 = ad cu As = 0,7x40x8x4x0,4 = 358,4 kNTotal Qs = Qs1 + Qs2 = 412,7+ 358,4 = 771,1 kN

Cek tahanan satuan maksimum :

fs = Qs/As = 771,1/(8x4x0,4) = 60,24 kN/m2 < 107kN/m2


13/99

Kapasitas Tiang pada Tanah c -3) Tahanan ujung ultimit = 28o, Nc

=30, Nq=19, N=17 (Terzaghi)

Qb = Ab(1,3cNc+PbNq+0,4dN)Qb =(0,4)2(1,3x40x30 +21x8x19+

0,4x21x0,4x17)

Qb = 769,46 kN

Cek thd tahanan ujung maksimum

fb =Qb/Ab = 769,46/(0,4)2

= 4809,13 kN/m2 < 10700 kN/m2

Wp = 8x(0,4)2x24

=30,72 kNQa = Qu/F

Qa =(Qs+Qb-Wp)/F

Qa =603,94 kN

Tiang Bor pada tanah pasir

Contoh (hlm 84).Contoh (hlm 84).

Tiang bor berdiameter 0,5 mdipasang dalam tanah pasirhomogen, dengan = 38o

dan = 19kN/m3. Jikapermukaan air tanah sangatdalam, berapakah kedalamantiang yang dibutuhkan untukbeban tiang 750 kN, jikaberat volume tiang 24 kN/m3

dan faktor aman F = 2,5.

L?

Q=750kN

d =0,5m

Pasir,

= 38o

= 19kN/m3


14/99


1) Tahanan ujung ultimit

= -3o = 38o-3o=35o (pers 2.21), zc/d =7,2(Gambar 2.18a), zc = 7,2x0,5 = 3,6m. Karena Ltdk diketahui, ambil L/D = 40, Nq=60 (Gbr 2.14).Po=3,6x19 =68,4kN/m

2, Ab=0,52=0,2m2

Qb = AbPbNq = 0,2x68,4x60=820,8 kN

2) Tahanan gesek ultimit=38o, kdtg=0,43 (Gbr 2.18c),(Gbr 2.18c), k =d=1,57m

Qs = As prtkd tg

= 1,57x3,6x(0+68,4)x0,43 +

1,57xL1x68,4x0,43=46,17 L1Qs = 83,1 + 46,17 L1L = zc + L1


Berat tiang Wp = 0,2Lx24 = 4,8L

=4,8(3,6+L1).

Qu = Qb + Qs Wp= 820,8+83,1+46,17L1-4,8(3,6+L1)

= 886,62+41,37 L1Qu/F = Q (untuk F = 2,5)

886,62 + 41,37L1

= 750 x 2,5

L1 = 23,9 meter


15/99

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung

Tahanan ujung tiang bor :

Qb = Ab Nc cbDengan, = faktor koreksi, = 0,8 untuk d < 1dan = 0,75 untuk d>1. Nc = 9 (Skempton, 1966).

Tahanan gesek dinding tiang bor :

Qs = ad cu As,

ad = 0,45 (Skempton, 1966).

Qu = Qb + Qs

Qu = Ab Nc cb + 0,45 cu As


Contoh : Tiang bor dengan diamater 0,50m dan L =20m akan dipasang pada tanah lempung dengankondisi tanah spt Tabel. Bila muka air tanah dipermukaan, hitung kapasitas ijin tiang, bila faktoraman F = 2,5.

Penyelesaian :Luas dasar tiang = Ab = x 0,52 = 0,2 m2

Keliling tiang k = d = x0,5 = 1,67 m

30

5075

7,5

9,010,0

0 1,5

1,5 8>8

cu (kPa) (kN/m2)Kedalaman (m)


16/99

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung1) Tahanan ujung ultimit

d < 1m, maka =0,8, ambil cb rata-rata pada 5d di bawahdasar tiang, cb = 75 kPa

Qb = 0,8x75x0,2x9 = 108 kN

2) Tahanan gesek ultimitQs = 0,45cuAs

= 0,45x30x1,67x1,5 = 33,81 kN

0,45x50x1,67x6,5 = 244,24 kN

0,45x75x1,67x12 = 676,35 kN

Qs = 954,4 kN

Cek thd tahanan gesek satuan maksimum

fs =0,45x75 = 33,75 kPa < 107 kPa (ok)

3) Kapasitas tiang ultimitQu = Qb+Qs = 108 + 954,4 = 1062,4 kN

Kapasitas ijin ultimit Qa = Qu/F = 1062,4/2,5 = 424,96 kN

Tugas II (25% tugas)

Contoh Kasus Pondasi Dalam (PondasiTiang Pancang / Pondasi Tiang Bor /Sumuran)

Gambar (nilai 25%)

Foto (nilai 25%)

Data Tanah (nilai 20%)

Kapasitas Dukung Tiang (nilai 15%)

Analisis lengkap (nilai 15%)Tugas kelompok masing2 4mhs

dikumpul di Kuliah ke VI

Tugas kelompokTugas kelompok masing2 4mhsmasing2 4mhs

dikumpul di Kuliah ke VIdikumpul di Kuliah ke VI

echo kazuma

kalau anda ingin sukses, maka lupakan alasan,kalau anda selalu alasan, maka lupakanlah sukses


17/99

Kapasitas Tiang dari Uji Sondir

Menurut WesleyMenurut Wesley

Tahanan ujung

Qb =Ab qc/SF1

SF1 (3 untuk pasir, 5 untuk lempung)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujungtiang ke atas, dan 4d dari ujung tiang ke bawah.SF1 = 2 (menurut Metode Belanda)

Tahanan gesek dinding

Qs =K qf/SF2 SF2 (5 untuk pasir, 10 untuk lempung)


Tanah GranulerTanah Granuler

Tahanan ujung

Qb = Ab qc (faktor koreksi 0,5 jika qc tidak yakin, Tomlinson,

1977)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujungtiang ke atas, dan 4 d dari ujung tiang ke bawah.SF1 = 2 (Meyerhof, 1976)

Tahanan gesek dinding Qs = As fs

fs= 2 qf (tiang beton), fs= qf (baja H) Vesic (1967)

fs= qc/200 (tiang beton/kayu), fs= qc/400 (baja H)fs= qc/250 (beton/kayu di Belanda) Meyerhof (1956)


18/99


Tanah KohesifTanah Kohesif

Tahanan ujung

Qb =Ab qc Qc = cu Nc (Nc = 15 sampai 18) Bagemann (1965)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujungtiang ke atas, dan 4 d dari ujung tiang ke bawah.


Qs = As fs fs= qf Bagemann (1965)


Contoh (halaman 109) :Contoh (halaman 109) :

Tiang pancang betondiameter 0,45mmendukung beban 750kN.Air tanah di permukaan,dari uji sondir diperolehgrafik seperti gambar. (0 10m lempung lunak,diabaikan). Hitung faktoraman.

Penyelesaian : dicobakedalaman tiang 23m (qc~ 150 kg/cm2)

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200

qc (kg/cm2)

Ked

alam

an

(m

)

Q=750kN


19/99


Tahanan gesek cara Meyerhof)

Qs1 = qc/200 = 25/200 = 0,125 kg/cm2)

Qs1 = 0,125 x 98,1 = 12,26 kN/m2)

Qs2 = qc/200 = 135/200 = 0,675 kg/cm2)

Qs2 = 0, 675 x 98,1 = 66,22 kN/m2)

Tahanan gesek total

Qs = ( x d) (Qs1 x L2 + Qs2 x L3)

Qs = ( x 0,45) (12,26x11 + 66,22x2)

Qs = 377,88 kN


Tahanan ujung

Qb = Ab qc

qc 8d di atas ujung tiang = 80 kg/cm2,

qc 4d di bawah ujung tiang = 135 kg/cm2

qc rata-rata= (80+135)/2 = 107,5 kg/cm2

Qb = 0,5 x x x 0,452 x 107,5 x 98,1

Qb = 836,60 kN

Berat tiang

Wp = x x 0,452 x 25 x 23 = 87,8 kN

Faktor Aman

F = (Qs+Qb Wp)/Q

F = (377,88 + 836,60 - 87,8 )/750

F = 1,49


20/99

Kapasitas Tiang dari Uji SPT

Tahanan ujung Qb =4 Nb Ab

Nb Nilai N pada dasar tiang, dan Ab luas dasar tiangdalam ft2

Atau

Qb = Ab (38Nrt)(Lb/d) 380 Nrt (Ab) (kN)

Nrt = N rata-rata dihitung dari 8d atas dasartiang dan 4d bawah tiang (Meyerhof, 1976)


Qs =1/50 (Nrt As) (untuk tanah pasir jenuh) Qs =1/100 (Nrt As) (untuk tiang pancang baja

profil) Nrt Nilai N rata-rata sepanjang tiang, dan As luas

selimut tiang dalam ft2



21/99


Qp = Ap 38 Nrt(Lb/D) 380 Nrt N untuk 8d =(12+48)/2 = 30Ton sedangkan untuk 4d

= 49 ton. Sehingga Nrt = (30+49)/2 =39,5Ton

Lb = 20,45 15,00 = 5,45 m (kedalaman tanahkeras (N=60) dari uji SPT = 20,45 m, kedalaman tiang=15m). Dimana dari 14,7m s/d 20,45, nilai SPT = 48 60)

d = 32 cm

Qp = Ap 38 ( 39,5 ) (5,45/d) 380 (39,5)

