DASAR-DASAR PERENCANAAN FONDASI
3.8. Daya Dukung Tiang Berdasarkan Uji Tanah dari Lapangan
Gambar 3.10, Skema Daya dukung Tiang Pancang
3.8.1. Kapasitas Tiang Dari Uji Kerucut Statis ( Sondir ) 3.8.1.1. Kapasitas Tiang Dalam Tanah Granuler
Pada tahun 1967, Vesic menyarankan tahanan ujung tiang persatuan luas ( fb ) kurang lebih sama dengan tahanan kerucut ( qc ), atau
fb = qc (3.54 ) Tahanan ujung tiang ( Qp ) dinyatakan dalam persamaan :
Qp = Ap qc (3.55. )
Pada tahun 1976, Meyerhof meyarankan pada persamaan 3.54 , besaranya nilai qc
adalah rata-rata yang di hitung dari 8D di atas dasar tiang sampai 4D di bawah ujung tiang.
Bila belum ada data hubungan antara tahanan kerucut (qc) dan tahanan tanah yang menyakinkan, pada tahun 1977 , Tomlinson menyarankan penggunaan faktor untuk hitungan tahanan ujung tiang sebagai berikut :
Qp= Ap qc (3.55. ) Dengan = 0.5
Qu
Qp Qs
L D
q'
Untuk hitungan tahanan ujung tiang dari uji sondir,menurut Heijnen (1974 ) dan DeRuiter serta Beringen (1979 ), menyarankan nilai faktor separti tabel 3.6.
Tabel 3.6. Faktor
Kondisi Tanah Faktor
Pasir terkonsolidasi normal ( OCR = 1 )
Pasir mengandung banyak kerikil kasar ( pasir dengan OCR = 2 sampai 4 )
Kerikil halus ( pasir dengan OCR = 6 sampai 10 )
1
0.67 0.5
Pada tahun 1969 Vesic, menyarankan bahwa tahanan gesek persatuan luas (f ), pada dinding beton adalah 2 kali tahanan dinding mata sondir (qf ), atau
f = 2 qf ( kg/cm2) (3.56 ) Pada tiang baja profil H,
f = qf (kg/cm2) (3.57 )
Pada tahun 1956 Meyerhof, menyarakan tahanan gesek satuan antara tiang dan tanah secara empiris dapat pula diperoleh dari tahanan ujung kerucut, sebagai berikut:
1.Untuk tiang pancang beton dan kayu pada tanah pasir
f = qc/ 200 ( kg/cm2) (3.58 ) 2. Untuk tiang baja profil H pada pasir
f = qc/ 400 (kg/cm2) (3.59 ) 3. Di Belanda, untuk tiang-tiang beton dan kayu pada tanah pasir
f = qc/ 250 (kg/cm2) (3.60 ) Dengan :
f = tahanan gesek dinding tiang persatuan luas ( cm2)
qc = tahanan ujung kerucut statis ( kg/cm2) rata-rata disepanjang tiang.
Untuk tiang pancang yang tidak berbentuk meruncing, meyerhof membatasi nilai gesek dinding persatuan luas tiak lebih dari f = 1.08 kg/cm2 ( 108 kN/m2) dan
untuk baja profil H, f = 0.54 kg/cm2 (kN/m2). Tahanan gesek pada tiang baja profil H di hitung pada keseluruhan permukaan sayap dan badan.
Tahanan gesek dinding tiang dinyatakan dengan persamaan:
Qs = As f (3.61 ) Kapasitas ultimit tiang ( Qu ), dari uji sondir seabagi berikut :
Qu = Qp + Qs
= Ap qc + As f (3.62 ) Dimana:
Ap = luas penampang ujung tiang (cm2) qc = tahanan ujung uji sondir ( kg/cm2) As = luas selimut tiang (cm2)
f = tahanan gesek dinding satuan ( kg/cm2)
Prosedur pengunaan diagram tahanan kerucut statis untuk menghitung kapasitas tiang pancang dalam tanah granuler, adalah sebagai berikut:
1. Perhatikan diagram tahanan kerucut per kedalaman dan pilihlah kedalaman sementara yang dianggap mendekati kapasitas ultimit bahan tiang yang di pakai.
2. hitung nialai rata-rata kerucut pada kedalaman tertentu, menurut cara Meyerhof atau cara lain. Untuk cara meyerhof , hitungan tahanan kerucut rata-rata (qc) di amabil pada jarak 8D diatas titik kedalaman yang dipilih dan 4D dibawah titik kadalamanyang di pilih.
3. Dari nilai rata-rata tahanan yang di peroleh dari langkah 2. hitung tahanan ujung tiang dengan menggunakan persamaan 3.55 atau 3.56.
