2.1 Umum
Faktor utama yang menjadi bahan pertimbangan untuk pemilihan pondasi adalah biaya dan keandalannya. Keandalan disini diartikan keyakinan dari ahli pondasi dimana rancangan yang tertulis dalam dokumen desain akan memperoleh kondisi yang mendekati kondisi lapangan sehingga dapat memikul beban dengan suatu faktor keamanan yang memadai.
Ketepatan pemilihan jenis pondasi tiang untuk digunakan sebagai struktur pondasi sangatlah menentukan dari keberhasilan suatu proyek. Pondasi tiang yang saat ini dikenal secara umum adalah pondasi tiang bor. Pondasi ini berfungsi untuk mentransfer beban pondasi ke lapisan tanah yang lebih dalam dan tentunya memiliki daya dukung yang baik, pondasi tiang bor juga dapat digunakan pula untuk menahan gaya angkat akibat tingginya muka air tanah dan menahan gaya gempa. Pada tanah lunak, penggunaan pondasi tiang bor umumnya untuk menghindari penurunan berlebih.
Selain itu dalam perencanaan pondasi, ada dua kriteria yang harus dipenuhi yaitu : 1. Besarnya beban yang diteruskan oleh pondasi ke dalam tanah harus selalu
tidak melampaui kekuatan dukung tanah sehingga pondasi tetap stabil. 2. Penurunan yang terjadi tidak melampaui batas tertentu agar struktur dan
bagian-bagiannya tidak mengalami kerusakan dan atau menyebabkan terganggunya fungsi bangunan.
2.2 Karakteristik Tiang Bor
Pondasi tiang bor memilki karakteristik khusus karena cara pelaksanaannya yang dapat mengakibatkan perbedaan perilakunya di bawah pembebanan dibandingkan dengan tiang pancang. Hal-hal yang mengakibatkan perbedaan tersebut diantaranya :
1. Tiang bor dilaksanakan dengan menggali lubang bor dan mengisinya dengan material beton.
2. Beton dicor dalam keadaan basah dan mengalami masa curing dibawah tanah.
3. Kadang-kadang digunakan casing dan shurry untuk kestabilan dinding lubang bor dari kelongsoran dinding tanah.
2.2.1 Kelebihan dan Kekurangan Pemakaian Pondasi Tiang Bor Tiang bor yang dicor langsung ditempat (Cast-In Place Piles), dibentuk dengan membuat sebuah lubang dalam tanah sesuai dengan dimensi dari tiang yang akan dibuat dengan mengisinya dengan anyaman tulangan, selanjutnya dituangkan beton cair untuk didiamkan dan akhirnya „membatu‟ dan terbentuk tiang dengan tanah sebagai bekisting atau cetakannya. Pondasi tiang jenis ini memilki beberapa kelebihan dan kekurangan diantaranya :
Metode desain yang semakin handal. Berbagai metode desain yang rasional telah dikembangkan untuk berbagai macam pembebanan dan kondisi tanah.
Kapasitas kedalaman elevasi ujung pondasi/lapisan pendukung. Lokasi yang pasti dari penggalian untuk pondasi tiang bor dapat diinfeksikan atau diukur.
Inspeksi tanah galian. Keandalan dari desain pondasi hanya baik bila kondisi tanah diketahui. Untuk pondasi tiang bor, saat penggalian dapat dilakukan pemeriksaan mengenai jenis tanah untuk membandingkan dengan jenis tanah yang diantisipasi.
Dapat dilakukan pada berbagai jenis tanah. Pondasi tiang bor pada umumnya dapat dikonstruksi pada hampir semua jenis tanah. Pengeboran dapat dilakukan pada tanah kerikil dan breksi, juga dapat menembus jenis batuan keras lainnya.
Gangguan lingkungan yang minimal. Suara, getaran dan gerakan dari tanah sekitarnya dapat dikatakan minimum.
