Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Tiang Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Tiang

8.2.8 Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Tiang

Kadang-kadang tiang harus dirancang untuk kuat menahan gaya angkat aksial. Tahanan gaya Kadang-kadang tiang harus dirancang untuk kuat menahan gaya angkat aksial. Tahanan gaya angkat aksial akan merupakan tahanan gesek dari dinding tiang dengan tanah di sekitarnya. angkat aksial akan merupakan tahanan gesek dari dinding tiang dengan tanah di sekitarnya. Pada tiang bor, tambahan gaya angkat aksial dapat diberikan dengan pembesaran pada Pada tiang bor, tambahan gaya angkat aksial dapat diberikan dengan pembesaran pada ujungnya.

ujungnya.

Cara menghitung gaya angkat aksial dari tiang sama seperti menghitung tahanan gesek Cara menghitung gaya angkat aksial dari tiang sama seperti menghitung tahanan gesek dinding tiang (tanpa memperhitungkan tahanan ujung tiang). Jika pada hitungan ternyata dinding tiang (tanpa memperhitungkan tahanan ujung tiang). Jika pada hitungan ternyata gaya angkat aksial yang harus didukung oleh tiang mendekati nilai ultimitnya, maka untuk gaya angkat aksial yang harus didukung oleh tiang mendekati nilai ultimitnya, maka untuk meyakinkan keamanan struktur sebaiknya diadakan pengujian tahanan tarik tiang dalam meyakinkan keamanan struktur sebaiknya diadakan pengujian tahanan tarik tiang dalam skala penuh di lapangan.

skala penuh di lapangan.

Bila pondasi tiang dirancang untuk menahan gaya angkat aksial, maka perlu diperhatikan Bila pondasi tiang dirancang untuk menahan gaya angkat aksial, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

hal sebagai berikut :

 Kapasitas gaya angkat aksial dari tiang tunggalKapasitas gaya angkat aksial dari tiang tunggal  Kapasitas gaya angkat aksial dari kelompok tiangKapasitas gaya angkat aksial dari kelompok tiang

8.2.8.1 Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Tiang Tunggal

8.2.8.1 Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Tiang Tunggal

Perencanaan dari tiang untuk kondisi pembebanan gaya angkat (

Perencanaan dari tiang untuk kondisi pembebanan gaya angkat ( uplift uplift ) sudah menjadi) sudah menjadi semakin penting untuk struktur yang mengalami beban gempa (

semakin penting untuk struktur yang mengalami beban gempa ( seismic loadingseismic loading). Dalam). Dalam beberapa kasus kapasitas gaya angkat tiang menentukan persyaratan pemancangan tiang beberapa kasus kapasitas gaya angkat tiang menentukan persyaratan pemancangan tiang minimum.

minimum.

Berdasarkan beberapa pendapat peneliti, kapasitas gaya angkat dari tiang tunggal harus Berdasarkan beberapa pendapat peneliti, kapasitas gaya angkat dari tiang tunggal harus diambil sebesar 1/3 dari tahanan gesek dinding tiang ultimit (R

diambil sebesar 1/3 dari tahanan gesek dinding tiang ultimit (R_ss) yang dihitung dari beberapa) yang dihitung dari beberapa metode analisa statis seperti yang dijelaskan pada bab-bab sebelumnya, kecuali untuk metode analisa statis seperti yang dijelaskan pada bab-bab sebelumnya, kecuali untuk metode SPT Meyerhof dimana tidak harus digunakan. Jika uji beban tarik dilakukan untuk metode SPT Meyerhof dimana tidak harus digunakan. Jika uji beban tarik dilakukan untuk konfirmasi perencanaan, maka rencana kapasitas gaya angkat aksial dapat ditambah hingga konfirmasi perencanaan, maka rencana kapasitas gaya angkat aksial dapat ditambah hingga ½ dari uji beban tarik.

Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8 Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8

8.2.8.2 Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Kelompok Tiang

8.2.8.2 Kapasitas Gaya Angkat Aksial Dari Kelompok Tiang

Kapasitas gaya

Kapasitas gaya angkat dari angkat dari kelompok tiang kelompok tiang sering menjadi sering menjadi faktor faktor yang penting yang penting untukuntuk menentukan persyaratan kedalamanan pemancangan tiang minimum dan dalam beberapa menentukan persyaratan kedalamanan pemancangan tiang minimum dan dalam beberapa kasus dapat mengontrol perencanaan pondasi. Beberapa kondisi umum dimana kapasitas kasus dapat mengontrol perencanaan pondasi. Beberapa kondisi umum dimana kapasitas gaya angkat kelompok tiang secara signifikan dapat mempengaruhi perencanaan pondasi gaya angkat kelompok tiang secara signifikan dapat mempengaruhi perencanaan pondasi mencakup

mencakup cofferdamcofferdam, konstruksi jembatan segmental kantilever, gempa, tumbukan kapal, konstruksi jembatan segmental kantilever, gempa, tumbukan kapal atau beban puing-puing.

atau beban puing-puing.

Kapasitas Gaya Angkat Kelompok Tiang Menurut AASHTO Kapasitas Gaya Angkat Kelompok Tiang Menurut AASHTO AASHTO

AASHTO specificationsspecifications  (2002) menggunakan nilai terendah dari tiga kriteria di bawah ini  (2002) menggunakan nilai terendah dari tiga kriteria di bawah ini untuk perhitungan kapasitas gaya angkat dari kelompok tiang. Tiga kriteria tersebut adalah : untuk perhitungan kapasitas gaya angkat dari kelompok tiang. Tiga kriteria tersebut adalah : 1.

1. Kapasitas gaya angkat dari kelompok tiang adalah kapasitas gaya angkat dari tiangKapasitas gaya angkat dari kelompok tiang adalah kapasitas gaya angkat dari tiang tunggal dikali dengan jumlah tiang dalam satu kelompok tiang. Kapasitas gaya angkat tunggal dikali dengan jumlah tiang dalam satu kelompok tiang. Kapasitas gaya angkat tiang tunggal adalah 1/3 dari tahanan sisi tiang yang dihitung dengan metode analisa tiang tunggal adalah 1/3 dari tahanan sisi tiang yang dihitung dengan metode analisa statis, atau ½ dari beban runtuh yang ditentukan dari uji gaya angkat tiang.

statis, atau ½ dari beban runtuh yang ditentukan dari uji gaya angkat tiang. 2.

2. 2/3 dari berat efektif dari kelompok tiang dan tanah d2/3 dari berat efektif dari kelompok tiang dan tanah dalam alam suatu blok yang didefinisikansuatu blok yang didefinisikan sebagai keliling dari kelompok tiang dan panjang tiang yang tertanam.

sebagai keliling dari kelompok tiang dan panjang tiang yang tertanam. 3.

3. ½ dari berat efektif dari kelompok tiang dan tanah dalam suatu blok yang didefinisikan½ dari berat efektif dari kelompok tiang dan tanah dalam suatu blok yang didefinisikan oleh keliling dari kelompok tiang dan panjang tiang yang tertanam ditambah ½ total oleh keliling dari kelompok tiang dan panjang tiang yang tertanam ditambah ½ total tahanan geser tanah pada keliling permukaan

tahanan geser tanah pada keliling permukaan dari kelompok tiang.dari kelompok tiang.

Metode Tomlinson untuk Menghitung Kapasitas Gaya Angkat Kelompok Tiang. Metode Tomlinson untuk Menghitung Kapasitas Gaya Angkat Kelompok Tiang. Kapasitas gaya angkat aksial dari kelompok tiang (Q 

Kapasitas gaya angkat aksial dari kelompok tiang (Q _ugug) adalah jumlah dari 3 komponen, yaitu :) adalah jumlah dari 3 komponen, yaitu : 1.

1. Berat pelat penutup tiang (Berat pelat penutup tiang ( pile cap pile cap) ditambah berat tanah di atasnya jika ada) ditambah berat tanah di atasnya jika ada 2.