=0,0443 . ( 38x39,5 ) . 5,45/0,32

15010 KN = 1501 ton

Qp = 113,2 ton

Kapasitas Tiang Bor dari Uji Sondir

Meyerhof (1956)Meyerhof (1956)

Pu= 1/3 * qc * Ap + *K * JHP

qc = tahanan ujung konus (kg/cm2)

Ap = luas penampang tiang (cm2)

K = keliling tiang (cm)

JHP= Jumlah hambatan pelekat (kg/cm)

Bustamante M & Gianeselli LBustamante M & Gianeselli L

Pu = Kc * qc * Ab + * d * qf Kc = 0.45 untuk qc > 50 kg/cm

Kc = 0.40 untuk qc > 50 kg/cm tetapi < 120 kg/cm

qc = Tahanan ujung konus (kg/cm2)

qf = Total Friksi (kg/cm)


22/99

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPT

Meyerhof (1956)Meyerhof (1956)

Qu= 1/3 * 40 *N* Ab + 0,2 *N * Aps (tm)

N = Nilai N-SPT pada setiap lapisan atau ujungtiang

Ab = Luas penampang tiang (m2)

Shioi & Fukui menyarankanShioi & Fukui menyarankan

Qu = 10 * N * Ab + 0 1 * N * Aps

Nakazawa menyarankanNakazawa menyarankanQu= 15 * N * Ab + 0.5 * N * Aps

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SPTCONTOH :CONTOH :


23/99


Cara Meyerhof Qu= 1/3 * 40 * N * Ab + 0.2 * N * Aps

Lapisan 1 (0.00 - 8.62)

k = * d = * 0,8 = 2,518 m

Qsi = 0.2 * N * Aps

Qsi = =0.2*36.25*2.513*8.62 = 156.86 ton

Lapisan 2 (8.62-17.50)

Qs2 = 0.2 * N * Aps

Qs2 = 0.2* 15*2.513*8.88 = 223.7 ton

Q base = Qb = 1/3 *40 * N * Ab

= 1/3 *40* 18*0.503 = = 120 ton

Qu= Qb + Qs Qu = 120ton+ (156.86 + 223,7) ton

Qu = 499,86 ton


Cara Shioi & Fukui Qu = 10 * N * Ab + 0 1 * N * Aps

Lapisan 1 (0.00 - 8.62)

k = * d = * 0,8 = 2,518 m

Qsi = 0.1 * N * Aps

Qsi = =0.1*36.25*2.513*8.62 = 78.4 ton

Lapisan 2 (8.62-17.50)

Qs2 = 0.1 * N * Aps

Qs2 = 0.1* 15*2.513*8.88 = 33.4 ton

Q base = Qb = 10 * N * Ab = 10* 18*0.503 = = 90 ton

Qu= Qb + Qs Qu = 90 ton+ (78.4 + 33.4 ) ton

Qu = 201.8 ton


24/99


Cara Nakazawa Qu = 15 * N * Ab + 0,5* N * Aps

Lapisan 1 (0.00 - 8.62)

k = * d = * 0,8 = 2,518 m

Qsi = 0,5 * N * Aps

Qsi = =0,5*36.25*2.513*8.62 = 392.2 ton

Lapisan 2 (8.62-17.50)

Qs2 = 0.5 * N * Aps

Qs2 = 0.5* 15*2.513*8.88 = 167.17ton

Q base = Qb = 15 * N * Ab

= 15* 18*0.503 = = 135 ton

Qu= Qb + Qs Qu = 135 ton+ (392.2 + 167.17) 7ton

Qu = 694.4 ton

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SONDIR

Metode langsung dan Meyerhof

Pu= 1/3 *qc * Ap + * K * JHP

Ap = * * (80)2 = 5026.55 cm2

k = * d = * 80 = 251.3 cm

qc = 50 kg/cm2

JHP=1962kg/cm

Pu = 1/3*50*5026,55 + *251,3 * 1962 Pu = 83775.8 kg +246525.3 kg

Pu = 330301.1 kg = 330 ton


25/99

Kapasitas Tiang Bor dari Uji SONDIR

Cara Bustamante M & Gianeselli L

Qu = Kc * qc * Ab + * d * qf

Ap = * * (80)2 = 5026.55 cm2

k = * d = * 80 = 251.3 cm

qc = 50 kg/cm2

JHP=1962kg/cm

Qu = 0.40 * 50 * 5026.55 + 251.3 * 1962

Qu = 100531 kg +493104.38 kg

Qu = 593635.4 kg = 593 ton

Kapasitas Tiang dari Rumus Dinamis

Kapasitas dukungultimate dihitungberdasarkan rumusmodifikasi EngineeringNews Record (ENR)

Pemukul tiang


26/99


Wr = berat palu

Wp = berat tiang

h = tinggi jatuh tiang

S = penetrasi / Pukulan

C = konstanta ( untukpemukul dengan mesintenaga uap, C = 0,1 inc dan untuk pemukulyang dijatuhkan C = 1 inc)

E = efisiensi palu (Tabel 2.9b)

n = koefisiensi restitusi (Tabel 2.9c)


Kapasitas dukung ultimatedihitung berdasarkanrumus Danish berikut ini

Pada rumus Danish

diambil referensi dari(Olson dan Flaate, 1967.sumber :Joseph E.Bowles)

Pemukul tiang


27/99


E = efisiensi palu (Tabel 2.9b)

L = panjang tiang (m)

Ap = luas penampang tiang (m2)

Ep = Modulus young tiang (Tabel berikut)

He = Wr . h = energi palu

S = Pukulan

Wr = berat palu (ton)

h = tinggi jatuh tiang (m)


Modulus elastis (Bowles, 1977)


28/99


Contoh, Diketahui :

Berat palu Wr = 1,5 ton

Berat Tiang Wp = Ap . L . berat jenis tiang

Wp = (1/4 0,322 ). 15 . 2,4

Wp = 1,595 ton

Tinggi jatuh tiang h = 1,5 m

Pukulan S =2,5/10 = 0,25 cm

Konstanta C = 0,1 inc = 0,254 cm

Efisiensi palu (Tabel 2.9b) E = 0,8 Koefisiensi restitusi (Tabel 2.9c) n = 0,45


Diketahui :

He = Wr . h = 1,5 ton . 150 cm = 225 T.cm

L = 15 m = 1500 cm

Ap = 1/4 0,322 = 440 cm2

Ep = 2.105 kg/cm2 = 2.102 T/cm2

Modifikasi Engineering News Record (ENR)


29/99


Danish


Kapasitas Dukung Ijin Tiang

Modifikasi Engineering News Record (ENR)

Metode Danis


30/99

Kapasitas Tiang dari Uji Beban Langsung

Jenis tiang yang digukanakansebagai tiang uji merupakantiang khusus, dan tidakberfungsi sebagai tiangpondasi yang digunakan.

Prinsip beban langsungadalah tiang dibebani secarabertahap selama 8 tahap.Sesudah beban ultimit, laludilakukan penguranganbeban.

Setiap kali penambahan danpengurangan beban, dicatatbesarnya penurunan yangterjadi.

Uji Beban Langsung


31/99

Kapasitas Tiang dari Uji Beban Langsung

Kapasitas dukungP = P ult/SF P ult dari beban uji

yang memberikanpenurunan netto,dengan SF = 3

P ult dari beban ujiyangmengakibatkan

penurunan terhentidalam waktu 40jam, dengan SF = 2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 100 200 300 400Beban (kN)

Penurunan(cm)

S netto

PONDASI SUMURAN


32/99

PONDASI SUMURAN

PONDASI SUMURAN (KAISON)

Pondasi kaison berbentuk silinder, diIndonesia disebut pondasi sumuran karenabentuknya mirip sumur. Pondasi inimerupakan peralihan antara pondasidangkal dan pondasi dalam.

Pondasi kaison bor dengan mengebor

terlebih dulu untuk membuat lubangkemudian diisi dengan beton yang dilindungidengan pipa sebagai bagian dari pondasiatau ditarik setelah pengecoran.


33/99

Kapasitas dukung pondasi kaison

Qu = Qb + Qs

Qu = quAb + fs As, fs = faktor gesek satuanantara tanah dan dinding (kN/m2)

qu = 1,3 c Nc + po Nq + 0,3 B N (kN/m2)

Pada tanah lempung

Skempton (1951) qu = c Nc, Nc di Tabel 3.1.

Cook dan Withaker, 1966

Qs + Qb = Q + Ws + Wb

Q = beban ultimit, Ws = berat tubuh kaison, Wb = berat

ujung kaison, bila ada pembesaran ujung.Qs = As ad c ad = antara 0,35 0,45

Qb = Ab (cb Nc + Df)

Kapasitas dukung pondasi kaison

Pada tanah pasir

Kapasitas dukung ijin ujung kaison

qa = B (Bk), Koef Bk grafik 3.3

Qs = As Kd po tg

Kd = Ko = 1- sin

Untuk dinding kaison yang kasar, = ,

Untuk tanah di atas dasar pondasi yang mudahtergerus, nilai Qs diabaikan.


34/99

Contoh Pondasi Sumuran (Kaison)

Contoh 3.1. Kaison berdiameter 1 m dipasangpada kedalaman 6m pada tanah pasir padatdengan = 42o dan c = 0 kPa. Berat volume tanah = 1,94 t/m3 (19 kN/m3). Bila F = 2,5 berapakapasitas dukung ijin. Penurunan yang terjadimaks 1.

