pondasi tiang pancang.xlsx

(1)

1. DAYA DUKUNG AKSIAL TIANG PANCANG 1.1. BERDASARKAN KEKUATAN BAHAN Bentuk penampang tiang pancang : PIPA BAJA

Diameter tiang pancang, D = 1000 mm D = 1m

Tabel pipa baja t = 16 mm t = 0.016m

Kuat leleh baja, fy= 240 Mpa fy= 2E+05 kPa

Panjang tiang pancang, L = 40 m

Luas penampang pipa baja,

A = p / 4 * [D2 - (D - t)2] = 0.025m2

Berat baja, wa= 78.5 kN/m

3

Berat pasir, ws= 17.2 kN/m

3

Berat tiang pancang baja yang diisi pasir dalamnya,

= 601.5 kN Kapasitas dukung ultimit tiang pancang,

= 2868 kN

Angka Safety Factor untuk bahan baja, SF = 1.5

Daya dukung tiang pancang = 1912 kN

1.2. BERDASARKAN DATA BOR TANAH (SKEMPTON)

Berdasarkan hasil pengujian laboratorium didapatkan data sbb : No. Kedalaman

z1 (m) z2 (m)

1 Lempung sangat lunak

2 Lempung lunak

3 Lempung sedang

4 Lempung padat

5 Lempung padat berpasir

a. Tahanan Ujung

Tahanan ujung ultimit dengan rumus Terzaghi :

Pb = Ab * (Cb * Nc + g * L * Nq + 0.3 * g *D * Ng) Ab = luas penampang

cb = kohesi tanah di bawah dasar tiang (kN/m2) Cb = 12 kN/m 2

L = panjang tiang pancang (m) L = 40 m

D = diameter tiang pancang (m) D = 1 m

g = berat volume tanah di bawah dasar tiang (kN/m2) g = 15.71 kN/m3 Luas tampang tiang pancang, Ab = p/ 4 * D2 = 0.785 m

2

Sudut gesek dalam tanah di bawah dasar tiang, j = 25  Faktor daya dukung tanah menurut Thomlinson :

Nc = (228 + 4.3 * j) / (40 - j) Nc = 22.37

Nq = (40 + 5 * j) / (40 - j) Nq = 11

(kN/m2)

j (....) Jenis lapisan tanah

ANALISIS PONDASI PIER

JEMBATAN Wp = A * L * wa + p / 4 * (D - t) 2 * L * ws Pu = 0.60 * fy* A - 1.2*Wp P = Pu / SF 0 g (kN/m3) Cu

(2)

Ng= (6 * j) / (40 - j) Ng = 10 Tahanan ujung ultimit tiang pancang :

Pb = Ab * (Cb * Nc + g * L * Nq + 0.3 * g *D * Ng)= 5677 kN

b. Tahanan Gesek

Tahanan gesek ultimit menurut Skempton dihitung dengan rumus : ad = faktor adhesi,

cu = kohesi tanah di sepanjang tiang (kN/m2)

As = luas permukaan dinding tiang (m2) As = p * D * L1)

L1 = panjang segmen tiang pancang yang ditinjau (m)

Diameter tiang pancang, D = m

Perhitungan tahanan gesek ultimit tiang

No. As Cu ad Ps (m2) (kN/m2) (kN) 1 2 3 4 5

Tahanan gesek ultimit tiang,

Ps = S ad * cu * As= kN

c. Tahanan ultimit tiang pancang

Tahanan ultimit tiang pancang = kN

angka aman SF = 3

Daya dukung tiang pancang = 0 kN

1.3. BERDASARKAN HASIL UJI SONDIR (BAGEMANN) a. Tahanan ujung

Tahanan ujung ultimit dihitung dengan rumus : Pb = w * Ab * qc

w = luas reduksi nilai tahan ujung ultimit tiang Ab = Luas tahana ujung tiang (m2)

qc = tahan penetrasi kerucut statis yang merupakan nilai rata-rata dihitung dari B,D di atas dasar

tiang sampai 4. D di bawah dasar tiang (kNm/m2)

diameter tiang pancang D = m

Luas tampang tiang pancang = #REF! m2

Tahanan penetrasi kerucut statis rata-rata dari B,D di atas dasar s.d.4.D di bawah

dasar tiang qc = kg/cm

2

qc = 0 kN/m 2

Faktor reduksi nilai tahanan ujung ultimit tiang w =

Tahanan ujung ultimit tiang pancang = #REF! kN

b. Tahanan gesek

Tahan gesek ultimit menurut Skempton dihitung dengan rumus

Ps = S[ As * qf] P = Pu / SF Ab = p / 4 * D 2 Pb = w * Ab * qc Pu = Pb + Ps z2 (m) L1 (m) Kedalaman