Kemudahan terhadap perubahan konstruksi. Kontraktor dapat dengan mudah mengikuti perubahan diameter atau panjang tiang bor unutk mengkompensasikan suatu kondasi yang tidak terduga.
Umumnya daya dukung yang amat tinggi memungkinkan perancangan satu kolom dengan dukungan satu tiang (one column one pile) sehingga dapat menghemat kebutuhan untuk pile cap.
Mudah memperbesar kepala tiang bila diperlukan misalnya untuk meningkatkan inersia terdahadap momen.
Namun demikian terdapat juga beberapa kelemahan tiang bor,diantaranya : Pelaksanaan yang sukses sangat bergantung pada keterampilan dan
kemampuan kontraktor.
Kondisi tanah di kaki tiang kadangkala rusak oleh proses pemboran atau sedimentasi lumpur sehingga seringkali daya dukungnya tidak dapat diandalkan.
Berbahaya bila ada tekanan artesis karena tekanan ini dapat menerobos keatas.
Disamping itu ada beberapa masalah tiang bor yang belum terjawab diantaranya :
Besarnya reduksi kuat geser tanah akibat cara pemboran yang berbeda. Efek migrasi air dari beton ke dalam tanah.
Pengaruh dari teknik pelaksanaan.
Sebagai konsekuensi dari keandalan yang ditawarkan oleh pondasi tiangbor, perhatian yang lebih besar harus dicurahkan pada detail pelaksanaannya dan pengaruh yang potensial terhadap prilaku serta biayanya. Hal ini dapat dilakukan dengan mencari data penyelidikan tanah yang lebih akurat dan engineer yang berpengalaman untuk pekerjaan inspeksi.
2.3 Perhitungan Pondasi Rakit (Raft Foundation)
Pondasi rakit pada umumnya berupa slab (plat) beton dengan ketebalan tertentu dan terletak di bawah permukaan tanah yang umumnya dipakai untuk tempat parkir atau gedung bawah tanah. Pondasi rakit sering dikombinasikan dengan pondasi tiang untuk mendapatkan daya dukung pondasi yang lebih besar.
Pada salah satu kasus yang terjadi pada gedung di Eropa. G. J. Tamaro dan A. H.
Brand mengungkapkan bahwa Beban dari struktur atas dapat didistribusikan pada
pondasi rakit sebesar 45% dan pondasi tiang sebesar 55%. Beban struktur atas sebesar 45% disebarkan seluas pondasi rakit. Pendistribusian beban dapat dilihat pada gambar 2.1
Sumber : Ulrich, Edward J.
Gambar 2.1 Distribusi beban antara pondasi tiang dengan pondasi rakit
2.3.1 Daya Dukung Pondasi Rakit (Raft Foundation)
Perhitungan daya dukung pondasi rakit (Raft Foundation) dapat digunakan persamaan yang diperkenalkan Brinch Hansen (1970) untuk menghitung kapasitas daya dukung tanah, yaitu :
d i s N B d i s N D d i s N c q . . . 1/2 . . . (2.1)
Sc,Sq,sγ = faktor bentuk (shape factor) dapat dilihat pad tabel 2.2
d
c,dq,dγ = faktor kedalaman dapat dilihat pada tabel 2.2i
c,iq,iγ = faktor inklinasi diambil 1 jika beban vertikalTabel 2.1 Faktor Daya Dukung
Φ, derajat Nc Nq Nγ(H) Nq/Nc 2tanΦ(1-sinΦ) Nγ(M)* 0 5 10 20 25 30 35 40 45 45 50 5.14 6.5 8.3 11.0 14.8 20.7 30.1 46.1 75.3 133.9 266.9 1.0 1.6 2.5 3.9 6.4 10.7 18.4 33.3 64.2 134.9 319.0 0 0.1 0.4 1.2 2.9 6.8 15.1 33.9 79.5 200.8 568.5 0.19 0.24 0.30 0.36 0.43 0.51 0.61 0.72 0.85 1.01 1.20 0 0.15 0.24 0.29 0.32 0.31 0.29 0.25 0.21 0.17 0.13 0 0.1 0.4 1.1 2.9 6.8 15.7 37.1 93.7 262.7 873.7