Penyelesaian :Qu = Qb + Qs Ws

Qa = (qa Ab) +(1/F) (QsQa = (qa Ab) +(1/F) (Qs Ws)Ws)

qa =qa = B (Bk)B (Bk)

Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x1m = 20cmDf/B = 6/1 =6, = 42o

dari Gambar 3.3, Bk = 370

qa = B Bk = 19 x 1 x 370 = 7030 kN/m2 (pd 20cm)


qa = qa pd 20 cm x 2,54/20 , 1 = 2,54 cm

qa = 7030 x 2,54/20

qa = 892 kN/m2

Tahanan gesek Qs = As Kd po tg

Ab = B2 = 12 = 0,785 m2

As = B D = x 1 x 6 = 18,85 m2

Kd = Ko = 1 sin = 1 sin 42o = 0,33

po = 6 x 19 = 114 kN/m2

= = 42o

Qs = As Kd po tg

Qs = 18,85 x 0,33 x (0+114) x tg 42o

Qs = 319,6 kN


35/99


Berat sendiri kaison

Ws = 0,25 x p x 12 x 6 x 25 = 117,8 kN

Qa = (qa Ab) +(1/F) (Qs Ws)

Qa = (892 x 0,785) + (1/2,5) (319,6 117,8)

Qa = 780,9 kN


Contoh 3.2 Kaison bordipasang dalam tanahlempung dan pasir, dengandata : 0-3m lempung N=5,3-9m lempung N=7, dan 9-20, pasir dengan N = 28.Berat volume tanah pasir1,83 t/m3 (18 kN/m3). Bila

beban bangunan pada kaison1400 kN, berapa kedalamandan diameter kasion yangmemenuhi bila penurunanmaksimum 1 ?

-3m

-9m

Q=1400 kN


36/99


Penyelesaian : Coba B = 2m dan kedalaman Df = 10m. Qs tanah

diabaikan karena relatif kecil pada tanah lempungdengan nilai N = 5 7.

Qa = (qa Ab)Qa = (qa Ab)


Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x200cm = 40cm

Df/B = 10/2 =5, N = 28 = 42o (Gbr 3.13)


qa = B Bk = 18 x 2 x 150 = 5400 kN/m2 (pd 40cm)

qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1 = 2,54 cm

qa = 5400 x 2,54/40

qa = 343 kN/m2


Qa = (qa Ab)

Qa = 343 x x x 22

Qa = 1077,6 kN < 1400 kN (tdk cukup)

Tambah kedalaman sampai 13 m

Df/B = 13/2 =6,5, dari Gbr 3.3, Bk = 200

qa = B Bk = 18 x 2 x 200 = 7200 kN/m2

qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1 = 2,54 cm

qa = 7200 x 2,54/40 qa = 457,2 kN/m2

Qa = (qa Ab)

Qa = 457,2 x x x 22

Qa = 1436,3 kN > 1400 kN (memenuhi)


37/99


Contoh 3.3. Pondasi sumuran dipasang dalamtanah lempung jenuh (0-10m, cu = 50 kPa, 10 15m cu = 200 kPa). Diameter 1,2m padakedalaman 10m, berat sendiri Ws= 270 kN.Berapa kapasitas dukung ultimit netto?

Penyelesaian : Qu = Ab (cb Nc + Df) + As ad c Ws

Ab = 1,22 = 1,13 m2

As = x 1,2 x 10 = 37,7 m2 Df/B =10/1,2 Nc = 9 (Tabel 3.1)

Qu = 1,13(200x9 + 20x10) + 37,7x0,45x50 270

Qu = 2838,3 kN

Tugas III (15% tugas)

Menghitung kapasitas tiang tunggal baikpancang, bor dan sumuran berdasarkandata lab, sondir & SPT


38/99

Pembahasan Soal-Soal Tugas III

1. Tiang pancang beton dengan kedalaman 19 m diamater0,4 m pada tanah pasir dengan data pengujian SPT danLaboratorium seperti pada tabel. Apabila muka air tanahterletak pada 4 m dan hitunglah kapasitas tiang denganCara Poulos dan Davis, Cara Brom, dan Mayerhof(berdasarkan nilai SPT). Dan berapa faktor aman terhadapgaya tarik 300 kN dan gaya tekan 500 kN.

20

21

21,5

175

10

15

38

0 4

4 6

6 17

> 17

sat

(kN/m3)

b

(kN/m3)

N-SPTKedalaman(m)

Contoh 2.1.

Tiang baja bulat panjang 22 m dan diamater 0,4dipancang ke dalam tanah pasir seperti data, mukaair tanah 2m. Berat tiang 3,7 kN/m.

Hitung Kapasitas ultimit tiang cara Poulos danDavis, cara Brom.

-

9

8,5

9

-

18,8

18,3

18,8

18

-

-

-

10

16

10

16

0 -2

2 10

10-21

>21

= sat -w(kN/m3)

sat(kN/m3)

b (kN/m3)N-SPT

Kedalaman(m)


39/99


Asumsi zc < 3m, =34, Gbr 2.18a zc/d =6,5 zc = 6,5x0,4 =2,6m < 3m (sesuai asumsi).

Tekanan overburden pada zc = 2,6m

po = (2x18) + (0,6x9) = 41,4 kN/m2.

Untuk > zc = 2,6m gunakan pb = po= 41,4 kN/m2.

1,20

1,30

1,20

1,30

32,5o

34o

32,5o

34o

30o

32o

30o

32o

10

16

10

16

0 -2

2 10

10-21

>21

Gbr 2.18b,Kd tg

Pers 2.20, =

0,75 +10oN-SPT

Kedalaman(m)



Qb = Ab pb Nq Nq=60 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4= 55 pada =0,5 (+40) = 0,5(32o+40o) = 36o, Pers2.19.

Qb = Ab pb Nq Ab= 0,42= 0,13 m2.

Qb = 0,13x41,4x60

= 322,9 kN


Fb = 322,9/0,13 = 2483,4 kN/m2 < 10700 kN/m2 ok

B. Tahanan Gesek (Qs)

Keliling tiang = d = x0,4 = 1,26 m

Qs = As Kd tg prt


40/99


Qs = As Kd tg prt1,26 x 2 x 1,2 x (0+36) = 54,47

1,26 x (2,6-2) x 1,3 x (36+41,4) = 38,03

1,26 x (10-2,6) x 1,3 x 41,4 = 501,82

1,26 x (21-10) x 1,2 x 41,4 = 688,56

1,26 x (22-21) x 1,3 x 41,4 = 67,81

Qs = 1350,69 kN


fs = kdtgpo = 1,3x41,4 = 53,82 kN/m2 < 107kN/m2 ok




Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN


Qu = Qb + Qs Wp

= 322,9 + 1350,69 81,4= 1592,19 kN


41/99

b. Cara Brom

Asumsi zc = 20d = 20x0,4 = 8m

Tekanan overburden pada zc = 8mpo = (2x18) + (6x9) = 90 kN/m

2.

Untuk > zc = 8m gunakan pb = po= 90 kN/m2.

20o

20o

20o

20o

(tiangbaja)

Tabel 2.3

0,18

0,25

0,18

0,25

0,5

0,7

0,5

0,7

Tidak

Sedang

Tidak

Sedang

30o

32o

30o

32o

0 -2

2 10

10-21

>21

Kd tgd

(Tbel 2.2)Kepadatan

Kedalaman(m)

b. Cara Brom


Qb = Ab pb Nq Nq=22 Gbr 2.14 untuk L/d = 22/0,4= 55

Qb = Ab pb Nq Ab= 0,42= 0,13 m2.

Qb = 0,13x90x60

= 257,4 kN


Fb = 257,4/0,13 = 1980 kN/m2 < 10700 kN/m2 ok

B. Tahanan Gesek (Qs)Keliling tiang = d = x0,4 = 1,26 m

Qs = As Kd tg prt


42/99

b. Cara Brom

Qs = As Kd tg prt1,26 x 2 x 0,18 x (0+36) = 22,52

1,26 x (8-2) x 0,25 x (36+90) = 119,07

1,26 x (10-8) x 0,25 x 90 = 56,70

1,26 x (21-10) x 0,18 x 90 = 224,53

1,26 x (22-21) x 0,25 x 90 = 28,35

Qs = 451,17 kN


fs = kdtgpo = 0,25x90 = 22,5 kN/m2 < 107 kN/m2

ok

b. Cara Brom



Wp = 22 x 3,7 = 81,4 kN


Qu = Qb + Qs Wp

= 451,17 + 257,4 81,4= 627,17 kN


43/99


Tahanan ujung Qb =4 Nb Ab

Nb Nilai N pada dasar tiang, dan Ab luas dasar tiangdalam ft2

Atau

Qb = Ab (38Nrt)(Lb/d) 380 Nrt (Ab) (kN)

Nrt = N rata-rata dihitung dari 8d atas dasartiang dan 4d bawah tiang (Meyerhof, 1976)


Qs =1/50 (Nrt As) (untuk tanah pasir jenuh) Qs =1/100 (Nrt As) (untuk tiang pancang baja

profil) Nrt Nilai N rata-rata sepanjang tiang, dan As luas

selimut tiang dalam ft2


Qp = Ap 38 Nrt(Lb/D) 380 Nrt N untuk 8d =(12+48)/2 = 30Ton sedangkan untuk 4d

= 49 ton. Sehingga Nrt = (30+49)/2 =39,5Ton

Lb = 20,45 15,00 = 5,45 m (kedalaman tanahkeras (N=60) dari uji SPT = 20,45 m, kedalaman tiang=15m). Dimana dari 14,7m s/d 20,45, nilai SPT = 48 60)

d = 32 cm

Qp = Ap 38 ( 39,5 ) (5,45/d) 380 (39,5)=0,0443 . ( 38x39,5 ) . 5,45/0,32

15010 KN = 1501 ton

Qp = 113,2 ton


44/99



F = (Qs+Wp)/gaya tarik

F = (290 + 35,43)/190 = 1,71(kurang !)