Faktor adhesi untuk jenis tanah lempung pada tiang pancang yg nilainya tergantung dari nilai kohesi tanah, menurut Skempton, diambil : ad = 0.2 + [0.98]cu

(3)

Af = Luas pemukaan segmen dinding tiang (m2) As = p * D * L1

qf = Tahanan gesek kerucut statis rata-rata (kN/m)

No. As Cu ad Ps (m2) (kN/m2) (kN) 1 2 3 4 5 Ps = S[ As * qf ]

c. Tahanan ultimit tiang pancang

Tahanan ultimit tiang pancang = kN

Angka aman SF =

Daya dukung tiang pancang = kN

1.4. BERDASARKAN HASIL UJI SPT (MEYERHOFF)

Kapasitas ultimit tiang pancang secara empiris dan nilai pengujuan SPT menurut Meyerhoff dinyatakan dengan rumus

Pu = 40 * Nb * Ab + N * As kN

dan harus  Pu = 380* N * Ab kN

Nb = Nilai SPT di sekitar tiang pancang, dihitung dengan B.D di atas ujung tiang sampai 4.D dibawah ujung tiang

Nb = Nilai SPT rata-rata di sepanjang tiang Ab = Luas dasar tiang (m

2

) As = Luas selimut tiang (m 2

)

Berdasarkan hasil pengujian SPT diperoleh data sbb

No. Nilai SPT 1 2 3 4 5

Nilai SPT rata-rata disepanjang tiang N = S L1 * N / S L1 =

Nilai SPT disekitar tiang (B.D diatas dasar tiang s.d 4. D di bawah dasar tiang Nb =

Diameter tiang pancang D = m

Panjang tiang pancang L = m

Luasa dasar tiang pancang Ab = p / 4 * D 2

= 0 m2 Luas selimut tiang pancang As = p * D * L = 0 m

2 Pu = 40 * Nb * Ab + N * As = 0 kN Pu > Pu = 380* N * Ab = 0 kN N (m) #REF! #REF! Pu = Pb + Ps P = Pu / SF Kedalaman z1 (m) z2 (m) L1*N (m) L1 Kedalaman L1 z1 (m) z2 (m)

(4)

Kapasitas ultimit tiang pancang Pu = 0 kN

Angka aman SF =

Daya dukung tiang pancang P = Pu / SF = 0 kN

1.5. REKAP DAYA DUKUNG AKSIAL TIANG

No P (kN)

1 629.23

2 531.49

3 529.76

4 514.29

Daya dukung aksial terkecil, P = 514.29 kN Diambil daya dukung aksial tiang pancang, Pijin = 510.00 kN

Berdasarkan hasil uji SPT (Meyerhoff) Berdasarkan hasil uji sondir (Bagemann) Berdasarkan kekuatan bahan

Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Pancang

(5)

2. DAYA DUKUNG LATERAL TIANG PANCANG 2.1. BERDASARKAN DEFLEKSI TIANG MAKSIMUM

Daya dukung lateral tiang (H) dihitung dengan persamaan : H = yo * kh D / [ 2 * β * (e * β + 1 ) +

dengan, β = √ *kh * D / ( 4 * Ep * Ip ) ]

D = diameter tiang pancang (m), D = 0.40 m

t = tebal tiang pancang, t = 0.012 m

L = panjang tiang pancang (m), L = 40.00 m

kh = modulus subgrade horisontal (kn/m³), kh = 10750 kN/m³

Ep = modulus elastis tiang baja (kN/m²), Ep = 2.10E+08 kN/m²

Ip = momen inersia penampang (m⁴)