2. Berat tanah di dalam blokBerat tanah di dalam blok 3.

3. Tahanan gesek tanah disekitar area blokTahanan gesek tanah disekitar area blok Tiang dalam Tanah Non Kohesif

Tiang dalam Tanah Non Kohesif

Berat tiang yang berada dalam area kelompok tiang dapat dianggap sama dengan berat Berat tiang yang berada dalam area kelompok tiang dapat dianggap sama dengan berat tanah yang dipindahkan. Untuk tanah non kohesif, cara transfer tiang dari tiang ke tanah tanah yang dipindahkan. Untuk tanah non kohesif, cara transfer tiang dari tiang ke tanah sekitarnya merupakan masalah yang kompleks, yang bergantung pada elastisitas tiang, sekitarnya merupakan masalah yang kompleks, yang bergantung pada elastisitas tiang, lapisan tanah dan gangguan tanah waktu pemasangan tiang. Tomlinson (1994) menyarankan lapisan tanah dan gangguan tanah waktu pemasangan tiang. Tomlinson (1994) menyarankan penyebaran beban 1H : 4 V untuk volume tanah yang tercabut dan karena tahanan gesek penyebaran beban 1H : 4 V untuk volume tanah yang tercabut dan karena tahanan gesek disekeliling tiang diabaikan, faktor aman terhadap gaya tarik dapat diambil sama dengan 1. disekeliling tiang diabaikan, faktor aman terhadap gaya tarik dapat diambil sama dengan 1.

Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8 Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8

Gambar 8.32.

Gambar 8.32. Gaya angkat dari keGaya angkat dari kelompok tiang dalam lompok tiang dalam tanah non kohesif (Tomlintanah non kohesif (Tomlinson, 1994)son, 1994) Tiang dalam Tanah Kohesif

Tiang dalam Tanah Kohesif

Gambar 8.33.

Gambar 8.33. Gaya angkat dari Gaya angkat dari kelompok tiang dalam kelompok tiang dalam tanah kohesif (Tomlinson, tanah kohesif (Tomlinson, 1994)1994) Tahanan kelompok tiang dalam menahan gaya tarik ke atas (Q 

Tahanan kelompok tiang dalam menahan gaya tarik ke atas (Q _ugug) dinyatakan dalam) dinyatakan dalam persamaan

persamaan berikut berikut ::

  

_{uu11 gg} uG uG 22DD BB ZZ cc WW Q  Q 

  

   _(8.42)(8.42) Dimana : Dimana : D

D adalah adalah kedalaman kedalaman blok blok (m)(m) B

B adalah adalah lebar lebar dari dari kelompok kelompok tiang tiang (m)(m) Z

Z adalah adalah panjang panjang dari dari kelompok kelompok tiang tiang (m)(m)

Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8

Wg adalah berat total dari tanah dalam kelompok tiang + berat tiang + berat pelat penutup tiang ( pile cap) (kN)

Contoh 8.8 (Sumber Pustaka 8.4)

Untuk fondasi kelompok tiang seperti pada Contoh 8.4, jika diketahui gaya angkat maksimum pada kelompok tiang diperkirakan sebesar 1,800 kN dengan gaya angkat maksimum per tiang dalah 100 kN. Hitunglah gaya angkat aksial dari kelompok tiang dengan menggunakan AASHTO code (2002).

Cara Perhitungan : Kriteria 1 :

Kapasitas gaya angkat dari kelompok tiang adalah kapasitas gaya angkat dari tiang tunggal dikali dengan jumlah tiang dalam satu kelompok tiang. Kapasitas gaya angkat tiang tunggal adalah 1/3 dari tahanan sisi ultimit tiang yang dihitung dengan metode analisa statis, atau ½ dari beban runtuh yang ditentukan dari uji gaya angkat tiang.