F = (290 + 418,2 - 35,43)/250

F = 2,69 > 2,5 (Ok !)


2. Apabila pada tanah soal No. 1 digunakanpondasi tiang bor diameter 50 cmdengan beban tiang sebesar 700 kN,maka berapakah seharusnya kedalamantiang bor yang digunakan (ambil faktoraman 2,5).


45/99


Contoh (hlm 84).Contoh (hlm 84).


dan = 19kN/m3. Jikapermukaan air tanah sangatdalam, berapakah kedalamantiang yang dibutuhkan untukbeban tiang 750 kN, jika

berat volume tiang 24 kN/m3


L?

Q=750kN

d =0,5m

Pasir,

= 38o

= 19kN/m3




2, Ab=0,52=0,2m2

Qb = AbPbNq = 0,2x68,4x60=820,8 kN


Qs = As prtkd tg = 1,57x3,6x(0+68,4)x0,43 +

1,57xL1x68,4x0,43=46,17 L1Qs = 83,1 + 46,17 L1L = zc + L1


46/99



=4,8(3,6+L1).

Qu = Qb + Qs Wp= 820,8+83,1+46,17L1-4,8(3,6+L1)

= 886,62+41,37 L1Qu/F = Q (untuk F = 2,5)

886,62 + 41,37L1 = 750 x 2,5

L1 = 23,9 meter


3. Tiang baja panjang 12 m bujur sangkar denganlebar 0,4 m dipancang pada tanah lempungdengan data tanah seperti tabel, hitungkapasitas ultimit tiang.

20

21

1720

30

40

0 2

2 8

> 8

sat

(kN/m3)

b

(kN/m3)

Kohesi, c

(kN/m2)

Kedalaman

(m)


47/99


Berat sendiri (Wp) mendekati berat tanah yang dipindahkan,maka Ab Pb dapat dianggap sama dengan Wp, maka

Qu = AQu = Abb ccbbNNcc ++ Fw AFw Ass aadd ccuu

Contoh : Tiang beton panjang 15 m dan diameter0,45 m akan dipancang menembus tanah lempung,dengan kondisi lapisan tanah sebagai berikut :

05 m:lempung 1 =10kN/m3, cu1= 30 kPa,u1=0

o.

525m:lempung 2=13kN/m3, cu2=40 kPa, u1 =0

o.

Hitunglah kapasitas ultimit tiang tersebut.





fb = Qb/Ab = 57,6/0,16

= 360 kN/m2 < 10700 kN/m2 (Ok)


Keliling = d = x0,45 = 1,41 m

Gbr 2.20, Tomlinson

cu1u1 = 30 kPa, ad =0,92

cu2u2 = 40 kPa, ad = 0,80


48/99


QQss == aadd ccuu AAss05m Qs1 = 0,92x30x1,41x5 = 195kN

515m Qs2 = 0,80x40x1,41x10= 451,2kN

QQss = Q= Qs1s1 + Q+ Qs2s2 = 646,2kN= 646,2kN


fs=Qs/As = 451,2/14,1

= 32 kN/m2 < 107 kN/m2 (Ok)

(3). Kapasitas ultimit netto :Qu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kNQu =Qb + Qs = 57,6 + 646,2 = 703,8 kN


4. Apabila menggunakan pondasi tiang bordiamater 0,4 meter dan panjang 18 m,dengan data soal No. 3, maka hitunglahkapasitas ujin tiang dengan F = 2,5.


49/99


Contoh : Tiang bor dengan diamater 0,50m dan L =20m akan dipasang pada tanah lempung dengankondisi tanah spt Tabel. Bila muka air tanah dipermukaan, hitung kapasitas ijin tiang, bila faktoraman F = 2,5.

Penyelesaian :Luas dasar tiang = Ab = x 0,52 = 0,2 m2


30

50

75

7,5

9,0

10,0

0 1,5

1,5 8

>8

cu (kPa) (kN/m2)Kedalaman (m)

Kap Tiang Bor pada tanah Lempung1) Tahanan ujung ultimit

d < 1m, maka =0,8, ambil cb rata-rata pada 5d di bawahdasar tiang, cb = 75 kPa

Qb = 0,8x75x0,2x9 = 108 kN


= 0,45x30x1,67x1,5 = 33,81 kN

0,45x50x1,67x6,5 = 244,24 kN

0,45x75x1,67x12 = 676,35 kN

Qs = 954,4 kN

Cek thd tahanan gesek satuan maksimum

fs =0,45x75 = 33,75 kPa < 107 kPa (ok)

3) Kapasitas tiang ultimitQu = Qb+Qs = 108 + 954,4 = 1062,4 kN

Kapasitas ijin ultimit Qa = Qu/F = 1062,4/2,5 = 424,96 kN


50/99


5. Tiang pancang beton dengan diameter 0,5 m danpanjang 18 m, dengan data tanah seperti tabel.Berapakah kapasitas ijin (F=2,5).

0

2834

Sudut

gesek

()

1921

1725

300

0 4

4 8> 8

sat

(kN/m3)

b

(kN/m3)

Kohesi, c

(kN/m2)

Kedalaman

(m)


Contoh : Tiang beton bujur sangkar denganlebar 0,4m dan panjang 8m dipancangdalam tanah pasir berlempung, dengan c =40 kN/m2, = 28o dan berat volume basahb = 21kN/m

3. Jika dianggap muka air tanahsangat dalam, hitung kapasitas ultimit dankapasitas ijin, bila F = 2,5. Berat volumebeton 24 kN/m3.


51/99


(1) Tahanan gesek ultimit dari komponen gesekan = 28o, = x 28o = 21o (tiang beton)

Kd = 1 (Tabel 2.2. dan Tabel 2.3, 2.4)Prt = 0,5 (0+8x21) = 84 kN/m

2

Qs1 = Kd Prt tg As = 1x84xtg21x8x4x0,4

Qs1 = 412,7 kN

(2) Tahanan gesek ultimit dan komponen kohesi

cu = 40 kN/m2, ad = cd/cu = 0,7 (Gambar 2.20)

Qs2 = ad cu As = 0,7x40x8x4x0,4 = 358,4 kN

Total Qs = Qs1 + Qs2 = 412,7+ 358,4 = 771,1 kN

Cek tahanan satuan maksimum :

fs = Qs/As = 771,1/(8x4x0,4) = 60,24 kN/m2 < 107kN/m2

Kapasitas Tiang pada Tanah c -3) Tahanan ujung ultimit = 28o, Nc

=30, Nq=19, N=17 (Terzaghi)

Qb = Ab(1,3cNc+PbNq+0,4dN)Qb =(0,4)2(1,3x40x30 +21x8x19+

0,4x21x0,4x17)

Qb = 769,46 kN

Cek thd tahanan ujung maksimum

fb =Qb/Ab = 769,46/(0,4)2

= 4809,13 kN/m2 < 10700 kN/m2

Wp = 8x(0,4)2x24

=30,72 kNQa = Qu/F

Qa =(Qs+Qb-Wp)/F

Qa =603,94 kN


52/99


6. Rencanakan tiang pancang beton padakondisi tanah hasil pengujian sondirberikut ini, dan gambarkan grafik sondirdari data tersebut, hitung kapasitasdukung menurut Wesley dan Meyerhof.


Menurut WesleyMenurut Wesley

Tahanan ujung

Qb =Ab qc/SF1


Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujungtiang ke atas, dan 4d dari ujung tiang ke bawah.SF1 = 2 (menurut Metode Belanda)

Tahanan gesek dinding Qs =K qf/SF2



53/99


Tanah GranulerTanah Granuler

Tahanan ujung

Qb = Ab qc (faktor koreksi 0,5 jika qc tidak yakin, Tomlinson,

1977)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujungtiang ke atas, dan 4 d dari ujung tiang ke bawah.SF1 = 2 (Meyerhof, 1976)


Qs = As fs fs= 2 qf (tiang beton), fs= qf (baja H) Vesic (1967)

fs= qc/200 (tiang beton/kayu), fs= qc/400 (baja H)fs= qc/250 (beton/kayu di Belanda) Meyerhof (1956)


Tanah KohesifTanah Kohesif

Tahanan ujung

Qb =Ab qc Qc = cu Nc (Nc = 15 sampai 18) Bagemann (1965)

Qc = rata-rata perlawanan ujung konus 8d dari ujungtiang ke atas, dan 4 d dari ujung tiang ke bawah.