Ip = π / 64 * * D⁴ - ( D - t)⁴+ = 0.00014 m⁴

e = jarak beban lateral terhadap muka tanah (m), e = 0.10 m

yo = defleksi tiang maksimum (m). yo = 0.006 m

β = koefisien defleksi tiang,

β = √ *kh * D / ( 4 * Ep * Ip ) ] = 0.188497 m

β * L = 7.54 > 2.5 maka termasuk tiang panjang Daya dukung lateral tiang pancang,

H = yo * kh * D / * 2 * β * (e * β + 1 ) + = 67.16997

2.2. BERDASARKAN MOMEN MAKSIMUM

Tegangan leleh baja, fy = 240000 kN/m²

Tahanan momen, W = Ip / ( D / 2 ) = 0.00072 m³

Momen maksimum, My = fy * W = 172.8867 kN/m

Kohesi tanah rata-rata di sepanjang tiang

L1 Cu z1 (m) z2 (m) (m) (kN/m²) 1 0.00 24.20 14.2 9.00 127.80 2 24.20 25.60 11.4 18.00 205.20 3 25.60 29.60 4.0 24.00 96.00 4 29.60 32.40 2.8 32.00 89.60 5 32.40 40.00 7.6 12.00 91.20 Ʃ L1 = 40.0 ƩCu * L1 = 609.80

Kohesi tanah rata-rata, ču = Ʃ *Cu * L1+ / ƩL1 = 15.245 kN/m²

f = Hu / * 9 * ču * D ] pers.(1) g = L - ( f + 1.5 * D ) pers.(2) My = Hu * ( e + 1.5 * D + 0.5 * f ) pers.(3) My = 9 / 4 * D * ču * g² pers.(4) Dari pers.(1) : Dari pers.(2) : Dari pers.(3) : My = Hu * ( 0.700 * 0.00911 * Hu ) My = 0.00911 * Hu² * 0.70000 * Hu

Dari pers.(4) : My = 0.00456 * Hu² - 19.700 * Hu 21299.2

Pers.kuadrat : 0= 0.00456 * Hu² 20.4000 * Hu - 21299.2 f = 0.01822 Hu g = 39.40 - 0.01822 * Hu g² = 0.00033 * Hu² - 1.43581 * Hu 1552.36 9/4 * D * cu = 13.7205 NO Kedalaman Cu * L1

(6)

Dari pers.kuadrat, diperoleh tahanan lateral ultimit, Hu = 873.645 kN f = 15.9186 m Mmax = Hu * ( e + 1.5 * D + 0.5 * f ) = 7565.16 kNm

Mmax > My Termasuk tiang panjang

Dari.pers(3) : My = Hu ( 0.700 0.00911 * Hu )

My = 172.974 = 0.00911 * Hu² 0.70000 * Hu

Pers.kuadrat 0 = 0.00911 * Hu² 0.70000 * Hu - 172.974

Dari persamaan kuadrat, diperoleh tahanan lateral ultimit,

Hu = 104.629 kN

SF = 1.5

H = Hu / SF = 69.75 kN 2.3. REKAP DAYA DUKUNG LATERAL TIANG

No Uraian Daya Dukung Aksial Tiang Pancang H (kN) 1 Berdasarkan defleksi tiang maksimum 67.19 2 Berdasarkan momen maksimum 69.75

Daya dukung aksial terkecil, H = 67.19 kN Diambil daya dukung lateral tiang pancang, Hijin = 67.00 kN

3. ANALISIS FONDASI ABUTMENT 3.1. DATA FONDASI ABUTMENT

Mutu beton, K - 250 Tegangan leleh baja,

Kuat tekan beton, fc ' = 20.8 Mpa fy = 240000 kPa

Mutu baja tulangan, U - 32 Diameter tiang pancang, Tegangan leleh baja, fy = 320 Mpa D = 0.40 m

Modulus elastis beton, Ec = 21410 Mpa Panjang tiang pancang,

Berat beton bertulang, Wc = 25 kN/m³ L = 40.00 m

Lebar arah x, Bx = 3.80 m Tebal, hp = 0.80 m

Lebar arah y, By = 10.60 m Tebal, ht = 1.20 m

Depan, L1 = 1.70 m Belakang, L2 = 1.30 m

Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi liar pile-cap a = 0.50 m Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah

Jumlah tiang pancang dalam satu baris, nx = 3 buah

Jarak antara tiang pancang arah x, X = 1.40 m Jarak antara tiang pancang arah y, Y = 1.20 m BAHAN / MATERIAL FONDASI TIANG PANCANG BAJA

DIMENSI PILE CAP

(7)

Jumlah bor-pile : n = 27 buah

No Xmax = 1.20 Ymax = 5.60

1 X1 = 1.20 X1² = 25.92 Y1 = 5.60 Y1² = 188.16

2 X2 = 0.00 X2² = 0.00 Y2 = 4.20 Y2² = 105.84

3 X3 = tdk.ada X3² = tdk.ada Y3 = 2.80 Y3² = 47.04 4 X4 = tdk.ada X4² = tdk.ada Y4 = 1.40 Y4² = 11.76 5 X5 = tdk.ada X5² = tdk.ada Y5 = 0.00 Y5² = 0.00

6 Y6 = tdk.ada Y6² = tdk.ada

ƩX²= 25.92 ƩY²= 352.80

(8)

3. ANALISIS FONDASI ABUTMENT 3.1. DATA FONDASI ABUTMENT

Mutu beton, K - 250 Tegangan leleh baja, Kuat tekan beton, fc ' = 20.8 Mpa fy = 240000 kPa

Mutu baja tulangan, U - 32 Diameter tiang pancang, Tegangan leleh baja, fy = 320 Mpa D = 0.40 m

Modulus elastis beton, Ec = 21410 Mpa Panjang tiang pancang,

Berat beton bertulang, Wc = 25 kN/m³ L = 40.00 m

Lebar arah x, Bx = 3.80 m Tebal, hp = 0.80 m

Lebar arah y, By = 10.60 m Tebal, ht = 1.20 m

Depan, L1 = 1.70 m Belakang, L2 = 1.30 m

Jarak pusat tiang terluar terhadap sisi liar pile-cap a = 0.50 m Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah

Jumlah tiang pancang dalam satu baris, nx = 3 buah

Jarak antara tiang pancang arah x, X = 1.40 m Jarak antara tiang pancang arah y, Y = 1.20 m

BAHAN / MATERIAL FONDASI TIANG PANCANG BAJA

DIMENSI PILE CAP

(9)

Jumlah bor-pile : n = 27 buah

No Xmax = 1.20 Ymax = 5.60

1 X1 = 1.20 X1² = 25.92 Y1 = 5.60 Y1² = 188.16

2 X2 = 0.00 X2² = 0.00 Y2 = 4.20 Y2² = 105.84

3 X3 = tdk.ada X3² = tdk.ada Y3 = 2.80 Y3² = 47.04 4 X4 = tdk.ada X4² = tdk.ada Y4 = 1.40 Y4² = 11.76 5 X5 = tdk.ada X5² = tdk.ada Y5 = 0.00 Y5² = 0.00

ƩX²= 25.92 ƩY²= 352.80

(10)

5. PEMBESIAN PILE CAP

5.1. GAYA AKSIAL ULTIMIT TIANG PANCANG 5.1.1 TINJAUAN BEBAN ARAH X

Gaya aksial ultimit yang diderita satu tiang pancang Pumax= Pu/n + Mux * Xmax / SX²

Pumin= Pu/n + Mux * Xmax / SX²

Gaya aksial maksimum dan minimum yangdiderita satu tiangpancang

Pu Mux Pu/n Mux*X/SX² Pumax Pumin

kN kNm kN kN kN kN 1 13113.63 1569.69 485.69 72.67 558.36 413.02 2 12441.87 979.04 460.81 45.33 506.14 415.488 3 12058.63 1055.69 446.62 48.87 495.49 397.74 4 12063.67 1054.66 446.8 48.83 495.63 397.97 5 10978.48 5414.57 406.61 250.67 657.28 155.93

5.1.2 TINJAUAN BEBAN ARAH Y

Gaya aksial ultimit yang diderita satutiang pancang Pumax= Pu/n + Muy * Ymax / SY²