Tahanan gesek dinding ultimit dari tiang tunggal dengan menggunakan metode tegangan efektif (Metode) adalah 898 kN. Kapasitas gaya angkat rencana adalah :

 

 

kN 299 kN 898 ultimit sisi tahanan Q  3 1 3 1 us







Kapasitas gaya angkat rencana kelompok tiang berdasarkan kriteria 1 adalah :

   

  

kN 176 , 7 24 kN 299 kelompok dalam tiang  jumlah tunggal tiang angkat gaya kapsitas Q _uG







Kriteria 2

2/3 dari berat efektif dari kelompok tiang dan tanah dalam suatu blok yang didefinisikan sebagai keliling dari kelompok tiang dan panjang tiang yang tertanam.

Berat volume terapung dari beton (’_c)= 24 kN/m³ - 9.8 kN/m³ = 14.2 kN/m³ Berat efektif dari kelompok tiang (24 tiang) :

= (Jumlah tiang dalam kelompok tiang) (b)(b) (D) (’_c) = 24 (0.356) (0.356) (11.5) (14.2)

Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8

Berat efektif dari tanah :

= (lapisan 1+lapisan 2+lapisan 3) (luas bruto dari kelompok tiang – luas tiang)

= [(16.5 x 1) + (6.7 x 3) + (7.8 x 7) + ( 9.8 x 0.5)] {(3.36 x 10.86) – (24 x 0.356 x 0.356)} = [16.5 + 20.1 + 54.6 + 4.9] {36.49 – 3.04}

= [96.1] {33.45} = 3,215 kN

Berat efektif dari kelompok tiang dan tanah dalam satu blok adalah = 497 + 3,215 = 3,712 kN. Kapasitas gaya angkat kelompok tiang rencana berdasarkan kriteria 2 adalah :



3,712



2,475kN Q  2₃

uG

 

Kriteria 3 :

½ dari berat efektif dari kelompok tiang dan tanah dalam suatu blok yang didefinisikan oleh keliling dari kelompok tiang dan panjang tiang yang tertanam ditambah ½ total tahanan geser tanah pada keliling permukaan dari kelompok tiang.

  

tahanangesertanahtotal



2 1 2 kriteria dari tiang kelompok efektif  berat 2 1 Q _uG

 

Tahanan geser tanah persatuan luas pada tanah non kohesif = p_d tan Lapisan 1a : pd1a = 57.8 kPa  1 = 29^o

Lapisan 1b : p_d1b = 76.1 kPa  1 = 29^o Lapisan 2 : pd2 = 113.4 kPa  1 = 31^o Lapisan 3 : pd3 = 143.1 kPa  1 = 36^o Lapisan 1a : pd1a  = 57.8 kPa dan1 = 20^o

Lapisan 1b : Untuk1 = 20^o  CF1 = 0.96 Lapisan 2 : Untuk1 = 31^o  C_F1 = 0.94 Lapisan 3 : Untuk1 = 36^o  CF1 = 0.93 Sehingga :

Lapisan 1a : Rs1a = (57.8 kPa) (tan 29^o) (2) (3.36 m +10.86 m) (1 m) = 911 kN Lapisan 1b : R_s1b = (76.1 kPa) (tan 29^o) (2) (3.36 m +10.86 m) (3 m) = 3,599 kN Lapisan 2 : R_s2 = (113.4 kPa) (tan 31^o) (2) (3.36 m +10.86 m) (7 m) = 13,565 kN Lapisan 3 : R_s3 = (143.1 kPa) (tan 36^o) (2) (3.36 m +10.86 m) (0.5 m) = 1,478 kN

Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan Bagian 8

Tahanan geser tanah total = Rs1a +Rs1b +Rs2 +Rs3

= 911 + 3,599 + 13,565 + 1,478 = 19,553 kN

Kapasitas gaya angkat kelompok tiang rencana berdasarkan kriteria 3 adalah :

  

3,712 19,553



11,633kN

Q  1₂

23 1

uG

  

Dari ketiga kriteria tersebut maka menurut AASHTO kapasitas gaya angkat kelompok tiang diambil nilai terendah dari ketiga kriteria tersebut yaitu 2,475 kN. Nilai ini lebih besar dari gaya angkat maksimum dari kelompok tiang sebesar 1,800 kN.