Qs = As fs fs= qf Bagemann (1965)


54/99


Contoh (halaman 109) :Contoh (halaman 109) :

Tiang pancang betondiameter 0,45mmendukung beban 750kN.Air tanah di permukaan,dari uji sondir diperolehgrafik seperti gambar. (0 10m lempung lunak,diabaikan). Hitung faktor

aman.Penyelesaian : dicobakedalaman tiang 23m (qc~ 150 kg/cm2)

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200

qc (kg/cm2)

Kedalam

an

(m

)

Q=750kN


Tahanan gesek cara Meyerhof)

Qs1 = qc/200 = 25/200 = 0,125 kg/cm2)

Qs1 = 0,125 x 98,1 = 12,26 kN/m2)

Qs2 = qc/200 = 135/200 = 0,675 kg/cm2)

Qs2 = 0, 675 x 98,1 = 66,22 kN/m2)

Tahanan gesek total

Qs = ( x d) (Qs1 x L2 + Qs2 x L3)

Qs = ( x 0,45) (12,26x11 + 66,22x2)

Qs = 377,88 kN


55/99


Tahanan ujung

Qb = Ab qc

qc 8d di atas ujung tiang = 80 kg/cm2,

qc 4d di bawah ujung tiang = 135 kg/cm2

qc rata-rata= (80+135)/2 = 107,5 kg/cm2

Qb = 0,5 x x x 0,452 x 107,5 x 98,1

Qb = 836,60 kN

Berat tiang

Wp = x x 0,452 x 25 x 23 = 87,8 kN

Faktor Aman F = (Qs+Qb Wp)/Q

F = (377,88 + 836,60 - 87,8 )/750

F = 1,49


7. Diketahui data tanah granuler padakedalaman 0 12 m, dengan sudutgesek = 38o dan berat volume tanahsebesar 18 kN/m3. Jika direncanakanpondasi sumuran (kaison) berdiamater0,8 m dengan kedalaman 9 meter,berapakah kapasitas ijin pondasi. (AmbilF = 2,5 dan penurunan maks 1).


56/99


Contoh 3.1. Kaison berdiameter 1 m dipasangpada kedalaman 6m pada tanah pasir padatdengan = 42o dan c = 0 kPa. Berat volume tanah = 1,94 t/m3 (19 kN/m3). Bila F = 2,5 berapakapasitas dukung ijin. Penurunan yang terjadimaks 1.

Penyelesaian :Qu = Qb + Qs Ws



Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x1m = 20cmDf/B = 6/1 =6, = 42o


qa = B Bk = 19 x 1 x 370 = 7030 kN/m2 (pd 20cm)


qa = qa pd 20 cm x 2,54/20 , 1 = 2,54 cm

qa = 7030 x 2,54/20

qa = 892 kN/m2


Ab = B2 = 12 = 0,785 m2

As = B D = x 1 x 6 = 18,85 m2

Kd = Ko = 1 sin = 1 sin 42o = 0,33

po = 6 x 19 = 114 kN/m2

= = 42o

Qs = As Kd po tg

Qs = 18,85 x 0,33 x (0+114) x tg 42o

Qs = 319,6 kN


57/99



Ws = 0,25 x p x 12 x 6 x 25 = 117,8 kN


Qa = (892 x 0,785) + (1/2,5) (319,6 117,8)

Qa = 780,9 kN


8. Pondasi sumuran (kaison) menerimabeban sebesar 1800 kN. Dengan data NSPT = 18 (kedalaman 0 5 m), N = 36(kedalaman > 5m), berat volume tanah19 kN/m3). Bila penurunan maksimum1, rencanakan kedalaman dan diamaterkaison yang memenuhi.


58/99


Contoh 3.2 Kaison bordipasang dalam tanahlempung dan pasir, dengandata : 0-3m lempung N=5,3-9m lempung N=7, dan 9-20, pasir dengan N = 28.Berat volume tanah pasir1,83 t/m3 (18 kN/m3). Bilabeban bangunan pada kaison

1400 kN, berapa kedalamandan diameter kasion yangmemenuhi bila penurunanmaksimum 1 ?

-3m

-9m

Q=1400 kN


Penyelesaian : Coba B = 2m dan kedalaman Df = 10m. Qs tanah

diabaikan karena relatif kecil pada tanah lempungdengan nilai N = 5 7.

Qa = (qa Ab)Qa = (qa Ab)


Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x200cm = 40cm

Df/B = 10/2 =5, N = 28 = 42o (Gbr 3.13)


qa = B Bk = 18 x 2 x 150 = 5400 kN/m2 (pd 40cm)

qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1 = 2,54 cm

qa = 5400 x 2,54/40

qa = 343 kN/m2


59/99


Qa = (qa Ab)

Qa = 343 x x x 22

Qa = 1077,6 kN < 1400 kN (tdk cukup)

Tambah kedalaman sampai 13 m

Df/B = 13/2 =6,5, dari Gbr 3.3, Bk = 200

qa = B Bk = 18 x 2 x 200 = 7200 kN/m2

qa = qa pd 40 cm x 2,54/40 , 1 = 2,54 cm

qa = 7200 x 2,54/40

qa = 457,2 kN/m2

Qa = (qa Ab)

Qa = 457,2 x x x 22

Qa = 1436,3 kN > 1400 kN (memenuhi)


9. Pondasi kaison diamater 1,4 meterdengan kedalaman 8 meter, dipasangpada tanah lempung, dimana pada 0 5m (cu = 40 kN/m2) dan 5m 12 m (cu= 40 kN/m2), berat volume = 17 kN/m3.Berapakah kapasitas dukung ijin apabilafaktor aman F = 2,5.


60/99


Contoh 3.3. Pondasi sumuran dipasang dalamtanah lempung jenuh (0-10m, cu = 50 kPa, 10 15m cu = 200 kPa). Diameter 1,2m padakedalaman 10m, berat sendiri Ws= 270 kN.Berapa kapasitas dukung ultimit netto?

Penyelesaian : Qu = Ab (cb Nc + Df) + As ad c Ws

Ab = 1,22 = 1,13 m2

As = x 1,2 x 10 = 37,7 m2 Df/B =10/1,2 Nc = 9 (Tabel 3.1)

Qu = 1,13(200x9 + 20x10) + 37,7x0,45x50 270

Qu = 2838,3 kN

Pembahasan UTS

1. Tiang bor dengan diamater 0,50m dan L = 20makan dipasang pada tanah lempung dengankondisi tanah spt Tabel. Bila muka air tanah dipermukaan, hitung kapasitas ijin tiang, bilafaktor aman F = 2,5.

19

20

21

20

30

60

0 3

3 9

> 9

sat

(kN/m3)

Kohesi, cu

(kN/m2)

Kedalaman(m)


61/99

Kap Tiang Bor pada tanah LempungPenyelesaian :

Luas dasar tiang = Ab = x 0,52 = 0,0,196 m2


1) Tahanan ujung ultimitd < 1m, maka =0,8, ambil cb rata-rata pada 5d di bawah dasar tiang, cb= 60 kPaQb = cb Ab Nc = 0,8x60x0,2x9 = 84,82 kN


= 0,45x20x1,57x3 = 42,41 kN0,45x30x1,57x(9-3) = 127,23 kN0,45x60x1,57x(20-9) = 466,52 kN

Qs = 636,17 kN

Cek thd tahanan gesek satuan maksimumfs =0,45x60 = 27 kPa < 107 kPa (ok)

3) Kapasitas tiang ultimitQu = Qb+Qs = 84,82 + 636,17 = 721 kNKapasitas ijin ultimit Qa = Qu/F = 721/2,5 = 288,40 kN

2. Tiang beton panjang 21 m dan diameter0,50 m akan dipancang menembus tanahlempung, dengan kondisi lapisan tanah 0 7 m : lempung 1 =10 kN/m

3, cu1 = 25kPa, lapisan 7 26 m : lempung 2=13kN/m3, cu2 = 50 kPa. Hitunglah kapasitasultimit tiang tersebut.


62/99





fb = Qb/Ab = 88,36/0,196

= 450 kN/m2 < 10700 kN/m2 (Ok)


Keliling = d = x0,5 = 1,57 m

Gbr 2.20, Tomlinson

cu1u1 = 25 kPa, ad =0,96

cu2u2 = 50 kPa, ad = 0,70


QQss == aadd ccuu AAss07m Qs1 = 0,96x25x1,57x7 = 262,89kN

721m Qs2 = 0,70x50x1,57x14= 769,69kN

QQss = Q= Qs1s1 + Q+ Qs2s2 = 1033,58 kN= 1033,58 kN


fs=Qs/As = 769,69/(1,57x14)

=35 kN/m2

< 107 kN/m2

(Ok)(3). Kapasitas ultimit netto :

Qu =Qb + Qs = 88,36 +Qu =Qb + Qs = 88,36 + 1033,581033,58 = 1121,94 kN= 1121,94 kN


63/99

3. Diketahui data tanah granuler padakedalaman 0 10 m, dengan sudutgesek = 40o dan berat volume tanahsebesar 18 kN/m3. Jika direncanakanpondasi sumuran (kaison) berdiamater 1m dengan kedalaman 5 meter,berapakah kapasitas ijin pondasi. (AmbilF = 2,5 dan penurunan maks 1).

Apakah pondasi ini, mampu memikulbeban sebesar 700 kN.


Penyelesaian :

Qu = Qb + Qs Ws



Anggap S/B = 0,20 , S = 0,20x1m = 20cm

Df/B = 5/1 =6, = 40o

dari Gambar 3.3, Bk =250250

qa = B Bk = 18 x 1 x 250 = 4500 kN/m2 (pd 20cm)


64/99


qa = qa pd 20 cm x 2,54/20 , 1 = 2,54 cm

qa = 4500x 2,54/20

qa = 571,5 kN/m2


Ab = B2 = 12 = 0,785 m2

As = B D = x 1 x 5 = 15,707 m2

Kd = Ko = 1 sin = 1 sin 40o = 0,357

po = 5 x 18 = 90 kN/m2

= = 40o

Qs = As Kd po tg

Qs = 15,707 x 0,357 x (0+90) x tg 40o

Qs = 211,87 kN



Ws = 0,25 x x 12 x 5 x 25 = 98,17 kN


Qa = (571,5 x 0,785) + (1/2,5) (211,87 98,17)

Qa = 494,33 kN < P = 700 kN tidak

aman


65/99


Nomor 4.Nomor 4.


dan = 19 kN/m3. Jikapermukaan air tanah sangatdalam, berapakah kedalamantiang yang dibutuhkan untukbeban tiang 600 kN, jika

berat volume tiang 24 kN/m3


L?

