BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Menghitung Kapasitas Daya Dukung Lateral Pondasi Tiang
yang terjadi pada tiang, maka perlu dihitung daya dukung horizontal. Untuk menghitung daya dukung horizontal, terlebih dahulu hitung faktor kekakuan tiang untuk tanah non-kohesif. Perhitungan kapasitas daya dukung lateral tiang pancang menggunakan metode Broms.
Data :
Daya dukung lateral (BH- 01 pada kedalaman 18 m) Jenis tanah : granular
Berat isi tanah (γ) = 21,5 kN/m3 Sudut geser tanah (ø) = 41,9o Tiang :
Diameter tiang pancang (D) = 0,6 m Panjang tiang pancang (L) = 12 m
Mutu beton (f’c) = 600 kg/ cm2 = 60 Mpa Momen ultimit (My) = 17 Tonmeter = 170 kNm E = 4700 √
= 36.406,043 Mpa = 36.406.043 kN/m2 I =
π (0,6)4 = m4
Perhitungan dilakukan dengan tahap berikut :
1) Cek perilaku tiang dan hitung faktor kekakuan tiang Koefisien variasi modulus tanah (nh) = 11779 kN/m3
T = √
= 1,814 m (Persamaan 2.18)
L ≥ 4 T
12 m ≥ 7,256 m
(jenis tiang pancang dikategorikan tiang panjang/elastic pile) 2) Cek keruntuhan tiang akibat momen lentur maksimum tiang Jarak beban lateral dari permukaan tanah (e ) = 0
Koefisien tekanan tanah pasif Kp ⁄
Kp = ⁄ = 5,021 Maka : Hu = √
(Persamaan 2.38) Hu = 295,019 kN = 29,509 Ton Beban ijin lateral
H =
= 118,007 kN = 11,80 Ton
3) Cek terhadap grafik hubungan My/D4γKp dan Hu/D3γKp maka akan
Gambar 4.4. Grafik Kapasitas Beban Lateral pada Tanah Granuler
Tahanan momen ultimit = = 13,151
Nilai tahanan ultimit sebesar 25,345 diplot ke grafik di atas, sehingga diperoleh tahanan lateral ultimit sebesar 20.
12,45 = Hu = 290,303 kN = 29,03 Ton H
=
= 116,121 kN = 11,612 TonHasil yang diperoleh dengan cara analitis tidak berbeda jauh dengan cara grafis.
4.4. Menghitung Kapasitas Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Metode Elemen Hingga
Pada Metode Elemen Hingga daya dukung yang akan dihitung adalah daya dukung aksial pondasi tiang pancang. Pemodelan tanah yang digunakan adalah model Mohr – Coulomb dengan analisis axisymmetric, yaitu kondisi awal
digambarkan seperempat namun sudah mewakili sisi yang lain karena dianggap simetris. Pada model ini diasumsikan perilaku tanah bersifat plastis sempurna. Dalam perhitungan Metode Elemen Hingga, model Mohr – Coulomb merupakan
pemodelan umum dalam penyelidikan tanah dimana model ini membutuhkan parameter seperti Modulus Young, E (stiffness modulus), Poisson’s ratio (υ), sudut geser dalam (ø), kohesi (c), sudut dilantansi (Ψ), dan berat isi tanah (γ).
Parameter tanah dari hasil uji sondir, SPT dan laboratorium ini diambil dari penyelidikan tanah yang dilaksanakan oleh Laboratorium Mekanika Tanah Nomensen Medan Karena keterbatasan data, maka sebagian parameter tanah pada lapisan tertentu diasumsikan berdasarkan buku referensi teori mekanika tanah dan studi parameter tanah dengan menggunakan program All-Pile.
Data-Data yang dimasukkan dalam pemodelan menggunakan Metode Elemen Hingga, yaitu sebagai berikut :
1. Data tiang pancang
Data – data yang harus diketahui Sebelum melakukan pemodelan pondasi tiang pancang yaitu terlebih dahulu harus mengetahui data-data teknis tiang pondasi tersebut harus diketahui serta data yang dibutuhkan dalam
perhitungan daya dukung pondasi baik manual maupun dengan Metode Elemen Hingga.
Tabel 4.8. Data Tiang Pancang
No Keterangan Nilai
1 Lokasi Bore Hole 1
2 Jenis Pondasi Tiang Pondasi tiang pancang
3 Diameter Tiang (m) 0,6
4 Panjang Tiang (m) 18
5 Luas Penampang (m2) 0,2826
6 Modulus Elastisitas (E) (kN/m2) 36.406.043,45 7 Momen Inersia (I) (m4) 0,0063585
8 Berat jenis (γ) (kN/m3) 24
9 EA (kN/m) 10.288.347,75
10 EI (kNm2/m) 231.487,824
11 Angka Poisson (μ) 0,12
2. Deskripsi dan parameter tanah setiap lapisan
Karena data - data dari hasil penyelidikan tanah kurang lengkap, tidak semua data yang kita butuhkan dalam perhitungan Metode Elemen Hingga di sajikan dalam laporan hasil penyelidikan tanah maka dilakukan studi parameter tanah dengan menggunakan program All-Pile. serta koreksi-koreksi yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.
Berikut disajikan tabel yang akan mempermudah proses pemodelan tanah dalam Metode Elemen Hingga.