Tabel 2.2 Faktor Bentuk, Kedalaman dan Inklinasi
Faktor Bentuk Faktor Kedalaman Faktor Inklinasi Sc’ = 0,2 B/L Sc = 1 + Nq.B/Nc.L d’c = 0,4 D/B d’c = 0,4 tan-1 D/B D < B D > B a c 0,5 0,5 1 H/A/c i' 1 / 1 i'c iq iq Nq d’c = 1 + 0,4 D/B d’c = 1 + 0,4 tan-1 D/B D < B D > B Sq = 1 + (B/L) tanΦ dq = 1 + 2 tanΦ(1-sinΦ)2 D/B dq = 1 + 2 tanΦ(1-sinΦ)2 tan-1 D/B D < B D > B 5 cot 5 , 0 1 a f q c A V H i
Sγ = 1 – 0,4 B/L dγ = 1,00 untuk semua Φ Tanah rata :
5 cot 75 , 0 1 a fc A V H i Tanah Miring : 5 0 cot ) 450 / 7 , 0 ( 1 a f o c A V H i
Daya dukung ijin harus lebih besar dari jumlah reaksi perletakan pada Core
Wall, Tetapi pengaruh penggunaan pondasi tiang tetap diperlukan untuk
dapat menahan gaya uplift akibat air tanah dan penurunan pada pondasi rakit (consolidation settlement), terutama pada saat pelaksanaan konstruksi berlangsung dan gedung telah berdiri.
2.3.2 Penurunan Konsolidasi
Settlement ini terjadi setelah bangunan terjadi walaupun tidak ada
penambahan beban karena tanah di bawah pondasi termampatkan oleh tekanan pondasi. Pemampatan tanah ini menyebabkan pori tanah mengecil. Lapisan pasir murni tidak mengalami settlement ini.
Teori konsolidasi primer 1 dimensi Terzaghi memberikan persamaan untuk menghitung besarnya penurunan konsolidasi sebagai berikut :
1. Untuk tanah lempung terkonsolidasi secara normal :
o o o c c p p p H e C S .log 1 (2.2)
2. Untuk tanah lempung terkonsolidasi secara berlebihan : a. Bila (Po + ΔP) = Pc o o o s c p p p H e C S .log 1 (2.3)
Dengan Cs adalah indeks rekompresi
b. Bila (Po + ΔP) > Pc o o o c o c o s c P P P e H C P P e H C S log 1 log 1 . . (2.4)
Dengan Pc adalah tekanan prakonsolidasi
Dimana :
Cc = indeks kompresi
eo = angka pori awal
H = tebal lapisan tanah lempung Po = tegangan overburden
2.4 Daya Dukung Aksial Tiang Tunggal
Di dalam perhitungan kapasitas daya dukung pondasi tiang bor, persamaan yang dipakai pada umumnya sama dengan rumus untuk menghitung kapasitas daya dukung pondasi tiang pancang. Yang kadang kala membedakan adalah daya dukung selimut. Dimana pada pondasi tiang bor, mobilisasi daya dukung selimut
(friction) tidak 100% tetapi ada pengurangan. Hal ini diakibatkan oleh adanya
pengaruh pengeboran (drilling), adakalanya penggunaan slurry dapat
menyebabkan terhalangnya permukaan pondasi dengan tanah, sehingga kontak tanah dengan tiang tidak terjadi secara langsung.
Kalau digunakan bentonit untuk menahan sisi dinding lubang bor, maka akan berakibatkan terhadap berkurangnya daya dukung friksi akibat bentonit yang digunakan tidak dapat dihilangkan dari ruang antara tanah dengan beton. Hal ini akan mengakibatkan suatu lapis adukan beton yang lunak (soft slurry) diantara bidang kontak.