Q=600kN

d =0,5m

Pasir,

= 40o

= 19kN/m3




2, Ab=0,52=0,196m2

Qb = AbPbNq = 0,196x71,25x70=979,29 kN


Qs = As prtkd tg = 1,57x3,75x(0+71,25)x0,55 +

1,57xL1x71,25x0,55

Qs = 115,41 + 61,56 L1L = zc + L1


66/99



=4,71(3,75+L1).

Qu = Qb + Qs Wp=979,29+115,41+61,56L1-4,71(3,75+L1)

= 1077,048+56,84 L1Qu/F = Q (untuk F = 2,5)

1077,048+56,84 L1 = 600 x 2,5

L1 = 7,44 meter

5. Tiang panjang beton berbentuk bujur sangkardengan lebar sisi 0,40 m dan panjang 8m,dipancang dalam tanah pasir homogen dengannilai Nspt = 20 (sudah terkoreksi). Muka airtanah terletak sangat dalam. Berat volumetanah = 18 kN/m3. Jika pada tiang akanbekerja beban-beban tarik 160 kN (gaya keatas) dan tekan 350 kN (ke bawah), hitung

faktor aman terhadap gaya tarik dan terhadapgaya tekan. Berat volume bahan tiang 25kN/m3.


67/99


Asumsi zc = 20d = 20x0,4 = 8m

Tekanan overburden pada 8m

po = 8x18 = 144 kN/m2.

prt= 144 = 72kN/m2.

N = 20, = 33 (Gbr 2.13),

untuk beton = = x33 = 24,75o,tg = 0,46.

Ambil Kd = 1,5 (Tabel 2.2).

1) Tahanan gesek tiang

Qs = Kd prt tg AsQs = 1,5 x 72 x 0,46 x 4 x 0,4 x 8

Qs = 635,904kN

20

33

Tabel 2.2Tabel 2.2.


2) Tahanan ujung tiang

= 33o, L/d = 15, Nq =20 (Gbr 2.14)Qb = Nq pb AbQb = 40 x 8 x 18 x 0,4 x 0,4

Qb = 921,6 kN

3) Berat tiangWp = 0,4x0,4x8x25 = 32 kN


F = (Qs+Wp)/gaya tarikF = (635,904 + 32)/160 = 4,17 (Ok !)



F = (635,904 + 921,6 - 32)/350

F = 4,36 > 2,5 (Ok !)

33

40


68/99

KELOMPOK TIANG


69/99

Tugas IV (25% tugas)

Makalah Ilmiah Pondasi Dalam (PondasiTiang Pancang / Pondasi Tiang Bor /Sumuran) Referensi

Judul (nilai 5%)

Pendahuluan (nilai 10%)

Tinjauan Pustaka (nilai 15%)

Metodologi (nilai 10%)

Analisa dan Pembahasan (nilai 20%)

Kesimpulan (nilai 10%)

Presentasi (nilai 30%)

Tugas kelompok masing2 2mhs

dikumpul di Kuliah ke XIPresentasi pada Kuliah ke 12 & 13


70/99

Kapasitas Kelompok Tiang

Kapasitas kelompok tiang tidak selalu samadengan jumlah kapasitas tiang tunggal yangberada dalam kelompoknya.

Stabilitas kelompok tiang tergantung dari :

Kemampuan tanah di sekitar dan di bawah kelompoktiang untuk mendukung beban total struktur

Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawahkelompok tiang.

Kelompok tiang terdiri dari :

Kelompok dan efisiensi tiang dalam tanah kohesif Kelompok dan efisiensi tiang dalam tanah granuler

Kapasitas Kelompok Tiang Dalam

Tanah Kohesif

Qg = 2D(B + L)c + 1,3 cb Nc BL

Qg = kapasitas kelompok tiang < n Qu

c = kohesi di sekeliling tiang (kN/m2)

cb = kohesi di dasar tiang (kN/m2)

B = lebar kelompok (m)

L = panjang kelompok (m)

D = kedalaman tiang (m) 1,3 = faktor utk persegi

L

B

s


71/99

Efisiensi tiang

Eg = efisiensi kelompok tiang

= arc tg d/s d = diameter tiang

n = jumlah tiang dalam satu baris

m = jumlah baris tiang

Qu = kapasitas tiang tunggal

'90

')1()1'(1

mn

nmmnEg

+=

u

g

g nQ

QE =

Efisiensi tiang

Menurut Kerisel (1967)

1

0,95

0,90

0,850,75

0,65

0,55

10d

8d

6d

5d4d

3d

2,5d

Efisiensi (Eg)Jarak tiang


72/99

Contoh :

Kelompok tiang 5x5 dipancang dalamtanah lempung cu = 23 kN/m

2 dan = 19kN/m3. Kedalaman tiang D = 15m,diamater 0,30 m dan jarak tiang 0,75m.Ukuran luasan kelompok tiang L=B=3,3m.

Hitung kapasitas ijin kelompok (F=3),kapasitas ijin berdasarkan tiang tunggal(F=2,5). Berapa beban kelompok tiang

maksimum.

Penyelesaian :

s/d = 0,75/0,3 = 2,5, jadi s = 2,5d

a) Kapasitas ijin kelompok tiang

Qg = 2D(B + L)c + 1,3 cb Nc BL

Qg =2x15x(3,3+3,3)x23+1,3x23x9x3,3x3,3

Qg

=7484,5 kN

Qa = 7484,5/3

Qa = 2494,83 kN


73/99

Penyelesaian :

b) Kapasitas tiang dari tiang tunggal

cu = 23 kN/m2 Gambar 2.20, ad=0,98

Qs = ad cu AsQs = 0,98x23xx0,3x15 = 318,7 kN

Qb = Ab cb NcQb = xx0,3

2x23x9

Qb = 14,63 kN (kecil diabaikan ~ 0)

Qu = Qs + Qb = 318,7 + 0 = 318,7 kN

Qa = Qu/F = 318,7 kN/2,5 = 127,5 kN

Penyelesaian :

Efisiensi = arc tg d/s = arc tg (0,3/0,75) = 21,8o

n = 5, m = 5

Kapasitas kelompok tiang ijin= Eg n Qa

= 0,612 x 25 x 127,5 = 1950,8 kN

Beban kerja tiang maksimum = 1950,8 kN(terkecil)

612,05590

5)15(5)15(8,211

'90

')1()1'(1

=+

=

+=

xxE

mn

nmmnE

g

g


74/99

Kapasitas Kelompok Tiang Dalam

Tanah Granuler

Pemancangan tiang ke dalam tanah granuler(pasir, krikil) menyebabkan tanah di sekitar tiangpada radius paling sedikit 3 kali diameter tiangmemadat. Tiang dipancang berkelompok, makatanah di antara tiang akan mempunyaikepadatan tinggi. Efisiensi maksimum dapatmencapai 2, bila jarak tiang 2 sampai 3 kalidiameter tiang.

ONeill (1983), menyimpulkan :

Eg selalu lebih besar 1 dan mencapai maksimum padas/d = 2.

Jarak tiang 2= 2 d

Ujung tiang mencapai tanah keras, jarak tiangminimum >= d + 30 cm


75/99

Susunan tiang

Susunan tiang ataudenah tiangberpengaruh terhadapluasan poer (pile cap).Disamping ini diberikancara penyusunandenah tiang, untukmenghemat poer.

Perencanaan Pondasi Tiang


76/99

Perencanaan Pondasi Tiang

Hitung kapasitas tiang tunggal (Qa)

Rencanakan jumlah tiang n = V/Qa, Vbeban kolom

Rencanakan susunan tiang

Beban aksial maksimum pada tiang haruslebih kecil dari Qa Qi max = V/n My xi/ x

2 Mx yi/ y2

Qgrup (kelompok) lebih besar dari V Qgrup = Eq n Qa

Beban vertikal eksentrisV

e

O O

V

M=V.e


77/99

Beban horizontal eksentrisH

h

O O

M=H.h

H

Beban kombinasi horizontal & vertikalH

h

O O

M=V.e+H.h

H

V

e


78/99

Jarak tiang ke titik berat (x0

,y0

)

X

Y

My

Mx

I II IIIx1

x2

x3

y3

y1

y2

x0

y0

Analisa Stabilitas Konstruksi Tiang Pancang

a. Beban tiang

Beban vertikal

Beban tarik

Beban desak

Beban lateral

Beban momen

Dikelompokkan berdasarkan

Beban tetap

Beban sementara


79/99


b. Kapasitas dukung tiang Kapasitas dukung terhadap beban tarik

Kapasitas dukung terhadap beban desak

Kapasitas dukung terhadap beban lateral

Kapasitas dukung ijin

Angka keamanan (SF) sebesar 3 untuk bebantetap

Untuk beban sementara angka keamanan(SF) sebesar 2 atau pa sementara = 1 patetap


c. Jumlah tiang

Jumlah tiang (n) didasarkan pada beban tetap(V), n = (V/pa), pa = kapasitas dukung ijintiang, n diambil bilangan bulat yang terbesar.

d. Susunan tiang

Susunan tiang memberikan ukuran poer palingkecil, jarak antara tiang diambil yang

minimum dan disarankan mempunyai pusatkelompok tiang sentris terhadap letakresultan beban yang bekerja, agar tiangmenerima beban secara bersama-sama danmerata.