Tabel 4.9. Input Parameter Tanah untuk Metode Elemen Hingga
Lapisan ke -
Depth Jenis Tanah Tebal Kedalaman γdry γwet Kx Ky Es’
µ' c
Φ Ψ
Dan Lapisan Muka Air
(m) Konsistensi Tanah Tanah (kN/m3) (kN/m3) (m/day) (m/day) (kN/m2) (kN/m2)
Tanah (m) (m) 1 0 – 1 Lempung berpasir 1 - 8,0 17,8 0,000864 0,000864 4030,008 0,35 20,9 0 0 Lunak N = 4 2 2 – 3 Lempung berpasir 2 - 9,4 19,2 0,000864 0,000864 6045,012 0,35 35,9 0 0 Kaku N = 6 3 3 – 9 Pasir berlempung 6 - 7,3 17,1 8,64 8,64 6045,012 0,4 0 28,7 0 Lepas N = 6 4 9 – 15 Pasir berlempung 6 13,5 – 14 7,6 17,4 8,64 8,64 6122,500 0,4 0 29 0 Sedang-lepas-sedang N = 7 5 15 - 18 Pasir 3 - 11,7 21,5 86,4 86,4 6600,000 0,2 0 41,8 11,8 Padat-sangat padat N = 60 6 18 - 22,5 Pasir berbatu 5,50 - 11,7 21,5 864 864 6600,000 0,2 0 41,8 11,8 Sangat padat N = 60
Proses Pemodelan Pada Program Plaxis
Proses pemasukan data dilakukan dengan proses sebagai berikut :
1. Langkah pertama dalam setiap analisis yaitu atur parameter dasar dari model elemen hingga di jendela pengaturan global.
Gambar 4.4. Kotak Dialog Pengaturan Global (general setting) pada Plaxis
2. Pemodelan tanah digambar menggunakan garis geometri , diambil dengan lebar sebesar 20D (D = diameter tiang) dan kedalaman 22 m (kedalaman bore hole-1) yang terdiri dari beberapa layer dengan ketebalan tertentu.
3. Setelah selesai memodelkan struktur tanah, kemudian gambarkan dinding diafragma sebagai tiang dengan cara menggunakan tombol pelat . Kemudian gunakan tombol antar muka (interface) yang di indikasikan
Pemodelan Axisymmetry
sebagai garis teputus-putus sepanjang garis geometri untuk memisahkan kekakuan lebih dari satu elemen, yaitu kekakuan antara tanah dan tiang. 4. Setelah itu gambarkan beban permukaan, yaitu sistem beban A-beban
terpusat dengan menggunakan , kemudian input nilai bebannya dengan mengklik ujung beban.
5. Untuk membentuk kondisi batas, klik tombol jepit standar (standard
fixities) , maka akan terbentuk jepit penuh pada bagian dasar dan
jepit rol pada sisi-sisi vetikal.
6. Kemudian masukkan data material dengan menggunakan tombol
material set . Untuk data tanah, pilih soil & interface pada set type,
sedangkan data tiang pilih plates pada set type. Setelah itu seret data-data yang telah diinput ke dalam pemodelan geometri awal, seperti gambar berikut.
7. Kemudian klik Generate mesh untuk membagi-bagi elemen menjadi
beberapa bagian yang beraturan sehingga mempermudah dalam perhitungan , diupdate, klik initial condition, kondisi awal setelah terbentuknya jaring-jaring elemen (generated mesh) menandakan model elemen pada beberapa kondisi yaitu kondisi awal untuk tekanan air yang didapat dengan memodelkan muka air tanah, dan kondisi tegangan efektif awal.
Gambar 4.6. Generate Mesh
8. Kemudian klik tombol initial conditions untuk memodelkan muka air tanah. Klik pada tombol phreatic level untuk menggambarkan kedalaman muka air tanah.
Gambar 4.7. Initial water pressurepada program Plaxis
9. Kemudian klik tombol generate water pressure untukmendefenisikan tekanan air tanah. Lalu setelah muncul diagram active pore pressures, klik
update, maka akan kembali ke tampilan initial water pressure, lalu klik initial pore pressure, dan generate pore pressure maka akan muncul
diagram untuk effective stresses.
Gambar 4.9. Kondisi Effective Stresses
10.initial stresses dan ok kemudian diupdate, akhirnya calculate yes, dan
akan muncul kotak dialog perhitungan.
11.Selanjutnya akan dilakukan perhitungan dengan mengklik tombol
Calculate, lalu buatlah perhitungan Phase 1 dan Phase 2 seperti gambar di
bawah ini.
12.Sebelum melakukan perhitungan, terlebih dahulu lakukan pemilihan titik node sebagai titik yang ditinjau, titik node A yang terletak di ujung atas tiang dan diupdate. Kemudian pada phase 1 dilakukan pendefinisian beban. Dengan cara klik parameters, define, dan aktifkan beban dengan cara klik ujung beban dan update. Beban yang dimaksud adalah beban ijin rencana yaitu sebesar 200 ton.
Gambar 4.12. Pemilihan titik nodal
Gambar 4.13. Proses Perhitungan
13.Maka akan keluar kotak dialog yang berisi nilai Phi Reductionsebagai berikut.
Gambar 4.14. Nilai Phi Reduction pada program Plaxis
Nilai phi/c reduction
Nilai Σ Msf 2 (setelah konsolidasi) sebesar 1,7263 Qu titik bore hole 1 adalah : Qu = Σ Msf x 2500 kN
= 1,7263 x250 kN
= 4315,75 kN = 431, 575 Ton