Didalam perencanaan daya dukung aksial suatu tiang dapat digunakan parameter-parameter dari beberapa data yang ada, yaitu data parameter-parameter tanah yang didapat dari uji sempel di laboratorium, data sondir dan data N-SPT dari bor log.
Pada dasarnya kapasitas daya dukung tiang dapat dihitung dengan persamaan dasar yang dikemukakan oleh Tomlinson (1977) berikut :
Q
U =Q
P +Q
S -W
P (2.5)Q
U = tahanan ultimit tiangQ
S = tahanan selimut tiang (skin friction)Biasanya harga
W
P (weight of the pile) ini diabaikan karena sangat kecilpengaruhnya terhadap daya dukung ultimit tiang. Sehingga persamaan (2.6) dapat ditulis :
Q
U =Q
P +Q
S (2.6)2.4.1 Persamaan Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data Parameter Tanah dari Laboratorium
A. Metode Statis Meyerhoff
Meyerhoff (1976) mengajukan formula statis untuk menganalisa
daya dukung tiang dengan menggunakan faktor daya dukung (Nc dan Nq) berdasarkan parameter tanahnya (pasir menggunakan nilai sudut geser Φ, lempung menggunakan nilai kuat geser Cu), sehingga formulanya dibedakan untuk tanah pasir dan lempung. a. Tanah Pasir
Formula yang digunakan adalah : q p p p p A q A q N Q 1 . . '. " (2.7)
Qp1 = daya dukung ujung tiang
Ap = Luas penampang ujung tiang
qp = daya dukung batas di ujung tiang persatuan luas
q’ = tegangan vertical efektif
b. Tanah Lempung
Formula yang digunakan adalah : c u p p p p A q A C N Q . . . " (2.8)
Qp = daya dukung ujung tiang
Ap = Luas penampang ujung tiang
qp = daya dukung batas di ujung tiang persatuan luas
Cu = kuat geser Undrained
N”c = faktor daya dukung ujung untuk tanah lempung.
Tahanan Gesek persatuan luas [f(z)] untuk setiap kedalaman z dapat ditentukan sebagai :
f A
Qs s. (2.9)
Qp = daya dukung selimut tiang
Ap = Luas selimut tiang = p x ΔL
p = keliling tiang
ΔL = panjang segmen tiang yang terbenam f = gesekan selimut tiang
B. Metode Statis Coyle and Castello
Coyle and Castello 1981 telah menganalisa sejumlah uji beban
lapangan berskala besar pemancangan tiang pada pasir. Untuk pasir, beban batas dapat dinyatakan dengan persamaan :
pL f A Nq q Q Q Qu p s '. *. p av. (2.10) tan . 'v av K f (2.11)
q’ = tegangan vertikal efektif pada ujung tiang
fav = tahanan gesek rata-rata untuk keseluruhan tiang
K = koefisien tekanan tanah lateral
σ’v = tekanan overburden efektif rata-rata
δ = sudut gesek anata tanah dengan tiang
Berdasarkan studi ini, perhitungan untuk nilai faktor daya dukung (Nq*) dikorelasikan dengan nisbah panjang tiang L/D. Gambar 2.1
memperlihatkan nilai-nilai Nq* untuk berbagai nisbah panjang
tiang dengan sudut gesek tanah. Disini nilai Nq* secara perlahan
akan meningkat dengan L/D hingga mencapai suatu nilai maksimum tertentu dan akan menurun sesudahnya.
Sumber : Das, Braja M.
Dengan cara yang sama, nilai-nilai deduksi K untuk berbagai nilai φ dan nisbah L/D diberikan pada gambar 2.11. Di sini dapat dilihat bahwa untuk berbagai nilai φ, K berkurang secara linier dengan nisbah L/D. Pada gambar ini diasumsikan bahwa,
8 .