80/99


e. Kontrol1) Kontrol dilakukan terhadap beban tetap (pterjadi

< pa). Untuk beban lateral, dimungkinkanmenggunakan tiang miring.

2) Kontrol terhadap beban sementara (ps < 1pa).

3) Kapasitas dukung kelompok tiang harus lebihdari beban yang bekerja.

4) Untuk beban lateral cukup besar, dapatmenambah jumlah tiang miring atau tiang

lainnya.5) Poer dianalisis dengan konstruksi beton

bertulang, dan penurunan yang terjadi perludiperhatikan dengan Mekanika Tanah.

Contoh 1

Sebuah bangunan monumental dibuat darikonstruksi beton bertulang denganpenampang 2m x 2m dan tinggi bangunandi atas muka tanah 20m. Bangunan inimenggukan poer, tebal 1m, permukaan ataspoer rata dengan muka tanah. Koefisiengempa : 0,1. Karakteristik tiang dengan

kapasitas dukung tiang yang diijinkan,desak pa = 400 kN/tiang, tarik ta = 100kN/tiang dan lateral ha = 10 kN/tiang. Tiangbeton bertulang dengan beton = 25 kN/m

3.Rencanakan susunan tiang.


81/99

Penyelesaian :

A. Beban tetap

Berat sendiri bangunan diatas tanah

P1 = 2x2x20x25

= 2000 kN

Berat poer ditaksir

P2 = 250 kN

V = P1 + P2 = 2250 kN

P1

P2

20 m

1m

Jumlah tiangn = V/pa = 2250/400 = 5,6Diambil n = 8> 5,6 karenaada beban gempa.Jarak tiang s = 1m > 2d,disusun simetris.

Berat sendiri P1 =2000,

Berat poer(p2 = 3x3x1x25 = 225 kN),V = 2225 kN.P = (V/n) = 2225/8

= 278 kN < pa = 400 kN ok

0,5 0,5

0,5

0,5

1,0 1,0

1,0

1,0

x1 x2


82/99

B. Beban sementara

H = koef gempa x Beratsendiri bangunan di atastanah

H = 0,1 x 2000

= 200 kN

Momen

M = H.h= 200 x (10+1)

= 2200 kNm

P1

P2

20 m

1m

H

10 m

1m

x1 = 1m, x2 = 1m (tiangdi tengah tidak ada

jarak terhadap pusatpondasi).

x2 =3x12 + 3x2

2

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

= 6 m2

Tidak mampu menahanbeban sementara,dicoba denganmenambah jarak tiang

kNpkNp

p

x

xM

n

Vp

a 6001645

6

1.2200

8

2225

.

21

max

max

2

2max

=>=

+=

+=

Beban maksimum tiang deret III

Beban maksimum tiang deret I

kNtkNp

p

x

xM

n

V

p

a 1005,88

6

)1.(2200

8

2225

.

min

min

2

1

min

=


83/99

Jumlah tiangn = 8> 5,6

Jarak tiang s = 1,25m > 2d,disusun simetris.

Berat sendiri P1 =2000,

Berat poer

(p2=3,5x3,5x1x25=306kN),

V = 2306 kN.P = (V/n) = 2306/8

= 288 kN < pa = 400 kN ok

0,5 0,5

0,5

0,5

1,25

x1 x2

1,25

1,25

1,25

x1 = 1,25m, x2 = 1,25m(tiang di tengah tidakada jarak terhadappusat pondasi).

x2 =3x12 + 3x2

2

=3(1,25)2 + 3(1,25)2

= 9,4

Beban V =2306 kNH = 200 kN

M = 2200 kNm

OKkNpkNp

p

x

xM

n

Vp

a 6001581

4,9

25,1.2200

8

2306

.

21

max

max

2

2

max

=


84/99

C. Beban LateralTanpa tiang miring ha = H/n

= 200/8 = 25 kN > ha = 10kN

Perlu tiang pancang miring.

(2, 4, 5, dan 7)

Kemiringan 1:m = 1:4

Tiang I,

komponen vertikal tiang Ip1=V4=p6 = -4,3kN

Komponen horizontalH4 = V4/m = -1,07 kN ()

P4 = (-v4/m)(1+m2)0,5

= -4,43 kN

0,5 0,5

0,5

0,5

1,25

x1 x2

1,25

1,25

1,25

1 2 3

45

6 78

h4

p4 v4

m=4

1

p5

h5

v5

m=4

Tiang II (2,7),komponen vertikalV2=V7 = V/n = 288 kN

Tiang III (3,5,8)komponen vertikalp3 = V5 = p8 = 581 kN

Komponen horizontalH5 = V5/4 = 145 kN ()P5 = (V5/4)(1+m2)0,5

= 599 kN < 1 paBeban lateral

Ht = H + hi= 200 + (-h4 h5)= 54 kN

ha = Ht/n= 6,7 kN < ha


85/99

Contoh 2

Suatu kolom bangunan memikul beban

Beban P (vertikal) Mx MyTetap 1500 kN 600 kNm 300 kNm

Sementara 1900 kN -500 kNm 500 kNm

Kolom ini didukung oleh pondasi tiang yangmempunyai kapasitas dukung 200 kN/tiang. Tebalpoer yang digunakan 75 cm, dan muka atas poerrata dengan muka tanah. Bila diketahui beratvolume beton 24 kN/m3, rencanakan susunan tiangyang diperlukan dengan menggunakan jumlah tiangsedikit mungkin.

Penyelesaian :

A. Beban tetap

Berat kolom

P1 = 1500 kN

Berat poer ditaksir

P2 = 300 kN

V = P1 + P2 = 1800 kN

Jumlah tiang (n)n = V/pa

= 1800/200

= 9

P1

P2

0,75


86/99

Jarak tiang s = 1m > 2d,disusun simetris.

Berat kolomP1 =1500 kNBerat poerP2 =3x3x0,75x24

=162 kNV = 1662 kN.

Mx = 600 kNm (+)My = 300 kNm (+)

0,5 0,5

0,5

0,5

1,0 1,0

x1 x2

1,0

1,0

P10,75

P2

My

x1 = 1m, x2 = 1m

(tiang di tengah tidak adajarak terhadap pusatpondasi).

x2 = y2

=3x12 + 3x2

2

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

= 6 m2

Pmax > Pa, dicoba denganmenggeser pusat kolom kearah yang berlawanandengan momen.

kNpkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp

a

xy

200335

6

1.600

6

1.300

9

1662

..

max

max

22max

=>=

++=

+

+=

Beban maksimum tiang deret III

Beban minimum tiang deret I

kNkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp x

y

035

6

)1.(600

6

)1.(300

9

1662

).().(

min

min

22min

>=

+

+=

+

+=


87/99

ex = My/P1 = 0,2m (+)

ey = Mx/P1 = 0,4m (+)

Mx = Mx + P1(-ey)=0

My = My + P1(-ex)=0

0,5 0,5

0,5

0,5

1,0 1,0

x1 x2

1,0

1,0

P10,75

P2

My

kNpkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp

a

xy

200185

6

1.0

6

1.0

9

1662

..

max

max

22max

= 1 Pa, tidak amansusunan tiang perlu diubah.

kNpkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp

a

xy

3001459

6

)1.(1260

6

1.120

9

2062

..

2

1max

max

22max

=>=

++=

+

+=

Beban maksimum tiang 9

Beban minimum tiang 1

)(01

6

)1.(1260

6

)1.(120

9

2062

).().(

min

min

22min

tarikkNkNp

p

yyM

x

xM

nVp xy


88/99

Beban tetap

Berat kolom

P1 =1500 kN

Berat poer

P2=3x4x0,75x24

=216 kN

V = 1716 kN.ex = My/P1 = - 0,2m

ey = Mx/P1 = - 0,4m

Mx = Mx + P1(-ey)=0My = My + P1(-ex)=0

0,5 0,5

0,5

0,5

1,0 1,0

x1 x3

1,0

1,0

P10,75

P2

My

Dicoba dengan jumlah tiang (n)= 12 disusun seperti gambar

1,0

12

1

x2 =4x12 + 4x2

2 + 4x32

=4(1)2 + 4(0)2 + 4(1)2

= 8 m2

y2 = 3y12 + 3y2

2 + 3y32 + 3y4

2

= 3(1,5)2 + 3(0,5)2 + 3(0,5)2 + 3(1,5)2

= 15 m2

kNpkNp

p

y

yM

x

xM

n

V

p

a

xy

200143

15

5,1.0

8

1.0

12

1716

..

max

max

22max

=


89/99

B. Tinjauan terhadap beban sementara

Berat kolom P1 =1900 kN

Berat poer

P2 =216 kN

V = 2116 kN.

Mx = -1260 kNm

My = +120 kNm

x2 = 8 m2

y2 = 15 m2

Tiang 12, x = 1m, y = -1,5 m

Tiang 1, x = - 1m, y = +1,5 m

kNpkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp

a

xy

3001317

15

)5,1.(1260

8

1.120

12

2116

..

2

1max

max

22max

=>=

++=

+

+=



kNkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp x

y

035

15)5,1.(1260

8)1.(120

122116

).().(

min

min

22min

>=

++=

+

+=

Jarak tiang ditambah

Berat kolom P1 =1900 kN

Berat poer

P2=257 kN

V = 2157 kN.