Pumin= Pu/n + Muy * Ymax / SY²

Gaya aksial maksimum dan minimum yangdiderita satu tiangpancang

Pu Mux Pu/n Muy*Y/SY² Pumax Pumin

kN kNm kN kN kN kN 1 13113.63 625.12 485.69 9.92 495.61 475.77 2 12441.87 0 460.81 0 460.81 460.81 3 12058.63 625.12 446.62 9.92 456.54 436.69 4 12063.67 750.14 446.8 11.91 458.71 434.9 5 10978.48 3140.17 406.61 49.84 456.45 356.76 KOMBINASI 4 KOMBINASI 5 KOMBINASI 5 No Kombinasi Pembebanan KOMBINASI 1 KOMBINASI 2 KOMBINASI 3 KOMBINASI 4 No Kombinasi Pembebanan KOMBINASI 1 KOMBINASI 2 KOMBINASI 3

(11)

Gaya ultimit maksimum(rencana) tiang pancang Pumax =

5.2 MOMEN DAN GAYA GESER ULTIMIT PILE CAP

PARAMETER BERAT BAGIAN BETON VOLUME BERAT LENGAN MOMEN

b h Panjang Shape M³ kN Xw (M) kNm

W1 1.7 0.8 10.6 1 14.416 360.400 0.850 306.340

W2 1.7 0.4 10.6 0.5 3.604 90.100 0.567 51.057

Ws = 450.500 Ms = 357.397

Faktor beban ultimit, K = 1.30

Momen ultimit akibat berat pile cap, Mus = K*Ms = 464.62 kNm Gaya geser ultimit akibat berat pile cap, Wus = K*Ws = 585.65 KN

Tebal breast wall, Bd =Bx-L1 - L2 = 0.8 m

Jumlah baris tiang pancang, ny = 9 buah

X1 = 1.20 Xp1 = X1-Bd/2 = 0.80 X2 = 0.00 Xp1 = X1-Bd/2 = tdk.ada X3 = tdk.adaXp1 = X1-Bd/2 = tdk.ada X4 = tdk.adaXp1 = X1-Bd/2 = tdk.ada X5 = tdk.adaXp1 = X1-Bd/2 = tdk.ada

Momen max. pada pile cap akibat reaksi tiang pancang, Mp = 4732.44 kNm

Momen ultimit rencana pile cap, Mur = Mp-Mus = 4267.82 kNm

untuk lebar pile cap (By) = 10.60 m

Momen ultimit rencana per meter lebar, Mu = Mur/By = 402.62 kNm Gaya geser rencana Pile Cap, Vur = ny*Pumax-Wus = 5329.90 kN

untuk lebar pile-cap (By) = 10.600 m

Gaya geser ultimit rencana per meter lebar, Vu = Vur/By = 502.82 kN 5.3 TULANGAN LENTUR PILE CAP

Momen rencana ultimit, Mu = 402.62 kNm

Mutu beton, K-250 Kuat tekan beton, fc'= 20.75 MPa

Mutu baja, U-32 Tegangan leleh baja, fy = 320 MPa

Tebal pile cap, h = ht = 1200 mm

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 100 mm

Modulus elastis baja, Es = 2.0E+05

Faktor bentuk distribusi tegangan beton, b1 = 0.85

ρb = b1*0.85*fc'/fy*600/(600+fy) = 0.03055 4732.44 tdk.ada tdk.ada tdk.ada tdk.ada KODE Jarak tiang terhadap pusat

Lengan thd.Sisi luar dinding Xp

(12)

R max = 0.75*ρb*fy**1-1/2*0.75*ρb*fy/(0.85*fc')+ = 5.8086

Faktor reduksi kekuatan lentur, φ = 0.8

Faktor reduksi kekuatan geser, φ = 0.75

Tebal efektif pile cap, d = h-d' = 1100 mm

Lebar pile cap yang ditinjau, b = 1000mm

Momen nominal rencana, Mn = Mu/φ = 503.28 kNm

Faktor tahanan momen, Rn = Mn*10-6/(b*d2) = 0.41593

Rn < Rmax (OK)

Rasio tulangan yang diperlukan :

ρ= 0.85*fc'/fy*[1-2*Rn/(0.85*fc')] = 0.00132 Rasio tulangan minimum, ρmin = 0.5/fy = 0.00156

Rasio tulangan yang digunakan, ρ = 0.00156

Luas tulangan yang diperlukan, As = ρ*b*d = 1719 mm2

Diameter tulangan yang digunakan, D 22 mm

Jarak tulangan yang diperlukan, s = π/4*D2*b/As =

Digunakan tulangan, D 22 - 200

As = π/4*D2*b/s = 1901 mm2 Untuk tulangan bagi diambil 50% tulangan pokok.