0 (2.12)
Maka dengan mengkombinasikan persamaan (2.8), (2.9), dan (2.10) dapat diperoleh. 8 . 0 tan . ' . . * ' q p v u q N A pLK Q (2.13)
Dari hasil 24 uji beban tiang, Coyle and Castello telah memperlihatkan bahwa persamaan (2.10) dapat dihitung beban batas dengan rentang kesalahan + 30%, dengan mayoritas jatuh di dalam rentang kesalahan + 30%.
2.4.2 Persamaan Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data
Cone Penetration Test (CPT) dari Uji Sondir
Perhitungan daya dukung ini menggunakan metode Nottingham &
Schmertmann (1975). Daya dukung ujung tiang dapat dihitung dengan
menggunakan formula sebagai berikut : p c c p A q q Q . 2 2 1 (2.14) Qp = daya dukung ujung tiang
Ap = luas penampang ujung tiang
qc1 = nilai qc rata-rata 0.7D-4D di bawah ujung tiang
qc2 = nilai qc rata-rata 8D
Bila zona lembek dibawah tiang masih terjadi pada kedalaman 4D – 10D, maka perlu dilakukan reduksi terhadap nilai rata-rata tersebut. Pada umumnya nilai perlawanan ujung diambil tidak lebih dari 150 kg/cm2 untuk pasir dan tidak melebihi 100 kg/cm2 untuk tanah pasir kelanauan. Jika sondir mekanis digunakan pada tanah lempung, tahanan ujung harus dikalikan dengan angka 0,6 karana nilai qc dapat bertambah akibat gesekan pada selimut dan jika desain didasarkan pada batas leleh, maka daya dukung harus dikalikan dengan 0,73.
Tahanan kulit (skin friction) dihasilkan dari nilai slip relative yang kecil diantara tang dan tanah. Kontribusi tahanan kulit pada umumnya dihitung sebagai suatu nilai rata-rata pada satu atau dua pertambahan kedalaman. Untuk mandapatkan daya dukung selimut tiang dapat digunakan formula sebagai berikut :
D z L D z s s s s c s s f A f A D z K Q 8 0 8 / . . 8 (2.15)
Qs = daya dukung selimut tiang
K = faktor koreksi fs, Ks untuk tanah pasir dan Kc untuk tanah lempung.
Z = kedalaman dimana fs diambil
D = diameter tiang
fs = gesekan selimut sondir
As = Luas selimut tiang setiap interval kedalaman fs
L = panjang total bagian tiang terbenam
2.4.3 Persamaan Daya Dukung Tiang Tunggal Berdasarkan Data N-SPT
A. Metode SPT Meyerhoff (1956)
Persamaan daya dukung tiang tunggal berdasarkan data N-SPT dihitung dengan menggunakan metode SPT Meyerhoff (1956). Metode ini menggunakan besarnya nilai N – SPT sebagai parameternya. Untuk menghitung besarnya tahanan ujung dapat dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut :
p b
p N A
Q 40. . (2.16)
Qp = tahanan ujung ultimit
Ap = Luas penampang ujung tiang
B. Metode Statik
Dari data N – SPT maka daya dukung batas sebuah fondasi tiang dapat diformulasikan sebagai berikut :
N x A Qs s 0,20 (2.17) xpb A Qp p (2.18)
Nilai pb tergantung dari jenis tanah seperti yang tertera pada tabel 2.3 berikut :
Tabel 2.3 Nilai pb
Jenis Tanah N < 15 N > 15
ton/ft2 ton/m2 ton/ft2 ton/m2
Pasir Lanau Lempung 4 N 2.5 N 2 N 40 N 25 N 20 N 60 + 2(N-15) 37.5 + 1.25(N-15) 30 + (N+15) 600 + 20(N-15) 375 + 12.5(N-15) 300 + 10(N-15)
Sumber : Diarsa, Ir. Made G.