Mx = -1260 kNm

My = +120 kNmx2 =8 m2

y2 = 3y1

2 + 3y2

2 + 3y3

2 + 3y4

2

= 3(1,75)2 + 3(0,5)2 + 3(0,5)2 +3(1,75)2

= 23 m20,5 0,5

0,5

0,5

1,0 1,0

x1 x3

1,25

1,0

1,25

12

1


90/99

Tiang 12, x = 1m, y = -1,75 m

Tiang 1, x = - 1m, y = +1,75 m



kNpkNp

p

y

yM

x

xM

n

Vp

a

xy

3001277

23

)75,1.(1260

8

1.120

12

2157

..

21

max

max

22max

==

+

+=

+

+=

TURAP


91/99

Turap (sheet pile)

Konstruksi turap, sama seperti konstruksi dindingpenahan tanah. Hanya saja penahan tanahterbuat dari pasangan batu dan beton bertulang,sedangkan turap terbuat dari papan atau tiang-tiang tipis yang dipancang sejajar.

Konstruksi turap tidak mengandalkan beratkonstruksi saja, tetapi jepitan yang terjadi dalamtanah dan perlawanan papan angker di belakangkonstruksi.

Konstruksi turap digunakan pada :

Dermaga pelabuhan, tepi laut, sungai, saluran, dll Coffer dam pada pembuatan pier jembatan

Pemecah gelombang

Penahan tanah pada pekerjaan-pekerjaan sementara.

Klasifikasi Turap

Dari segi konstruksi

Turap tanpa angker (cantilever sheet pile)

Turap angker

Dari segi bahan

Turap kayu

Turap beton bertulang Turap baja


92/99

Analisis Stabilitas Konstruksi Turap

Konstruksi turap tanpa angker

Jenis tanah nir-kohesif

Jenis tanah kohesif

Konstruksi turap dengan angker


Jenis tanah kohesif

Konstruksi turap tanpa angker pada


Analisis stabilitas turap

Angka keamanan (SF)

(Mp/Ma) >= SF = 1,50~2,00

Angka keamanan (SF) digunakan untukmembagi Ep (tekanan tanah pasif) sehinggadiperoleh bagian turap yang dipancang.

Panjang turap yang dipancang diambil d = 1,2

~ 1,4 do. Panjang do didapat pada (MDo = 0).


93/99



Contoh (hlmn 83). Suatu turap kayu menahantanah setinggi 2m, dengan sudut gesek internal ()=30o, berat volume tanah () = 18 kN/m3, dankayu mempunyai kuat tarik yang diijinkan = 10Mpa = 10.000 kPa. Tentukan panjang turap yangdipancang dan dimensi turap.

Penyelesaian :

Koef tekanan tanah aktif

Koef tekanan tanah pasif

3)2

45(

3

1)

245(

2

2

=+=

==

o

o

tgKp

tgKa



Ditinjau turap dengan lebar 1m tegak lurus bidanggambarH1 = H +do

= 2 + doEA = (H1)

2 Ka= (2 + do)

2 x 18 x (1/3)= 3 (2 + do)

2 kNLengan di titik Do : eA = 1/3 (2+ do)

EP = (do)2 Kp= (do)

2 x 18 x (3)= 27 (do)

2 kNLengan di titik Do : ep = 1/3 do Do

do

H

EA

EP


94/99



a) Panjang doTinjau terhadap titik Do,

MDo = 0

-Ea ea + Ep ep = 0

(-3 (2 + do)2 ) ( 1/3 (2+ do ) +

(27 (do)2 ) ( 1/3 do ) = 0

Diperoleh do = 1,85m

d = 1,2do =1,2x1,85

= 2,3m

Panjang total

Ht = H +do= 2 + 2,3

= 4,3 m

Do

do

H

EA

EP



b) Dimensi turap

Tinjau terhadap titik Do,

(dMx/d x) = 0

(d/dx)[(-3 (2 + x)2 ) ( 1/3 (2+ x) +

(27 x2 ) ( 1/3 x )] = 0

Diperoleh x = 1m

M max =- 18 kNmAtau FH = 0

(-3(2 + x)2)+(27 x2)=0

Diperoleh x = 1m

Do

do

H

EA

EP


95/99



Misal tebal turap = t m, dan lebar b = 1m,

Sedangkan

Dipakai tebal papan turap t = 11cm

Atau dimabil 12 cm

cmtt

W

M

mt

tbW

kayu

4,10

6

18000.10

6.

6

1

2

_

32

2

==

=

==

Konstruksi turap dengan angker pada


a) Menentukan panjang bagian turap yangdipancang (d)

b) Dimensi papan turap

c) Menentukan panjang letak angker (a)

d) Dimensi batang angker

e) Letak papan angker


96/99

Contoh (hlmn 101)

Suatu turap baja sepertigambar dengankarakteristik tanah yangdiuraikan dalamtabel.Tentukan dimensiturap dan angker dengan

jarak as-as 3 m.

30

30

35

0

0

0

18

9,5

12

Atas MAT

Bwh MAT

Bwh B

c(kN/m2)

(kN/m3)Lokasi

q= 10 kN/m2

3 m

4 m

D m

1,5m

B

A

Penyelesaianq= 10 kN/m2

3 m

4 m

D m

1,5m

B

A H1

H2

d

EA1

EA2

EA3EA4

EA6

EA5Ep

H1KA1

q

H2KA1

dKA2dKp

=18 kN/m3

=9,5 kN/m3

= 30o

=12 kN/m3

= 35o


97/99

70,3)

2

45(3)

2

45(

27,0)2

45(3,0)2

45(

2212

2212

21

21

=+==+=

====

o

P

o

P

o

A

o

A

tgKtgK

tgKtgK

Gaya Aktif

Didapat

0

12,15

268,8

95,08

27,5do(5,5+do/2)

1,62do2(5,5+2/3 do)

0

2/3 .3 -1,5 = 0,5

3+4/2 1,5 = 3,7

3+4x2/3 1,5 =4.17

3+4+do/2 1,5=5,5+do/2

3+4+2/3 do1,5 =5,5+2/3 do

EA1= 10.0,3.3 = 9

EA2= 18.0,3.32 = 24,3

EA3= (10+18.3)4.0,3 = 76,8

EA4= 9,5.0,3.42 = 22,8

EA5= (64+38).do.0,27 = 27,4do

EA6= 12.0,27.do2 = 1,62do2

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Momen thd A

(kNm)

Lengn thd A

(m)

Gaya Aktif

(kN)

No.

++

++=

++=

ooo

oA

oA

ddd

dM

ddE

3

25,562,1

25,55,27376

62,15,279,132

2

2

0

Gaya Pasif

Didapat

Dengan cara coba-coba

Didapat do = 2,35 m, sehingga d =1,5do = 3,5m

Panjang total turap 10,5 m

22,2 do2 (5,5+2/3 do)3+4+2/3 do -1,5

= 5,5 +2/3 do

Ep = 12.3,7.do2

= 22,2do21.

Momen thd A

(kNm)

Lengan thd A

(m)

Gaya Pasif

(kN)

No.

( )

( )

+

++

++=

=

=

+=

=

ooooo

o

pAtotalA

totalA

oop

op

ddddd

d

MMM

M

ddM

dE

3

25,52,22

3

25,562,1

25,55,273760

0

3

25,52,22

2,22

22

2

2


98/99

Momen maksimum terjadi pada titik X dari B

Letak momen maksimum

Diperoleh x = 0,945 m dari titik B

M max =418,6 kNm

H1

H2

d

EA

1

EA2

EA3EA4

EA6EA5

Ep

H1KA1

q

H2KA1

xKA2xKp X

x

B

( )

( )

( ) 32

22

7,134,9925,151376

3

25,52,22

3

25,562,1

25,55,27376

xxxM

xxxxx

xM

MMM

totalA

totalA

pAtotalA

+=

+

++

++=

=

21,418,19825,1510

)(xx

dx

totalMd A +=

Bila digunakan t = 140 MN/m2

W = (Mmax/t) = 2990 cm3

Dari Tabel profil baja, digunakan Profil Larsssen 25 W = 3040 cm3> W = 2990 cm3

Dimensi Profil

b=550mm, h=420mm, t=20mm, s=11,5mm

hY Y

t

s

b b


99/99

Menentukan reaksi Angker (RA)

MDo

= 0

749,96206,55

70,65

178,60

334,08

83,90

75,72

7,01

7,85

7,35

4,35

3,69

1,17

0,78

10.0,3.3 = 9

18.0,3.32 = 24,3

(10+18.3)4.0,3 = 76,8

9,5.0,3.42 = 22,8

(64+38).2,35.0,27 = 64,7

12.0,27.2,352 = 8,95

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Momenthd Do

(kNm)

Lengn(m)

Gaya Aktif

(kN)

No.

H1

H2

d

EA1

EA2

EA3EA4

EA6

EA5Ep

H1KA1

q

H2KA1

dKA2dKp Do

A

RA

1,5m

95,63

7,85R

0,78

7,86

Ep = 12.3,7.2,352

= 122,60

R

1.

2.

Momen

(kNm)

Lengan

(m)

Gaya Pasif

(kN)

No.

Kondisi keseimbangan MDo = 0MDo = -Momen aktif + Momen pasif

0 = - (749,96) + (95,63 + 7,85R)Didapat R = 83,35 kN/mJarak batang angker 3 m, batang angkermemberikan beban sebesar :

RA = 3 RRA = 250 kN

Gunakan baja ST SP 37 dengan = 140 MN/m2Batang angker dengan tampang lingkaranA = RA/Diperlukan diameter 4,77 cm diambil 5 cm

teknik pondasi

Documents