4. Dari tahanan kerucut rata-rata di sepanjang kedalaman yang di pilih hitung tahanan gesek dinding tiang dengan persamaan 3.61 atau ynag lain.
5. Hitung kapasitas tiang ultimit total (Qu ), yaitu dengan menjumlahkan tahanan ujung dan tahanan gesek dinding yang di peroleh dari langkah 3 dan 4 atau menggunakan persamaan 3.62. kemudian, bagilah dengan faktor aman 2.5-3 untuk memperoleh kapasitas ijin tiang (Qa ).
6. Cek nilai Qa yang terhitung dengan kekuatan bahan ting ijin.
7. Jika setelah dikalikan dengan jumlah tiang, kapasitas ijin yang di peroleh dari langkah 5 lebih kecil dari beban struktur, maka kedalaman tiang harus ditambah untuk menaikan nilai tahanan gesek dinding dan tahanan uung tiang, ( dengan mempertimbangkan pula kekuatan bahan tiang ). Cara laian yaitu dengan membesarkan ujung tiang. Akan tetapi perlu di ingat bahwa tiang pancang dengan pembesaran ujung akan memperkecil tahanan tahanan gesek dindingnya. Jika tiang dengan penampang ujung besar untuk mencapai tahanan ujung ultimit yang optimal, disarankan agar tiang di pancang cukup dalam kedalam lapisan pendukung yang di pilih berdasarkan nilai tahanan kerucutnya.
3.8.1.2. Kapasitas Tiang Dalam Tanah kohesif .
Jika tanah kohesif, umumya, tahanan keruct statis (qc) dihubungakan dengan kohesi tak terdrainase ( undrained cohesion ) ( cu ), yaitu :
cu Nc = qc ( kg/cm2) (3.63 ) Nilai Nc berkisar di antara 10 sampai 30, tergantung dari sensitivitas, kompresibilitas dan adesi antara tanah dan mata sondir. Dalam hitungan biasanya Nc diambil anatara 15 sampai 18 ( Bagemann, 1965) . Tahanan ujung tiang diambil pada nilai qc rata-rata yang di hitung dari 8 D dari di atas ujung tiang dan 4D di bawah ujung tiang. Tahanan gesek persatuan luas ( f ) dari tiang pancang, secara aman, dapat di ambil sama dengan tahanan gesek selimut sondirnya (qf ) ( Bagemann 1965 ), atau :
f = qf ( kg/cm2) (3.64 ) Kapasitas ultimit tiang pancang, dinyatakan dalam persamaan:
Qu = Qp + Qs (3.65 ) Qu = Ap qc + As qf (kg )
Dimana:
Ap = luas penampang ujung tiang (cm2) qc = tahanan penetrasi kerucut statis ( kg/cm2) As = luas selimut tiang (cm2)
qf = tahanan gesek kerucut statis ( kg/cm2)
3.8.2. Kapasitas Tiang Dari Uji Penetrasi Standar (SPT )
Penentuan daya dukung fondasi tiang pancang dengan menggunakan data SPT antara lain diberikan oleh Meyerhof dan schmertmann.
Meyerhof (1956) menganjurkan formula daya dukung ( Qu ) untuk tiang pancang sebagai berikut :
Qu = 40 Nb Ap + 0.2 N As ( 3.66 ) Dimana :
Qu = daya dukung ultimit fondasi tiang pancang ( ton ) Nb = nilai NSPT pada dasar tiang pancang
Ap = luas penampang dasar tiang ( m2) N = nilai NSPT rata-rata sepanjang tiang
Untuk tiang dengan desakan tanah yang kecil seperti tiang bor dan tiang baja H, maka daya dukung selimut hanya di ambil separuh dari formula diatas, sehingga persamaannya menjadi:
Qu = 40 Nb Ap + 0.1 N As
Schmertmann menggunakan korelasi NSPT dengan tahanan ujung sondir (qc), untuk menentukan daya dukung gesekan dan daya dukung ujung tiang . seperti tabel 3.7 dibawah ini :
Tabel 3.7.Nilai gesekan kulit dan tahanan ujung untuk desain tiang pancang (sumber ; schmertmann,1967 )
Jenis tanah Deskrpsi Gesekan selimut Tahanan ujung
Pasir bersih GW,GP,GM SW,SP,SM
0.019 NSPT 3.2 NSPT
Lempung lanau -Bercampur pasir, Pasir kelanauan,
Lanau.
GC, SC,ML,CL
0.04 NSPT 1.6 NSPT
Lempung plastis CH,OH 0.05 NSPT 0.7 NSPT Batu gamping –
rapuh dan pasir berkarang
- 0.01 NSPT 3.6 NSPT