2.4.4 Daya Dukung Ijin
Daya dukung batas tiang dapat dihitung sebagai jumlah dari daya dukung tiang ujung dan daya dukung tahanan kulit
SF Qu Qall (2.19) Dimana, Qu = Q ultimate SF = faktor keamanan
2.5 Efisiensi dan Daya Dukung pada Kelompok Tiang
Dikarenakan beban struktur atas sudah didistribusikan ke pondasi rakit sebesar 45%, maka beban yang diterima oleh group pile sebesar 55%.
Perlu diperhatikan bahwa walaupun persamaan kapasitas tiang adalah untuk tiang tunggal, namun dalam pelaksanaannya jarang digunakan sebagai tiang tunggal. Umumnya paling sedikit dua atau tiga tiang yang digunakan dalam sebuah kelompok, dikarenakan masalah penjajaran dan eksentrisitas yang kurang baik. Apabila pengaturan tiang pada suatu pile cap telah mengikuti persyaratan. Maka kapasitas daya dukung grup tiang tidak sama dengan kapasitas daya dukung suatu tiang dikalikan dengan banyaknya tiang pada grup tiang tersebut. Tetapi didefinisikan sebagai perkalian antara daya dukung satu tiang dengan banyaknya tiang dikalikan lagi dengan efisiensi grup tiang. Atau dituliskan dalam formula sebagai berikut :
g ut ug Q nE
Q . . (2.20)
Qug = kapasitas daya dukung maksimum grup tiang
Eg = efisiensi grup tiang
n = banyaknya tiang
Qut = kapasitas daya dukung maksimum satu tiang
2.5.1 Efisiensi Kelompok Tiang pada Tanah Pasir
Formula ini didasarkan pada jumlah daya dukung gesekan dari kelompok tiang sebagai kesatuan.
Eg = efisiensi grup tiang
m = jumlah tiang dalam baris
n = jumlah tiang dalam kolom
s = jarak antar tiang (spasi)
D = diameter tiang
p = keliling dari penampang tiang
2.5.2 Efisiensi Kelompok Tiang pada Tanah Lempung Daya dukung kelompok tiang dihitung sebagai berikut :
Tentukan jumlah total kapasitas kelompok tiang
L p C C A n m Q Q n m Qu . . p s . .9. p. u(p) . u. . (2.22) Tentukan daya dukung blok berukuran L x Bg x Lg
L C B L N C B L Qu g. g. u(p). c' 2 g g . u. (2.23) Bandingkan kedua besaran diatas. Harga daya dukung diambil nilai
yang lebih kecil.
Ap = luas penampang (m2)
m = jumlah tiang pada deret baris
n = jumlah tiang pada deret kolom
P = keliling tiang (m)
ΔL = panjang pembenaman (m)
Nc’ = diperoleh dari grafik Bjerrum dan Eide‟s
2.6 Daya Dukung Lateral
Beban lateral dan momen dapat bekerja pada pondasi tiang akibat gaya gempa, gaya angin pada struktur atas, beban satik seperti misalnya tekanan aktif pada
abutment jembatan atau pada soldier pile, tumbukan kapal dan lain-lain. Untuk
analisis, kondisi kepala tiang dibedakan sebagai kondisi kepala tiang terjepit (fixed head) dan kepala tiang bebas (free head).
Beban lateral yang diijinkan pada pondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria :
1. Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan.
2. Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan. A. Penentuan Kriteria Tiang Panjang dan Tiang Pendek
Dalam perhitungan pondasi yang dibebani lateral disamping kondisi kepala tiang, umumnya tiang dibedakan perilakunya atas pondasi tiang pendek dan pondasi tiang panjang. Pada tiang pendek, sumbu tiang masih tetap lurus pada kondisi terbebani lateral. Kriteria penentuan tiang pendek dan tiang panjang didasarkan pada kekakuan relatif antara pondasi tiang dengan tanah.