As' = 50%*As = 859 mm2 Diameter tulangan yang digunakan, D 16 mm

Jarak tulangan yang diperlukan, s = π/4*D2*b/As = 233.963 mm

Digunakan tulangan, D 16 - 200

As' = π/4*D2*b/s = 1005 mm2 5.4 TULANGAN GESER

502821 N

Vc =1/6*(fc')*b*d = 835123 N Hanya perlu tul.geser

φ.Vc = 626342 N

Vs = Vu/2 = 251410 N

Diameter tul.yang digunakan,D 13 Ambil arah jarak Y 600 mm

Luas tulangan geser, Av = π/4*D2*b/Sy = 221.2 mm2

Jarak tulangan geser yang diperlukan (arah X) :

Sx = Av*fy*d/Vs = 309.73 mm

Digunakan tulangan, D 13 Jark arah X 400 mm

Jarak arah Y 600 mm

(13)

(14)

(15)

(16)

3.2. GAYA AKSIAL PADA TIANG PANCANG 3.2.1. TINJAUAN TERHADAP BEBAN ARAH X

Gaya aksial maksimum dan minimum yang diderita satu tiang pancang : P max = P / n + Mx * X max / SX2 P min = P / n - Mx * X max / SX2 P Mx P / n Mx*X/SX2 P max P min (kN) (kNm) (kN) (kN) (kN) (kN) 1 KOMBINASI-1 2 KOMBINASI-2 3 KOMBINASI-3 4 KOMBINASI-4 5 KOMBINASI-5

3.2.2.TINJAUAN TERHADAP BEBAN ARAH Y

Gaya Aksial maksimum dan minimum yang diderita satu tiang pancang : P max = P / n + My * Y max / SY2

P min = P / n - Mx * Y max / SY2

P Mx P / n My*Y/SY2 P max P min

(kN) (kNm) (kN) (kN) (kN) (kN) 1 KOMBINASI-1 2 KOMBINASI-2 3 KOMBINASI-3 4 KOMBINASI-4 5 KOMBINASI-5

3.3. GAYA LATERAL PADA TIANG PANCANG

Resultan gaya lateral T max =  [ Tx2 + Ty2 ] Gaya lateral yang diderita satu tiang pancang H max = T max / n

Tx Ty T max H max (kN) (kN) (kN) (kN) 1 KOMBINASI-1 2 KOMBINASI-2 3 KOMBINASI-3 4 KOMBINASI-4 5 KOMBINASI-5 No KOMBINASI PEMBEBANAN No KOMBINASI PEMBEBANAN No KOMBINASI PEMBEBANAN

(17)

4. KONTROL DAYA DUKUNG IJIN TIANG PANCANG 4.1. DAYA DUKUNG IJIN AKSIAL

4.1.1. TERHADAP BEBAN ARAH X

1 KOMBINASI-1 100% <100% * Pijin =

4.1.1. TERHADAP BEBAN ARAH Y

4..2. DAYA DUKUNG IJIN LATERAL

1 KOMBINASI-1 100% <100% * Hijin =

AMAN No KOMBINASI BEBAN KERJAPERSEN PIJINPMAX (kN)Kontrol terhadap Daya dukung ijinPijin (kN) Keterangan

AMAN AMAN AMAN AMAN

No KOMBINASI BEBAN KERJAPERSEN PIJINPMAX (kN)Kontrol terhadap Daya dukung ijin

Pijin (kN) Keterangan AMAN AMAN AMAN AMAN AMAN Pijin (kN)

NoKOMBINASI BEBAN KERJAPERSEN PKontrol terhadap Daya dukung ijinIJINPMAX (kN) Keterangan

AMAN AMAN AMAN AMAN