Pada tanah lempung over consolidated, modulus subgrade tanah biasanya diasumsikan konstan terhadap kedalaman tanah. Dalam hal ini digunakan faktor kekakuan R untuk menentukan tiang pendek atau tiang panjang.
4 KD
EI
Tabel 2.4 Hubungan Antara ks dan Cu Konsistensi Sedang hingga Teguh Teguh hingga Amat teguh Keras Kuat geser Undrained Cu (kg/cm2) 0.50 – 1.00 1.00 – 2.00 > 2.00 Rentang ks (kg/cm2) 0.15 – 0.30 0.30 – 0.60 > 0.60
Sumber : Rahardjo, Paulus P.
Sedangkan pada tanah lempung yang terkonsolidasi normal dan tanah berbutir kasar, nilai modulus subgrade umumnya meningkat secara linier terhadap kedalaman, sehingga digunakan kriteria lain :
5
n EI
T (2.25)
E = modulus tiang
I = momen inersia tiang
ηn = modulus variasi reaksi subgrade dalam satuan Kn/m3 yang
Tabel 2.5 Nilai Modulus Reaksi Subgrade ηn. Jenis Tanah ηn dalam kN/m3 Kering Tercelup Pasir lepas Pasir sedang Pasir padat
Pasir sangat lepas dengan babn berulang Tanah organic yang sangat lunak Lempung sangat lunak
Beban statis Beban berulang 2.6 x 103 7.7 x 103 20 x 103 - - - - - 1.5 x 103 5.2 x 103 12.5 x 103 0.41 x 103 0.15 x 103 - 0.45 x 103 0.27 x 103
Sumber : Saran, Swam., 1996
Kriteria tiang pendek dan panjang ditentukan berdasarkan nilai R dan T yang telah dihitung dengan ditunjuan dalam tabel 2.5.
Tabel 2.6 Kriteria Jenis Tiang
Jenis Tiang Modulus Tanah
Kaku (pendek) L < 2T L < 2R
Elastis (panjang) L > 4T L > 3.5R
Ada beberapa metode untuk menghitung daya dukung lateral diantaranya metode Broms, Brinch – Hansen dan Reese – Matlock. Pada penulisan Tugas Akhir ini akan dibahas penggunaan metode Broms.
) . 67 . 0 ( . 2 Xo e Mu Hu (2.26) Kp D Hu Xo . '. 82 . 0 (2.27) Xo e Hu Mmaks 0.67. (2.28) 2 45 tan2 Kp (2.29)
Sedangkan untuk tanah lempung digunakan persamaan :
) 5 . 0 5 . 1 ( . 2 Xo D Mu Hu (2.30) D Cu Hu Xo . . 9 (2.31)
Sumber : Rahardjo, Paulus P.
Gambar 2.4 Kapasitas Lateral Ultimit Untuk Tiang Panjang Pada
2.7 Penurunan Pondasi
2.7.1 Penurunan Pondasi Tiang Tunggal
Pada perencanaan pondasi tiang tunggal perkiraan penurunan dapat dihitung dengan menggunakan formula-formula Vesic (1977) berikut :
ps p s S S S
S (2.32)
S = penurunan total pondasi tiang tunggal
Ss = penurunan akibat deformasi aksial tunggal
Sp = penurunan dari ujung tiang
Sps = penurunan tiang akibat beban yang dialihkan sepanjang tiang
Ketiga komponen diatas dihitung secara terpisah dengan menggunakan formula-formula berikut :
p p s s p s E A L Q Q S . (2.33)
Qp = daya dukung ujung tiang
Qs = daya dukung selimut tiang
L = panjang tiang
Ap = Luas penampang tiang
E = modulus elastis tiang
Αs = koefisien distribusi gesekan selimut tiang
p p v p q D Q C S . . (2.34) Cv = koefisien Vesiq
D = diameter tiang ws s s s ps V I E D L p Q S 1 2 . (2.35) L p Qs
. = gesekan rata-rata yang bekerja sepanjang tiang p = keliling tiang
L = panjang tiang yang terbenam D = diameter tiang
Es = modulus elastisitas tanah Vs = poisson‟s ratio tanah
Iws= faktor pengaruh =
D L 35 . 0 2 Metode empiris p p E A L Q D S . . 100 (2.36)
S = penurunan total kepala tiang
D = diameter tiang
Q = beban kerja
Ap = luas penampang tiang
L = panjang tiang
2.7.2 Penurunan Pondasi Kelompok Tiang
Penurunan kelompok tiang umumnya lebih besar daripada pondasi tiang tunggal karena pengaruh tegangan pada daerah yang lebih luas dan lebih dalam. Berikut beberapa metode yang dapat digunakan, diantaranya : A. Metode Vesic (1977)
D Bg s
Sg (2.37)
s = penurunan pondasi tiang tunggal
Sg = penurunan kelompok tiang
Bg = lebar kelompok tiang
D = diameter tiang tunggal
B. Metode Meyerhoff (1976) B.1. Berdasarkan hasil N-SPT N I B q Sg g . . 2 (2.38)
Sg = penurunan kelompok tiang
q = tekanan pada dasar pondasi
Bg = lebar kelompok tiang
N = harga N rata-rata pada kedalaman + Bg di bawah kaki pondasi
tiang
I = 1 L/8Bg 0.5
L = kedalaman pondasi tiang = panjang tiang
Untuk mengontrol suatu perencanaan dan pembangunan gedung di daerah Ibukota, Pemerintah Daerah DKI Jakarta melalui UU No. 7 tahun 1991, tentang bangunan dalam wilayah DKI Jakarta mengatur tentang penurunan maksimum yang diperbolehkan dalam wilayah DKI Jakarta. Batasan maksimum yang diijinkan seperti yang terlihat pada tabel 2.6
Tabel 2.7 Penurunan Maksimum pada Pondasi Bangunan
Jenis Pondasi
Total penurunan yang diijinkan Tanah Pasir Tanah Lempung 1. Pondasi Setempat
2. Pondasi Plat Lantai 3. Pondasi eton bertulang
untuk silo, menara air, dan sebagainya. 4.0 cm 7.5 cm 7.5 cm 6.5 cm 15 cm 15 cm
2.8 Pile Cap dan Tie Beam
Pile cap berfungsi untuk mendistribusikan beban dari kolom ke beberapa tiang yang berada pada pile cap. Untuk menyebarkan gaya secara merata maka letak dari pondasi tiang harus terletak pada titik pusat massa pile cap. Dan agar penurunan yang terjadi pada suatu tiang pada satu pile cap dapat terjadi bersamaan. Penurunan yang terjadi pada masing-masing pile cap juga harus seragam, untuk itu antara pile cap yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh tie beam. Dengan kontruksi seperti ini maka antara tiang akan bekerja bersama dan menjadi satu kesatuan yang monolit, seperti halnya cara kerja beton dengan tulangan baja.
2.9 Faktor Keamanan
Faktor keamanan (FK) merupakan nilai banding antara beban layan dengan kekuatan bahan. Namun kedua besaran nilai banding ini tidak diketahui secara pasti, sehingga peraturan atau pengalaman sangat diutamakan untuk mendapatkan nilai yang sesuai. Dalam perencanaan pondasi, nilai faktor keamnan didapat dengan membagi gaya yang dapat ditahan oleh tiang dengan daya dukung ultimit, sehingga diperoleh daya dukung yang diizinkan. Besarnya beban yang bekerja harus lebih kecil dari daya dukung ijin tersebut agar pondasi dapat dinyatakan aman untuk memikul beban.
10 . 1 ) ( lUltimit Gayalatera Ultimit Ijin DayaDukung eral TahananLat FK (2.40)
